Jak skolonizujemy inne planety?

Musk powiedział, że istnieje 70 procent szans, że za życia poleci na Marsa na rakiecie i że myśli o przeniesieniu się tam, by zamieszkać w ludzkiej placówce na powierzchni Czerwonej Planety [źródło: Allen i VandeHei ].

W przeciwieństwie do bohatera powieści science-fiction i filmu „ Marsjanin ”, Musk najprawdopodobniej nie byłby samotny na Czerwonej Planecie. W 2012 roku na konferencji Royal Aeronautical Society w Londynie nakreślił wizję kolonii Marsa, która ostatecznie rozrosła się do rozmiarów małego i średniego miasta na Ziemi, liczącego 80 000 mieszkańców [źródło: Coppinger ].

Podczas gdy Musk wyobraża sobie kolonię Marsa z sektora prywatnego, NASA planuje ostatecznie założyć bazę również na Marsie. Administracja Trumpa obecnie koncentruje się na ponownym odwiedzeniu Księżyca do 2024 r. I zbudowaniu tam stałej bazy, która zapewniłaby możliwość „rozwijania technologii, które pozwolą amerykańskim astronautom zabrać amerykańskich astronautów na Marsa i nie tylko”, jak powiedział wiceprezydent Mike Pence [źródło: Wall ]. W oczekiwaniu na ten dzień NASA już testuje technologie, takie jak moduły siedlisk kosmicznych - w zasadzie mobilne domy podróżujące w kosmos, które zapewniłyby podtrzymywanie życia ludziom żyjącym na powierzchni innych światów [źródło: NASA ].

Europejska Agencja Kosmiczna przewidziała również utworzenie własnej „Księżycowej Wioski” na powierzchni Księżyca [źródło: Woerner ].

W międzyczasie wizjonerzy również spoglądają w kierunku ostatecznej kolonizacji egzoplanet podobnych do Ziemi, krążących wokół innych gwiazd [źródło: Ceriotti ].

Co ludzie chcą założyć nowe domy w kosmosie? National Space Society, organizacja sektora prywatnego promująca przyszłość w kosmosie, przytacza różne powody budowania kolonii w kosmosie. Jednym z powodów jest to, że inne światy zawierają ogromne ilości metali i innych zasobów naturalnych oraz potencjalnych źródeł energii i stwarzają możliwości dla „potencjalnie dochodowych gałęzi przemysłu” [źródło: National Space Society ].

Zakładanie placówek na innych światach może być również sposobem na zabezpieczenie zakładu o przetrwanie ludzkości na wypadek, gdyby nasze istnienie na naszej rodzimej planecie było zagrożone przez wojnę nuklearną, zmiany klimatyczne, pandemie i wzrost liczby ludności. Nieżyjący już fizyk Stephen Hawking uważał, że ludzkość musi skolonizować inną planetę w ciągu następnego stulecia, aby uniknąć groźby wyginięcia [źródło: Kharpal ].

Ale zanim ludzie wyruszą w odległe światy, najprawdopodobniej zaczną od kolonii na Księżycu. W następnej sekcji przyjrzymy się, co może być potrzebne, aby tam mieszkać.

Zawartość

1. Lunar Living
2. Pomyślne zasiedlenie Marsa
3. Zakładanie kolonii poza Marsem
4. W drodze na planetę w innym układzie gwiazd

Odkąd program Apollo umieścił księżyc w naszym zasięgu, założenie placówki księżycowej wydawało się logicznym kolejnym krokiem. Naturalny satelita Ziemi ma kilka zalet w porównaniu z bardziej odległymi miejscami docelowymi, takimi jak Mars czy księżyc Saturna, Tytan. Po pierwsze, jest stosunkowo blisko, co oznacza, że ​​załogi mogą przemieszczać się tam iz powrotem z Ziemi i Księżyca w ciągu zaledwie kilku dni. Dodatkowo baza księżycowa umożliwiłaby jej wykorzystanie, aby dowiedzieć się wiele o skutkach niskiej grawitacji, izolacji, wysokich dawek promieniowania kosmicznego i zakłóconych rytmów dobowych na kolonistów w kosmosie ludzi - wiedza, która byłaby nieoceniona, gdy w końcu zapuszczamy się w inne światy [źródło : Fecht ].

Dodatkowo niska grawitacja Księżyca i bliskość Ziemi uczyniłyby z niego idealne miejsce dla kosmodromu, z którego astronauci mogliby wyruszyć na misje na Marsa i jeszcze bardziej oddalone światy. A jeśli chodzi o długoterminowe możliwości, księżyc jest dużym miejscem - jego powierzchnia jest mniej więcej wielkości Afryki - i ma mnóstwo miejsca dla ludzkich kolonistów [źródło: Gent ].

