Terraforming - bygger en ny jord på et nyt sted

En dag kan det vise sig, at i tilfælde af en global katastrofe, vil det ikke være muligt at genoprette civilisationen på Jorden eller vende tilbage til den tilstand, hvor den var før truslen. Det er værd at have en ny verden i reserve og bygge alting op der - bedre end vi gjorde på vores hjemmeplanet. Vi kender dog ikke til himmellegemer, der er klar til øjeblikkelig afvikling. Man må regne med, at der skal noget arbejde til for at klargøre sådan et sted.

1. Cover af historien "Collision in Orbit"

Terraformning af en planet, måne eller et andet objekt er en hypotetisk, ingen andre steder (så vidt vi ved) proces med at ændre atmosfæren, temperaturen, overfladetopografien eller økologien på en planet eller et andet himmellegeme, så det ligner jordens miljø og gør den er velegnet til jordisk liv.

Begrebet terraforming har udviklet sig både i feltet og i den faktiske videnskab. Selve begrebet blev introduceret Jack Williamson (Will Stewart) i historien "Collision Orbit" (1), udgivet i 1942.

Venus er kølig, Mars er varm

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet Science i 1961, astronomen Carl Sagan foreslog. Han forestillede sig at plante alger i atmosfæren, der ville omdanne vand, nitrogen og kuldioxid til organiske forbindelser. Denne proces vil fjerne kuldioxid fra atmosfæren, hvilket reducerer drivhuseffekten, indtil temperaturen falder til behagelige niveauer. Overskydende kulstof vil blive lokaliseret på planetens overflade, for eksempel i form af grafit.

Desværre viste senere opdagelser om Venus forhold, at en sådan proces var umulig. Om ikke andet fordi skyerne dér består af en højkoncentreret opløsning af svovlsyre. Selvom alger teoretisk set kunne vokse i det fjendtlige miljø i den øvre atmosfære, er atmosfæren i sig selv simpelthen for tæt - højt atmosfærisk tryk ville producere næsten ren molekylær oxygen, og kul ville brænde og frigive CO igen.₂.

Men oftest taler vi om terraforming i sammenhæng med den potentielle tilpasning af Mars. (2). I artiklen "Planetary Engineering on Mars", offentliggjort i tidsskriftet Icarus i 1973, anså Sagan, at den røde planet er et potentielt beboeligt sted for mennesker.

2. Vision for de næste stadier af terraforming af Mars

Tre år senere behandlede NASA formelt problemet med planetarisk konstruktion ved at bruge udtrykket "planetarisk økosyntese". Den offentliggjorte undersøgelse konkluderede, at Mars kunne understøtte liv og blive en beboelig planet. Samme år blev den første session af en konference om terraforming, dengang også kendt som "planetarisk modellering", afholdt.

Det var dog først i 1982, at ordet "terraforming" begyndte at blive brugt i sin moderne betydning. Planetolog Christopher McKay (7) skrev papiret "Terraforming Mars", som udkom i Journal of the British Interplanetary Society. Papiret diskuterede udsigterne til selvregulering af Mars-biosfæren, og ordet brugt af Mackay er siden blevet det foretrukne. I 1984 James Lovelock i Michael Allaby udgav bogen Greening Mars, en af ​​de første til at beskrive en ny metode til opvarmning af Mars ved hjælp af chlorfluorcarboner (CFC'er) tilsat atmosfæren.

I alt er der allerede gennemført en masse forskning og videnskabelige diskussioner om muligheden for at opvarme denne planet og ændre dens atmosfære. Interessant nok kan nogle hypotetiske metoder til at transformere Mars allerede være inden for menneskehedens teknologiske muligheder. De økonomiske ressourcer, der kræves til dette, vil dog være meget større end dem, som enhver regering eller samfund i øjeblikket er villig til at afsætte til et sådant formål.

Metodisk tilgang

Efter at terraforming kom ind i en bredere cirkulation af begreber, begyndte dens omfang at blive systematiseret. I 1995 Martyn J. Fogg (3) i sin bog Terraforming: Engineering Planetary Environments foreslog han følgende definitioner for forskellige aspekter relateret til dette felt:

• planetarisk teknik - brugen af ​​teknologi til at påvirke planetens globale egenskaber;
• geoengineering - Planetarisk teknik anvendt specifikt til Jorden. Den dækker kun de makro-tekniske begreber, der involverer ændring af visse globale parametre såsom drivhuseffekten, atmosfærisk sammensætning, solstråling eller stødflux;
• terraforming - en planetarisk konstruktionsproces, der især tager sigte på at øge et udenjordisk planetarisk miljøs evne til at understøtte liv i en kendt tilstand. Den endelige præstation på dette område vil være skabelsen af ​​et åbent planetarisk økosystem, der efterligner alle funktionerne i den terrestriske biosfære, fuldt tilpasset til menneskelig beboelse.

Fogg udviklede også definitioner af planeter med varierende grader af kompatibilitet med hensyn til menneskelig overlevelse på dem. Han skelnede planeterne:

• beboet () - en verden med et miljø, der ligner Jorden nok til, at folk komfortabelt og frit kan leve i det;
• biokompatibel (BP) - planeter med fysiske parametre, der tillader liv at blomstre på deres overflade. Selvom de i starten er blottet for det, kan de indeholde en meget kompleks biosfære uden behov for terraforming;
• let terraformeret (ETP) - planeter, der kan blive biokompatible eller beboelige og kan understøttes af et relativt beskedent sæt planetariske ingeniørteknologier og ressourcer, der er lagret på et nærliggende rumfartøj eller en robot-precursor-mission.

Fogg antyder, at Mars var en biologisk kompatibel planet i sin ungdom, selvom den i øjeblikket ikke falder ind under nogen af ​​de tre kategorier - dens terraforming er ud over ETP, for vanskelig og for dyr.

Tilstedeværelsen af ​​en energikilde er et absolut krav for liv, men ideen om en planets umiddelbare eller potentielle levedygtighed er baseret på mange andre geofysiske, geokemiske og astrofysiske kriterier.

Af særlig interesse er det sæt af faktorer, der ud over de mere simple organismer på Jorden understøtter komplekse flercellede organismer. dyr. Forskning og teorier på dette område er en del af planetarisk videnskab og astrobiologi.

Du kan altid bruge termonuklear

I sin Astrobiology Roadmap definerer NASA vigtige tilpasningskriterier som primært "tilstrækkelige flydende vandressourcer, forhold, der fremmer aggregering af komplekse organiske molekyler og energikilder til at understøtte stofskiftet." Når forholdene på planeten bliver egnede til liv for en bestemt art, kan importen af ​​mikrobielt liv begynde. Efterhånden som forholdene kommer tættere på Jordens, kan planteliv introduceres. Dette ville fremskynde iltproduktionen, hvilket teoretisk ville gøre planeten endelig i stand til at understøtte dyreliv.

På Mars forhindrede manglen på tektonisk aktivitet genanvendelse af gasser fra lokale sedimenter, hvilket på Jorden er gavnligt for atmosfæren. For det andet kan det antages, at fraværet af en omfattende magnetosfære omkring den røde planet førte til den gradvise ødelæggelse af atmosfæren af ​​solvinden (4).

4. En svag magnetosfære beskytter ikke Mars-atmosfæren

Konvektion i Mars' kerne, som for det meste er jern, skabte i starten et magnetfelt, men dynamoen er for længst holdt op med at fungere, og Mars-feltet er stort set forsvundet, muligvis på grund af kernevarmetab og størkning. I dag er magnetfeltet en samling af mindre felter, der ligner lokale paraplyer, hovedsageligt omkring den sydlige halvkugle. Resterne af magnetosfæren dækker omkring 40 % af planetens overflade. NASA-missionsforskningsresultater Specialist viser, at atmosfæren primært bliver ryddet af solkoronale masseudstødninger, som bombarderer planeten med højenergiprotoner.

Terraforming Mars ville skulle involvere to store samtidige processer - skabelsen af ​​en atmosfære og dens opvarmning.

En tykkere atmosfære af drivhusgasser såsom kuldioxid vil stoppe indkommende solstråling. Når højere temperaturer tilføjer drivhusgasser til atmosfæren, vil de to processer forstærke hinanden. Kuldioxid alene ville dog ikke være nok til at holde temperaturer over vands frysepunkt - noget andet ville være nødvendigt.

Endnu en Mars-sonde, der for nylig fik et navn udholdenhed og vil blive lanceret i år, vil tage forsøg på at generere ilt. Vi ved, at den tynde atmosfære indeholder 95,32 % kuldioxid, 2,7 % nitrogen, 1,6 % argon og omkring 0,13 % oxygen, samt mange andre grundstoffer i endnu mindre mængder. Eksperimentet kendt som munterhed (5) er at bruge kuldioxid og udvinde ilt fra det. Laboratorieundersøgelser har vist, at dette generelt er muligt og teknisk muligt. Du skal starte et sted.

5. Gule moduler til MOXIE-eksperimentet på Perseverance-roveren.

chef SpaceX, Elon Musk, ville han ikke være sig selv, hvis han ikke satte sine to cents ind i diskussionen om terraforming af Mars. En af Musks ideer er at gå ned til Mars polerne. brintbomber. Et massivt bombardement ville efter hans mening skabe en masse termisk energi ved at smelte isen, og dette ville frigive kuldioxid, som ville skabe en drivhuseffekt i atmosfæren, der fanger varmen.

Magnetfeltet omkring Mars vil beskytte marsonauter mod kosmiske stråler og vil skabe et mildt klima på planetens overflade. Men du vil bestemt ikke være i stand til at putte et stort stykke flydende jern ind i den. Derfor tilbyder eksperter en anden løsning - indsæt w punkt libreringer L1 i Mars-Sol systemet stor generator, hvilket vil skabe et ret stærkt magnetfelt.

Konceptet blev præsenteret på Planetary Science Vision 2050 workshoppen af ​​Dr. Jim Green, direktør for Planetary Science Division, NASA's planetariske udforskningsafdeling. Over tid vil magnetfeltet få atmosfærisk tryk og gennemsnitstemperaturer til at stige. En stigning på kun 4°C ville smelte is i polarområderne og frigive lagret COXNUMX.₂dette vil forårsage en kraftig drivhuseffekt. Vand vil strømme der igen. Ifølge skaberne er den faktiske implementeringstid for projektet 2050.

Til gengæld lover den løsning, der blev foreslået i juli sidste år af forskere fra Harvard University, ikke at terraforme hele planeten på én gang, men kan være en trin-for-trin-metode. Forskere er kommet frem til konstruktion af "kupler" fra tynde lag silica aerogel, der ville være gennemsigtige og samtidig give UV-beskyttelse og varme overfladen.

Under simuleringen viste det sig, at et tyndt, 2-3 cm lag aerogel er nok til at opvarme overfladen med hele 50 °C. Hvis vi vælger de rigtige steder, betyder det, at temperaturen på Mars-fragmenterne vil blive øget til -10°C. Det vil stadig være lavt, men i en rækkevidde, vi kan klare. Desuden vil det sandsynligvis holde vandet i disse områder i flydende tilstand hele året rundt, hvilket kombineret med konstant adgang til sollys burde være nok til, at vegetationen kan udføre fotosyntese.

Økologisk terraformning

Hvis ideer om at genskabe Mars til at ligne Jorden lyder fantastiske, så tager den potentielle terraforming af andre kosmiske kroppe fantasiniveauet til n'te grad.

Venus er allerede blevet nævnt. Mindre kendt er overvejelser vedr terraformering af månen. Jeffrey A. Landis NASA beregnede i 2011, at at skabe en atmosfære omkring vores satellit med et tryk på 0,07 atm fra ren ilt ville kræve en forsyning af 200 milliarder tons ilt fra et sted. Forskeren foreslog, at dette kunne gøres ved hjælp af iltreduktionsreaktioner fra månens sten. Problemet er, at han på grund af den lave tyngdekraft hurtigt vil miste den. Hvad angår vand, virker tidligere planer om at bombardere månens overflade med kometer muligvis ikke. Det viser sig, at der er meget lokalt H i månejorden₂0, især omkring Sydpolen.

Andre mulige kandidater til terraforming - måske kun delvis - eller paraterraforming, bestående af skabelse på fremmede rumlegemer lukkede levesteder for mennesker (6) er disse: Titan, Callisto, Ganymedes, Europa og endda Merkur, Saturns måne Enceladus og dværgplaneten Ceres.

6. Kunstnerisk vision om delvis terraforming

Hvis vi går videre til exoplaneter, blandt hvilke vi i stigende grad støder på verdener med store ligheder med Jorden, så når vi pludselig et helt nyt diskussionsniveau. Vi kan identificere planeter der i det fjerne som ETP, BP og måske endda HP, dvs. dem, som vi ikke har i solsystemet. Så bliver det et større problem at opnå en sådan verden end teknologien og omkostningerne ved terraforming.

Mange planetariske ingeniørforslag involverer brugen af ​​genetisk modificerede bakterier. Gary King, en mikrobiolog ved Louisiana State University, der studerer de mest ekstreme organismer på Jorden, bemærker, at:

"Syntetisk biologi har givet os et bemærkelsesværdigt sæt værktøjer, der kan bruges til at skabe nye typer organismer, der er specifikt tilpasset de systemer, vi ønsker at konstruere."

Forskeren skitserer udsigterne for terraforming og forklarer:

"Vi ønsker at studere udvalgte mikrober, finde gener, der er ansvarlige for overlevelse og anvendelighed til terraforming (såsom modstandsdygtighed over for stråling og mangel på vand), og derefter anvende denne viden til at genmanipulere specialdesignede mikrober."

Forskeren ser de største udfordringer i evnen til genetisk at udvælge og tilpasse egnede mikrober, idet han mener, at det kan tage "ti år eller mere" at overvinde denne hindring. Han bemærker også, at den bedste måde ville være at udvikle "ikke bare én slags mikrober, men flere, der arbejder sammen."

Eksperter har foreslået, at i stedet for, eller i tillæg til, terraforming af fremmede miljøer, kunne mennesker tilpasse sig disse steder gennem genteknologi, bioteknologi og cybernetiske forbedringer.

Lisa Nipp fra MIT Media Labs molekylære maskiner-team sagde, at syntetisk biologi kunne gøre det muligt for forskere at genetisk modificere mennesker, planter og bakterier og tilpasse organismerne til forholdene på en anden planet.

Martin J. Fogg, Carl Sagan oraz Robert Zubrin i Richard L.S. TyloJeg mener, at det er fuldstændig uacceptabelt at gøre andre verdener beboelige - som en fortsættelse af livshistorien for det transformerende miljø på Jorden. menneskehedens moralske pligt. De indikerer også, at vores planet i sidste ende vil ophøre med at være levedygtig alligevel. På længere sigt skal man overveje behovet for at flytte.

Selvom tilhængere mener, at der ikke er noget at gøre med at terraforme golde planeter. Etiske problemer, er der meninger om, at det under alle omstændigheder ville være uetisk at gribe ind i naturen.

I betragtning af menneskehedens tidligere behandling af Jorden, er det bedst at lade andre planeter ikke udsættes for menneskelig aktivitet. Christopher McKay hævder, at terraforming kun er etisk korrekt, når vi er helt sikre på, at den fremmede planet ikke skjuler det oprindelige liv. Og selvom det lykkes os at finde det, skal vi ikke forsøge at transformere det til eget brug, men handle på en sådan måde, at tilpasse sig dette fremmede liv. Det er i intet tilfælde omvendt.

Se også: