อากาศบนดาวอังคารมีอะไรให้หายใจบ้าง และมนุษย์จะอยู่ได้อย่างไร

ลองนึกภาพว่า วันหนึ่งมนุษย์เดินทางไปถึงดาวอังคาร เปิดประตูยานออกมา แล้วตั้งใจสูดอากาศแรกของดาวเคราะห์สีแดงเข้าเต็มปอด

สิ่งที่เกิดขึ้นคงไม่ใช่ความรู้สึกเหมือนได้สูดอากาศใหม่ ๆ แต่เป็นสถานการณ์ฉุกเฉินทันที เพราะ อากาศบนดาวอังคารหายใจไม่ได้

ดาวอังคารมีบรรยากาศเหมือนโลก เพียงแต่บางกว่ามาก และส่วนใหญ่เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ประมาณ 95% ส่วนที่เหลือหลัก ๆ คือไนโตรเจนและอาร์กอน ขณะที่ออกซิเจนมีอยู่เพียงประมาณ 0.13% เท่านั้น

ลองเทียบกับโลกที่อากาศมีออกซิเจนประมาณ 21% ก็จะเห็นภาพทันทีว่า ดาวอังคารแทบไม่มีสิ่งที่มนุษย์ต้องใช้หายใจ

แถมอากาศที่นั่นยังเบาบางมาก ความดันบรรยากาศบริเวณพื้นผิวมีเพียงประมาณ 0.6% ของโลก การไปยืนอยู่บนดาวอังคารจึงไม่ใช่แค่เรื่องของการหาออกซิเจนให้พอ แต่สภาพความดันก็ไม่เหมาะกับร่างกายมนุษย์ด้วย

เพราะแบบนี้ ถ้ามนุษย์ไปดาวอังคารจริง ๆ ชุดอวกาศจะกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้

ชุดนั้นไม่ได้มีหน้าที่แค่กันหนาวหรือป้องกันฝุ่น แต่ต้องมีระบบที่ทำให้คนข้างในสามารถหายใจได้ มีความดันเหมาะสม ช่วยควบคุมอุณหภูมิ และจัดการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการหายใจออก

พูดง่าย ๆ คือ คนที่เดินอยู่บนดาวอังคารไม่ได้กำลังหายใจอากาศของดาวอังคาร แต่กำลังพกสภาพแวดล้อมที่มนุษย์ต้องการติดตัวไปด้วย

แล้วถ้าต้องอยู่กันเป็นเดือนหรือเป็นปี จะเอาออกซิเจนจากไหน?

เพราะดาวอังคารอาจมีวัตถุดิบสำหรับสร้างออกซิเจนอยู่เต็มบรรยากาศ เพียงแต่มันไม่ได้อยู่ในรูปที่มนุษย์เอามาสูดได้

นั่นคือ คาร์บอนไดออกไซด์

NASA เคยส่งเครื่องมือชื่อ MOXIE ไปกับยานสำรวจ Perseverance เพื่อทดลองเรื่องนี้โดยเฉพาะ เครื่องมือดังกล่าวสามารถนำคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศดาวอังคารมาแยกออกด้วยกระบวนการทางไฟฟ้าเคมี และผลิตออกซิเจนออกมาได้จริง

นี่เป็นการทดลองสำคัญ เพราะมันแสดงให้เห็นว่า วันหนึ่งมนุษย์อาจไม่จำเป็นต้องขนออกซิเจนทั้งหมดจากโลกไปด้วย

แต่ MOXIE ยังเป็นเพียงการทดลองขนาดเล็ก ไม่ใช่เครื่องผลิตออกซิเจนที่พร้อมเลี้ยงนักบินอวกาศทั้งเมือง

ถ้าจะสร้างฐานที่อยู่อาศัยจริง ระบบผลิตออกซิเจนจะต้องใหญ่กว่านั้นมาก และต้องทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

ถ้ามนุษย์คิดจะเดินทางกลับโลกในอนาคต ออกซิเจนก็อาจมีบทบาทกับเชื้อเพลิงจรวดด้วย นั่นทำให้แนวคิดการผลิตทรัพยากรบางอย่างบนดาวอังคารมีความสำคัญมาก เพราะการขนทุกอย่างจากโลกไปเรื่อย ๆ มีทั้งน้ำหนัก ค่าใช้จ่าย และข้อจำกัดมหาศาล

แต่เรื่องอากาศยังเป็นเพียงอุปสรรคในด่านแรก

ในปัจจุบันดาวอังคารมีน้ำแข็งอยู่หลายบริเวณ และมีหลักฐานทางธรณีวิทยาจำนวนมากที่ชี้ว่าในอดีตดาวอังคารเคยมีน้ำไหลบนพื้นผิวมากกว่าปัจจุบัน

ถ้ามนุษย์จะตั้งฐานอยู่ที่นั่น การเข้าถึงน้ำแข็งหรือน้ำใต้พื้นผิวจึงอาจกลายเป็นเรื่องสำคัญมาก เพราะน้ำไม่ได้ใช้แค่ดื่ม

มันใช้ทำอาหาร ใช้ในระบบต่าง ๆ และสามารถนำไปผ่านกระบวนการแยกเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนกับออกซิเจน ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่มีประโยชน์ต่อภารกิจอวกาศ

ส่วนเรื่องอาหารก็คงขนจากโลกไปตลอดไม่ได้

การปลูกพืชบนดาวอังคารจึงเป็นอีกเรื่องที่ต้องพัฒนา แต่ไม่ได้หมายความว่าเอาเมล็ดผักไปหว่านบนพื้นดาวแล้วรดน้ำก็จบ เพราะดาวอังคารมีทั้งอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ รังสีสูง และสภาพดินที่ไม่เหมาะกับการปลูกพืชแบบโลก

ถ้าจะปลูกจริง ก็น่าจะต้องสร้างพื้นที่ที่ควบคุมสภาพแวดล้อมเอาไว้

โลกมีบรรยากาศหนาและสนามแม่เหล็กช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิต แต่ดาวอังคารไม่มีเกราะธรรมชาติในระดับเดียวกัน มนุษย์ที่ไปอยู่ที่นั่นจึงต้องมีที่พักที่ช่วยป้องกันรังสี อาจใช้วัสดุที่มีอยู่บนดาวอังคาร เช่น ดิน มาช่วยปกคลุมโครงสร้างที่อยู่อาศัย

เมื่อเอาทุกอย่างมารวมกัน จะเห็นว่าการไปอยู่ดาวอังคารไม่ได้จบลงตรงการลงจอด

หลังจากนั้นต้องมีอากาศให้หายใจ น่ำให้ใช้ อาหารให้กิน พลังงานให้ผลิต บ้านที่รักษาความดันและอุณหภูมิ ระบบกำจัดของเสีย และวิธีป้องกันรังสี ทุกอย่างต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา

บนโลก หากออกจากบ้านแล้วรู้สึกหายใจไม่สะดวก ยังมีทางกลับเข้าไปข้างในได้

แต่บนดาวอังคาร ทั้งดาวคือพื้นที่ที่มนุษย์ต้องสร้าง “ข้างใน” ขึ้นมาเอง

นั่นทำให้ความฝันเรื่องการไปตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคารน่าสนใจกว่าการส่งคนขึ้นไปยืนถ่ายรูปกับพื้นสีแดง เพราะคำถามจริง ๆ ไม่ใช่แค่ “มนุษย์ไปถึงดาวอังคารได้หรือเปล่า”

แต่คือ

“เมื่อไปถึงแล้ว จะสร้างโลกใบเล็ก ๆ ที่ทำให้มนุษย์มีชีวิตอยู่ต่อได้อย่างไร”