Mitmesugust

Kasvuhoone tegemine teises maailmas: kus saaksime oma päikesesüsteemis paraterraformida?

Kasvuhoone tegemine teises maailmas: kus saaksime oma päikesesüsteemis paraterraformida?

Tänapäeval pole puudust unistajatest, kes usuvad, et inimkond saab, tahab või peab uurima kosmoset ja looma inimese kohaloleku tähtede seas. Mõne jaoks on tegemist meie tõelise saatuse kohtumisega ja Universumis leidmisega.

Teiste jaoks on kõik seotud uute piiride, uute horisontide ja uute väljakutsetega. Maalt lahkudes ning rännates teistele planeetidele ja taevakehadele pöörduks inimkond tagasi oma juurte juurde, tehes uutest maadest kodu, nagu meie esivanemad tegid sadu tuhandeid aastaid tagasi.

Ja teiste jaoks on see ikkagi ellujäämise küsimus. Ühest küljest on mõistlik mitte hoida kõiki oma mune ühes korvis. Teiselt poolt on palju tõendeid, mis viitavad sellele, et inimesed ei ela Maal lõpmatuseni.

SEOTUD: MÄRTS 2020 SAAB KÜTUSE ALGAMISEKS ROHELIST VALGUST

Ükskõik, kas see on kataklüsmilise sündmuse (nagu asteroidi mõju), inimtekkelise kliimamuutuse või meie hästi dokumenteeritud võime ennast hävitada, arvavad paljud, et inimkond hääbub, kui ta ei asu kosmosesse.

Muidugi pakub see tõsiseid väljakutseid. Praegu on kasulike koormate ja meeskondade kosmosesse viimine endiselt kulukas, rääkimata robotproovide saatmisest teistele planeetidele. Inimeste saatmine teiste planeetide koloniseerimiseks oleks veelgi kallim.

Lisaks lihtsale kohalejõudmisele on ka palju pikaajalisi probleeme, mis vajaksid lahendamist. Näiteks kuidas loodetakse inimestelt lõpmatuseni elada maailmades, mis on meie jaoks ebasobivad?

Isegi kui saaksime tugineda arenenud tehnoloogiale ja olla võimalikult isemajandav, on väga raske elada keskkonnas, mis üritab teid pidevalt tappa!

Pikaajalise elamise probleem

Siin tuleb mängu ökotehnika. Teooria kohaselt võivad inimesed muuta planeedi või kuu kohalikku keskkonda, et luua külalislahke atmosfäär ja elutsükkel, mis võimaldaks pikaajalist elamist.

Seda protsessi planeedilises ulatuses nimetatakse "terraformeerivaks". Kuid selline protsess võib kesta tuhandeid aastaid ja see nõuab enneolematult palju ressursse, tehnoloogilist arengut, tööjõudu ja mitme põlvkonna pühendumist.

Lisaks on Päikesesüsteemis ainult teatud kohad, mida on võimalik mõelda terraformiga. Meie Päikesesüsteemi ühegi keha terraformimiseks pole tõesti mingeid usutavaid vahendeid.

Aga mis saab ainult osa planeedi, kuu või suure asteroidi teisendamisest? Kas selle asemel, et proovida muuta kogu maailma ökoloogiat, kas me ei saaks lihtsalt muuta selle väikest nurka, luues aia ja hingava atmosfääri, kus on ainult jää, kivi, tolm ja vaakum?

Kas sellest piisaks pikaajaliste inimasustuste loomiseks kogu Päikesesüsteemis?

Definitsioon

Tuntud ka kui "maailmamaja" kontseptsioon, on põhiidee siin planeedi teatud osa ümber korpuse ehitamine ja selle keskkonna muutmine. Selle kontseptsiooni mõtles algselt välja Briti matemaatik Richard L.S. Talyor 1992. aasta uuringus "Paraterraforming - maailmamaja kontseptsioon".

Selle meetodi abil saaks muuta planeedi sektsioonid, mis on muidu külalislahked või mida ei saa tervikuna terraformeerida, inimeste elamiseks sobivaks. See oleks eriti kasulik planeetidel või kuudel, kus atmosfääri oli vähe või üldse mitte ja kus suur osa pinnast allub surmavale kuumusele ja kiirgusele.

Mõned peamised näited hõlmavad elavhõbedat ja kuud, kahte taevakeha, millel on väga nõrk atmosfäär ja mida pommitab intensiivne päikese ja kosmilise kiirguse hulk.

Ehkki neid kohti ei olnud mõeldav muuta "roheliseks", võiks teatud kohtadesse luua suletud kolooniaid. Nende kolooniate käsutuses võiks olla arvatavasti piisavalt ressursse, et tuhanded (või isegi sajad tuhanded) inimesed saaksid seal elada.

Shell World Concept

Laiemalt vaadates on olemas ka mõte tervete planeetide terraformeerimine sama põhiidee abil. Selle idee pakkus 2009. aastal esmakordselt välja USA energeetikaministeeriumi insener Kenneth Roy koos Ajakiri Briti planeetidevahelistest teadustest.

Pealkirjaga "Koormaailmad - lähenemine kuude, väikeste planeetide ja plutoidide kujundamisele, "uuriti selles artiklis teoreetilist võimalust kasutada planeeti ümbritsemiseks suurt" kesta ", hoides selle atmosfääri, et pikaajalised muutused saaksid juurduda.

Kestade abil saaks sulgeda terve atmosfääri puuduva planeedi, mis võimaldaks inseneridel seda aeglaselt luua atmosfääri gaaside kaevandamise või pumpamise kaudu. Kest tagaks atmosfääri säilimise seni, kuni insenerid protsessi lõpetasid.

Kuid see ettepanek on rohkem kooskõlas "megastruktuuride" mõistega kui paraterraformimisega. Materjalide arv, tehnoloogia ja aeg, mil selline inseneritöö muudab selle kättesaamatuks.

SEOTUD: MEGASTRUKTUURID - MÄRK SUUREMAST KUI ELU VÄLISMAAD?

Väikeses paraterraformimine, mis hõlmaks linna või maapiirkonna suuruse elamiskõlbliku maastiku plaastri sulgemist, võiks olla võimaluste piires. Kuigi me ei tohiks eeldada, et midagi sellist varsti juhtub, on see midagi, mida saame planeerida mitte liiga kaugesse tulevikku.

Kuidas me siis läheksime seda tegema, küsite? Kasutades praegust tehnoloogiat või tehnoloogiaid, mis on eeldatavalt saadaval ka mitte väga kauges tulevikus, on saadaval mitmeid võimalusi.

Paraterraformimise meetodid

Mis puutub plaanidesse koloniseerida väljaspool Maad, siis selle mängu nimi on jätkusuutlikkus ja isemajandamine. Selle saavutamiseks uurivad NASA ja teised kosmoseagentuurid mitmeid tehnoloogiaid ja meetodeid.

Üks neist on tehnoloogia, mida nimetatakse lisandite tootmiseks (nt 3D-printimine). Viimastel aastatel on seda kontseptsiooni uuritud kui võimalust rajada alused Kuule, Marsile ja mujale.

Teine meetod, mida peetakse välismaailma arvelduse jaoks hädavajalikuks, on tuntud kui InR situ Resource Utilization (ISRU). See protsess hõlmab kohalike ressursside kasutamist ehitusmaterjalide ja energia tootmiseks kuni hingava õhu ja joogiveeni.

"Kui inimese kosmoseuuringud arenevad pikemate teekondade suunas kaugemale meie koduplaneedist, muutub ISRU üha olulisemaks. Varustusmissioonid on kallid ja kui astronautide meeskonnad muutuvad Maast sõltumatumaks, muutub pidev uurimine elujõulisemaks. Kosmoses reisimiseks, nagu ka Maal, vajame praktilisi ja taskukohaseid viise ressursside kasutamiseks, selle asemel, et kanda kõike, mida arvame vajalikuks. Tulevased astronaudid nõuavad võimet koguda kosmosepõhiseid ressursse ja muuta need hingavaks õhuks; joogiveeks, hügieeniks ja taimede kasv; raketikütused; ehitusmaterjalid ja palju muud. Missiooni võimalused ja puhasväärtus mitmekordistuvad, kui maavälistest ressurssidest saab luua kasulikke tooteid. "

Teoreetiliselt saab 3D-printimise ja ISRU abil ehitada kinnised asulad kohapeal, ilma et oleks vaja importida palju kokkupandavaid osi või ehitusmaterjale. Pärast valmimist suudaksid nad saavutada ka teatud taseme iseseisvuse, mis võib jätkusuutlikkuse tagamiseks palju ära teha.

Kuid nagu kõigi kinnisvaraasjade puhul, on ka kõige suurem probleem asukohas. Kui ehitame asulaid teistele planeetidele, kuudele ja kehadele, peavad alused olema ligipääsetavad, piisavalt kaitstud kiirguse ja äärmuslike tingimuste eest ning mitte liiga kaugel ressursside ja energiaallikatest.

Üks võimalus selleks on ehitada need asulad kohtadesse, mis tagavad loodusliku kaitse kiirguse eest ja on ka ressursirikkad. On mitmeid võimalusi, näiteks asulate ehitamine pinna alla.

Teine võimalus kaitsta selliste ohtude eest nagu kiirgus on ehitada kiirguskindlast materjalist korpused. Näiteks võiks asula põhistruktuuri kujundada kohaliku päritoluga regoliidist (tahked kivimid katavad lahtised ladestused).

Teise võimalusena võiks seda teha protsessi abil, mida nimetatakse "paagutamiseks", kus regoliiti pommitatakse mikrolainete või laseritega, et tekitada sula keraamika. Seejärel sai seda 3D-printimisrobotite abil muuta asula vundamendi, välisseinte ja pealisehituse moodustamiseks.

Samuti on võimalus kasutada magnetilist varjestust. Selle kontseptsiooni pakkus välja ehitusinsener Marco Peroni 2018. aasta Ameerika Aeronautika ja Astronautika Instituudi (AIAA) SPACE ning Astronautics Forum and Exposition juures.

Peroni kontseptsioon hõlmas modulaarset baasarhitektuuri, kus kuusnurkse kujuga üksused on koondatud sfäärilises vormis toorakujulise aparaadi alla. See seade oleks valmistatud kõrgepingelistest elektrikaablitest, mis tekitavad kiirguse eest kaitsmiseks elektromagnetvälja.

Simulatsioonide ja katsemudelite põhjal tegid Peroni ja tema kolleegid kindlaks, et aparaat suudab genereerida välist magnetvälja 8 mikrotlaslit (0,08 gaussi). Arvestades, et Maa kaitsev magnetväli on vahemikus 25–65 mikrotlaslit (0,25–0,65 gausust), tuleks seda seadet elanike ohutuse tagamiseks veelgi tugevdada, kuid see on alles arengu algfaasis.

See ettepanek sarnaneb paljuski solenoidkuu baaside kontseptsiooniga, mille Peroni esitas 2017. aasta AIAA kosmose- ja astronautikafoorumil ja -näitusel. See kontseptsioon hõlmas kuupõhja, mis koosnes läbipaistvatest kuplitest, mis olid ümbritsetud toroidikujulise kõrgepingekaablite struktuuriga.

Lisaks varjestusele võimaldaksid kunstlikud magnetväljad elupaiku, mis pakuvad vaateid ümbritsevale keskkonnale. See on klaustrofoobia, isoleerituse ja salongipalaviku vältimiseks võtmetähtsusega, mis võib paratamatult tuleneda maa-alustest või läbipaistmatute seintega korpustest.

Samuti on märkimisväärselt palju tõendeid selle kohta, et taimi võiks kasvatada kuu- ja marsimullas.

Nende hulgas on uuringud, mille viisid läbi ISS-i pardal olevad astronaudid, NASA rahastatud Lunari / Marsi kasvuhooneprojekt (Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project, PLMGP) ning NASA, Lima inseneri- ja tehnikakõrgkooli ning Rahvusvahelise Kartulikeskuse ühine uuring.

On tehtud ka sõltumatuid uuringuid, nagu näiteks Wageningeni ülikooli ja uurimiskeskuse ökoloogide poolt läbi viidud uuringud. Need katsed on näidanud, et Maa taimi saab kasvatada Marsi ja Kuu regoliidi abil, eeldades, et pakutakse piisavat niisutust ja orgaanilisi toitaineid.

Teine oluline aspekt, mida tuleb arvestada, on asjaolu, et need asulad peaksid olema suletud süsteemid. Õhk, vesi ja muud ressursid tuleb suure tõhususega ringlusse võtta.

See tooks kaasa mikrokliima loomise, kus toimub sademeid, tekib hapnikugaas, õhust puhastatakse süsinikdioksiidi ning vesi töödeldakse ja filtreeritakse loomulikult.

Ülejäänuga saaks hakkama ringlussevõtu süsteemide kombinatsioon. Orgaanilisi jäätmeid ja inimjäätmeid võiks kompostida ja kasutada väetistena ning muid jäätmeid saaks taaskasutada uute tööriistade ja kaupade loomiseks.

Niisiis, kuhu neid suletud mikrokliima kolooniaid täpselt luua võiks?

Sisemine päikesesüsteem

Nagu Maa, on ka kõik sisemise Päikesesüsteemi planeedid kivised ja maapealsed. Välja arvatud Veenus, võivad need kõik olla tulevaste kolooniate potentsiaalsete paikadena. Kõik on rikkalikult mineraalide ja potentsiaalselt veejääga ning mõnel on isegi orgaanilised molekulid. Neil on ka õiglane osa ohtudest!

Elavhõbe:

See võib teid üllatada, kui teate, et Merkuur, meie Päikesele lähim planeet ja teine ​​kõige kuumem (Veenuse taga), on tegelikult elujõuline kandidaat koloniseerimiseks. Näete, kui planeet saab päikeselt intensiivset kuumust ja kiirgust, suudaks hea asukohaga koloonia neid ja muid ohte vältida.

Näiteks kuna elavhõbedal on nõrk eksosfäär, ei kandu soojus Päikesepoolsest küljest pimedasse. Selle tulemusel jõuab ükskõik milline pool päevavalgust koguni nii kõrgele temperatuurile 427 ° C (800 ° F) samal ajal kui öösel on äärmiselt külm (-173 ° C / -279 ° F).

Samuti kogeb Merkuur nn 3:2 orbiidi resonants. See tähendab, et planeet läbib oma teljel kolm pööret (igaüks neist võtab 58,6 päeva), et pöörata kaks korda ümber Päikese (võtab ühe orbiidi 88 päeva). Lühidalt öeldes kogeb Merkuur iga kahe aasta jooksul kolme sideriaalset päeva.

Kuna aga planeet liigub kiiresti ümber Päikese ja pöörleb aeglaselt oma teljel, siis on terve päeva tegelik pikkus - st aeg, mis kulub Päikese tagasitulekuks taevasse samasse kohta (ehk päikesepäev ) - töötab umbes 176 Maa päeva.

Teisisõnu kestab üks elavhõbeda päev kuni kaks oma eluaastat. Kuid Merkuuri väga madal aksiaalne kalle (0.034°) tähendab, et valdav osa päikesevalgusest, mida ta saab, neeldub ekvaatori ümber. Vahepeal on selle polaarpiirkonnad piisavalt varjutatud ja piisavalt külmad, et veejääd sisaldada.

Seda kinnitas NASA sond MESSENGER 2012. aastal, mis leidis tõendeid vee jää ja orgaaniliste molekulide kohta kraatrites, mis tähistavad põhjapoolust. Spekuleeritakse ka selle üle, et lõunapoolus võib oma püsivalt varjutatud kraatritega piirkondades sisaldada jääd, võib-olla sama palju kui 100 miljardit kuni 1 triljon tonni see oleks kuni 20 m (ft) paks.

Nendes piirkondades võiks kuplid ehitada kraatri põrandatele või katta terve kraatri. Mõned võimalikud kandidaadid on Kandinsky, Prokofjevi, Tolkieni ja Tryggvadottiri kraatrid, millel kõigil arvatakse olevat veejäävarusid.

Päikesevalgust saab rakendada kraatrite servadele peeglite paigutamisega, et suunata see kupliga korpustesse. Temperatuur sisemuses tõuseks järk-järgult, veejää sulaks ja mulda saaks teha, kombineerides vett ja orgaanilisi molekule kraateripõrandast pärit regoliidiga.

Taimi võiks kasvatada ka hapniku tootmiseks, mis koos gaasilise lämmastikuga tekitaks hingava atmosfääri. Biodoomi sees asuvast piirkonnast saaks elamiskõlblik keskkond, millel on oma veeringe ja süsinikuringe.

Alternatiivina võiks hapnikugaasi tekitada keemilise dissotsiatsiooni teel, kus aurustunud vee jää allutatakse päikesekiirgusele, et saada vesinikgaasi (mida saab õhutada või koguda ja kütuse jaoks säilitada) ja hapnikugaasi.

Alternatiivina võiksid inseneride meeskonnad pumpada vajalikke gaase kuppelkorpusesse, kuni atmosfäärirõhk saavutas 100 kilopascali (või 1 baari). Seejärel võiks jää vajaduse korral koristada või säilitada joogiks, kanalisatsiooniks ja niisutamiseks.

Kuu:

Maa kui kõige lähema taevakehana oleks Kuu koloniseerimine teiste kehadega võrreldes suhteliselt lihtne. Paljudes aspektides kujutab see endast samu potentsiaalseid ohtusid, mida teeb elavhõbe, ja strateegiad nendega tegelemiseks on suures osas samad.

Alustuseks on Kuul äärmiselt nõrk atmosfäär, selline õhuke, et seda saab liigitada ainult eksosfääri hulka. Kuu sisaldab ka palju mineraale ja potentsiaalseid ressursse, nagu heelium-3 ja vee jää, kuid eluks vajalike lenduvate elementide (nt ammoniaak, metaan, süsinikdioksiid jne) poolest on hõre

Lisaks sellele on Kuu pinnal ekvatoriaalpiirkonna äärmised temperatuurivahemikud. Sõltuvalt sellest, kas osa pinnast on otsese päikesevalguse käes või mitte, varieeruvad temperatuurid madalaima temperatuuri vahel -173 ° C (-280 ° F) kõrgeimale tasemele 127 ° C (260 ° F).

Polaarpiirkondades lähevad temperatuurid aga madalamale -123 ° C (-189 ° F) kõrgeimale tasemele -43 ° C (-45 ° F). Ehkki sellest piisab, et Antarktika võrdlusena tunduks, on see palju kitsam vahemik.

Lisaks sellele on polaarpiirkonnad nagu Merkuur püsivalt varjutatud ja neil on juurdepääs veevarudele. See kehtib eriti lõunapooluse Aitkeni basseini kohta, kraatripiirkonna kohta, kus mitmed orbiitermissioonid on leidnud tõendeid vee jää kohta.

Sellistes kohtades nagu kuulus Shackletoni kraater võiks suletud mikrokliima luua kupli ehitamise ja päikesepeeglite abil päikesevalguse juhtimiseks. Seetõttu võiks luua ilmastiku süsteemi, seejärel kasvatada taimi ja luua potentsiaalselt hingav õhkkond.

Marss:

Marss on veel üks populaarne sihtkoht inimeste kosmoseavastuse ja asustuse osas. Nagu Kuu, on ka suur osa sellest seotud Maa läheduse ning tema ja meie planeedi sarnasustega.

Iga 26 kuu tagant on Maa ja Marss üksteise orbiidil kõige lähemal. Seda nimetatakse opositsiooniks, kus Marss ja Päike ilmuvad taeva vastaskülgedele. Nii luuakse kolonistide ja tarvikute saatmiseks regulaarsed „käivitamisaknad“.

Lisaks kestab Marsi päev 24 tundi ja 39 minutit, mis tähendab, et taimedel, loomadel ja inimkolonistidel on päevane tsükkel (päeva / öö tsükkel), mis on peaaegu sama mis Maa. Ka Marsi vertikaaltelg on kallutatud viisil, mis on väga sarnane Maa omaga- 25.19°vs. 23.5° - mille tulemuseks on hooajalised muutused orbiidiperioodi jooksul.

SEOTUD: MIDA VÕETAKSE ESIMETE MARTIANIDE LOOMISEKS?

Põhimõtteliselt, kui üks poolkera on suunatud Päikese poole, kogeb ta suve, teine ​​aga talve. Kuna Marsi aasta kestab aga umbes 687 Maa päeva (668,6 Marsipäevad), kestab iga hooaeg umbes kaks korda kauem.

Marsil on ka temperatuuri kõikumisi, mis on sarnased Maa omadega, ehkki need on üldiselt oluliselt madalamad. Keskmine pinnatemperatuur aasta jooksul on -63 ° C (-81 ° F), ulatudes madalaimast -143 ° C (-225 ° F) talvel poolustel ja kõrge 35 ° C (95 ° F) mööda ekvaatorit suvel keskpäeval.

Kuid õhukese atmosfääri tõttu ei jõua need sooja pinna temperatuurid maapinnast palju kõrgemaks. Ja öösel võib temperatuur tõusta nii madalale kui -73 ° C (-99 ° F). Siiski, kuna variatsioonid on keskmistel laiuskraadidel palju vähem äärmuslikud, oleks see tõenäoliselt parim koht asula ehitamiseks.

Marsil on ka rikkalikult veejää, mis on peamiselt koondunud polaarsetesse jääkatetesse. Erinevad uuringud on siiski näidanud, et ka pinna alla võib lukustada märkimisväärse koguse vett. Seda vett said kolonistid ammutada ja kasutada kõigeks, alates joomisest ja niisutamisest kuni sanitaarteenusteni.

Seetõttu sobib Marss ISRU jaoks hästi. Oma raamatus Marsi juhtumSelgitas Robert Zubrin, kuidas tulevased kolonistid saaksid kohapeal toota õhku, vett ja kütust, kasutades selleks ainult Marsi pinnases ja atmosfääris olevaid elemente.

Lisaks on läbi viidud katsed, mis näitavad, kuidas Marsi mulda saab küpsetada märkimisväärse tugevusega tellisteks. Neid saaks kasutada elupaikade ja struktuuride valmistamiseks, kus kolonistid elaksid. Katsed on näidanud ka seda, et Maarja taimed võivad kasvada Marsi pinnases, mis tooks õhust hapnikku ja puhastaks süsinikku.

Paraku on endiselt kiirguse küsimus. Vastavalt hiljutistele uuringutele Marsi Odüsseia sondiga kogevad Marsi pinnal olevad elanikud kiirgustaset, mis on 2 kuni 3 korda kõrgem kui see, mida astronaudid rahvusvahelisel kosmosejaamal kogevad.

Maal puutuvad arenenud riikides elavad inimesed kokku aastase keskmise annusega 0,62 rad. Ja kuigi uuringud on näidanud, et annus on kuni 200 radei ole surmav, kokkupuude sellise kiirgustasemega võib dramaatiliselt suurendada terviseriske (äge kiiritushaigus, vähk, DNA kahjustus).

Seevastu Marsi pind on avatud keskmiselt 22 milliradi päevas - mis õnnestub 8000 milliradi (8 rad) aastas. See on peaaegu 13 korda suurem kui aastane annus, millega meie kehad on harjunud, ja see on lähedal soovitatava viieaastase kokkupuute piirväärtusele. Selle pikaajalised mõjud jäävad teadmata.

TheMarsi Odüsseia tuvastas ka kaks päikese prootoni sündmused mis põhjustas kiirgustaseme tipu umbes 2000 milliradi päeva jooksul ja veel mõned sündmused, mis jõudsid 100 milliradi. Pealegi on hiljutised Las Vegase Nevada ülikoolis (UNLV) läbi viidud uuringud näidanud, et kosmiliste kiirte poolt põhjustatud oht võib kahekordistada vähiriski.

Sel põhjusel on missiooni planeerijad uurinud ideed ehitada elupaigad kas pinna alla või luua kohalikust regoliidist paksude keraamiliste väliskestadega elupaigad. Taas võiks kasutada magnetilise varjestuse ideed, et võimaldada läbipaistvat kesta ja võimaldada elanikele vaade.

Tegelikult on NASA uurinud ideed paigutada magnetkilp orbiidile, ümber Marsi, et pakkuda magnetosfääriga sama kaitset. Ettepaneku esitas NASA Planetary Science Divisioni direktor dr Jim Green 2017. aasta Planetary Science Vision 2050 Workshopil.

Dr Green väitis, et see kilp tuleks paigutada Marsi-Päikese L1 Lagrange'i punkti, kus see looks kunstliku magnetotaili, mis hõlmaks kogu Marsi. See mitte ainult ei kaitseks elu pinnal kahjuliku kiirguse eest, vaid võimaldaks ka Marsi atmosfääril pakseneda (pakkudes seega suuremat kaitset).

Nende meetmete rakendamisega saaks kolooniat kaitsta elementide eest, mis hõlmavad Marsi tolmutorme ja kiirgust. Toas saaksid inimasustajad Marsi mullas taimi kasvatada, ise oma õhku toota ja tõhusalt isemajandavat mikrokliimat luua.

Selline alus (või paljud sarnased) võivad alustada Marsi terraformimise protsessi. Pärast teatud piirkondades mikrokliima loomist võivad nad hakata neid pikendama, kuni jõuavad kogu planeedile.

Peamine asteroidivöö

Huvitav on see, et asteroidivöö on midagi enamat kui lihtsalt miljonite kiviste esemete lahtine kogum. Seal elab ka kääbusplaneet Ceres, mis on vöö suurim keha ja moodustab umbes kolmandiku peavöö massist.

Ceres mõõdab umbes 946 km (588 mi) läbimõõduga ja selle pindala on 2,849,631 km² (1 100 250 mi²). Arvestades selle suurust ja tihedust, arvatakse, et Ceres on diferentseeritud, mis koosneb kivisest südamikust, selle kõrval asuvast vedelast ookeanist ning jäädest koosnevast mantlist ja koorest.

Kecki teleskoobi 2002. aastal esitatud tõendite põhjal hinnatakse mantlit 100 km (62 mi) paks ja sisaldada kuni 200 miljonit km³ (48 miljonit mi³) veest. See võrdub umbes 10% -ga Maa ookeanides leiduvast ja on rohkem kui kogu Maa magevesi.

Seetõttu pakuks Cerese koloonia igasuguseid eeliseid ja võimalusi kasvuks. See on osaliselt tingitud sellest, kuidas see muudaks peamise asteroidide vöö ja selle rikkalikud ressursid kättesaadavaks. Samuti on olemas Cerese enda käsutuses olevad ressursid, mis võiksid hõlbustada pararaformatsiooni.

Näiteks on Ceresil mõned muljetavaldavad kraatrid, millest suurimate hulka kuuluvad oktaatori, Kerwani ja Yalode kraatrid. Nende sisse saaks ehitada kuplid ja kohalikust jääst vett korjata, kraatri põranda sillutamiseks kasutada silikaatmineraale.

Kohapeal kogutud jääd võiks kasutada niisutamiseks, aga ka hapnikugaasi tootmiseks. Kuna Cereses arvatakse olevat suuri ammoniaagirikaste savimuldade hoiuseid, võiks ammoniaaki ka korjata. Kuna ammoniaak koosneb suuresti lämmastikust, võiks seda töödelda lämmastikgaasi (meie atmosfääris oluline puhvergaas) loomiseks.

Valgust võiksid pakkuda mitmed orbitaalsed peeglid, mis keskenduksid ja suunaksid päikesevalguse kuplisse, pakkudes päevase tsükli tunnet ja võimaldades ka taimedel kasvada.

Jupiteri kuud

Jupiteri kuude koloniseerimise ideed on sellest ajast alates hõljunud mitu korda Pioneer10 ja 11 ja Voyager 1 ja 2 süsteemi kaudu läbinud sondid. Sellest ajast alates on avastatud, et kolmel tema neljast suurimast satelliidist (Europa, Ganymede ja Callisto) võivad kõik omada sisemeresid.

Veelgi enam, Europa ja Ganymede mitmekordsed uuringud on näidanud, et nende ookeanid võivad olla elu toetamiseks piisavalt soojad. Sel põhjusel soovivad paljud saata robotmissioone, et otsida selle võimaliku elu märke, ja lõpuks meeskonnaga missioonid, mis võiksid luua eelpostid.

Näiteks asutati 1994. aastal Artemi projekti nime all tuntud eraettevõte Kuu koloniseerimise eesmärgil. Nad koostasid ka Europa koloonia plaanid, mis kutsusid üles ehitama pinnale jääst välja konstruktsioonid (iglu eeskujul).

Autorid soovitasid ka luua pikaajalised elupaigad jääkilbi õhutaskutesse. Arvestades rohkelt vee jääd ja lenduvaid aineid, nagu metaan ja ammoniaak, võiks pinnast lähtuvalt kasutada neid ressursse minikliimaga aluste loomiseks.

Ühele või mitmele Galilei kuule asetsevat alust toetas ka dr Zubin oma 1999. aasta raamatus, Kosmosesse sisenemine: kosmosest kaugeneva tsivilisatsiooni loomine (1999). Need alused võivad aidata hõlbustada atmosfääri kaevandamist väliste planeetide - s.o Jupiteri ja Saturni - vahel heelium-3 kütuse saamiseks.

NASA koostas 2003. aastal ka uuringu, milles toetati Callisto baasi loomist, mis nende arvates oleks võimalik teostada aastaks 2045. Plaan pealkirjaga "Revolutionary Concepts for Human Outer Planet Exploration" (HOPE) nõudis tuumarakettide kasutamist. kõigi baasi ehitamiseks vajalike materjalide ja robotite transportimiseks.

Sihtkoht valiti selle kauguse tõttu Jupiterist, mis tähendab, et see puutub kokku palju vähem kiirgust kui tema teised. Rõhutati, et sealne baas suudab raketikütuse loomiseks koristada veejää, muutes Callisto kõigi Jovi süsteemi edasiste missioonide varubaasiks.

Kiirgus on eriti murettekitav Jupiteri kuude arvestamisel. Tänu Jupiteri võimsale magnetosfäärile ja suure energiaga kiirguse vöö olemasolule on Io, Europa ja Ganymede kuudel erinev kogus kahjulikke kiiri.

Io, mis tiirleb suure energiaga kiirgusvöö piires, saab umbes 3600 rad ioniseerivat kiirgust päevas - piisab väga kiireks tapmiseks. Koos vulkaanilise aktiivsuse, pehme mantli ja maa-aluse laavavooluga pole Io hea koht elamiseks!

Europa pind saab umbes 540 radi päevas, mis jääb endiselt tublisti surmavasse vahemikku. Ganymedesis on asjad natuke paremad, kuna sellel on suurem vahemaa ja asjaolu, et Ganymedesel on magnetväli, mistõttu on see ainus Päikesesüsteemi keha (välja arvatud gaasihiiglased). Kuid ikkagi saab 8 radi päevas, rohkem kui aasta väärtuses kiirgust siin Maal.

Ainult Callisto jääb ohutusse vahemikku, saab ainult vastu 10 milliradi alates Jupiterist päevas. Muidugi, see süveneb, kui lisate päikesekiirgust ja kosmilisi kiiri, kuid fakt on, et Callisto on Jovia süsteemis kõige turvalisem koloniseerimise koht.

Nii et kui asulaid saaks ehitada Ganymedele ja Euroopale, vajaksid mõlemad asukohad märkimisväärset kiirguskaitset ja asulad võivad olla võimalikud ainult jäise pinna all. Callistol võiks luua pinnakeskkonna, mis võiks sarnaneda Ceresile.

See hõlmaks kupliga korpust ühes või enamas Callisto paljudest, paljudest löögikraatritest. Kandidaatide hulka kuuluvad Valhalla, Asgardi ja Adlinda rõngastega kraatrid, mis mõõdavad 3800 km (2360 miili), 1600 km (995 miili) ja 1000 km (660 mi) vastavalt läbimõõduga.

On ka kraatreid nagu Heimdall ja Loftn, mis mõõdavad 210 km (130 miili) ja 200 km (124 mi) vastavalt läbimõõduga. Mõnes neist või kõigist neist võiks püstitada kuplikujulised struktuurid, mis ulatuksid äärest ääreni või kraatri põrandani.

Jupiteri Trooja ja Kreeka asteroididest korjatud silikaatmineraalide abil sai mulda luua koloonia põrandale. Kohapeal korjatud veejää, ammoniaagi, metaani ja orbitaalpeeglite abil saaks luua mikrokliima.

Saturni kuud

Siis on Saturni süsteemi kuud. Välise päikesesüsteemi koloniseerimist propageerides väitis Zubrin, et Saturni, Uraani ja Neptuuni võib nende rikkaliku ressursibaasi tõttu muuta "Päikesesüsteemi Pärsia laheks".

Zubrin nimetas Saturni neist kõige olulisemaks Maa suhtelise läheduse, vähese kiirguse ja suurepärase kuude süsteemi tõttu. Esiteks on süsteem üks suurimaid deuteeriumi ja heelium-3 allikaid, mida võiks tulevikus kasutada termotuumasünteesireaktorite kütuseallikatena.

Saturni kuude kiirgus on samuti tunduvalt väiksem kui Jupiteri satelliitide süsteemil. Seda seetõttu, et Saturni kiirgusvööd on oluliselt nõrgemad kui Jupiteri omad - 0,2 gaussi (20 mikrotlaslit) võrreldes 4,28 gaussi (428 mikrotlaslit).

See väli ulatub Saturni keskmest umbes 362 000 km (225 000 mi) selle atmosfäärist. See muudab selle planeedi jaoks palju tihedamaks kui Jupiteri kiirgusvöö, mille kaugus ulatub umbes 3 miljonit km.

Titan määrati ka inimasustuse heaks asukohaks, kuna see on ainus taevakeha peale Maa, kus on tihe lämmastiku atmosfäär. Seal on ka suures koguses vedelat ja atmosfäärilist metaani ning muid süsivesinikke, millega kuu uhke on.

Teine võimalik asukoht on Enceladus, mis kogeb perioodiliselt ploomiaktiivsust oma lõunapooluse piirkonnas. 2006. Aasta märtsisCassini-Huygens missioon sai võimalikud tõendid vedelast veest Enceladusel, mille NASA kinnitas 2014. aastal.

See vesi väljub joadest, mis on tõenäoliselt ühendatud siseookeaniga, mis on mõnes kohas pinnast alla kümnete meetrite. See muudaks vee kogumise oluliselt lihtsamaks kui kuulaadsel Europal, kus vett tuleks korjata tahkest jääst.

Andmed on saadud Cassini soovitas ka lenduvate ja orgaaniliste molekulide olemasolu siseruumides, tugevdades elu elu Enceladuses. Tihedusnäidud viitavad ka sellele, et selle välise jääkihi all asub silikaatkivimi ja metalli südamik.

Need ressursid oleksid koloonia loomisel hindamatud, eriti kui tegemist oleks paraterraformimisega. Palju sama kehtib Titani kohta, mille mantlis on ohtralt vett, samuti palju lenduvaid aineid nagu ammoniaak ja (eriti) metaan.

Tänu Cassini-Huygens missioonist on astronoomid teada saanud, et Titani pinnal on metaanijärved ja metaanitsükkel, mis sarnaneb tihedalt Maa hüdroloogilise tsükliga. Kuu uuringud näitasid ka, et sellel on keskkond, mis on rikas orgaanilise keemia ja prebiootiliste tingimuste poolest.

Titan tiirleb ka ohutult väljaspool Saturni kiirgusvöö ulatust ja selle paksust atmosfäärist võib piisata, et pakkuda kaitset kosmiliste kiirte eest. Kui Enceladusel on väga nõrk atmosfäär ja see tiirleb Saturni kiirgusvöö sees, siis madalad tasemed (võrreldes Jupiteriga) tähendavad, et neid saaks leevendada.

Lühidalt öeldes võiks nii Titanil kui ka Enceladusel (ja võimalik, et ka teistel süsteemi kuudel) ehitada minikliimaga iseseisvad kolooniad, mis kasutavad ära seda loodusvarade baasi. 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)


Vaata videot: Kärcher Rainbox niisutussüsteem (Mai 2021).