Teraformiranje - izgradnja nove Zemlje na novom mjestu

Jednog dana može se ispostaviti da u slučaju globalne katastrofe neće biti moguće obnoviti civilizaciju na Zemlji ili se vratiti u stanje u kojem je bila prije prijetnje. Vrijedi imati novi svijet u rezervi i tamo sve graditi iznova - bolje nego što smo to radili na našoj planeti. Međutim, ne znamo za nebeska tijela spremna za trenutno naseljavanje. Mora se računati sa činjenicom da će za pripremu takvog mjesta biti potreban određeni rad.

1. Naslovnica priče "Sudar u orbiti"

Teraformiranje planete, mjeseca ili drugog objekta je hipotetički, nigdje drugdje (prema našim saznanjima) proces promjene atmosfere, temperature, topografije površine ili ekologije planete ili drugog nebeskog tijela kako bi ličio na Zemljinu okolinu i učinio ga pogodnim za zemaljske život.

Koncept terraformiranja je evoluirao kako na terenu tako iu stvarnoj nauci. Sam termin je uveden Jack Williamson (Will Stewart) u priči "Collision Orbit" (1), objavljenoj 1942.

Venera je hladna, Mars je topao

U članku objavljenom u časopisu Science 1961. godine, astronom Carl Sagan predloženo. Zamislio je da u svojoj atmosferi posadi alge koje će vodu, dušik i ugljični dioksid pretvoriti u organska jedinjenja. Ovaj proces će ukloniti ugljični dioksid iz atmosfere, što će smanjiti efekat staklene bašte sve dok temperatura ne padne na ugodan nivo. Višak ugljika bit će lokaliziran na površini planete, na primjer, u obliku grafita.

Nažalost, kasnija otkrića o stanju Venere pokazala su da je takav proces nemoguć. Makar samo zato što se tamošnji oblaci sastoje od visoko koncentrisane otopine sumporne kiseline. Čak i ako bi alge teoretski mogle napredovati u neprijateljskom okruženju gornjeg sloja atmosfere, sama atmosfera je jednostavno previše gusta – visoki atmosferski pritisak bi proizveo gotovo čisti molekularni kiseonik, a ugljen bi sagorevao, oslobađajući COXNUMX.₂.

Međutim, najčešće govorimo o teraformiranju u kontekstu potencijalne adaptacije Marsa. (2). U članku "Planetarni inženjering na Marsu" objavljenom u časopisu Icarus 1973. Sagan smatra da je Crvena planeta potencijalno naseljeno mjesto za ljude.

2. Vizija za naredne faze teraformiranja Marsa

Tri godine kasnije, NASA se službeno pozabavila problemom planetarnog inženjeringa, koristeći izraz "planetarna ekosynteza". Objavljena studija je zaključila da bi Mars mogao podržati život i postati nastanjiva planeta. Iste godine organizovana je prva sesija konferencije o teraformiranju, tada poznatom i kao "planetarno modeliranje".

Međutim, tek 1982. godine riječ "teraformiranje" počela je da se koristi u svom modernom smislu. planetolog Christopher McKay (7) je napisao "Terraforming Mars", koji se pojavio u Journal of the British Interplanetary Society. U radu se raspravljalo o izgledima za samoregulaciju marsove biosfere, a riječ koju koristi McKay od tada je postala preferirana. Godine 1984 James Lovelock i Michael Allaby objavio je knjigu Greening Mars, jednu od prvih koja opisuje novu metodu zagrijavanja Marsa korištenjem hlorofluorougljika (CFC) dodanih u atmosferu.

Ukupno je već obavljeno mnogo istraživanja i naučnih rasprava o mogućnosti zagrijavanja ove planete i promjene njene atmosfere. Zanimljivo je da su neke hipotetičke metode za transformaciju Marsa možda već unutar tehnoloških mogućnosti čovječanstva. Međutim, ekonomski resursi potrebni za to će biti daleko veći nego što je bilo koja vlada ili društvo trenutno voljni izdvojiti u tu svrhu.

Metodički pristup

Nakon što je teraformiranje ušlo u širu cirkulaciju pojmova, počelo se sistematizirati njegov obim. Godine 1995 Martin J. Fogg (3) u svojoj knjizi "Teraformiranje: inženjering planetarnog okruženja" ponudio je sljedeće definicije za različite aspekte koji se odnose na ovu oblast:

• planetarnog inženjeringa - korišćenje tehnologije za uticaj na globalna svojstva planete;
• geoinženjering - planetarni inženjering primenjen posebno na Zemlju. Pokriva samo one koncepte makroinženjeringa koji uključuju promjenu određenih globalnih parametara kao što su efekat staklene bašte, sastav atmosfere, sunčevo zračenje ili udarni tok;
• terraformiranje - proces planetarnog inženjeringa, koji ima za cilj, posebno, povećanje sposobnosti vanzemaljskog planetarnog okruženja da podrži život u poznatom stanju. Konačno postignuće u ovoj oblasti bit će stvaranje otvorenog planetarnog ekosistema koji oponaša sve funkcije zemaljske biosfere, potpuno prilagođen za život ljudi.

Fogg je također razvio definicije planeta s različitim stepenom kompatibilnosti u smislu ljudskog opstanka na njima. Razlikovao je planete:

• naseljen () - svijet sa okruženjem dovoljno sličnim Zemlji da ljudi mogu udobno i slobodno živjeti u njemu;
• biokompatibilan (BP) - planete sa fizičkim parametrima koji omogućavaju da život buja na njihovoj površini. Čak i ako su u početku lišene toga, mogu sadržavati vrlo složenu biosferu bez potrebe za teraformiranjem;
• lako se teraformiraju (ETP) - planete koje mogu postati biokompatibilne ili nastanjive i koje mogu biti podržane relativno skromnim skupom tehnologija planetarnog inženjeringa i resursa pohranjenih u obližnjoj svemirskoj letjelici ili robotskoj misiji prekursora.

Fogg sugerira da je u njegovoj mladosti Mars bio biološki kompatibilan planet, iako se trenutno ne uklapa ni u jednu od tri kategorije - njegovo terraformiranje je izvan ETP-a, preteško je i preskupo.

Posjedovanje izvora energije je apsolutni zahtjev za život, ali ideja o trenutnoj ili potencijalnoj održivosti planete temelji se na mnogim drugim geofizičkim, geohemijskim i astrofizičkim kriterijima.

Posebno je zanimljiv skup faktora koji, pored jednostavnijih organizama na Zemlji, podržavaju složene višećelijske organizme. životinje. Istraživanja i teorije u ovoj oblasti dio su planetarne nauke i astrobiologije.

Uvijek možete koristiti termonuklearnu

U svojoj mapi puta za astrobiologiju, NASA definira glavne kriterije za adaptaciju kao prvenstveno "adekvatne tekuće vodene resurse, uslove koji pogoduju agregaciji složenih organskih molekula i izvore energije koji podržavaju metabolizam." Kada uslovi na planeti postanu pogodni za život određene vrste, može početi uvoz mikrobnog života. Kako se uslovi približavaju kopnenim, tamo se može uvesti i biljni svijet. Ovo će ubrzati proizvodnju kiseonika, što će u teoriji učiniti da planeta konačno može da podrži životinjski život.

Na Marsu je nedostatak tektonske aktivnosti spriječio recirkulaciju plinova iz lokalnih sedimenata, što je povoljno za atmosferu na Zemlji. Drugo, može se pretpostaviti da je odsustvo sveobuhvatne magnetosfere oko Crvene planete dovelo do postepenog uništavanja atmosfere solarnim vjetrom (4).

4 Slaba magnetosfera ne štiti atmosferu Marsa

Konvekcija u jezgri Marsa, koja je uglavnom željezo, prvobitno je stvorila magnetsko polje, međutim dinamo je odavno prestao da funkcioniše i Marsovo polje je uglavnom nestalo, verovatno zbog gubitka toplote jezgra i skrućivanja. Danas je magnetno polje skup manjih, lokalnih polja nalik kišobranu, uglavnom oko južne hemisfere. Ostaci magnetosfere pokrivaju oko 40% površine planete. Rezultati istraživanja misije NASA-e Specijalista pokazuju da se atmosfera čisti prvenstveno sunčevim koronalnim izbacivanjem mase koje bombarduju planet protonima visoke energije.

Teraformiranje Marsa moralo bi uključivati ​​dva velika istovremena procesa – stvaranje atmosfere i njeno zagrijavanje.

Gušća atmosfera stakleničkih plinova kao što je ugljični dioksid zaustavit će dolazno sunčevo zračenje. Pošto će povećana temperatura dodati gasove staklene bašte u atmosferu, ova dva procesa će se međusobno pojačati. Međutim, sam ugljični dioksid ne bi bio dovoljan da se temperatura održi iznad točke smrzavanja vode - bilo bi potrebno nešto drugo.

Još jedna marsova sonda koja je nedavno dobila ime Upornost i biće lansiran ove godine, potrajat će pokušavaju proizvesti kisik. Znamo da razrijeđena atmosfera sadrži 95,32% ugljičnog dioksida, 2,7% dušika, 1,6% argona i oko 0,13% kisika, plus mnoge druge elemente u još manjim količinama. Eksperiment poznat kao vedrinu (5) je korištenje ugljičnog dioksida i izdvajanje kisika iz njega. Laboratorijski testovi su pokazali da je to generalno moguće i tehnički izvodljivo. Negdje morate početi.

5. Žuti moduli za MOXIE eksperiment na Perseverance roveru.

spacex šef, Elon Musk, on ne bi bio svoj da nije uložio svoja dva centa u raspravu o terraformiranju Marsa. Jedna od Muskovih ideja je da se spusti na Marsove polove. hidrogenske bombe. Masovno bombardovanje, po njegovom mišljenju, stvorilo bi mnogo toplotne energije otapanjem leda, a to bi oslobodilo ugljen-dioksid, što bi stvorilo efekat staklene bašte u atmosferi, zadržavajući toplotu.

Magnetno polje oko Marsa će zaštititi marsonaute od kosmičkih zraka i stvoriti blagu klimu na površini planete. Ali definitivno ne možete staviti ogroman komad tekućeg gvožđa u njega. Stoga stručnjaci nude još jedno rješenje - insert w tačka libracije L1 u sistemu Mars-Sunce odličan generator, što će stvoriti prilično jako magnetno polje.

Koncept je na radionici Planetary Science Vision 2050 predstavio dr. Jim Green, direktor Odjela za planetarne nauke, NASA-inog odjela za istraživanje planeta. Vremenom bi magnetsko polje dovelo do povećanja atmosferskog pritiska i prosečne temperature. Povećanje od samo 4°C bi otopilo led u polarnim regijama, oslobađajući uskladišteni CO₂ovo će izazvati snažan efekat staklene bašte. Voda će ponovo teći tamo. Prema kreatorima, realno vrijeme za realizaciju projekta je 2050.

Zauzvrat, rješenje koje su u julu prošle godine predložili istraživači sa Univerziteta Harvard ne obećava teraformiranje cijele planete odjednom, već bi moglo biti fazna metoda. Naučnici su došli do toga postavljanje kupola napravljen od tankih slojeva silicijum aerogela, koji bi bio providan i istovremeno pružao zaštitu od UV zračenja i zagrijavao površinu.

Tokom simulacije pokazalo se da je tanak sloj aerogela, 2-3 cm, dovoljan da zagrije površinu za čak 50 °C. Ako odaberemo prava mjesta, tada će se temperatura fragmenata Marsa povećati na -10 °C. I dalje će biti niska, ali u rasponu koji možemo podnijeti. Štaviše, to bi vjerovatno održavalo vodu u ovim regijama u tečnom stanju tokom cijele godine, što bi, u kombinaciji sa stalnim pristupom sunčevoj svjetlosti, trebalo biti dovoljno da vegetacija izvrši fotosintezu.

Ekološko teraformiranje

Ako ideja o ponovnom stvaranju Marsa da izgleda kao Zemlja zvuči fantastično, onda potencijalno teraformiranje drugih kosmičkih tijela podiže nivo fantastičnosti na n-ti stepen.

Venera je već spomenuta. Manje poznata su razmatranja teraformiranje mjeseca. Geoffrey A. Landis iz NASA-e je 2011. izračunala da bi stvaranje atmosfere oko našeg satelita sa pritiskom od 0,07 atm iz čistog kiseonika zahtevalo snabdevanje od 200 milijardi tona kiseonika odnekud. Istraživač je sugerirao da bi se to moglo učiniti pomoću reakcija redukcije kisika iz lunarnih stijena. Problem je što će ga zbog niske gravitacije brzo izgubiti. Što se vode tiče, raniji planovi za bombardovanje površine Meseca kometama možda neće uspeti. Ispostavilo se da u lunarnom tlu ima puno lokalnog H₂0, posebno oko Južnog pola.

Drugi mogući kandidati za terraformiranje - možda samo djelomično - ili parateraformiranje, koje se sastoji u stvaranju na vanzemaljskim svemirskim tijelima zatvorena staništa za ljude (6) to su: Titan, Kalisto, Ganimed, Evropa pa čak i Merkur, Saturnov mesec Encelad i patuljasta planeta Ceres.

6. Umjetnička vizija djelomičnog teraformiranja

Ako idemo dalje, do egzoplaneta, među kojima sve češće nailazimo na svjetove s velikom sličnošću sa Zemljom, onda odjednom ulazimo u potpuno novi nivo rasprave. Planete poput ETP, BP i možda čak HP možemo identificirati tamo na udaljenosti, tj. one koje nemamo u Sunčevom sistemu. Tada postizanje takvog svijeta postaje veći problem od tehnologije i troškova terraformiranja.

Mnogi prijedlozi planetarnog inženjeringa uključuju korištenje genetski modificiranih bakterija. Gary King, mikrobiolog sa Državnog univerziteta u Louisiani koji proučava najekstremnije organizme na Zemlji, napominje da:

"Sintetička biologija nam je dala prekrasan skup alata koje možemo koristiti za stvaranje novih tipova organizama koji su posebno prilagođeni sistemima koje želimo planirati."

Naučnik opisuje izglede za teraformiranje, objašnjavajući:

"Želimo proučiti odabrane mikrobe, pronaći gene koji su odgovorni za preživljavanje i korisnost za terraformiranje (kao što je otpornost na zračenje i nedostatak vode), a zatim primijeniti ovo znanje na genetski inženjering posebno dizajniranih mikroba."

Naučnik najveće izazove vidi u sposobnosti genetskog odabira i prilagođavanja odgovarajućih mikroba, vjerujući da bi za prevazilaženje ove prepreke moglo proći deset godina ili više. Takođe napominje da bi najbolje bilo razviti "ne samo jednu vrstu mikroba, već nekoliko koje rade zajedno".

Umjesto terraformiranja ili kao dodatak terraformiranju vanzemaljskog okruženja, stručnjaci su predložili da bi se ljudi mogli prilagoditi ovim mjestima putem genetskog inženjeringa, biotehnologije i kibernetičkih poboljšanja.

Liza Nip iz tima MIT Media Lab Molecular Machines, rekao je da bi sintetička biologija mogla omogućiti naučnicima da genetski modificiraju ljude, biljke i bakterije kako bi prilagodili organizme uvjetima na drugoj planeti.

Martin J. Fogg, Carl Sagan posti Robert Zubrin i Richard L.S. TyloVjerujem da je učiniti druge svjetove pogodnim za život - kao nastavak životne istorije transformirajućeg okoliša na Zemlji - potpuno neprihvatljivo. moralna dužnost čovečanstva. Oni također ukazuju na to da će naša planeta na kraju ionako prestati biti održiva. Dugoročno gledano, morate uzeti u obzir potrebu za selidbom.

Iako zagovornici smatraju da nema nikakve veze sa teraformiranjem neplodnih planeta. etička pitanja, postoje mišljenja da bi u svakom slučaju bilo neetično mešati se u prirodu.

S obzirom na ranije postupanje čovječanstva sa Zemljom, najbolje je ne izlagati druge planete ljudskim aktivnostima. Christopher McKay tvrdi da je teraformiranje etički ispravno samo kada smo potpuno sigurni da vanzemaljska planeta ne krije urođenički život. A čak i ako ga uspijemo pronaći, ne treba ga pokušavati transformirati za vlastitu upotrebu, već djelovati tako da prilagodite se ovom vanzemaljskom životu. Nikako obrnuto.

Vidi takođe: