Terraformointi - uuden maan rakentaminen uuteen paikkaan

Eräänä päivänä saattaa käydä ilmi, että globaalin katastrofin sattuessa ei ole mahdollista palauttaa sivilisaatiota maan päälle tai palata tilaan, jossa se oli ennen uhkaa. Kannattaa varata uusi maailma ja rakentaa sinne kaikki uudestaan ​​- paremmin kuin kotiplaneetallamme. Emme kuitenkaan tiedä taivaankappaleita, jotka olisivat valmiita asettumaan välittömästi. On otettava huomioon, että tällaisen paikan valmistelu vaatii jonkin verran työtä.

1. Kansi tarinasta "Crision in Orbit"

Planeetan, kuun tai muun esineen terraformointi on hypoteettinen, ei missään muualla (tietojemme mukaan) prosessi, jossa planeetan tai muun taivaankappaleen ilmakehä, lämpötila, pinnan topografia tai ekologia muutetaan Maan ympäristön muistuttamiseksi ja sopivaksi maanpäälliseen käyttöön. elämää.

Terraformoinnin käsite on kehittynyt sekä kentällä että todellisessa tieteessä. Itse termi otettiin käyttöön Jack Williamson (Will Stewart) vuonna 1 julkaistussa novellissa "Collision Orbit" (1942).

Venus on viileä, Mars lämmin

Science-lehdessä vuonna 1961 julkaistussa artikkelissa tähtitieteilijä Carl Sagan ehdotettu. Hän visioi istuttavansa ilmakehään leviä, jotka muuttaisivat veden, typen ja hiilidioksidin orgaanisiksi yhdisteiksi. Tämä prosessi poistaa hiilidioksidia ilmakehästä, mikä vähentää kasvihuoneilmiötä, kunnes lämpötila laskee mukavalle tasolle. Ylimääräinen hiili sijoittuu planeetan pinnalle esimerkiksi grafiitin muodossa.

Valitettavasti myöhemmät havainnot Venuksen olosuhteista ovat osoittaneet, että tällainen prosessi on mahdoton. Jos vain siksi, että siellä olevat pilvet koostuvat erittäin väkevästä rikkihappoliuoksesta. Vaikka levät voisivat teoreettisesti menestyä yläilmakehän vihamielisessä ympäristössä, ilmakehä itsessään on yksinkertaisesti liian tiheä – korkea ilmanpaine tuottaisi lähes puhdasta molekyylistä happea ja hiili palaisi vapauttaen hiilidioksidia.₂.

Kuitenkin useimmiten puhumme terraformaatiosta Marsin mahdollisen mukautumisen yhteydessä. (2). Artikkelissa "Planetary Engineering on Mars", joka julkaistiin Icarus-lehdessä vuonna 1973, Sagan pitää Punaista planeettaa potentiaalisesti asumiskelpoisena paikkana ihmisille.

2. Visio Marsin terraformoinnin seuraaviin vaiheisiin

Kolme vuotta myöhemmin NASA käsitteli virallisesti planeettatekniikan ongelmaa käyttämällä termiä "planetaarinen ekosynteesi". Julkaistussa tutkimuksessa todettiin, että Mars voisi tukea elämää ja siitä voi tulla asuttava planeetta. Samana vuonna järjestettiin ensimmäinen istunto terraformaatiosta, joka tuolloin tunnettiin myös nimellä "planetaarinen mallinnus".

Kuitenkin vasta vuonna 1982 sanaa "terraforming" alettiin käyttää sen nykyisessä merkityksessä. planetologi Christopher McKay (7) kirjoitti "Terraforming Mars", joka ilmestyi Journal of the British Interplanetary Society -lehdessä. Artikkelissa käsiteltiin Marsin biosfäärin itsesääntelyn näkymiä, ja McKayn käyttämä sana on sittemmin tullut suosituin sana. Vuonna 1984 James Lovelock i Michael Allaby julkaisi kirjan Greening Mars, joka on yksi ensimmäisistä, joka kuvasi uuden menetelmän Marsin lämmittämiseksi käyttämällä ilmakehään lisättyjä kloorifluorihiilivetyjä (CFC).

Kaiken kaikkiaan on jo tehty paljon tutkimusta ja tieteellistä keskustelua mahdollisuudesta lämmittää tätä planeettaa ja muuttaa sen ilmakehää. Mielenkiintoista on, että jotkut hypoteettiset menetelmät Marsin muuntamiseksi voivat jo olla ihmiskunnan teknisten kykyjen sisällä. Tähän tarvittavat taloudelliset resurssit ovat kuitenkin paljon suuremmat kuin mikään hallitus tai yhteiskunta on tällä hetkellä valmis osoittamaan tällaiseen tarkoitukseen.

