Terraforming - bygge en ny jord på et nytt sted

En dag kan det vise seg at i tilfelle en global katastrofe vil det ikke være mulig å gjenopprette sivilisasjonen på jorden eller gå tilbake til den tilstanden den var i før trusselen. Det er verdt å ha en ny verden i reserve og bygge alt på nytt der – bedre enn vi gjorde på hjemmeplaneten vår. Vi kjenner imidlertid ikke til himmellegemer som er klare for umiddelbar bosetting. Man må regne med at det vil kreve en del arbeid for å klargjøre et slikt sted.

1. Forside til historien "Collision in Orbit"

Terraforming av en planet, måne eller et annet objekt er den hypotetiske, ingen andre steder (så vidt vi vet) prosessen med å endre atmosfæren, temperaturen, overflatetopografien eller økologien til en planet eller et annet himmellegeme for å ligne jordens miljø og gjøre det egnet for terrestrisk liv.

Konseptet med terraforming har utviklet seg både i felten og i ekte vitenskap. Selve begrepet ble introdusert Jack Williamson (Will Stewart) i historien "Collision Orbit" (1), utgitt i 1942.

Venus er kjølig, Mars er varm

I en artikkel publisert i tidsskriftet Science i 1961 skrev astronomen Carl Sagan foreslått. Han så for seg å plante alger i atmosfæren som ville konvertere vann, nitrogen og karbondioksid til organiske forbindelser. Denne prosessen vil fjerne karbondioksid fra atmosfæren, noe som vil redusere drivhuseffekten til temperaturen faller til behagelige nivåer. Overskudd av karbon vil bli lokalisert på overflaten av planeten, for eksempel i form av grafitt.

Dessverre har senere oppdagelser om forholdene til Venus vist at en slik prosess er umulig. Om så bare fordi skyene der består av en høykonsentrert løsning av svovelsyre. Selv om alger teoretisk sett kunne trives i det fiendtlige miljøet i den øvre atmosfæren, er atmosfæren i seg selv ganske enkelt for tett – det høye atmosfæriske trykket ville produsere nesten rent molekylært oksygen, og karbonet ville brenne og frigjøre COXNUMX.₂.

Imidlertid snakker vi oftest om terraforming i sammenheng med den potensielle tilpasningen til Mars. (2). I en artikkel «Planetary Engineering on Mars» publisert i tidsskriftet Icarus i 1973, anser Sagan at den røde planeten er et potensielt beboelig sted for mennesker.

2. Visjon for de neste stadiene av terraforming av Mars

Tre år senere tok NASA offisielt opp problemet med planetarisk konstruksjon ved å bruke begrepet "planetarisk økosyntese". En publisert studie konkluderte med at Mars kunne støtte liv og bli en beboelig planet. Samme år ble den første sesjonen av konferansen om terraforming, den gang også kjent som "planetarisk modellering", arrangert.

Imidlertid var det først i 1982 at ordet "terraforming" begynte å bli brukt i sin moderne betydning. planetolog Christopher McKay (7) skrev "Terraforming Mars", som dukket opp i Journal of the British Interplanetary Society. Artikkelen diskuterte utsiktene for selvregulering av Mars-biosfæren, og ordet brukt av McKay har siden blitt det foretrukne ordet. I 1984 James Lovelock i Michael Allaby publiserte boken Greening Mars, en av de første som beskrev en ny metode for oppvarming av Mars ved hjelp av klorfluorkarboner (KFK) tilsatt atmosfæren.

Totalt er det allerede utført mye forskning og vitenskapelige diskusjoner om muligheten for å varme opp denne planeten og endre atmosfæren. Interessant nok kan noen hypotetiske metoder for å transformere Mars allerede være innenfor menneskehetens teknologiske evner. De økonomiske ressursene som kreves for dette vil imidlertid være langt større enn noen regjering eller samfunn i dag er villig til å bevilge til et slikt formål.

Metodisk tilnærming

Etter at terraforming kom inn i en bredere sirkulasjon av konsepter, begynte dens omfang å bli systematisert. I 1995 Martin J. Fogg (3) i sin bok "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" tilbød han følgende definisjoner for forskjellige aspekter relatert til dette feltet:

• planetarisk konstruksjon - bruk av teknologi for å påvirke planetens globale egenskaper;
• geoengineering - Planetteknikk brukt spesifikt på jorden. Den dekker bare de makro-tekniske konseptene som involverer endring av visse globale parametere som drivhuseffekten, atmosfærisk sammensetning, solstråling eller sjokkfluks;
• terraforming - en prosess med planetarisk konstruksjon, spesielt rettet mot å øke evnen til et utenomjordisk planetarisk miljø til å støtte liv i en kjent tilstand. Den endelige prestasjonen på dette området vil være etableringen av et åpent planetarisk økosystem som etterligner alle funksjonene til den terrestriske biosfæren, fullt tilpasset menneskelig bolig.

Fogg utviklet også definisjoner av planeter med varierende grad av kompatibilitet når det gjelder menneskelig overlevelse på dem. Han skilte planetene:

• bebodd () - en verden med et miljø som ligner nok på jorden til at folk komfortabelt og fritt kan leve i det;
• biokompatibel (BP) - planeter med fysiske parametere som lar liv blomstre på overflaten deres. Selv om de i utgangspunktet er blottet for det, kan de inneholde en svært kompleks biosfære uten behov for terraforming;
• lett terraformert (ETP) - planeter som kan bli biokompatible eller beboelige og kan støttes av et relativt beskjedent sett med planetariske ingeniørteknologier og ressurser lagret på et nærliggende romfartøy eller robotforløperoppdrag.

Fogg antyder at Mars i ungdommen var en biologisk kompatibel planet, selv om den foreløpig ikke passer inn i noen av de tre kategoriene - terraforming er utenfor ETP, for vanskelig og for dyr.

Å ha en energikilde er et absolutt krav for liv, men ideen om en planets umiddelbare eller potensielle levedyktighet er basert på mange andre geofysiske, geokjemiske og astrofysiske kriterier.

Av spesiell interesse er settet med faktorer som, i tillegg til de enklere organismene på jorden, støtter komplekse flercellede organismer. dyr. Forskning og teorier på dette området er en del av planetarisk vitenskap og astrobiologi.

Du kan alltid bruke termonukleær

I sitt veikart for astrobiologi definerer NASA hovedkriteriene for tilpasning som primært "tilstrekkelige flytende vannressurser, forhold som bidrar til aggregering av komplekse organiske molekyler, og energikilder for å støtte metabolisme." Når forholdene på planeten blir passende for livet til en bestemt art, kan importen av mikrobielt liv begynne. Etter hvert som forholdene blir nærmere terrestriske, kan planteliv også introduseres der. Dette vil fremskynde produksjonen av oksygen, som i teorien vil gjøre at planeten endelig kan støtte dyrelivet.

På Mars forhindret mangelen på tektonisk aktivitet resirkulering av gasser fra lokale sedimenter, noe som er gunstig for atmosfæren på jorden. For det andre kan det antas at fraværet av en omfattende magnetosfære rundt den røde planeten førte til gradvis ødeleggelse av atmosfæren av solvinden (4).

4 Svak magnetosfære beskytter ikke Mars-atmosfæren

Konveksjon i kjernen av Mars, som for det meste er jern, skapte opprinnelig et magnetfelt, men dynamoen har lenge sluttet å fungere og Mars-feltet har stort sett forsvunnet, muligens på grunn av varmetap i kjernen og størkning. I dag er magnetfeltet en samling av mindre, lokale paraplylignende felt, for det meste rundt den sørlige halvkule. Restene av magnetosfæren dekker omtrent 40 % av planetens overflate. NASA-oppdragsforskningsresultater Spesialist viser at atmosfæren blir ryddet først og fremst av solkoronale masseutkast som bombarderer planeten med høyenergiprotoner.

Terraforming av Mars vil måtte involvere to store samtidige prosesser - dannelsen av en atmosfære og dens oppvarming.

En tykkere atmosfære av klimagasser som karbondioksid vil stoppe den innkommende solstrålingen. Siden den økte temperaturen vil tilføre klimagasser til atmosfæren, vil disse to prosessene forsterke hverandre. Men karbondioksid alene ville ikke være nok til å holde temperaturen over frysepunktet til vann – noe annet ville være nødvendig.

En annen Mars-sonde som nylig har blitt navngitt Standhaftighet og vil bli lansert i år, vil ta prøver å generere oksygen. Vi vet at en foreldet atmosfære inneholder 95,32 % karbondioksid, 2,7 % nitrogen, 1,6 % argon og omtrent 0,13 % oksygen, pluss mange andre grunnstoffer i enda mindre mengder. Eksperimentet kjent som munterhet (5) er å bruke karbondioksid og trekke ut oksygen fra det. Laboratorietester har vist at dette generelt er mulig og teknisk gjennomførbart. Du må begynne et sted.

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

spacex-sjef, Elon Musk, han ville ikke vært seg selv hvis han ikke la sine to øre i diskusjonen om terraforming av Mars. En av Musks ideer er å stige ned til Mars-polene. hydrogenbomber. Et massivt bombardement, etter hans mening, ville skape mye termisk energi ved å smelte isen, og dette ville frigjøre karbondioksid, som ville skape en drivhuseffekt i atmosfæren og fange varme.

Magnetfeltet rundt Mars vil beskytte marsonautene mot kosmiske stråler og skape et mildt klima på planetens overflate. Men du kan definitivt ikke legge et stort stykke flytende jern inni den. Derfor tilbyr eksperter en annen løsning - sett inn w frigjøringspunkt L1 i Mars-Sun-systemet flott generator, som vil skape et ganske sterkt magnetfelt.

Konseptet ble presentert på Planetary Science Vision 2050-verkstedet av Dr. Jim Green, direktør for Planetary Science Division, NASAs avdeling for planetarisk utforskning. Over tid vil magnetfeltet føre til en økning i atmosfærisk trykk og gjennomsnittstemperaturer. En økning på bare 4°C ville smelte is i polarområdene og frigjøre lagret CO₂dette vil gi en kraftig drivhuseffekt. Vann vil renne dit igjen. I følge skaperne er den sanne tiden for gjennomføringen av prosjektet 2050.

På sin side lover ikke løsningen som ble foreslått i juli i fjor av forskere ved Harvard University å terraformere hele planeten på en gang, men kan være en trinnvis metode. Forskere kom opp med montering av kupler laget av tynne lag silika aerogel, som ville være gjennomsiktig og samtidig gi beskyttelse mot UV-stråling og varme overflaten.

Under simuleringen viste det seg at et tynt lag aerogel, 2-3 cm, er nok til å varme opp overflaten med hele 50 °C. Hvis vi velger de riktige stedene, vil temperaturen på Mars-fragmentene økes til -10 ° C. Det vil fortsatt være lavt, men i en rekkevidde vi kan håndtere. Dessuten ville det trolig holde vannet i disse regionene i flytende tilstand hele året, noe som kombinert med konstant tilgang på sollys burde være nok til at vegetasjonen kan utføre fotosyntese.

Økologisk terraforming

Hvis ideen om å gjenskape Mars for å se ut som jorden høres fantastisk ut, så hever den potensielle terraformingen av andre kosmiske kropper nivået av fantastisk til n-te grad.

Venus er allerede nevnt. Mindre kjent er hensynene terraformering av månen. Geoffrey A. Landis fra NASA beregnet i 2011 at å skape en atmosfære rundt satellitten vår med et trykk på 0,07 atm fra rent oksygen ville kreve tilførsel av 200 milliarder tonn oksygen fra et sted. Forskeren foreslo at dette kunne gjøres ved å bruke oksygenreduksjonsreaksjoner fra månens bergarter. Problemet er at på grunn av lav tyngdekraft vil han raskt miste den. Når det gjelder vann, kan det hende at tidligere planer om å bombardere månens overflate med kometer ikke fungerer. Det viser seg at det er mye lokal H i ​​månejorden₂0, spesielt rundt Sydpolen.

Andre mulige kandidater for terraforming - kanskje bare delvis - eller paraterraforming, som består i å skape på fremmede romkropper lukkede habitater for mennesker (6) er disse: Titan, Callisto, Ganymedes, Europa og til og med Merkur, Saturns måne Enceladus og dvergplaneten Ceres.

6. Kunstnerisk visjon om delvis terraforming

Hvis vi går videre, til eksoplaneter, hvor vi i økende grad kommer over verdener med stor likhet med jorden, så går vi plutselig inn på et helt nytt diskusjonsnivå. Vi kan identifisere planeter som ETP, BP og kanskje til og med HP der på avstand, dvs. de som vi ikke har i solsystemet. Da blir det å oppnå en slik verden et større problem enn teknologien og kostnadene ved terraforming.

Mange planetariske ingeniørforslag involverer bruk av genmodifiserte bakterier. Gary King, en mikrobiolog ved Louisiana State University som studerer de mest ekstreme organismene på jorden, bemerker at:

"Syntetisk biologi har gitt oss et fantastisk sett med verktøy som vi kan bruke til å lage nye typer organismer som er spesielt skreddersydd for systemene vi ønsker å planlegge."

Forskeren skisserer utsiktene for terraforming, og forklarer:

"Vi ønsker å studere utvalgte mikrober, finne gener som er ansvarlige for overlevelse og nytte for terraforming (som motstand mot stråling og mangel på vann), og deretter bruke denne kunnskapen til å genmanipulere spesialdesignede mikrober."

Forskeren ser de største utfordringene i evnen til genetisk å selektere og tilpasse egnede mikrober, og tror at det kan ta «ti år eller mer» å overvinne denne hindringen. Han bemerker også at det beste ville være å utvikle «ikke bare én type mikrobe, men flere som fungerer sammen».

I stedet for å terraformere eller i tillegg til å terraformere det fremmede miljøet, har eksperter foreslått at mennesker kan tilpasse seg disse stedene gjennom genteknologi, bioteknologi og kybernetiske forbedringer.

Liza Nip fra MIT Media Labs Molecular Machines Team, sa syntetisk biologi kunne tillate forskere å genetisk modifisere mennesker, planter og bakterier for å tilpasse organismer til forholdene på en annen planet.

Martin J. Fogg, Carl Sagan faster Robert Zubrin i Richard L.S. TyloJeg tror at det å gjøre andre verdener beboelige - som en fortsettelse av livshistorien til det transformerende miljøet på jorden - er fullstendig uakseptabelt. menneskehetens moralske plikt. De indikerer også at planeten vår til slutt vil slutte å være levedyktig uansett. På sikt må du vurdere behovet for å flytte.

Selv om tilhengere mener at det ikke er noe å gjøre med terraforming av golde planeter. etiske problemstillinger, er det meninger om at det uansett vil være uetisk å gripe inn i naturen.

Gitt menneskehetens tidligere håndtering av jorden, er det best å ikke utsette andre planeter for menneskelig aktivitet. Christopher McKay argumenterer for at terraforming er etisk riktig bare når vi er helt sikre på at den fremmede planeten ikke skjuler innfødt liv. Og selv om vi klarer å finne den, bør vi ikke prøve å transformere den til eget bruk, men handle på en slik måte at tilpasse seg dette fremmede livet. På ingen måte omvendt.

Se også: