Różne

Tworzenie ogrodu na Czerwonej Planecie: jak moglibyśmy skolonizować / terraformować Marsa?

Tworzenie ogrodu na Czerwonej Planecie: jak moglibyśmy skolonizować / terraformować Marsa?

Mars od niepamiętnych czasów odgrywał ważną rolę w mitologicznych i astrologicznych tradycjach kultur ludzkich. Ale dopiero wraz z wynalezieniem teleskopu naukowcy zaczęli doceniać Marsa za to, czym był: planetą podobną do Ziemi i znajdującą się prawie tuż obok.

W XIX wieku rozdzielczość teleskopów poprawiła się do tego stopnia, że ​​astronomowie byli w stanie dostrzec cechy powierzchni.

W 1877 roku włoski astronom Giovanni Schiaparelli był w stanie stworzyć pierwszą szczegółową mapę Marsa i zauważył istnienie dziwnych obiektów, które nazwał „canali” (kanały).

POWIĄZANE: NASA ZAPRASZA DO WYSŁANIA SWOJEGO IMIENIA DO MARS

Dało to początek mitowi o cywilizacji marsjańskiej, która przetrwała aż do XX wieku. Ale dzięki wielu robotom wysyłanym na Czerwoną Planetę od lat 60. XX wieku naukowcy odkryli, że Mars jest w rzeczywistości bardzo zimnym, suchym i niegościnnym miejscem. Dowiedzieli się też, że nie zawsze tak było i kiedyś miał gęstszą atmosferę i oceany na swojej powierzchni.

Niedawny wzrost eksploracji, a także odkrycia, że ​​Mars był kiedyś nadający się do zamieszkania, doprowadziły do ​​ponownego zainteresowania wysyłaniem ludzi na Marsa, a nie tylko w celu eksploracji. Istnieją nawet plany wysłania tam ludzi w celu stworzenia tam stałej obecności, co może wiązać się z ekologiczną inżynierią planety, aby uczynić ją bardziej podobną do Ziemi; to znaczy terraformowanie go.

Może czas odkurzyć wszystkie propozycje, które powstawały przez lata i sprawdzić, czy nadal są wartościowe!

Wczesne propozycje

Jeszcze zanim misje robotów zaczęły badać Marsa z bliska - czy to z kosmosu, z orbity, czy na ziemi - naukowcy zastanawiali się, co trzeba zrobić, aby wysłać załogową misję na Czerwoną Planetę.

Projekt Mars (1952):

W 1952 roku niemiecko-amerykański badacz rakiet Werhner von Braun wypuścił na wolnośćProjekt Mars, pierwszy na świecie traktat techniczny dotyczący proponowanej misji załogowej na Marsa. Inspiracja do traktatu pochodziła w dużej mierze z dużych wypraw antarktycznych, które były w tym czasie organizowane - szczególnie przez marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych, nazwaną Operacja Highjump (1946-47).

Plan zakładał flotę 10 statków kosmicznych (7 statków pasażerskich i 3 statki towarowe), które mogłyby być montowane na orbicie Ziemi za pomocą wahadłowców kosmicznych wielokrotnego użytku. Flotylla miała podróżować z załogą liczącą 70 osób i wystartować w 1965 roku (według jego obliczeń), a dotarcie na Marsa iz powrotem zajmie trzy lata.

Będąc na orbicie wokół Marsa, załoga użyłaby teleskopów, aby znaleźć odpowiednie miejsce na swoją bazę w pobliżu równika.

Zwiad użyłby wtedy szeregu skrzydlatych statków, które byłyby zamontowane na zewnątrz kadłuba i zsunęłyby się w dół do jednego z marsjańskich biegunów i wylądowałyby na nartach zamontowanych na kadłubie.

Używając gąsienic, załoga miałaby podróżować drogą lądową przez 6500 km (ponad 4000 mil) do zidentyfikowanego miejsca obozu bazowego i rozpocząć budowę lądowiska.

Reszta załogi naziemnej miała następnie zejść na szybowcach na kołach do pasa startowego, pozostawiając załogę szkieletową do kierowania statkami.

Po spędzeniu 443 dni na powierzchni, prowadząc operacje naukowe, załoga wykorzystałaby szybowce jako statek wznoszący się i wróciła do flotylli.

Ze względu na szczegółowy charakter, obliczenia i planowanie, Projekt Mars pozostaje jedną z najbardziej wpływowych książek na temat planowania misji ludzi na Marsa.

Podsumowując, Von Braun obliczył rozmiar i wagę każdego statku, ile paliwa każdy z nich będzie potrzebował na podróż w obie strony, a nawet obliczył długość spalenia rakiety niezbędną do wykonania wymaganych manewrów.

W raporcie z 2001 roku opracowanym przez Johnson Space Center NASA, autorka Annie Platoff określiła Von Brauna jako „bez wątpienia najbardziej wpływową postać w historii planowania misji na Marsa”.

Propozycje NASA

W latach pięćdziesiątych i siedemdziesiątych NASA rozpowszechniła wiele pomysłów dotyczących wysyłania astronautów na Marsa. Jako kolejny logiczny krok poza misjami załogowymi na Księżyc (program Apollo), naturalną rzeczą była ocena, co pociągałaby za sobą taka misja i czy byłaby technicznie wykonalna.

Projekt Orion:

W latach 1957-1962 przedstawiono dwie propozycje, które mogły umożliwić załogowe misje na Marsa. Pierwszym był Projekt Orion, w którym zaproponowano statek kosmiczny o napędzie impulsowym (NPP), który miałby głowice nuklearne przemieszczać się na inne planety (a nawet inne systemy gwiezdne) w stosunkowo krótkim czasie.

Taka misja, która mogłaby przenosić znacznie cięższe ładunki, uczyniłaby misje na Marsa wykonalnymi.

Jednak traktat o ograniczonym zakazie prób z 1963 r. Zakazał używania głowic nuklearnych w kosmosie i projekt został porzucony.

Projekt EMPIRE i Nuclear Spacecraft:

W 1962 roku Marshall Spaceflight Center NASA uruchomił „Project EMPIRE” (Early Manned Planetary-Interplanetary Roundtrip Expeditions), w którym wezwano partnerów przemysłowych do przedstawienia propozycji możliwych misji na Marsa.

Badania te były pierwszymi, w których wykorzystano rzeczywiste loty kosmiczne NASA i wskazały, że taką misję można wykonać przy użyciu ośmiu dopalaczy Saturn V lub zmodernizowanej rakiety.

Badania te położyły podwaliny pod dalsze prace teoretyczne na ten temat. W latach 70. XX wieku, po sukcesie programu Apollo, Von Braun opowiadał się za załogową misją na Marsa do lat 80. Misje opierałyby się na rakietach Saturn V z górnym stopniem o napędzie atomowym.

Ten etap rakiety zabrałby załogę i statek do lądowania / powrotu na Marsa za pomocą reaktorów Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA). Propozycja ta została rozważona przez prezydenta Nixona, ale przerzucona na korzyść programu promu kosmicznego.

Mars Direct (1990):

W 1990 roku inżynierowie lotniczy Robert Zubrin i David Baker napisali artykuł badawczy zatytułowany „Mars Direct ", w którym przedstawili propozycje opłacalnego planu wysłania misji na Marsa przy użyciu aktualnej technologii.

W 1996 roku Zubrin opublikował skróconą wersję badania, zatytułowaną Przypadek Marsa: Plan zasiedlenia Czerwonej Planety i dlaczego musimy.

W książce Zubrin przedstawia serię regularnych misji marsjańskich, które ostatecznie łączą się w wysiłki kolonizacyjne. Zacząłby się od pozostawienia przez astronautów modułów mieszkalnych na powierzchni do wykorzystania przez przyszłe załogi.

Nastąpiłaby budowa dużych siedlisk podpowierzchniowych, w których ludzie mieliby naturalną ochronę przed promieniowaniem.

Z biegiem czasu kopuły geodezyjne z twardego plastiku (odporne na promieniowanie i ścieranie) zostałyby rozmieszczone na powierzchni w celu utworzenia większych modułów i upraw w pomieszczeniach.

Lokalny przemysł zacząłby również wykorzystywać rodzime zasoby do produkcji tworzyw sztucznych, ceramiki i szkła. Te branże i możliwości handlowe przyciągną osadników, pracowników i inwestycje na Marsa.

Przez kilka pierwszych pokoleń Zubrin wskazywał, że kolonia nadal będzie w dużej mierze zależna od Ziemi w zakresie zaopatrzenia. Ale ostatecznie osada marsjańska mogłaby stać się rentowna ze względu na duże zapasy metali szlachetnych oraz fakt, że stężenie deuteru na Marsie jest pięć razy wyższe niż na Ziemi, co można przekształcić w wodór i ciekły tlen.

Propozycje radzieckie / rosyjskie

W latach 1956-1962 przeprowadzono serię badań, w których radziecki pionier rakietowy Michaił Tichonrawow zalecił podjęcie niezbędnych kroków w celu zorganizowania wyprawy na Marsa z załogą.

Obejmowało to stworzenie marsjańskiego kompleksu pilotowanego (MPK) i użycie proponowanej wówczas rakiety N1 - ciężkiego pojazdu nośnego zaprojektowanego do wysyłania radzieckich kosmonautów na Księżyc.

W latach sześćdziesiątych XX wieku zaproponowano również ciężki międzyplanetarny statek kosmiczny (po rosyjsku TMK), który miałby być używany do wysyłania załóg na Marsa i Wenus bez lądowania.

Pomiędzy MPK i TMK zaprojektowano misje, które przewidywały trzyletnią lub 21-miesięczną podróż w obie strony na Marsa. Żaden projekt nie powiódł się, ponieważ rakieta N-1 nigdy nie została pomyślnie wylatana.

Aktualne propozycje

Na przełomie wieków NASA i inne agencje kosmiczne zaczęły poważnie rozważać podjęcie „kolejnego wielkiego skoku”.

Chociaż wymagałoby to przeprowadzenia odnowionych misji na powierzchnię Księżyca, Księżyc był w tym momencie postrzegany jako odskocznia. Cytując słynnego astronautę Apollo Buzza Aldrina, drugiego człowieka, który chodził po Księżycu i głównego orędownika eksploracji Marsa:

Program NASA Apollo przyjął prostą strategię wyścigu kosmicznego, która pozostawiła były Związek Radziecki w pyle księżycowym. Dzięki temu nie marnuj czasu na rozwijanie możliwości ponownego wykorzystania. Zamknijmy ten rozdział w eksploracji kosmosu książki historyczne ... Moim zdaniem zasoby USA są lepiej wydawane na dążenie do ustanowienia ludzkiej obecności na Marsie ”.

Podróż NASA na Marsa (2010-2030):

Proponowana przez NASA misja załogowa na Marsa rozpoczęła się na dobre wraz z uchwaleniem ustawy NASA Authorization Act z 2010 roku i amerykańskiej polityki kosmicznej wydanej w tym samym roku. Między innymi ustawa nakazała NASA podjęcie wszelkich niezbędnych kroków:

„Opracowując technologie i możliwości ... Administrator może inwestować w technologie kosmiczne, takie jak zaawansowany napęd, składy paliwa, wykorzystanie zasobów in situ oraz roboty lub zdolności, które umożliwiają wykonywanie misji ludzkich poza niską orbitą okołoziemską, które ostatecznie prowadzą na Marsa”.

Pierwotnie misje z załogą miały odbywać się w latach 30. XX wieku przy użyciu Space Launch System (SLS) i Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV). Plan przewidywał trzy fazy i łącznie 32 starty SLS między 2018 a 2030 rokiem, aby wysłać wszystkie niezbędne komponenty w przestrzeń cis-księżycową i przestrzeń w pobliżu Marsa przed wysłaniem załogowej misji na powierzchnię.

Faza pierwsza - Earth Reliant”: Ta faza obejmuje przywrócenie zdolności do startu w Stanach Zjednoczonych wraz z ukończeniem SLS i Orion. Obejmował również dalsze wykorzystywanie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej do 2024 r. Do testowania technologii kosmicznych i badania skutków długich podróży kosmicznych (i wynikającej z tego zwiększonej ekspozycji na promieniowanie słoneczne i kosmiczne) na organizm ludzki.

Faza II - „Poligon doświadczalny”: Gdy SLS i statek kosmiczny Orion będą gotowe do lotu, NASA rozpocznie serię misji w przestrzeni cis-księżycowej, aby przetestować systemy i zdobyć niezbędną wiedzę. Pierwsza, nazwana Exploration Mission-1 (EM-1), ma odbyć się w czerwcu 2020 roku.

Ta misja bez załogi spowoduje, że kapsuła Oriona zostanie wystrzelona przez SLS po raz pierwszy i wyśle ​​ją w podróż dookoła Księżyca. Misja eksploracyjna-2 (EM-2), zaplanowana na czerwiec 2022 r., Będzie pierwszą załogową misją Oriona i podobnie obejmie statek kosmiczny latający wokół Księżyca.

Do 2024 roku misja eksploracyjna-3 będzie obejmować załogowego Oriona lecącego na Księżyc, aby dostarczyć pierwszy z kilku elementów Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) - kolejny duży element ogólnej architektury misji. Wcześniej znany jako Deepspace Gateway, LOP-G to międzynarodowy projekt prowadzony przez NASA, mający na celu stworzenie zasilanego energią słoneczną modułu mieszkalnego na orbicie Księżyca.

Stacja ma zostać ukończona w połowie lat 20. XX wieku i jest nieodłącznym elementem planu NASA dotyczącego przeprowadzenia ponownej eksploracji Księżyca, a także długoterminowych misji na Marsa i innych miejscach. Misje te zostaną przeprowadzone po włączeniu Deep Space Transport (DST) do stacji.

Ten statek kosmiczny - Mars Transit Vehicle (MTV) - będzie składał się z dwóch elementów: kapsuły Orion i napędzanego modułu mieszkalnego. Zasadniczo, po wystrzeleniu załogi z Ziemi na pokład statku kosmicznego Orion, spotkają się z LOP-G i ponownie zintegrują kapsułę z DST, aby podróżować na Marsa.

DST zostanie następnie wykorzystany do transportu niezbędnych komponentów na Marsa, aby można było zbudować ostatni element architektury misji: Mars Base Camp i Lander, z których oba są opracowywane przez Lockheed Martin.

Faza III - „Niezależność od Ziemi”: W końcowej fazie „Podróży” astronauci zgromadzą kolejne siedlisko na orbicie wokół Marsa. Ten habitat, znany jako Mars Base Camp (MBC), będzie podobny do LOP-G, składający się z szeregu zintegrowanych modułów i zasilany przez panele słoneczne.

Stacja będzie posiadała wszystkie niezbędne udogodnienia dla czteroosobowej załogi oraz będzie zawierała moduł laboratoryjny do prowadzenia kluczowych operacji naukowych na powierzchni Marsa. Załogi będą również korzystać z marsjańskiego lądownika wielokrotnego użytku, aby podróżować na powierzchnię iz powrotem.

Po ukończeniu infrastruktura ta pozwoli na wielokrotne misje na Marsa, które wykraczają poza NASA i obejmują partnerów międzynarodowych i komercyjnych. Plan został dobrze podsumowany przez Buzza Aldrina:

„Wyobrażam sobie kompleksowy plan, który doprowadziłby do trwałego osiedlenia się ludzi na Marsie w ciągu następnych 25 lat. Aby rozpocząć, Międzynarodowa Stacja Kosmiczna może służyć jako stanowisko testowe do długotrwałego podtrzymywania życia i technologii, które mogą bezpiecznie i niezawodnie i rutynowo transportują załogi na odległe brzegi Marsa. Opowiadałem się za stworzeniem statków kosmicznych, które byłyby umieszczane w ciągłych pętlach między Marsem a Ziemią, tym samym ustanawiając ścieżkę do zrównoważonego rozwoju, która na zawsze łączy obie planety.

Europejska Agencja Kosmiczna:

ESA ma również długoterminowe plany dotyczące Marsa, chociaż nie zbudowała jeszcze statku kosmicznego z załogą. Jednak w latach 2007–2011 ESA współpracowała z Roscosmos w celu przeprowadzenia badania Mars500, serii wspólnych eksperymentów izolacyjnych, których celem była symulacja długotrwałej misji na Marsa.

Ponadto ESA wskazywała w przeszłości, że ma nadzieję wysłać astronautów na Marsa do połowy lat trzydziestych XX wieku. Miałoby to miejsce po przeprowadzeniu misji księżycowych z załogą i wykonaniu przez ESA szeregu misji robotów na powierzchnię Marsa. Zaproponowany Ariane 5 ciężka rakieta byłaby prawdopodobnym kandydatem na pojazd nośny.

Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna:

Przyszłe wysiłki Chin koncentrują się głównie na Księżycu ( Zmiana program), który ma nadzieję przyspieszyć w nadchodzących dziesięcioleciach. Ten trójfazowy program eksploracji Księżyca, który wysłał na powierzchnię kilka orbiterów, lądowników i łazików, zakończy się próbną misją powrotną.

Gdy to nastąpi, CNSA ma nadzieję wysłać chińskich astronautów („taikonautów”) na powierzchnię Księżyca i być może współpracować z agencjami takimi jak ESA, aby zbudować bazę księżycową.

Do tej pory wszystkie plany misji na Marsa były nieco niejednoznaczne, a misje robotów miały odbyć się między 2020 a wczesnymi 2030 r., A następnie misje załogowe między 2040 a 2060.

Roscosmos:

Podobnie Rosjanie oświadczyli, że mają nadzieję prowadzić załogowe misje księżycowe w nadchodzących dziesięcioleciach i odkładać misje na Marsa na połowę wieku.

W 2011 roku pierwszy zastępca Nikolay Panichkin z Centralnego Instytutu Badawczego Budowy Maszyn - instytutu Rośkosmosu - wskazał, że załogowe misje księżycowe są spodziewane do lat 30.XX wieku, a wyprawa na Marsa odbędzie się w 2040 lub 2045 roku.

W kwietniu 2013 r. Szef Roskosmosu Władimir Popowkin powiedział, że najnowsze projekty koncepcyjne agencji przewidują wysłanie na Marsa 450-tonowego kompleksu ekspedycyjnego.

Plan ten obejmowałby utworzenie małej floty superciężkich rakiet nośnych nadających się do częściowego użytku, które dostarczałyby komponenty na orbitę.

Rosja również realizuje koncepcje napędu jądrowo-elektrycznego od 2009 roku, który umożliwiłby długoterminowe misje na Marsa i nie tylko. Miałyby one ładowność pozwalającą na transport ciężkich elementów, takich jak moduły siedliskowe przewidziane przez Popovkina.

Inne propozycje

Oprócz federalnych agencji kosmicznych wiele firm lotniczych opracowało również plany kolonizacji Czerwonej Planety. Jest to zgodne z erą Nowej Przestrzeni, w której przemysł prywatny odgrywa większą rolę niż kiedykolwiek wcześniej, a sama eksploracja kosmosu zostaje skomercjalizowana.

MarsOne:

W 2012 roku grupa holenderskich przedsiębiorców ujawniła plany finansowania społecznościowego kampanii mającej na celu założenie ludzkiej bazy na Marsie, która rozpocznie się w 2023 roku.

Plan, znany jako MarsOne, zakładał serię jednostronnych misji mających na celu utworzenie stałej i rozwijającej się kolonii na Marsie, które miałyby być finansowane przy udziale mediów.

Podstawa zasilana przez 3000 metrów kwadratowych paneli słonecznych i rakieta SpaceX Falcon 9 Heavy zostanie wykorzystana do wystrzelenia sprzętu. Pierwsza załoga złożona z 4 astronautów miała wylądować w 2025 r., A co dwa lata dodatkowo 4 członków załogi.

Niestety, problemy niewypłacalności spowodowały, że MarsOne ogłosił upadłość w 2019 roku.

SpaceX:

Elon Musk od wielu lat otwarcie mówi o swoich długoterminowych planach założenia kolonii na Marsie. I chociaż rozwój rakiet wielokrotnego użytku i kapsuły załogi Dragon były krokami w realizacji tego celu, to najnowsze osiągnięcia Starship i Super ciężki całkowicie wielokrotnego użytku system startowy, że misje SpaceX na Marsie naprawdę zaczęły nabierać kształtu.

Obecnie SpaceX ma nadzieję na rozpoczęcie misji ładunkowych przy użyciuStarship i Super ciężki już w 2022 r., a następnie pierwszy lot załogowy w 2024 r.

Według ostatnich oświadczeń Muska ma on nadzieję, że do 2028 r. Utworzy stałą placówkę (Mars Base Alpha).

Virgin Group:

Dyrektor generalny Virgin, Richard Branson, od dawna jest znany ze swoich wysiłków na rzecz stworzenia rentownego przemysłu lotniczego. Ale patrząc w przyszłość, wyraził również zainteresowanie stworzeniem przedsięwzięcia turystycznego, które zabierze klientów na Marsa. Jak wyjaśnił w wywiadzie dla CBS This Morning w 2013 roku:

„Za mojego życia jestem zdeterminowany, aby uczestniczyć w tworzeniu populacji na Marsie. Myślę, że jest to całkowicie realistyczne. To się stanie. Myślę, że w ciągu następnych 20 lat zabierzemy w kosmos dosłownie setki tysięcy ludzi i to da nam środki finansowe na zrobienie jeszcze większych rzeczy ”.

Życie na Marsie

Wyzwania związane z odległością między Marsem a Ziemią oraz naturalne zagrożenia planety doprowadziły do ​​kilku twórczych sugestii.

W szczególności są to pomysły dotyczące siedlisk marsjańskich, które zapewnią ochronę przed środowiskiem i promieniowaniem, i które można zbudować przy użyciu lokalnych zasobów - proces znany jako wykorzystanie zasobów in-situ (ISRU). W końcu każde siedlisko na Marsie będzie musiało spełniać długą listę wymagań.

Powietrze, ciepło i ekranowanie:

Po pierwsze, wszystkie muszą być hermetyczne i uszczelnione, aby nie wydostawały się powietrze pod ciśnieniem (22% tlenu i 78% azotu). Atmosfera ta zostanie poddana recyklingowi, co będzie wymagało stosowania płuczek węglowych w celu usunięcia nadmiaru CO².

Każde siedlisko będzie również potrzebowało śluzy powietrznej, aby zapewnić zamknięcie atmosfery wewnętrznej, oraz kombinezonów ciśnieniowych, aby umożliwić mieszkańcom rozpoznanie na zewnątrz.

Siedliska będą również musiały być ładne i przytulne, ponieważ zostaną zbudowane na planecie, na której średnia temperatura powierzchni sprawia, że ​​zimna noc na Antarktydzie wygląda łagodnie (-63 ° C; -82 ° F). Będzie to oznaczało dużo wewnętrznego ogrzewania, które można by zapewnić za pomocą słonecznych jednostek grzewczych, grubych ścian izolacyjnych i ciepłej odzieży.

Ochrona przed promieniowaniem jest również koniecznością i będzie wymagać wyłożenia ołowiu, zubożonego uranu lub innego materiału osłonowego na zewnątrz siedliska. W przeciwnym razie osady będą musiały być budowane pod powierzchnią, wykorzystując naturalne osłony, jakie zapewnia regolit.

Czas na zewnątrz również będzie musiał być ograniczony, a marsjańscy osadnicy będą musieli rutynowo monitorować poziom promieniowania (i najprawdopodobniej przyjmować leki przeciw promieniowaniu).

Możliwe lokalizacje:

Oprócz polegania na technologii i metodach konstrukcyjnych, aby zaspokoić nasze potrzeby na Marsie, geografia może być również wykorzystana jako środek obronny.

Jak naukowcy wielokrotnie zauważyli, istnieje wiele miejsc na Marsie, które stanowiłyby dobre miejsca bazowe, ponieważ zapewniają naturalną osłonę, będą łatwiejsze do utrzymywania ciśnienia, mają dostęp do wody lub są naturalnie cieplejsze.

Na przykład, podobnie jak Ziemia i Księżyc, Mars ma wiele stabilnych rur lawowych, które są wynikiem wcześniejszej aktywności wulkanicznej.

W rejonie Arsia Mons, który znajduje się w pobliżu wzniesionego regionu znanego jako Tharsis Bulge, zaobserwowano wiele „świetlików”, które wskazują na podziemne tunele lawy.

Rury te są uważane przez wielu za idealne miejsce do budowy bazy. Nie tylko świetliki umożliwiałyby dostęp do powierzchni, ale same melodie znajdują się wystarczająco daleko pod powierzchnią, aby zapewnić ochronę przed promieniowaniem i sezonowymi temperaturami. Łatwo byłoby również zwiększyć ciśnienie, ponieważ ściany są solidne jak skała.

Inne zalety budowania osiedli w rejonie równikowym to wyższe średnie temperatury. Latem i południem temperatury sięgają 35 ° C (95 ° F), czyli tak gorąco, jak na Marsie.

Również tutaj wahania temperatury są najmniej ekstremalne. Niedawne badania wykazały również, że pod powierzchnią w okolicach równika może znajdować się dużo lodu wodnego.

Pomysł polega na stworzeniu baz w regionach polarnych i niższych szerokościach geograficznych, gdzie wieczna zmarzlina i polarne czapy lodowe zapewniają obfite dostawy wody. Jeszcze innym pomysłem jest zbudowanie osad w ogromnym systemie kanionów znanym jako Valles Marineris, gdzie ciśnienie powietrza jest średnio o 25% wyższe niż w pozostałej części planety.

W ciągu ostatnich kilku lat NASA podjęła wiele wyzwań motywacyjnych. Skupiają się na uzyskaniu opinii publicznej na temat tworzenia mieszkań na Marsie. Należą do nich (i były prowadzone przez) Journey to Mars Challenge (NASA), Makerbot Mars Base Challenge (NASA i Makerbot) oraz 3D Printed Habitat Challenge (NASA i America Makes).

W ramach tych konkursów poszukiwano propozycji, które wykorzystywałyby najnowsze osiągnięcia technologiczne, takie jak wytwarzanie przyrostowe (drukowanie 3D) i metody ISRU do tworzenia siedlisk wykonanych z regolitu, lodu i wstępnie uformowanych modułów, które zapewniłyby ochronę, jednocześnie zapewniając komfort, pracę, badania i rekreacja.

Rzecznictwo i szkolenie

Hawaii Space Exploration Analog and Simulation (aka. Hi-SEAS):

Ten program, finansowany przez NASA Human Research Program, obejmuje siedlisko na zboczach wulkanu Mauna Loa na Hawajach.

Środowisko to działa jak ludzki odpowiednik lotu kosmicznego na Marsa, gdzie załogi przebywają nawet przez rok i wykonują misje badawcze mające na celu symulację misji załogowej na Marsa.

Znajduje się na wysokości 2500 metrów (8200 stóp) nad poziomem morza, analogowe miejsce znajduje się w suchym, skalistym środowisku, które jest bardzo zimne i podlega bardzo niewielkim opadom (podobnie jak Mars). Załogi mieszkają w zamkniętym siedlisku przypominającym kopułę i noszą skafandry kosmiczne podczas podróży na zewnątrz w celu zbadania.

Aby dopełnić iluzję, załogi używają toalet kompostujących, które zamieniają ich odchody w potencjalne źródło nawozu dla następnej załogi. Komunikacja odbywa się za pośrednictwem adresów e-mail wydanych przez NASA - ze sztucznym opóźnieniem, aby zasymulować opóźnienie czasu z Marsa.

Towarzystwo Marsa:

W 1998 roku dr Robert Zubrin wraz ze współpracownikami założył Mars Society, grupę non-profit działającą na rzecz edukacji opinii publicznej, mediów i rządu na temat korzyści płynących z eksploracji Marsa. Podobnie jak Hi-SEAS, prowadzą również programy badawcze i szkoleniowe, aby symulować wyzwania związane z załogową misją na Marsa.

W misjach tych biorą udział sześcio- lub siedmioosobowe załogi, które razem trenują w Mars Desert Research Station (MDRS) w południowym Utah. Po zakończeniu szkolenia załoga zostaje wysłana do stacji badawczej Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS), znajdującej się na wyspie Devon w północnej Kanadzie.

Tutaj również załogi angażują się w działania mające na celu symulację warunków na innej planecie. Przez ten czas będą mieszkać i pracować w Mars Analog Research Station (MARS) - prototypowym środowisku, które Mars Society planuje kiedyś wylądować na Marsie.

Zieleń Marsa (terraformowanie)

Jeśli ludzkość zamierza uczynić Marsa stałą placówką naszej cywilizacji, istnieje duża szansa, że ​​mieszkańcy spróbują uczynić planetę bardziej podatną na obecność ludzi. Wymagałoby to inżynierii ekologicznej na dużą skalę, znanej również jako terraformacja, aby Mars stał się bardziej „podobny do Ziemi”.

Ponieważ wiemy, że Mars miał kiedyś gęstszą atmosferę i był wystarczająco ciepły, aby utrzymać rzeki, jeziora i oceany, terraformowanie Marsa byłoby równoznaczne z przywróceniem jego dawnego ja.

Ale w tym procesie zniszczylibyśmy również doskonale zachowany marsjański krajobraz i zachwilibyśmy naturalną równowagę planety. Jeśli istnieje tam dziś jakieś życie, z pewnością również by to miało wpływ.

Ale odkładając na bok etykę terraformowania, pozostaje tylko pytanie: „Czy można to zrobić?”. Od dziesięcioleci naukowcy próbują odpowiedzieć na to pytanie i wymyślić możliwe metody, aby to zrobić.

Doszli do wniosku, że jeśli chcemy terraformować Marsa, musimy zrobić trzy rzeczy:

  • Rozgrzej planetę
  • Zagęścić atmosferę
  • Spraw, aby atmosfera była oddychająca

Na szczęście dla nas te trzy cele uzupełniają się. Chodzi o to, że rzucenie piłki na któregokolwiek z nich wymagałoby tytanicznego wysiłku z naszej strony, nie wspominając o ogromnym zaangażowaniu czasu i zasobów.

Jak więc zaczynamy?

Większość naukowców zgadza się, że najlepszym sposobem na ocieplenie planety jest wywołanie efektu cieplarnianego. Wczesna propozycja wyszła od amerykańskiego inżyniera lotnictwa i futurologa Dandridge'a M. Cole'a w 1964 roku. W swoim studium „Islands in Space: The Challenge of the Planetoids, the Pioneering Work”, Cole zalecił importowanie lodów amoniakalnych z zewnętrznego Układu Słonecznego, a następnie je na powierzchni.

Amoniak (NH3), oprócz tego, że jest silnym gazem cieplarnianym, to w większości azot. Dlatego może zapewnić niezbędny gaz buforowy, który w połączeniu z gazem tlenowym stworzyłby dla ludzi atmosferę umożliwiającą oddychanie.

Inna metoda wiąże się z redukcją albedo, gdzie powierzchnia Marsa byłaby pokryta ciemnymi materiałami w celu zwiększenia ilości pochłanianego przez niego światła słonecznego. Jednym z największych orędowników tego był słynny astronom, autor i popularyzator nauki Carl Sagan.

W 1973 roku Sagan opublikował artykuł zatytułowany „Inżynieria planetarna na Marsie”, w którym zaproponował dwa scenariusze zaciemnienia powierzchni Marsa: transportowanie materiału o niskim albedo i / lub sadzenie ciemnych roślin na polarnych czapach lodowych, aby pochłaniały więcej ciepła, stopione i przekształcił planetę w bardziej „ziemskie warunki”.

W 1976 roku NASA opublikowała własne badanie zatytułowane „O zamieszkiwalności Marsa: podejście do ekosyntezy planetarnej”, w którym doszli do wniosku, że organizmy fotosyntetyczne, topnienie polarnych czap lodowych i wprowadzanie gazów cieplarnianych można wykorzystać do stworzyć cieplejszą, bogatą w tlen i ozon atmosferę.

W 1982 roku Christopher McKay, planetolog z NASA Ames Research Center, napisał artykuł zatytułowany „Terraforming Mars”, w którym zalecił zbudowanie samoregulującej się biosfery marsjańskiej, która zawierała zarówno wymagane metody, jak i etykę.

W 1984 roku słynny ekolog James Lovelock (który również zaproponował hipotezę Gai) i Michael Allaby napisali powieść Ekologizacja Marsa. To był fikcyjny opis przyszłego Marsa, na którym planeta została przekształcona w planetę podobną do Ziemi dzięki importowi chlorofluorowęglowodorów (CFC) w celu wywołania globalnego ocieplenia.

W 1993 roku dr Robert M. Zubrin i Christopher McKay napisali współautorów „Wymagania technologiczne dotyczące terraformowania Marsa”, w których zaproponowali użycie orbitalnych luster do ogrzania biegunów i sublimacji zamarzniętego dwutlenku węgla, przyczyniając się w ten sposób do globalnego ocieplenia. Spierali się również, jak można przekierować asteroidy, aby uderzały w powierzchnię, wzbijając kurz i ogrzewając atmosferę.

W 2001 roku zespół naukowców z Wydziału Nauk Geologicznych i Planetarnych w Caltech opracował badanie zatytułowane „Utrzymywanie ciepła na Marsie dzięki nowym gazom super cieplarnianym”. W tym przypadku zalecili stosowanie gazów, takich jak związki fluoru, do ogrzewania planety, co również działałoby jako długoterminowy stabilizator klimatu.

Import metanu i innych węglowodorów z zewnętrznego Układu Słonecznego - np. z księżyca Saturna, Tytana - również zasugerowano. Istnieje również możliwość wydobycia go lokalnie, dzięki odkryciu przez łazik Curiosity „dziesięciokrotnego szczytu” metanu, który wskazywał na podziemne źródło.

W 2014 r. Program NASA Institute for Advanced Concepts (NAIC) i Techshot Inc. rozpoczęły prace nad koncepcją o nazwie „Mars Ecopoiesis Test Bed”. Wiązało się to z utworzeniem zamkniętych biologicznych biomów zbudowanych na powierzchni Marsa, gdzie rosłyby kolonie wytwarzających tlen cyjanobakterii i alg.

Jeśli okaże się to sukcesem, NASA i Techshot planują zbudować na Marsie kilka dużych biotopów w celu produkcji i pozyskiwania tlenu do przyszłych misji ludzkich na Marsa.

Chociaż technicznie nie jest to inżynieria ekologiczna, Eugene Boland (główny naukowiec Techshot Inc.) stwierdził, że jest to krok w tym kierunku:

„Ecopoiesis to koncepcja inicjowania życia w nowym miejscu; a dokładniej, stworzenie ekosystemu zdolnego do podtrzymywania życia. Jest to koncepcja zapoczątkowania „terraformowania” przy użyciu środków fizycznych, chemicznych i biologicznych, w tym wprowadzenie organizmów pionierskich budujących ekosystem… Będzie to pierwszy duży krok od badań laboratoryjnych do wdrożenia eksperymentalnej (w przeciwieństwie do analitycznej) planetarnej in situ badania o największym znaczeniu dla biologii planetarnej, ekopoezy i terraformowania ”.

W 2015 roku Elon Musk zaproponował użycie broni termojądrowej jako szybszego sposobu na stopienie polarnych czap lodowych w celu uwolnienia CO² i pary wodnej do atmosfery. Spowodowałoby to zagęszczenie marsjańskiej atmosfery, tworzenie ciekłej wody na powierzchni i wywołanie efektu cieplarnianego. Wadą tego „szybkiego” planu są skutki uboczne; chociaż większość promieniowania prawdopodobnie uciekłaby w kosmos.

Podczas warsztatów Planetary Science Vision 2050 w lutym 2017 r. Naukowiec NASA Jim Green zaproponował koncepcję umieszczenia sztucznej osłony magnetycznej w punkcie Lagrange'a L1 Sun-Mars. Osłona ta zapobiegłaby zdzieraniu słabej atmosfery Marsa przez wiatr słoneczny, co pozwoliłoby planecie na uzupełnienie jej atmosfery.

Według ich obliczeń doprowadziłoby to do średniego wzrostu temperatury o około 4 ° C (~ 7 ° F), co wystarczyłoby do stopienia lodu dwutlenku węgla w północnej czapie polarnej. Spowodowałoby to efekt cieplarniany, powodując dalsze ocieplenie atmosfery i stopienie lodu wodnego w czapach polarnych.

Ostatnie słowo:

Oczywiście nie brakuje pomysłów, jeśli chodzi o dostosowanie Marsa do zamieszkania przez ludzi. A jeśli i kiedy ustalimy obecność ludzi na Marsie, będziemy musieli dowiedzieć się, czy zamierzamy wprowadzić którekolwiek z nich do działania. To wywoła różnego rodzaju pytania; nie najmniej ważne, które są etyczne.

Ale zakładając, że możemy zmienić środowisko marsjańskie z czystym sumieniem, wciąż istnieją wyzwania logistyczne i niewiarygodna ilość czasu i energii.

W końcu tylko czas pokaże, czy ludzkość zdecyduje się uczynić Marsa „lokalizacją zapasową” dla ludzkości, czy zostawić ją w spokoju.

  • Mars Society - Mars Direct
  • National Space Society - Islands in Space
  • NYT - The Call of Mars, autor: Buzz Aldrin (2013)
  • Icarus - Planetary Engineering on Mars (autor: Carl Sagan)
  • RussianSpaceWeb - rosyjski lot kosmiczny ludzi w latach 2010
  • PNAS - Utrzymanie Marsa w cieple dzięki nowym super gazom cieplarnianym
  • NASA - O mieszkalności Marsa: podejście do ekosyntezy planetarnej
  • NASA - Eyes on the Red Planet: Human Mars Mission Planning, 1952-1970 (2001)
  • Robert Zubrin i Christopher McKay - Wymagania techniczne dotyczące terraformowania Marsa


Obejrzyj wideo: Terraformacja Marsa - Top10 najlepszych korporacji dla 2 3 graczy (Styczeń 2022).