Ale życie na Księżycu nie będzie piknikiem. Bez atmosfery doświadcza ogromnych ekstremalnych temperatur, wahających się od minus 298 stopni Fahrenheita (minus 183 stopni Celsjusza) w nocy do 224 stopni Fahrenheita (106 stopni Celsjusza) w ciągu dnia na równiku [źródło: CalTech ]. Jego powierzchnia jest również stale usiana mikrometeorytami i promieniami kosmicznymi [źródło: Redd ].

Niektórzy eksperci uważają, że aby przetrwać w tych niesprzyjających warunkach środowiskowych, koloniści prawdopodobnie będą musieli umieścić swoje siedliska pod ziemią księżycową lub u podstawy rury lawowej [źródło: Redd ]. Inni wyobrażają sobie kopuły budowane przez roboty wyposażone w drukarki 3D, które zapewniałyby ochronę [źródło: Gent ].

Następnie pojawia się kwestia jedzenia i wody. W 2018 roku zespół naukowców zauważył pierwszy ostateczny dowód lodu wodnego na powierzchni Księżyca, odkrycie, które sugeruje, że przyszli koloniści księżycowi mogą być w stanie wydobywać własne zasoby, które mogłyby zapewnić wodę do picia i do nawadniania roślin w księżycowych szklarniach. , a także surowiec na paliwo rakietowe [źródła: NASA , Grush ].

Obecny plan NASA dotyczący powrotu na Księżyc obejmuje budowę księżycowej stacji orbitalnej, Gateway , która będzie służyć jako miejsce postoju dla zespołów astronautów podczas krótkich wizyt na powierzchni Księżyca. Pierwsza część Gateway ma zostać wysłana w kosmos prywatną rakietą w 2022 roku [źródło: NASA ].

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jaki jest plan dotyczący Marsa.

Niektórzy eksperci kosmiczni argumentowali, że NASA powinna skupić się na wyprawie na Marsa, zamiast wracać na Księżyc. Jednak nominowany przez prezydenta Trumpa na szefa NASA, Jim Bridenstine, zapewnił zwolenników Marsa, że ​​pomimo przestawienia się Trumpa na priorytet misji księżycowej, agencja kosmiczna nadal zamierza udać się na czerwoną planetę. Bridenstine powiedział, że powrót na Księżyc umożliwi agencji opracowanie technologii dla ewentualnej misji na Marsa, w tym „precyzyjnych systemów lądowania, silników metanowych, zamieszkiwania na orbicie, zamieszkania na powierzchni, mobilności powierzchniowej, długotrwałych operacji podtrzymywania życia i wielu innych” [źródło : Smith ].

Odkąd NASA w grudniu 2017 r. Skupiła się na powrocie na Księżyc, nie opublikowała żadnych zaktualizowanych planów załogowego lądowania na Marsie i założenia ludzkiej kolonii. Ale w planie opublikowanym przez agencję w 2015 r. Początkowa misja byłaby złożona. Astronauci odbyliby 180-dniową podróż na Marsa w module habitatu załogi, dwupoziomowym kontenerze, który podwoiłby się jako siedlisko na powierzchni Marsa. Zanim astronauci wylądują, oddzielny moduł laboratoryjny, łazik i inne wyposażenie - w tym reaktor jądrowy - i zapasy już na nich czekały na powierzchni Marsa, po przetransportowaniu ich tam przez zrobotyzowany statek kosmiczny. Inny statek kosmiczny, napędzany paliwem do powrotu na Ziemię, zostałby umieszczony na orbicie, aby umożliwić początkowej załodze powrót na Ziemię [źródło: NASA]. Kolejne misje mogą rozszerzyć tę pierwotną bazę lub skonfigurować inne w celu utworzenia kolonii na Marsie.

Na Marsie ludzcy koloniści musieliby uprawiać własne pożywienie. NASA eksperymentowała z uprawą warzyw na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej , a także opracowała symulowaną marsjańską glebę, która zawiera składniki odżywcze potrzebne roślinom do przetrwania, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób można ją wykorzystać do uprawy roślin [źródło: NASA ].

Przez lata pisarze science fiction i futuryści spekulowali na temat możliwości terraformowania Marsa, aby przekształcić jego środowisko w coś bliższego ziemskiemu. Jedno podejście polegałoby na uwolnieniu dwutlenku węgla uwięzionego na powierzchni Marsa, aby zwiększyć gęstość atmosfery, co również pomogłoby w zatrzymaniu promieniowania słonecznego i ogrzaniu powierzchni. Jednak badanie NASA opublikowane w 2018 roku wykazało, że powierzchnia Marsa nie zawiera wystarczającej ilości CO2, aby mógł być z powrotem wprowadzony do atmosfery, aby wywołać efekt cieplarniany, i nie byłoby możliwe wydobycie większości tego, co tam jest przy obecnej technologii [ źródło: NASA ].

W następnej sekcji porozmawiamy o możliwości skolonizowania asteroidy lub planety karłowatej.

Asteroidy - te skaliste obiekty, które krążą wokół Słońca w szerokim paśmie między Marsem a Jowiszem - mogą służyć jako odskocznie do planet zewnętrznych. Jest tylko 100 asteroid o średnicy większej niż 200 kilometrów, ale może istnieć miliard lub więcej, co czyni je jednym z największych zasobów Układu Słonecznego [źródło: Rees ].

Ale kolonizacja asteroidy byłaby jeszcze trudniejsza niż budowa bazy na Marsie lub Księżycu. Asteroidy nie mają dużej grawitacji, więc astronauci mieliby poważne problemy zdrowotne z powodu życia w tym środowisku, chyba że stworzyliby sztuczną grawitację wewnątrz bazy, być może poprzez ciągłe obracanie całego siedliska.

Ponieważ pas asteroid jest tak daleko od Słońca, panele słoneczne, które napędzałyby taką maszynerię, musiałyby być gigantyczne. Byłby też problem ochrony kolonistów przed promieniowaniem kosmicznym. Możesz pomyśleć, że tunelowanie w powierzchnię może zapewnić jakąś ochronę, ale zrobienie tego byłoby trudne, ponieważ wiele obiektów, które nazywamy asteroidami, nie jest w rzeczywistości litą skałą, ale w zasadzie skupiskami kosmicznych śmieci bez dużej integralności strukturalnej [źródło: Allison ].

Ale gdybyśmy mieli skolonizować mniejszy, odległy obiekt, planeta karłowata Ceres, największy obiekt w pasie asteroid i jedyna planeta karłowata w wewnętrznym Układzie Słonecznym, mogłaby mieć pewne możliwości. Sonda NASA Dawn odkryła, że ​​asteroida ma zewnętrzną powłokę bogatą w wodę, w postaci lodu i hydratów [źródło: NASA ].

Administracja Obamy miała ambitny plan, misję przekierowania asteroid, który zakładał przechwycenie części asteroidy i sprowadzenie jej z powrotem w pobliże księżyca, aby astronauci mogli na niej wylądować i pobrać próbki. Ale projekt został odwołany w 2017 roku przez administrację Trumpa [źródło: Malik ].

Czy jesteś gotowy, aby wyjść poza Układ Słoneczny?

Jeśli zamierzamy skolonizować planetę w innym systemie gwiezdnym, musimy odpowiedzieć na dwa pytania. Po pierwsze, czy jakieś planety podobne do Ziemi istnieją w ogóle poza naszym Układem Słonecznym ? Dzięki teleskopowi Keplera NASA odpowiedź na to pytanie brzmi: tak. Kepler, który został wycofany ze służby w 2018 roku, zlokalizował prawie 2700 planet - co astronomowie nazywają egzoplanetami - krążących wokół gwiazd w odległości od kilkuset do kilku tysięcy lat świetlnych. Wiele egzoplanet to gazowe olbrzymy podobne do Jowisza i Saturna. Ale inne to „super Ziemie”, skaliste planety nieco większe niż nasza [źródło: Howell ]. Niektórzy z nich mogą mieć odpowiednie warunki, aby być gościnnymi dla ludzkich kolonistów.

Drugie pytanie ma charakter czysto logistyczny: jak dostać się na planetę znajdującą się biliony mil od naszej planety? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy będą musieli przemyśleć podróże kosmiczne. Na przykład pomysł, że jedna załoga poleci na odległą planetę, jest wysoce nieprawdopodobny. Zamiast tego statek kosmiczny może potrzebować przewożenia grup rodzinnych zdolnych do życia w kosmosie przez pokolenia [źródło: Feltman ].

Naukowcy będą również musieli opracować lepsze systemy napędowe, aby skrócić czas podróży. Silniki oparte na rozszczepieniu jądrowym i syntezie jądrowej mogą być wykonalne, ale bardziej prawdopodobnymi kandydatami są żagle słoneczne, systemy napędu jonowego lub rakiety na antymaterię [źródło: Stromberg ].

Lekkie żagle kierują światło lasera na ogromny żagiel z folii aluminiowej. Gdy fotony uderzają w żagiel, przekazują pęd i pchają żagiel do przodu. Systemy napędu jonowego wykorzystują panele słoneczne do generowania pól elektrycznych, które przyspieszają naładowane atomy ksenonu. Taki silnik napędzał misję Dawn, która zrzuciła bezzałogowy statek kosmiczny na dwie asteroidy, Vestę i Ceres, zanim jej misja została zakończona w listopadzie 2018 r. Rakiety na antymaterię są najbardziej wydajne i osiągają największe prędkości, ale technologia jest stosunkowo nietestowana. Taka rakieta miesza równe ilości przeciwwodoru i wodoru, które unicestwiają się wzajemnie w komorze spalania, uwalniając ogromne ilości energii [źródło: Stromberg ].

Ostatecznie rozwiązaniem może być połączenie technologii, które po raz kolejny udowodni, że podbój kosmosu będzie wymagał współpracy i współdziałania naukowców z różnych dyscyplin i narodowości.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków