שונות

יצירת חממה על עולם אחר: איפה נוכל לבצע צורה שטוחה במערכת השמש שלנו?

יצירת חממה על עולם אחר: איפה נוכל לבצע צורה שטוחה במערכת השמש שלנו?

לא חסרים כיום חולמים המאמינים כי האנושות יכולה, תרצה או חייבת לחקור את החלל ולבסס נוכחות אנושית בין הכוכבים. עבור חלק זה עניין לענות על גורלנו האמיתי ולמצוא את עצמנו שם ביקום.

עבור אחרים, הכל קשור לרצון לגבולות חדשים, אופקים חדשים ואתגרים חדשים. על ידי עזיבת כדור הארץ ונדידה לכוכבי לכת וגופים שמימיים אחרים, האנושות תחזור לשורשיה ותייצר בית מארצות חדשות, כמו שעשו אבותינו לפני מאות אלפי שנים.

ובשביל אחרים עדיין מדובר בהישרדות. מצד אחד, זה הגיוני לא לשמור את כל הביצים שלך באותה סל. מצד שני, יש הרבה ראיות המצביעות על כך שבני אדם לא ישרדו על כדור הארץ ללא הגבלת זמן.

קשורים: מרס 2020 מקבל אור ירוק להתחיל תדלוק

בין אם זה תוצאה של אירוע קטסטרליסטי (כמו פגיעה באסטרואידים), שינויי אקלים אנתרופוגניים או יכולתנו המתועדת היטב להשמיד את עצמנו, רבים מאמינים שהאנושות תיכחד אם היא לא תתיישב במרחב.

כמובן, זה מציב כמה אתגרים רציניים. נכון לעכשיו, עדיין יקר לשגר מטענים וצוותים לחלל, שלא לדבר על לשלוח גששים רובוטיים לכוכבי לכת אחרים. שליחת בני אדם להתיישב בכוכבי לכת אחרים תהיה יקרה עוד יותר.

מעבר פשוט להגיע לשם, יש גם נושאים רבים לטווח הארוך שיהיה צורך לטפל בהם. למשל, כיצד מצפים מבני אדם לחיות ללא הגבלת זמן על עולמות שאינם אוסרים על החיים כפי שאנו מכירים אותם?

גם אם היינו יכולים להסתמך על טכנולוגיה מתקדמת ולהיות עצמיים ככל האפשר, קשה מאוד לחיות בסביבה שמנסה כל הזמן להרוג אותך!

הבעיה בהרגל לטווח ארוך

כאן נכנסת לתמונה הנדסה אקולוגית. התיאוריה היא שבני אדם יכולים לשנות את הסביבה המקומית על כוכב לכת או ירח כדי ליצור אווירה מסבירת פנים ומחזור חיים שיאפשרו מגורים ארוכי טווח.

תהליך זה, כאשר הוא מתבצע בקנה מידה פלנטרי, מכונה "טרפורמציה". עם זאת, תהליך כזה עלול לארוך אלפי שנים וידרוש כמות חסרת תקדים של משאבים, התקדמות טכנולוגית, עבודה והתחייבות רב-דורית.

בנוסף, ישנם רק מקומות מסוימים במערכת השמש שניתן להעלות על הדעת. אין באמת אמצעים סבירים לביצוע טרפורמנט של גופים כלשהם במערכת השמש שלנו.

אבל מה לגבי המרה של רק חלק מכוכב לכת, ירח או אסטרואיד גדול? במקום לנסות לשנות את האקולוגיה של עולם שלם, האם לא היינו יכולים לשנות פינה קטנה ממנו וליצור גן ואווירה נושמת שבה יש רק קרח, סלע, ​​אבק ואקום?

האם זה יספיק להקמת יישובים אנושיים ארוכי טווח בכל מערכת השמש?

הַגדָרָה

הרעיון הבסיסי המכונה גם מושג "בית העולמי" הוא לבנות מתחם סביב חלק מסוים של כדור הארץ ולשנות את הסביבה בתוכו. מושג זה נטבע במקור על ידי המתמטיקאי הבריטי ריצ'רד ל.ס. טליור במחקר משנת 1992, "Paraterraforming - the concepthouse world."

באמצעות שיטה זו, חלקים של כוכב לכת שאינם אוסרים או שאינם ניתנים לביצועי טרור בכללותם יכולים להתאים למגורים אנושיים. זה יהיה שימושי במיוחד בכוכבי לכת או ירחים שלא הייתה בהם מעט אווירה אטמוספרית, ושם חלק גדול מהשטח נתון לרמות קטלניות של חום וקרינה.

כמה דוגמאות מרכזיות כוללות את כספית והירח, שני גרמי שמיים בעלי אטמוספרות קלושות מאוד ומופצצים על ידי כמויות עזות של קרינה סולארית וקוסמית.

אמנם לא ניתן היה להפוך את המיקומים הללו ל"ירוקים ", אך ניתן ליצור מושבות סגורות במקומות מסוימים. מושבות אלה יכולות להעלות על הדעת מספיק משאבים כדי שאלפי (או אפילו מאות אלפי) אנשים יוכלו לחיות שם.

תפיסת עולם המעטפת

אם ניקח מבט גדול יותר, קיים גם הרעיון של עיצוב כוכבי לכת שלמים תוך שימוש באותו רעיון בסיסי. רעיון זה הוצע לראשונה בשנת 2009 על ידי קנת רוי - מהנדס במחלקת האנרגיה האמריקאית - במאמר שפורסם עם חברת כתב העת למדעים בינלאומיים בין-כוכביים.

שכותרתו "עולמות פגז - גישה לירחים טרורפורמציים, כוכבי לכת קטנים ופלוטואידים, "מאמר זה בחן את האפשרות התיאורטית להשתמש ב"מעטפת" גדולה כדי לתחום כוכב לכת, תוך שמירה על האטמוספירה שלו כך שינויים ארוכי טווח יוכלו להשתרש.

אפשר להשתמש בפגזים גם כדי לסגור כוכב לכת שלם שאין בו אטמוספרה, שיאפשר למהנדסים ליצור אט אט כזה, באמצעות כרייה או שאיבה של גזים אטמוספריים. המעטפת תבטיח שהאווירה תישמר עד למועד סיום התהליך של המהנדסים.

עם זאת, הצעה זו תואמת יותר את הרעיון של "מבני מגה" מאשר פורמטראפורמציה. מספר החומרים, הטכנולוגיה וזמן הישג כזה של הנדסה יהפכו אותו להישג ידו.

קשורים: מגה-מבנים - סימן לגדולים יותר מחיילי החיים?

עם זאת, תצפיות פרטראטריות בקנה מידה קטן, אשר יכללו סגירת חלקת שטח חיוור בגודל של עיר או מחוז כפרי, יכולה להיות בתחום האפשרות. למרות שאנחנו לא צריכים לצפות שדבר כזה יקרה בקרוב, זה משהו שאנחנו יכולים לתכנן לעתיד הלא רחוק.

אז איך נלך לעשות זאת, אתה שואל? באמצעות טכנולוגיה עדכנית, או טכנולוגיות שצפויות להיות זמינות בעתיד הלא רחוק, קיימות מספר אפשרויות.

שיטות Paraterraforming

כשמדובר בתוכניות ליישוב מיקומים מעבר לכדור הארץ, שם המשחק הוא קיימות וסיפוק עצמי. כדי להשיג זאת, נאס"א וסוכנויות חלל אחרות בוחנות מספר טכנולוגיות ושיטות.

אחת מהן היא הטכנולוגיה המכונה ייצור תוספים (למשל, הדפסת תלת מימד). בשנים האחרונות נחקר מושג זה כדרך לבנות בסיסים על הירח, מאדים ומחוצה לה.

שיטה נוספת הנחשבת חובה להתיישבות מחוץ לעולם ידועה בשם ניצול משאבים במקום (ISRU). תהליך זה כולל שימוש במשאבים מקומיים לייצור כל דבר, החל מחומרי בניין ואנרגיה, וכלה באוויר לנשימה ומים שתויים.

"ככל שחקר החלל האנושי מתפתח לקראת מסעות ארוכים יותר מכוכב הבית שלנו, ISRU יהפוך לחשוב יותר ויותר. משימות ההספקה יקרות יותר, וככל שצוותי האסטרונאוטים יהיו עצמאיים יותר מכדור הארץ, חיפושים מתמשכים הופכים ליותר קיימא. , אנו זקוקים לדרכים מעשיות ומשתלמות לשימוש במשאבים בדרך, ולא לשאת את כל מה שאנחנו חושבים שיהיה צורך. אסטרונאוטים עתידיים ידרשו את היכולת לאסוף משאבים מבוססי חלל ולהפוך אותם לאוויר לנשימה; מים לשתייה, היגיינה ו גידול צמחים; דחפי רקטות; חומרי בניין ועוד. יכולות המשימה והערך הנקי יתרבו כאשר ניתן ליצור מוצרים שימושיים ממשאבים מחוץ לכדור הארץ. "

התיאוריה היא כי באמצעות הדפסת תלת מימד ו- ISRU, ניתן לבנות יישובים סגורים במקום ללא צורך בייבוא ​​הרבה חלקים טרומיים או חומרי בניין. לאחר השלמתם, הם יוכלו גם להשיג מידה של סיפוק עצמי, שיכולה לעבור דרך ארוכה להבטחת קיימות.

אבל כמו בכל הדברים בנדל"ן, הנושא הגדול מכולם הוא המיקום. אם אנו בונים יישובים על כוכבי לכת, ירחים וגופים אחרים, הבסיסים יצטרכו להיות נגישים, להיות מוגנים מספיק מפני קרינה ותנאים קיצוניים, ולא רחוקים ממקורות משאבים ואנרגיה.

אחת הדרכים לעשות זאת היא לבנות יישובים אלה במקומות המציעים הגנה טבעית מפני קרינה והם גם עשירים במשאבים. קיימות מספר אפשרויות, כגון בניית יישובים מתחת לפני השטח.

דרך נוספת להגן מפני סכנות כמו קרינה היא לבנות מתחמים מחומר עמיד בפני קרינה. לדוגמא, המבנה הבסיסי של היישוב יכול להיות מעוצב על ידי רגולית מקומית (משקעים רופפים המכסים סלע מוצק).

לחלופין, זה יכול להיעשות בתהליך המכונה "sintering", בו מפוצצים רגולית במיקרוגל או לייזרים ליצירת קרמיקה מותכת. לאחר מכן ניתן לשנות זאת באמצעות רובוטים להדפסת תלת מימד כדי ליצור את היסוד, הקירות החיצוניים והמבנה העל של היישוב.

יש גם אפשרות להשתמש במיגון מגנטי. תפיסה זו הוצעה על ידי המהנדס האזרחי מרקו פרוני במכון האמריקאי לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה (AIAA) בחלל 2018 ולפורום ותערוכה לאסטרונאוטיקה.

התפיסה של פרוני כללה ארכיטקטורת בסיס מודולרית, שבה יחידות בצורת משושה מקובצות יחד בתצורה כדורית מתחת למנגנון בצורת טורוס. מנגנון זה עשוי כבלים חשמליים במתח גבוה המייצרים שדה אלקטרומגנטי להגנה מפני קרינה.

בהתבסס על סימולציות ומודלים של בדיקה, פרוני ועמיתיו קבעו כי המנגנון מסוגל ליצור שדה מגנטי חיצוני של 8 מיקרוטלסלה (0.08 גאוס). בהתחשב בכך שהשדה המגנטי המגונן של כדור הארץ נע בין 25 עד 65 מיקרוטסלס (0.25 עד 0.65 גאוס), יהיה צורך לחזק את המנגנון הזה כדי לשמור על בטיחות התושבים, אך הוא עדיין נמצא בשלבי התפתחות ראשונים.

הצעה זו דומה במובנים רבים לתפיסת בסיס הירח סולנואיד שהציג פרוני בפורום התערוכה AIAA לחלל ואסטרונאוטיקה 2017. תפיסה זו כללה בסיס ירחי המורכב מכיפות שקופות המוקפות במבנה בצורת טורואיד של כבלים במתח גבוה.

בנוסף למיגון, שדות מגנטיים מלאכותיים יאפשרו גם בתי גידול המספקים תצפיות על הסביבה שמסביב. זה המפתח למניעת דברים כמו קלסטרופוביה, בידוד וקדחת בקתה שעלולים לנבוע בהכרח ממגירות תת-קרקעיות או כאלה עם קירות אטומים.

יש גם עדות משמעותית לכך שצמחים יכולים לגדל באדמת ירח ומאדים.

אלה כוללים מחקרים שנערכו על ידי אסטרונאוטים על סיפון ה- ISS, פרויקט אב הטיפוס Lunar / Mars, הממומן על ידי נאס"א (PLMGP) והמחקר המשותף בין נאס"א, אוניברסיטת ההנדסה והטכנולוגיה בלימה, ומרכז תפוחי האדמה הבינלאומי.

היו גם מחקרים עצמאיים, כמו אלה שביצעו אקולוגים באוניברסיטת ווגינגן ובמרכז המחקר. ניסויים אלה הראו כי ניתן לגדל צמחי כדור הארץ באמצעות שימוש באדמת מאדים וירח, בהנחה שמספקים השקיה מספקת וחומרים מזינים אורגניים.

היבט חשוב נוסף שיש לקחת בחשבון הוא העובדה שהתנחלויות אלה יצטרכו להיות מערכות סגורות. יש צורך למחזר אוויר, מים ומשאבים אחרים ברמת יעילות גבוהה.

זה יוביל ליצירת מיקרו אקלים שבו מתרחשת משקעים, מיוצר גז חמצן, פחמן דו חמצני מקרצף מהאוויר ומים ממוחזרים ומסוננים באופן טבעי.

את השאר ניתן לטפל בשילוב של מערכות מיחזור. פסולת אורגנית ופסולת אנושית ניתנת לקומפוסט ושימוש כדשן, וצורות פסולת אחרות יכולות להיות ממוחזרות ליצירת כלים ומצרכים חדשים.

אז איפה בדיוק ניתן היה ליצור מושבות סגורות ומיקרו אקלימיות אלה?

מערכת שמש פנימית

כמו כדור הארץ, כל כוכבי הלכת של מערכת השמש הפנימית הם סלעיים ויבשתיים. למעט ונוס, כל אלה יכולים להספיק כאתרים פוטנציאליים למושבות עתידיות. כולם עשירים במינרלים ואולי בקרח מים, ובחלקם יש אפילו מולקולות אורגניות. יש להם גם את חלקם ההוגן של הסכנות!

כַּספִּית:

אולי יפתיע אותך לדעת שמרקורי, כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש שלנו והשני הכי חם (מאחורי ונוס) הוא למעשה מועמד בר קיימא לקולוניזציה. אתה מבין, בעוד שכוכב הלכת מקבל כמות עזה של חום וקרינה מהשמש, מושבה במיקום טוב תוכל להימנע מסכנות כאלה ואחרות.

למשל, מכיוון שלמרקורי יש אקסוספירה קלושה, החום לא מועבר מהצד הפונה לשמש לצד האפל. כתוצאה מכך, כל אחד מהצדדים שחווים אור יום מגיע לטמפרטורות גבוהות כמו 427 ° C (800 ° F) ואילו צד הלילה חווה קור עז (-173 ° C / -279 ° F).

כמו כן, מרקורי חווה את מה שמכונה 3:2 תהודה מסלולית. משמעות הדבר היא שכוכב הלכת משלים שלושה סיבובים על צירו (כל אחד מהם לוקח 58.6 יום) להסתובב פעמיים סביב השמש (מסלול יחיד לוקח 88 יום). בקיצור, מרקורי חווה שלושה ימים ירידיים במשך כל שנתיים.

עם זאת, מכיוון שכוכב הלכת מסתובב במהירות סביב השמש ומסתובב לאט על צירו, אורכו האמיתי של יום שלם - כלומר הזמן שלוקח לשמש לחזור לאותו מקום בשמיים (aka יום שמש). ) - מסתדר בערך 176 ימי כדור הארץ.

במילים אחרות, יום אחד על מרקורי נמשך עד שנתיים משנותיו. עם זאת, הטיה צירית נמוכה מאוד של מרקורי (0.034°) פירושו שהרוב המכריע של אור השמש שהוא מקבל נקלט סביב קו המשווה. בינתיים, אזורי הקוטב שלה מוצלים לצמיתות וקרים מספיק כדי להכיל קרח מים.

זה אושר על ידי בדיקת MESSENGER של נאס"א בשנת 2012, שמצאה עדויות לקרח מים ומולקולות אורגניות במכתשים המנקדות את אזור הקוטב הצפוני. ישנן גם השערות כי הקוטב הדרומי יכול להכיל קרח באזורי המכתש המוצלים לצמיתות שלו, אולי באותה מידה 100 מיליארד לטריליון טון זה יהיה עד 20 מ 'עובי.

באזורים אלה ניתן היה לבנות כיפות על רצפות המכתש או לכסות מכתש שלם. בין המועמדים האפשריים ניתן למנות את מכתשי קנדינסקי, פרוקופייב, טולקין וטיגוואדוטיר, שלכולם יש אספקת קרח מים.

ניתן היה לרתום את אור השמש על ידי הצבת מראות בקצוות המכתשים כדי להפנות אותו למתחמים הכיפיים. הטמפרטורות בפנים יעלו בהדרגה, קרח מים יתמוסס ואפשר היה לייצר אדמה על ידי שילוב של המים והמולקולות האורגניות עם רגולית מרצפת המכתש.

ניתן לגדל צמחים גם לייצור חמצן אשר בשילוב עם גז חנקן ייצר אווירה נושמת. האזור שבתוך הביו-כיפה יהפוך לסביבה חיה עם מחזור מים משלה ומחזור הפחמן.

לחלופין, גז חמצן יכול להיווצר באמצעות דיסוציאציה כימית, כאשר קרח מים מאודה נתון לקרינת שמש כדי לייצר גז מימן (שאותו ניתן לפרוק או לתפוס ולאחסן לדלק) וגז חמצן.

לחלופין, צוותי מהנדסים יכלו להזרים את הגזים הדרושים למתחם כיפה עד שהלחץ האטמוספרי בפנים הגיע ל 100 קילו-פסל (או 1 בר). לאחר מכן ניתן היה לקצור את הקרח לפי הצורך או לאחסן אותו לשתייה, תברואה והשקיה.

הירח:

כגוף השמימי הקרוב ביותר של כדור הארץ, התיישבות הירח תהיה קלה יחסית בהשוואה לגופים אחרים. במובנים רבים, הוא מציב את אותם הסכנות הפוטנציאליות כמו של מרקורי, והאסטרטגיות להתמודדות איתם זהות במידה רבה.

בתור התחלה, לירח יש אווירה קלושה ביותר, כזו דקה עד שאפשר לסווג אותה רק כאקסוספירה. הירח עשיר גם במינרלים ומשאבים פוטנציאליים כמו הליום -3 וקרח מים אך דליל מבחינת יסודות נדיפים הנחוצים לחיים (כלומר אמוניה, מתאן, פחמן דו חמצני וכו ').

בנוסף, פני הירח חווים טווחים קיצוניים בטמפרטורה סביב אזור קו המשווה. תלוי אם חלק מהמשטח נמצא באור שמש ישיר או לא, הטמפרטורות משתנות בין נמוכה -173 ° C (-280 ° F) לשיא של 127 ° C (260 ° F).

עם זאת, באזורי הקוטב, הטמפרטורות יורדות משפל של -123 ° C (-189 ° F) לשיא של -43 ° C (-45 ° F). אמנם זה עדיין מספיק כדי לגרום לאנטארקטיקה להיראות חלשה בהשוואה, אבל זה טווח הרבה יותר צר.

בנוסף, כמו מרקורי, אזורי הקוטב מוצלים לצמיתות ויש להם גישה לאספקת מים. זה נכון במיוחד לגבי אגן Aitken של הקוטב הדרומי, אזור מכתש שבו מספר משימות מסלוליות מצאו עדויות לקרח מים.

במקומות כמו מכתש שקלטון המפורסם, ניתן ליצור מיקרו אקלים סגור על ידי בניית כיפה ושימוש במראות סולאריות כדי לכוון אליו אור שמש. ניתן ליצור אפוא מערכת מזג אוויר, לאחר מכן ניתן לגדל צמחים ואווירה נושמת שעלולה להיווצר.

מַאְדִים:

מאדים הוא יעד פופולרי נוסף בכל הקשור לחקר החלל האנושי ולהתיישבותו. כמו הירח, הרבה מזה קשור לקרבתו לכדור הארץ ולדמיון בינו לבין הפלנטה שלנו.

כל 26 חודשים, כדור הארץ ומאדים נמצאים בנקודה הקרובה ביותר במסלוליהם זה עם זה. זה ידוע כאופוזיציה, שם מאדים והשמש מופיעים משני צידי השמים. זה יוצר "חלונות השקה" רגילים לשליחת מושבים וציוד.

בנוסף, יום מאדים נמשך 24 שעות ו -39 דקות, כלומר צמחים, בעלי חיים ומתיישבים אנושיים נהנים ממחזור יומי (מחזור יום / לילה) שהוא כמעט זהה לזה של כדור הארץ. גם הציר האנכי של מאדים מוטה באופן הדומה מאוד לזה של כדור הארץ- 25.19°לעומת. 23.5° - מה שמביא לשינויים עונתיים במהלך תקופת מסלול.

קשורים: מה ייקח כדי ליצור את המרטינים הראשונים?

בעיקרו של דבר, כאשר חצי כדור אחד מופנה לעבר השמש, הוא חווה קיץ ואילו השני חווה חורף. עם זאת, מאחר ושנת מאדים נמשכת כ- 687 ימי כדור הארץ (668.6 ימי מאדים), כל עונה אורכת כפליים.

מאדים גם חווה שינויי טמפרטורה הדומים לזו של כדור הארץ, אם כי הם נמוכים יותר באופן כללי. טמפרטורת פני השטח הממוצעת במהלך שנה היא -63 ° C (-81 ° F), החל משפל של -143 ° C (-225 ° F) במהלך החורף בקטבים ושיא של 35 ° C (95 ° F) לאורך קו המשווה במהלך הקיץ בצהריים.

עם זאת, בשל האווירה הדקה שלו, טמפרטורות פני השטח החמות הללו אינן מגיעות הרבה יותר לגובה הקרקע. ובלילה, הטמפרטורה יכולה להגיע עד נמוכה -73 ° C (-99 ° F). ובכל זאת, מכיוון שהווריאציות הרבה פחות קיצוניות סביב קווי אמצע הרוחב, סביר להניח שזה המקום הטוב ביותר לבנות יישוב.

יש גם היצע שופע של קרח מים על מאדים, שמרוכז ברובו בכיפות הקרח הקוטביות. עם זאת, מחקרים שונים העלו כי כמויות משמעותיות של מים עלולות להיסגר מתחת לפני השטח. מים אלה יכולים להיות מופקים ומשמשים את המתיישבים לכל דבר, החל בשתייה והשקיה וכלה בתברואה.

מסיבה זו, מאדים מתאים היטב ל- ISRU. בספרו, המקרה למאדים, רוברט זוברין הסביר כיצד ניתן לייצר במקום אוויר, מים ודלק באתר על ידי מתיישבים עתידיים שלא משתמשים אלא באלמנטים הקיימים בקרקע ובאווירה של המאדים.

יתר על כן, נערכו ניסויים המראים כיצד ניתן לאפות אדמת מאדים לבנים בעלי חוזק ניכר. בעזרתם ניתן היה לייצר את בתי הגידול והמבנים שהמתיישבים יגורו בהם. ניסויים הראו גם כי צמחי כדור הארץ יכולים לגדול באדמת מאדים, שתייצר חמצן ולשפשף פחמן מהאוויר.

למרבה הצער, יש עדיין נושא הקרינה. על פי מחקרים שנערכו לאחרונה על ידי מאדים אודיסיאה בדיקה, תושבים על פני המאדים יחוו רמות קרינה פעמיים עד שלוש גבוה יותר ממה שחווים אסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית.

על כדור הארץ, אנשים החיים במדינות מפותחות נחשפים למינון שנתי ממוצע של 0.62 ראדים. ובעוד מחקרים הראו כי מנה של עד 200 ראדיםאינו קטלני, חשיפה לרמות קרינה אלה יכולה להגדיל באופן דרמטי את הסיכונים הבריאותיים (מחלת קרינה חריפה, סרטן, נזק ל- DNA).

לעומת זאת, פני השטח של מאדים נחשפים לממוצע של 22 מיליארד ליום - מה שמסתדר 8000 מיליארד (8 ראדים) בשנה. זה כמעט פי 13 מהמינון השנתי שגופנו רגיל אליו, וקרוב למגבלת החשיפה המומלצת לחמש שנים. ההשפעות הארוכות של זה נותרו לא ידועות.

המאדים אודיסיאה גילה גם שניים אירועי פרוטון שמש שגרם לשיא רמות הקרינה בערך 2,000 מיליארד ביום ועוד כמה אירועים שהגיעו 100 מיליארד. נוסף על כך, מחקרים שנערכו לאחרונה באוניברסיטת נבאדה, לאס וגאס (UNLV) הצביעו על כך שהאיום שגורם קרניים קוסמיות עשוי להכפיל את הסיכון לסרטן.

מסיבה זו, מתכנני המשימה בדקו את הרעיון לבנות בתי גידול מתחת לפני השטח או ליצור בתי גידול עם קליפות חיצוניות קרמיות מעץ השלטון המקומי. שוב, רעיון המגן המגנטי יכול לשמש כדי לאפשר מעטפת שקופה ולהעניק לתושבים את היתרון של נוף.

למעשה, נאס"א בחנה את הרעיון להציב מגן מגנטי במסלול סביב מאדים, כדי לספק הגנה זהה למגנטוספירה. ההצעה הוצגה על ידי ד"ר ג'ים גרין, מנהל החטיבה למדע הפלנטרי של נאס"א, בסדנת פלנטרית חזון 2050 לשנת 2017.

ד"ר גרין טען כי יש לפרוס מגן זה בנקודת המאגר-סאן L1 לגראנז 'פוינט, שם ייצור זנב מגנט מלאכותי שיקיף את כל מאדים. זה לא רק יגן על החיים על פני השטח מפני קרינה מזיקה, אלא גם יאפשר לאווירה של מאדים להתעבות (ובכך להעניק הגנה רבה יותר).

עם אמצעים אלה במקום, ניתן היה להגן על מושבה מפני היסודות, הכוללים סופות אבק מאדים וקרינה. בפנים, מתיישבים אנושיים יוכלו לגדל צמחים באדמת מאדים, לייצר אוויר משלהם וליצור למעשה מיקרו אקלים שמקיים את עצמו.

בסיס כזה (או רבים כמוהם) יכול להתחיל בתהליך הטרפורמציה של מאדים. לאחר יצירת מיקרו אקלים באזורים מסוימים, הם יכלו להתחיל להאריך אותם עד שהם מגיעים לכל כדור הארץ.

חגורת האסטרואידים הראשית

מעניין לציין שחגורת האסטרואידים היא לא רק אוסף רופף של מיליוני חפצים סלעיים. זהו גם ביתו של כוכב הלכת הגמדי קרס, שהוא הגוף הגדול ביותר בחגורה ומהווה כשליש ממסת החגורה הראשית.

סרס מודד בערך 946 ק"מ (588 מייל) בקוטר ויש לו שטח פנים של 2,849,631 ק"מ ² (1,100,250 מ"ר). בהתחשב בגודלו ובצפיפותו, מאמינים כי קרס הוא מובחן המורכב מגרעין סלעי, אוקיינוס ​​נוזלי לידו, ומעטה וקראסט המורכב מכדדים.

בהתבסס על העדויות שמסר טלסקופ קק בשנת 2002, ההערכה היא שהמעטפת היא עובי 100 ק"מ ולהכיל עד 200 מיליון ק"מ 3 (48 מיליון מייל ") של מים. זה שווה ערך לכ -10% ממה שיש באוקיאנוסים של כדור הארץ והוא יותר מכל המים המתוקים על פני כדור הארץ.

בגלל זה, מושבה על קרס תציג כל מיני יתרונות והזדמנויות לצמיחה. זה בין השאר בגלל האופן שבו הוא היה מנגיש את חגורת האסטרואידים הראשית ומשאביה הרבים. ישנם גם המשאבים הקיימים ב- Ceres עצמה, מה שעשוי להקל על ביצוע הטרפטרה.

למשל, לסרס יש כמה מכתשים מרשימים, שהגדולים שבהם כוללים את מכתשי הכובש, קרוואן ויאלודה. בתוך אלה ניתן היה לבנות כיפות, ולקצור מים מהקרח המקומי, עם מינרלי סיליקט המשמשים לסלילת רצפת המכתש.

הקרח שנקטף במקום יכול לשמש להשקיה, אך גם לייצור גז חמצן. מכיוון שנחשבים לקרס יש משקעים גדולים של אדמות חרס עשירות באמוניה, ניתן לקצור גם אמוניה. מכיוון שאמוניה מורכבת ברובה מחנקן, ניתן היה לעבד אותה ליצירת גז חנקן (גז חיץ חשוב באטמוספירה שלנו).

ניתן היה לספק אור על ידי סדרה של מראות מסלוליות אשר יתמקדו ויכוונו את אור השמש אל הכיפה, ויספקו תחושה של מחזור יומי וגם יאפשרו לצמחים לצמוח.

הירחים של יופיטר

הרעיון ליישב את ירחי צדק הוצף פעמים רבות מאז שנת חָלוּץ10 ו 11 ו וויאג'ר 1 ו 2 בדיקות עברו במערכת. מאז התגלה כי לשלושה מארבעת הלוויינים הגדולים שבהם (אירופה, גאנימד וקליסטו יכולים לכלול אוקיינוסים פנימיים.

יתרה מכך, סקרים מרובים על אירופה וגנימד הראו כי האוקיאנוסים שלהם יכולים להיות חמים מספיק כדי לתמוך בחיים. מסיבה זו, רבים דואגים לשלוח משימות רובוטיות כדי לחפש סימנים לחיים אפשריים אלה, ובסופו של דבר משימות מאוישות שיכולות להקים מאחזים.

למשל, בשנת 1994 הוקם המיזם הפרטי המכונה פרויקט ארטמיס במטרה ליישב את הירח. הם גם ערכו תוכניות למושבה על אירופה, שקראה לבנות מבנים מתוך קרח על פני השטח (על פי האיגלו).

המחברים המליצו גם ליצור בתי גידול ארוכי טווח בתוך "כיסי אוויר" הכלולים בשכבת הקרח. לאור נוכחותם של קרח מים בשפע ונדיפים כמו מתאן ואמוניה, על בסיס השטח יכול למנף משאבים אלה ליצירת בסיסים עם מיני אקלים.

בסיס על אחד או יותר מהירחים הגליליים דגל גם על ידי ד"ר זובין בספרו משנת 1999, כניסה לחלל: יצירת ציוויליזציה בחלל (1999). בסיסים אלה יכולים לסייע בהקלת כרייה אטמוספרית בין כוכבי הלכת החיצוניים - כלומר צדק ושבתאי - להשגת דלק הליום -3.

נאס"א גם הפיקה מחקר בשנת 2003 שדגל ביצירת בסיס על קליסטו, שלדעתם ניתן לעשות זאת עד 2045. שכותרתו "מושגים מהפכניים לחקר הפלנטה החיצונית האנושית" (HOPE), התוכנית קראה לשימוש ברקטות גרעיניות. להעביר את כל החומרים והרובוטים הדרושים לבניית בסיס שם.

היעד נבחר בגלל מרחקו מכוכב צדק, מה שאומר שהוא חשוף לקרינה הרבה פחות מאשר עמיתיו. הודגש כי בסיס שם יוכל לקצור קרח מים כדי ליצור דלק רקטות, מה שהופך את קליסטו לבסיס אספקה ​​מחודשת לכל המשימות העתידיות במערכת ג'וביאן.

קרינה מדאיגה במיוחד כאשר בוחנים את ירחי צדק. בשל המגנטוספירה החזקה של צדק וקיומה של חגורה של קרינה באנרגיה גבוהה, הירחים של איו, אירופה וגנימד נתונים לכמויות שונות של קרניים מזיקות.

Io, שמסתובב בתוך חגורת הקרינה האנרגיה הגבוהה, מקבל בערך 3,600 ראדים של קרינה מייננת ליום - מספיק כדי להרוג במהירות רבה. בשילוב עם הפעילות הוולקנית, מעטפתו הרכה וזרמי הלבה התת קרקעיים, איו אינו מקום טוב לחיות בו!

פני השטח של אירופה מסתובבים 540 ראדים ליום, שעדיין נופל בטווח הקטלני. בגנימד הדברים הרבה יותר טובים בגלל המרחק הגדול יותר והעובדה שלגנימד יש שדה מגנטי, מה שהופך אותו לגוף היחיד במערכת השמש (מלבד ענקיות הגז) שיש לו אחד. אבל זה עדיין נהיה 8 ראדים ליום, יותר משנה של קרינה כאן על כדור הארץ.

רק קליסטו נופל בטווח הבטוח ומקבל רק 10 מיליארד מיופיטר ביום. כמובן שזה מחמיר כשמוסיפים קרינת שמש וקרניים קוסמיות, אך העובדה נותרה, קליסטו הוא המקום הבטוח ביותר להתיישבות במערכת ג'וביאן.

אז בעוד שאפשר היה לבנות יישובים בגנימד ובאירופה, שני המיקומים ידרשו מיגון קרינה משמעותי והתנחלויות עשויות להיות אפשריות רק מתחת לפני השטח הקפואים. בקליסטו אפשר ליצור סביבה עילית, בדומה למה שאפשר לבנות על קרס.

זה יכלול מתחם כיפה בתוך אחד או יותר ממכתשי ההשפעה הרבים של קליסטו. המועמדים כוללים את מכתשי הטבעות ואלהאלה, אסגארד ואדלנדה 3800 ק"מ (2360 מייל), 1600 ק"מ (995 מייל) ו 1000 ק"מ (660 מייל) בקוטר, בהתאמה.

ישנם גם מכתשים כמו היימדאל ולופטן, אשר מודדים 210 ק"מ (130 מייל) ו- 200 ק"מ (124 מייל) בקוטר, בהתאמה. בכל אחד או כל אלה, ניתן היה להקים מבנים כיפתיים שישתרעו משפה לשפה או לאורך רצפת המכתש.

באמצעות מינרלים סיליקטיים שנקטפו מאסטרואידים טרויאניים של יופיטר ואסטרואידים, ניתן היה ליצור את האדמה על רצפת המושבה. באמצעות קרח מים שנקטפו במקום, אמוניה, מתאן ומראות מסלוליות, ניתן ליצור מיקרו אקלים.

ירחי שבתאי

ואז, ישנם ירחים של מערכת שבתאי. בזכותו דגל בקולוניזציה של מערכת השמש החיצונית, טען זוברין כי ניתן להפוך את שבתאי, אורנוס ונפטון ל"מפרץ הפרסי של מערכת השמש "בגלל בסיס המשאבים העשיר שלהם.

צוברין זיהה את שבתאי כחשוב מביניהם בגלל קרבתו היחסית לכדור הארץ, קרינה נמוכה ומערכת ירחים מצוינת. ראשית, המערכת היא אחד המקורות הגדולים ביותר של דאוטריום והליום -3, שיכולים לשמש בעתיד כמקורות דלק לכורי היתוך.

הירחים של שבתאי חשופים גם לכמויות קרינה נמוכות משמעותית ממערכת הלוויינים של צדק. הסיבה לכך היא שחגורות הקרינה של שבתאי חלשות משמעותית מזו של צדק - 0.2 גאוס (20 מיקרוטלס) לְעוּמַת 4.28 גאוס (428 מיקרוטסלס).

שדה זה משתרע ממרכז שבתאי למרחק של בערך 362,000 ק"מ (225,000 מייל) מהאווירה שלו. זה הופך אותו למהודק הרבה יותר לכדור הארץ מחגורת הקרינה של צדק, שמגיעה למרחקים של בערך 3 מיליון ק"מ.

טיטאן הוגדר גם כמיקום טוב ליישוב אנושי מכיוון שהוא הגוף השמימי היחיד מלבד כדור הארץ שיש בו אווירת חנקן צפופה. יש גם כמויות גדולות של מתאן נוזלי ואטמוספרי ופחמימנים אחרים שהירח מתהדר בהם.

מיקום אפשרי נוסף הוא Enceladus, אשר מעת לעת חווה פעילות פלומה סביב אזור הקוטב הדרומי שלה. בחודש מרץ 2006, הצטרפהקאסיני-הויגנס המשימה השיגה עדויות אפשריות למים נוזליים באנקלדוס, שאושרו על ידי נאס"א בשנת 2014.

מים אלה יוצאים ממטוסי סילון המחוברים ככל הנראה לאוקיאנוס פנימי שנמצא רק בעשרות מטרים מתחת לפני השטח במקומות מסוימים. זה יקל על איסוף המים באופן ניכר מאשר באירופה הדומה לירח, שם יהיה צורך לקצור מים מקרח מוצק.

נתונים שהושגו על ידי קאסיני הוא גם הציע נוכחות של מולקולות נדיפות ואורגניות בפנים, ובכך חיזק את המקרה לכל החיים בתוך אנקלדוס. קריאות צפיפות מצביעות גם על כך שמתחת לשכבת הקרח החיצונית שלה שוכן גרעין של סלע סיליקט ומתכת.

משאבים אלה לא יסולאו בפז כשמדובר ביצירת מושבה, במיוחד אם היו מעורבים בהופעה פרטרה. בערך אותו הדבר נכון לגבי טיטאן, שיש בו מעטפת קרח מים, כמו גם שפע של נדיפים כמו אמוניה (ובמיוחד) מתאן.

הודות ל קאסיני-הויגנס המשימה, אסטרונומים למדו שלטיטאן יש על פני השטח אגמי מתאן ומחזור מתאן הדומה מאוד למחזור ההידרולוגי של כדור הארץ. בסקרי הירח נמצא גם כי יש לו סביבה עשירה בכימיה אורגנית ובתנאים פרה-ביוטיים.

טיטאן גם מקיף בבטחה מעבר להישג ידה של חגורת הקרינה של שבתאי, והאווירה העבה שלו עשויה להספיק כדי להעניק הגנה מפני קרניים קוסמיות. בעוד שלאנסלדוס יש אווירה קלושה מאוד ומסלולים בתוך חגורת הקרינה של שבתאי, הרמות הנמוכות (בהשוואה ליופיטר) גורמות לכך שניתן יהיה להקל עליהם.

In short, on both Titan and Enceladus (and possibly other moons within the system), self-contained colonies with mini-climates could be built that take advantage of this natural resource base. Water harvested from the icy surface could also be converted into fuel, making the Saturn system a stopover point for exploratory missions to Uranus, Neptune and beyond.

Along with the rich supply of deuterium and helium-3 from Saturn's atmosphere, the resources of the Saturn system could also be a major source of exports. In this way, a colonizing of the Saturn system could fuel Earth’s economy, and facilitate exploration deeper into the outer Solar System.

Looking Beyond

When it comes right down to it, there is no limit to where human beings could conceivably colonize in our Solar System. In addition to all the aforementioned examples, people could create habitats out of hollowed-out asteroids, on the moons of Uranus and Neptune, on Pluto and Charon, and even in the Kuiper Belt.

The farther we get from the Sun, the more heavily we are going to have to rely on technology to produce air and food. For example, in the outer Solar System and Kuiper Belt, settlers will probably have to rely on things like UV lighting to grow plants and process volatiles into breathable gases.

But even though increasingly artificial means might have to come into play, the name of the game remains the same. Through the creation and maintenance of natural environments, humanity could extend its presence further throughout space.

In the end, the limits are really only those imposed by our imaginations, finances, and the state of our technology. And considering that advances are being made all the time, the latter limitation probably won't remain an issue for long!

  • Paraterraforming - The Worldhouse Concept
  • Paul Glister - Terraforming: Enter the ‘Shell World’
  • Lunar Bases and Space Activities of the 21st Century: Chp. 11 Mars
  • NASA - Science in Orbit: The Shuttle & Spacelab Experience, 1981-1986
  • Space.com - Incredible Technology: How to Use 'Shells' to Terraform a Planet
  • JBIS - "Shell Worlds - An Approach To Terraforming Moons, Small Planets and Plutoids"
  • Lunar Bases and Space Activities of the 21st Century: Chp. 2 Lunar Base Concepts (LPI, 1985)


צפו בסרטון: In Transition: a story of resilience and hope in extraordinary times (יָנוּאָר 2022).