Metodinen lähestymistapa

Kun terraformointi tuli laajempaan käsitekiertoon, sen laajuutta alettiin systematisoida. Vuonna 1995 Martin J. Fogg (3) kirjassaan "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" hän tarjosi seuraavat määritelmät tähän alaan liittyville eri näkökohdille:

• planeettatekniikka - teknologian käyttö planeetan globaaleihin ominaisuuksiin vaikuttamiseen;
• geotekniikka - planeettatekniikka, jota sovelletaan erityisesti Maahan. Se kattaa vain ne makrotekniikan käsitteet, jotka sisältävät tiettyjen globaalien parametrien muuttamisen, kuten kasvihuoneilmiön, ilmakehän koostumuksen, auringon säteilyn tai iskuvirtauksen;
• terraformointi - planeettojen suunnitteluprosessi, jonka tarkoituksena on erityisesti lisätä maan ulkopuolisen planeettaympäristön kykyä tukea elämää tunnetussa tilassa. Viimeinen saavutus tällä alueella on avoimen planeetan ekosysteemin luominen, joka jäljittelee kaikkia maanpäällisen biosfäärin toimintoja ja joka on täysin sopeutunut ihmisasutukseen.

Fogg kehitti myös määritelmiä planeetoista, joiden yhteensopivuusaste vaihtelee ihmisten selviytymisen suhteen. Hän erotti planeetat:

• asuttu () - maailma, jonka ympäristö on tarpeeksi samanlainen kuin Maa, jotta ihmiset voivat asua siinä mukavasti ja vapaasti;
• bioyhteensopiva (BP) - planeetat, joiden fysikaaliset parametrit sallivat elämän kukoistavan niiden pinnalla. Vaikka niistä aluksi puuttuisi se, ne voivat sisältää erittäin monimutkaisen biosfäärin ilman terraformoinnin tarvetta;
• helposti terraformoitu (ETP) - planeetat, joista voi tulla bioyhteensopivia tai asumiskelpoisia ja joita voidaan tukea suhteellisen vaatimattomalla joukolla planeettatekniikan tekniikoita ja resursseja, jotka on tallennettu läheiseen avaruusalukseen tai robottiprekursoritehtävään.

Fogg ehdottaa, että hänen nuoruudessaan Mars oli biologisesti yhteensopiva planeetta, vaikka se ei tällä hetkellä mahdu mihinkään kolmesta kategoriasta - sen terraformointi on ETP:n ulkopuolella, liian vaikeaa ja liian kallista.

Energialähteen saaminen on elämän ehdoton edellytys, mutta ajatus planeetan välittömästä tai mahdollisesta elinkelpoisuudesta perustuu moniin muihin geofysikaalisiin, geokemiallisiin ja astrofysikaalisiin kriteereihin.

Erityisen kiinnostava on joukko tekijöitä, jotka maapallon yksinkertaisempien organismien lisäksi tukevat monimutkaisia ​​monisoluisia organismeja. eläinten. Tämän alan tutkimus ja teoriat ovat osa planetaarista tiedettä ja astrobiologiaa.

Voit aina käyttää lämpöydinvoimaa

NASA määrittelee astrobiologian etenemissuunnitelmassaan sopeutumisen tärkeimmät kriteerit ensisijaisesti "riittäviksi nestemäisiksi vesivaroiksi, monimutkaisten orgaanisten molekyylien aggregoitumiselle suotuisiksi olosuhteiksi ja aineenvaihduntaa tukeviksi energialähteiksi". Kun planeetan olosuhteet muuttuvat tietyn lajin elämälle sopivat, mikrobielämän tuonti voi alkaa. Kun olosuhteet lähentyvät maanpäällisiä, sinne saattaa tulla myös kasveja. Tämä nopeuttaa hapen tuotantoa, mikä teoriassa tekee planeetan vihdoin kykenevän tukemaan eläinelämää.

Marsissa tektonisen toiminnan puute esti kaasujen kierrätyksen paikallisista sedimenteistä, mikä on suotuisaa maapallon ilmakehille. Toiseksi voidaan olettaa, että kattavan magnetosfäärin puuttuminen Punaisen planeetan ympärillä johti ilmakehän asteittaiseen tuhoutumiseen aurinkotuulen vaikutuksesta (4).

4 Heikko magnetosfääri ei suojaa Marsin ilmakehää

Konvektio Marsin ytimessä, joka on enimmäkseen rautaa, loi alun perin magneettikentän, mutta dynamo on kuitenkin pitkään lakannut toimimasta ja Marsin kenttä on suurelta osin kadonnut, mahdollisesti ytimen lämpöhäviön ja jähmettymisen vuoksi. Nykyään magneettikenttä on kokoelma pienempiä, paikallisia sateenvarjomaisia ​​kenttiä, enimmäkseen eteläisen pallonpuoliskon ympärillä. Magnetosfäärin jäännökset peittävät noin 40 % planeetan pinnasta. NASAn tehtävän tutkimustulokset Asiantuntija osoittavat, että ilmakehä puhdistuu pääasiassa auringon koronaalimassasta, jotka pommittavat planeettaa korkeaenergisilla protoneilla.

Marsin terraformointiin tulisi sisältyä kaksi suurta samanaikaista prosessia - ilmakehän luominen ja sen lämmitys.

Kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin, paksumpi ilmakehä pysäyttää tulevan auringon säteilyn. Koska kohonnut lämpötila lisää kasvihuonekaasuja ilmakehään, nämä kaksi prosessia vahvistavat toisiaan. Pelkkä hiilidioksidi ei kuitenkaan riittäisi pitämään lämpötilaa veden jäätymispisteen yläpuolella – tarvittaisiin jotain muuta.

Toinen Marsin luotain, joka sai äskettäin nimen sinnikkyys ja lanseerataan tänä vuonna, kestää yrittää tuottaa happea. Tiedämme, että harvinainen ilmakehä sisältää 95,32 % hiilidioksidia, 2,7 % typpeä, 1,6 % argonia ja noin 0,13 % happea sekä monia muita alkuaineita vielä pienempinä määrinä. Kokeilu tunnetaan nimellä iloisuus (5) on käyttää hiilidioksidia ja uuttaa siitä happea. Laboratoriokokeet ovat osoittaneet, että tämä on yleisesti mahdollista ja teknisesti mahdollista. Jostain on aloitettava.

5. Keltaiset moduulit Perseverance Roverin MOXIE-kokeeseen.

spacex pomo, Elon Musk, hän ei olisi oma itsensä, jos hän ei laittaisi kahta senttiään keskusteluun Marsin terraformaatiosta. Yksi Muskin ideoista on laskeutua Marsin napoille. vetypommeja. Massiivinen pommitus synnyttäisi hänen mielestään paljon lämpöenergiaa sulattamalla jäätä, ja tämä vapauttaisi hiilidioksidia, joka loisi ilmakehään kasvihuoneilmiön, joka sitoisi lämpöä.

Marsin ympärillä oleva magneettikenttä suojaa marsonautit kosmisilta säteiltä ja luo leudon ilmaston planeetan pinnalle. Mutta sen sisään ei todellakaan voi laittaa suurta palaa nestemäistä rautaa. Siksi asiantuntijat tarjoavat toisen ratkaisun - lisää w librointipiste L1 Mars-Aurinkojärjestelmässä loistava generaattori, joka luo melko voimakkaan magneettikentän.

Konseptin esitteli Planetary Science Vision 2050 -työpajassa Dr. Jim Green, NASAn planeettatutkimusosaston Planetary Science Divisionin johtaja. Ajan myötä magneettikenttä johtaisi ilmanpaineen ja keskilämpötilan nousuun. Vain 4 °C:n nousu sulattaisi jäätä napa-alueilla ja vapauttaisi varastoitua hiilidioksidia₂tämä aiheuttaa voimakkaan kasvihuoneilmiön. Sinne tulee taas virtaamaan vettä. Tekijöiden mukaan hankkeen todellinen toteutusaika on 2050.

Harvardin yliopiston tutkijoiden viime heinäkuussa ehdottama ratkaisu ei puolestaan ​​lupaa terraformoida koko planeettaa kerralla, vaan se voisi olla vaiheittainen menetelmä. Tiedemiehet keksivät kupolien pystyttäminen valmistettu ohuista silikaairgeelikerroksista, jotka olisivat läpinäkyviä ja samalla suojaavat UV-säteilyltä ja lämmittävät pintaa.

Simuloinnin aikana kävi ilmi, että ohut 2-3 cm kerros aerogeeliä riittää lämmittämään pintaa jopa 50 °C. Jos valitsemme oikeat paikat, Marsin fragmenttien lämpötila nostetaan -10 ° C:seen. Se on edelleen alhainen, mutta sellaisella alueella, jonka voimme käsitellä. Lisäksi se todennäköisesti pitäisi näiden alueiden veden nestemäisessä tilassa ympäri vuoden, mikä yhdistettynä jatkuvaan auringonvaloon pitäisi riittää kasvillisuuden fotosynteesiin.

Ekologinen terraformointi

Jos ajatus Marsin uudelleenluomisesta Maan näköiseksi kuulostaa fantastiselta, niin muiden kosmisten kappaleiden mahdollinen terraformaatio nostaa fantastisen tason n:nnelle astetta.

Venus on jo mainittu. Vähemmän tunnettuja ovat pohdinnat kuun terraformointia. Geoffrey A. Landis NASA laski vuonna 2011, että ilmakehän luominen satelliittimme ympärille, jonka paine on 0,07 atm puhtaasta hapesta, vaatisi 200 miljardin tonnin happea jostain. Tutkija ehdotti, että tämä voitaisiin tehdä käyttämällä kuun kivien hapen pelkistysreaktioita. Ongelmana on, että alhaisen painovoiman vuoksi hän menettää sen nopeasti. Mitä tulee veteen, aikaisemmat suunnitelmat pommittaa Kuun pintaa komeetoilla eivät välttämättä toimi. Osoittautuu, että kuun maaperässä on paljon paikallista H:ta₂0, erityisesti etelänavan ympärillä.

Muita mahdollisia ehdokkaita terraformointiin - ehkä vain osittaiseen - tai paraterraformointiin, joka koostuu luomisesta vieraiden avaruuskappaleiden päälle suljetut elinympäristöt ihmisille (6) nämä ovat: Titan, Callisto, Ganymede, Europa ja jopa Merkurius, Saturnuksen kuu Enceladus ja kääpiöplaneetta Ceres.

6. Taiteellinen näkemys osittaisesta terraformaatiosta

Jos menemme pidemmälle, eksoplaneetoille, joiden joukossa törmäämme yhä useammin maailmoihin, jotka muistuttavat suuresti Maata, astumme yhtäkkiä täysin uudelle keskustelun tasolle. Voimme tunnistaa planeetat, kuten ETP, BP ja ehkä jopa HP siellä etäältä, ts. niitä, joita meillä ei ole aurinkokunnassa. Sitten tällaisen maailman saavuttamisesta tulee suurempi ongelma kuin terraformoinnin tekniikka ja kustannukset.

Monet planeettatekniikan ehdotukset sisältävät geneettisesti muunnettujen bakteerien käyttöä. Gary King, Louisiana State Universityn mikrobiologi, joka tutkii maan äärimmäisimpiä organismeja, toteaa, että:

"Synteettinen biologia on antanut meille upean joukon työkaluja, joiden avulla voimme luoda uudentyyppisiä organismeja, jotka on erityisesti räätälöity järjestelmiin, joita haluamme suunnitella."

Tiedemies hahmottelee terraformoinnin näkymät ja selittää:

"Haluamme tutkia valittuja mikrobeja, löytää geenejä, jotka ovat vastuussa selviytymisestä ja hyödyllisyydestä terraformaatiossa (kuten säteilyn kestävyys ja veden puute), ja sitten soveltaa tätä tietoa geeniteknologisesti erityisesti suunniteltuihin mikrobeihin."

Tiedemies näkee suurimmat haasteet kyvyssä geneettisesti valita ja mukauttaa sopivia mikrobeja, uskoen, että tämän esteen voittamiseksi voi kestää "kymmen vuotta tai enemmän". Hän huomauttaa myös, että parasta olisi kehittää "ei vain yhtä mikrobia, vaan useita, jotka toimivat yhdessä".

Asiantuntijat ovat ehdottaneet, että ihmiset voisivat sopeutua näihin paikkoihin geenitekniikan, biotekniikan ja kyberneettisten parannusten avulla sen sijaan, että maaperä muotoilisi tai muukalaisen ympäristön maanmuokkauksen lisäksi.

Liza Nip MIT Media Lab Molecular Machines -tiimin edustaja sanoi, että synteettinen biologia voisi antaa tutkijoille mahdollisuuden muokata ihmisiä, kasveja ja bakteereja geneettisesti sopeuttaakseen organismeja toisen planeetan olosuhteisiin.

Martin J. Fogg, Carl Sagan oraz Robert Zubrin i Richard L.S. TyloUskon, että muiden maailmojen tekeminen asumiskelpoisiksi - jatkona maapallon muuttuvan ympäristön elämänhistorialle - on täysin mahdotonta hyväksyä. ihmiskunnan moraalinen velvollisuus. Ne osoittavat myös, että planeettamme lakkaa lopulta olemasta elinkelpoinen joka tapauksessa. Pitkällä tähtäimellä sinun on harkittava liikkumisen tarvetta.

Vaikka kannattajat uskovat, että karujen planeettojen terraformaatiolla ei ole mitään tekemistä. eettiset ongelmat, on mielipiteitä, että joka tapauksessa olisi epäeettistä puuttua luontoon.

Koska ihmiskunta on aiemmin käsitellyt Maata, on parasta olla altistamatta muita planeettoja ihmisen toiminnalle. Christopher McKay väittää, että terraformointi on eettisesti oikein vain silloin, kun olemme täysin varmoja siitä, että vierasplaneetta ei piilota alkuperäistä elämää. Ja vaikka onnistuisimme löytämään sen, meidän ei pidä yrittää muuttaa sitä omaan käyttöön, vaan toimia niin, että sopeutua tähän vieraaseen elämään. Ei missään nimessä toisin päin.

Katso myös: