Тераформирање - изградња нове Земље на новом месту

Једног дана може се испоставити да у случају глобалне катастрофе неће бити могуће обновити цивилизацију на Земљи или се вратити у стање у којем је била пре претње. Вреди имати нови свет у резерви и тамо све изнова градити - боље него што смо то радили на нашој матичној планети. Међутим, не знамо за небеска тела спремна за тренутно насељавање. Мора се рачунати са чињеницом да ће бити потребно мало труда да се такво место припреми.

1. Насловница приче „Судар у орбити“

Тераформирање планете, месеца или другог објекта је хипотетички, нигде другде (према нашим сазнањима) процес промене атмосфере, температуре, топографије површине или екологије планете или другог небеског тела да би личило на Земљино окружење и учинило га погодним за земаљске живот.

Концепт тераформирања је еволуирао како на терену тако иу стварној науци. Сам термин је уведен Јацк Виллиамсон (Вил Стјуарт) у причи „Орбита судара“ (1), објављеној 1942. године.

Венера је хладна, Марс је топао

У чланку објављеном у часопису Сциенце 1961. астроном Царл Саган предложено. Замислио је да у својој атмосфери засади алге које би воду, азот и угљен-диоксид претвориле у органска једињења. Овај процес ће уклонити угљен-диоксид из атмосфере, што ће смањити ефекат стаклене баште све док температуре не падну на угодан ниво. Вишак угљеника ће бити локализован на површини планете, на пример, у облику графита.

Нажалост, каснија открића о условима Венере показала су да је такав процес немогућ. Ако само зато што се тамошњи облаци састоје од висококонцентрованог раствора сумпорне киселине. Чак и ако би алге теоретски могле да напредују у непријатељском окружењу горњег слоја атмосфере, сама атмосфера је једноставно превише густа — високи атмосферски притисак би произвео скоро чист молекуларни кисеоник, а угљеник би сагоревао, ослобађајући ЦОXNUMX.₂.

Међутим, најчешће говоримо о тераформирању у контексту потенцијалне адаптације Марса. (2). У чланку „Планетарни инжењеринг на Марсу“ објављеном у часопису Ицарус 1973. године, Саган сматра да је Црвена планета потенцијално насељено место за људе.

2. Визија за наредне фазе тераформирања Марса

Три године касније, НАСА се званично позабавила проблемом планетарног инжењеринга, користећи термин "планетарна екосинтеза„. Објављена студија је закључила да би Марс могао да подржи живот и да постане планета погодна за живот. Исте године организована је прва сесија конференције о тераформирању, тада познатом и као "планетарно моделирање".

Међутим, тек 1982. реч „тераформисање“ почела је да се користи у свом модерном смислу. планетолог Цхристопхер МцКаи (7) је написао „Терраформинг Марс”, који се појавио у Јоурнал оф тхе Бритисх Интерпланетари Социети. У раду се расправљало о изгледима за саморегулацију марсове биосфере, а реч коју користи Мекеј од тада је постала најпожељнија. Године 1984 Јамес Ловелоцк i Мицхаел Аллаби објавио књигу Греенинг Марс, једну од првих која описује нову методу загревања Марса коришћењем хлорофлуороугљеника (ЦФЦ) додатих у атмосферу.

Укупно је већ спроведено много истраживања и научних дискусија о могућности загревања ове планете и промене њене атмосфере. Занимљиво је да су неке хипотетичке методе за трансформацију Марса можда већ у оквиру технолошких могућности човечанства. Међутим, економски ресурси потребни за ово биће далеко већи него што је било која влада или друштво тренутно спремни да одвоје у ту сврху.

Методички приступ

Након што је тераформирање ушло у шири круг појмова, почео је да се систематизује његов обим. Године 1995 Мартин Ј. Фогг (3) у својој књизи „Тераформирање: инжењеринг планетарног окружења“ понудио је следеће дефиниције за различите аспекте који се односе на ову област:

• планетарни инжењеринг - коришћење технологије за утицај на глобална својства планете;
• геоинжењеринг - планетарни инжењеринг примењен посебно на Земљу. Покрива само оне концепте макроинжењеринга који укључују промену одређених глобалних параметара као што су ефекат стаклене баште, састав атмосфере, сунчево зрачење или ударни флукс;
• терраформирање - процес планетарног инжењеринга, који има за циљ, посебно, повећање способности ванземаљског планетарног окружења да подржи живот у познатом стању. Коначно достигнуће у овој области биће стварање отвореног планетарног екосистема који опонаша све функције копнене биосфере, потпуно прилагођен за живот људи.

Фог је такође развио дефиниције планета са различитим степеном компатибилности у смислу људског опстанка на њима. Он је разликовао планете:

• насељени () - свет са окружењем довољно сличним Земљи да људи могу удобно и слободно да живе у њему;
• биокомпатибилан (БП) - планете са физичким параметрима који омогућавају да живот цвета на њиховој површини. Чак и ако су у почетку лишене тога, могу садржати веома сложену биосферу без потребе за тераформирањем;
• лако се тераформирају (ЕТП) - планете које могу постати биокомпатибилне или настањиве и могу бити подржане релативно скромним скупом технологија планетарног инжењеринга и ресурса ускладиштених на оближњој свемирској летелици или роботској мисији прекурсора.

Фог сугерише да је у његовој младости Марс био биолошки компатибилна планета, иако се тренутно не уклапа ни у једну од три категорије - терраформирање је ван ЕТП-а, претешко је и прескупо.

Поседовање извора енергије је апсолутни услов за живот, али идеја о тренутној или потенцијалној одрживости планете заснована је на многим другим геофизичким, геохемијским и астрофизичким критеријумима.

Од посебног интереса је скуп фактора који, поред једноставнијих организама на Земљи, подржавају сложене вишећелијске организме. животиње. Истраживања и теорије у овој области су део планетарне науке и астробиологије.

Увек можете користити термонуклеар

У својој мапи пута за астробиологију, НАСА дефинише главне критеријуме за прилагођавање као пре свега „адекватне течне водене ресурсе, услове који погодују агрегацији сложених органских молекула и изворе енергије за подршку метаболизму“. Када услови на планети постану погодни за живот одређене врсте, може да почне увоз микробног живота. Како се услови приближавају копненим, тамо се може увести и биљни свет. Ово ће убрзати производњу кисеоника, што ће у теорији учинити да планета коначно може да подржи живот животиња.

На Марсу је недостатак тектонске активности спречио рециркулацију гасова из локалних наслага, што је повољно за атмосферу на Земљи. Друго, може се претпоставити да је одсуство свеобухватне магнетосфере око Црвене планете довело до постепеног уништавања атмосфере соларним ветром (4).

4 Слаба магнетосфера не штити атмосферу Марса

Конвекција у језгру Марса, које је углавном гвожђе, првобитно је створила магнетно поље, међутим динамо је одавно престао да функционише и Марсово поље је у великој мери нестало, вероватно због губитка топлоте језгра и очвршћавања. Данас је магнетно поље скуп мањих, локалних поља налик кишобрану, углавном око јужне хемисфере. Остаци магнетосфере покривају око 40% површине планете. Резултати истраживања мисије НАСА Специјалиста показују да се атмосфера чисти првенствено сунчевим короналним избацивањем масе које бомбардују планету протонима високе енергије.

Тераформирање Марса морало би да укључује два велика истовремена процеса – стварање атмосфере и њено загревање.

Гушћа атмосфера гасова стаклене баште као што је угљен-диоксид зауставиће долазно сунчево зрачење. Пошто ће повећана температура додати гасове стаклене баште у атмосферу, ова два процеса ће се међусобно појачати. Међутим, сам угљен-диоксид не би био довољан да задржи температуру изнад тачке смрзавања воде – било би потребно нешто друго.

Још једна Марсова сонда која је недавно именована Упорност и биће покренут ове године, потрајаће покушавајући да генерише кисеоник. Знамо да разређена атмосфера садржи 95,32% угљен-диоксида, 2,7% азота, 1,6% аргона и око 0,13% кисеоника, плус многе друге елементе у још мањим количинама. Експеримент познат као ведрину (5) је коришћење угљен-диоксида и издвајање кисеоника из њега. Лабораторијски тестови су показали да је то генерално могуће и технички изводљиво. Негде мораш да почнеш.

5. Жути модули за експеримент МОКСИЕ на роверу Персеверанце.

Спајкс шеф, Елон Муск, он не би био свој да није уложио своја два цента у расправу о терраформирању Марса. Једна од Маскових идеја је да се спусти на Марсове полове. хидрогенске бомбе. Масовно бомбардовање би, по његовом мишљењу, створило много топлотне енергије топљењем леда, а то би ослободило угљен-диоксид, што би створило ефекат стаклене баште у атмосфери, задржавајући топлоту.

Магнетно поље око Марса ће заштитити марсонауте од космичких зрака и створити благу климу на површини планете. Али дефинитивно не можете ставити огроман комад течног гвожђа у њега. Стога стручњаци нуде још једно решење - инсерт в тачка либрације Л1 у систему Марс-Сунце одличан генератор, што ствара прилично јако магнетно поље.

Концепт је на радионици Планетари Сциенце Висион 2050 представио др. Јим Греен, директор Одељења за планетарне науке, НАСА-иног одељења за истраживање планета. Временом би магнетно поље довело до повећања атмосферског притиска и просечних температура. Повећање од само 4°Ц би отопило лед у поларним регионима, ослобађајући ускладиштени ЦО₂ово ће изазвати снажан ефекат стаклене баште. Вода ће поново тећи тамо. Према речима креатора, реално време за реализацију пројекта је 2050. година.

Заузврат, решење које су у јулу прошле године предложили истраживачи са Универзитета Харвард не обећава тераформисање целе планете одједном, већ би могло да буде фазни метод. Научници су дошли до подизање купола направљен од танких слојева силицијум аерогела, који би био провидан и истовремено пружао заштиту од УВ зрачења и загревао површину.

Током симулације показало се да је танак слој аерогела, 2-3 цм, довољан да загреје површину за чак 50 °Ц. Ако изаберемо права места, температура фрагмената Марса ће се повећати на -10 ° Ц. И даље ће бити ниска, али у опсегу који можемо да поднесемо. Штавише, то би вероватно одржавало воду у овим регионима у течном стању током целе године, што би, у комбинацији са сталним приступом сунчевој светлости, требало да буде довољно да вегетација изврши фотосинтезу.

Еколошко тераформирање

Ако идеја да се Марс поново створи да изгледа као Земља звучи фантастично, онда потенцијално тераформирање других космичких тела подиже ниво фантастичности на н-ти степен.

Венера је већ поменута. Мање позната су разматрања тераформисање месеца. Геоффреи А. Ландис из НАСА-е је 2011. израчунала да би стварање атмосфере око нашег сателита са притиском од 0,07 атм од чистог кисеоника захтевало снабдевање од 200 милијарди тона кисеоника однекуд. Истраживач је предложио да се то може урадити помоћу реакција редукције кисеоника из лунарних стена. Проблем је што ће га због ниске гравитације брзо изгубити. Што се воде тиче, ранији планови за бомбардовање површине Месеца кометама можда неће успети. Испоставило се да у лунарном тлу има доста локалног Х₂0, посебно око Јужног пола.

Други могући кандидати за тераформисање - можда само делимично - или паратераформисање, које се састоји у стварању на ванземаљским свемирским телима затворена станишта за људе (6) то су: Титан, Калисто, Ганимед, Европа па чак и Меркур, Сатурнов месец Енцелад и патуљаста планета Церес.

6. Уметничка визија делимичног тераформисања

Ако идемо даље, до егзопланета, међу којима све чешће наилазимо на светове са великом сличношћу са Земљом, онда одједном улазимо у потпуно нови ниво расправе. Можемо да идентификујемо планете попут ЕТП, БП и можда чак и ХП тамо на даљину, тј. оне које немамо у Сунчевом систему. Тада постизање таквог света постаје већи проблем од технологије и трошкова терраформирања.

Многи предлози планетарног инжењеринга укључују употребу генетски модификованих бактерија. Гари Кинг, микробиолог са Државног универзитета Луизијане који проучава најекстремније организме на Земљи, напомиње да:

„Синтетичка биологија нам је дала диван скуп алата које можемо користити за стварање нових типова организама који су посебно прилагођени системима које желимо да планирамо.

Научник описује изгледе за тераформирање, објашњавајући:

„Желимо да проучавамо одабране микробе, пронађемо гене који су одговорни за преживљавање и корисност за тераформисање (као што је отпорност на зрачење и недостатак воде), а затим применимо ово знање на генетски инжењеринг посебно дизајнираних микроба.

Научник највеће изазове види у способности генетског одабира и прилагођавања одговарајућих микроба, сматрајући да би за превазилажење ове препреке могло бити потребно „десет година или више“. Такође напомиње да би најбоље било развити „не само једну врсту микроба, већ неколико које раде заједно“.

Уместо тераформирања или као додатак терраформирању ванземаљског окружења, стручњаци сугеришу да би људи могли да се прилагоде овим местима путем генетског инжењеринга, биотехнологије и кибернетичких побољшања.

Лиса Нип из тима МИТ Медиа Лаб Молецулар Мацхинес, рекао је да би синтетичка биологија могла да омогући научницима да генетски модификују људе, биљке и бактерије како би прилагодили организме условима на другој планети.

Мартин Ј. Фог, Карл Саган пости Роберт Зубрин i Рицхард Л.С. ТилоВерујем да је учинити друге светове погодним за живот – као наставак историје живота трансформишућег окружења на Земљи – потпуно неприхватљиво. морална дужност човечанства. Они такође указују на то да ће наша планета ионако престати да буде одржива. Дугорочно гледано, морате узети у обзир потребу за кретањем.

Иако заговорници сматрају да нема никакве везе са тераформирањем неплодних планета. етичка питања, постоје мишљења да би у сваком случају било неетично мешати се у природу.

С обзиром на раније поступање човечанства са Земљом, најбоље је не излагати друге планете људским активностима. Кристофер Мекеј тврди да је тераформирање етички исправно само када смо потпуно сигурни да ванземаљска планета не крије живот урођеника. Чак и ако успемо да га пронађемо, не треба да покушавамо да га трансформишемо за сопствене потребе, већ да делујемо тако да прилагоди се овом ванземаљском животу. Никако обрнуто.

Погледајте и: