Terraforming - het bouwen van een nieuwe aarde op een nieuwe plek

Op een dag kan blijken dat het in het geval van een wereldwijde catastrofe niet mogelijk zal zijn om de beschaving op aarde te herstellen of terug te keren naar de staat waarin deze zich voor de dreiging bevond. Het is de moeite waard om een ​​nieuwe wereld in reserve te hebben en daar alles opnieuw op te bouwen - beter dan op onze thuisplaneet. We kennen echter geen hemellichamen die klaar zijn voor onmiddellijke vestiging. Men moet er rekening mee houden dat er wat werk nodig zal zijn om zo'n plek voor te bereiden.

1. Omslag van het verhaal "Collision in Orbit"

Het terravormen van een planeet, maan of ander object is het hypothetische, nergens anders (voor zover wij weten) proces van het veranderen van de atmosfeer, temperatuur, oppervlaktetopografie of ecologie van een planeet of ander hemellichaam om op de omgeving van de aarde te lijken en het geschikt te maken voor terrestrische leven.

Het concept van terraforming is zowel in het veld als in de echte wetenschap geëvolueerd. De term zelf werd geïntroduceerd Jack Williamson (Will Stewart) in het korte verhaal "Collision Orbit" (1), gepubliceerd in 1942.

Venus is koel, Mars is warm

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science in 1961, stelt de astronoom Carl sagan voorgesteld. Hij stelde zich voor om algen in zijn atmosfeer te planten die water, stikstof en koolstofdioxide zouden omzetten in organische verbindingen. Dit proces verwijdert koolstofdioxide uit de atmosfeer, waardoor het broeikaseffect wordt verminderd totdat de temperatuur daalt tot een comfortabel niveau. Overtollige koolstof zal op het oppervlak van de planeet worden gelokaliseerd, bijvoorbeeld in de vorm van grafiet.

Helaas hebben latere ontdekkingen over de omstandigheden van Venus aangetoond dat een dergelijk proces onmogelijk is. Al was het maar omdat de wolken daar bestaan ​​uit een sterk geconcentreerde oplossing van zwavelzuur. Zelfs als algen theoretisch zouden kunnen gedijen in de vijandige omgeving van de bovenste atmosfeer, is de atmosfeer zelf gewoon te dicht - de hoge atmosferische druk zou bijna pure moleculaire zuurstof produceren en de koolstof zou verbranden, waarbij COXNUMX vrijkwam.₂.

Meestal praten we echter over terraforming in de context van een mogelijke aanpassing van Mars. (2). In een artikel "Planetary Engineering on Mars", gepubliceerd in het tijdschrift Icarus in 1973, beschouwt Sagan de Rode Planeet als een potentieel bewoonbare plek voor mensen.

2. Visie voor de volgende fasen van het terravormen van Mars

Drie jaar later pakte NASA officieel het probleem van planetaire engineering aan met de term "planetaire ecosynthese". Een gepubliceerde studie concludeerde dat Mars leven zou kunnen ondersteunen en een bewoonbare planeet zou kunnen worden. In hetzelfde jaar werd de eerste sessie georganiseerd van de conferentie over terraforming, toen ook bekend als "planetaire modellering".

Het duurde echter tot 1982 voordat het woord 'terraforming' in zijn moderne betekenis werd gebruikt. planetoloog Christopher McKay (7) schreef "Terraforming Mars", dat verscheen in de Journal of the British Interplanetary Society. Het artikel besprak de vooruitzichten voor de zelfregulering van de biosfeer van Mars, en het woord dat door McKay wordt gebruikt, heeft sindsdien de voorkeur gekregen. in 1984 James Lovelock i Michael Allaby publiceerde het boek Greening Mars, een van de eersten die een nieuwe methode beschrijft om Mars te verwarmen met behulp van chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) die aan de atmosfeer worden toegevoegd.

In totaal zijn er al veel onderzoeken en wetenschappelijke discussies gevoerd over de mogelijkheid om deze planeet te verwarmen en de atmosfeer te veranderen. Interessant is dat sommige hypothetische methoden voor het transformeren van Mars mogelijk al binnen de technologische mogelijkheden van de mensheid liggen. De economische middelen die hiervoor nodig zijn, zullen echter veel groter zijn dan enige regering of samenleving op dit moment bereid is voor een dergelijk doel toe te wijzen.

Methodische benadering

Nadat terraforming in een bredere circulatie van concepten terechtkwam, begon de reikwijdte ervan te worden gesystematiseerd. in 1995 Martin J. Fogg (3) in zijn boek "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" gaf hij de volgende definities voor verschillende aspecten die verband houden met dit gebied:

• planetaire techniek - het gebruik van technologie om de globale eigenschappen van de planeet te beïnvloeden;
• geo-engineering - planetaire engineering specifiek toegepast op de aarde. Het behandelt alleen die macro-engineeringconcepten waarbij bepaalde globale parameters worden gewijzigd, zoals het broeikaseffect, de samenstelling van de atmosfeer, zonnestraling of schokstroom;
• terravorming - een proces van planetaire engineering, met name gericht op het vergroten van het vermogen van een buitenaardse planetaire omgeving om leven in een bekende staat te ondersteunen. De uiteindelijke prestatie op dit gebied zal de creatie zijn van een open planetair ecosysteem dat alle functies van de terrestrische biosfeer nabootst, volledig aangepast voor menselijke bewoning.

Fogg ontwikkelde ook definities van planeten met verschillende mate van compatibiliteit in termen van menselijke overleving erop. Hij onderscheidde de planeten:

• bewoond () - een wereld met een omgeving die voldoende op de aarde lijkt zodat mensen er comfortabel en vrij in kunnen leven;
• biocompatibel (BP) - planeten met fysieke parameters waardoor leven op hun oppervlak kan bloeien. Zelfs als ze er aanvankelijk verstoken van zijn, kunnen ze een zeer complexe biosfeer bevatten zonder dat terravorming nodig is;
• gemakkelijk te terraformen (ETP) - planeten die biocompatibel of bewoonbaar kunnen worden en kunnen worden ondersteund door een relatief bescheiden set van planetaire technische technologieën en middelen die zijn opgeslagen op een nabijgelegen ruimtevaartuig of robotvoorlopermissie.

Fogg suggereert dat Mars in zijn jeugd een biologisch compatibele planeet was, hoewel het momenteel niet in een van de drie categorieën past - terravorming is voorbij ETP, te moeilijk en te duur.

Het hebben van een energiebron is een absolute vereiste voor leven, maar het idee van de onmiddellijke of potentiële levensvatbaarheid van een planeet is gebaseerd op vele andere geofysische, geochemische en astrofysische criteria.

Van bijzonder belang is de reeks factoren die, naast de eenvoudigere organismen op aarde, complexe meercellige organismen ondersteunen. dieren. Onderzoek en theorieën op dit gebied maken deel uit van planetaire wetenschap en astrobiologie.

U kunt altijd thermonucleaire gebruiken

In haar routekaart voor astrobiologie definieert NASA de belangrijkste criteria voor aanpassing als in de eerste plaats "adequate vloeibare watervoorraden, omstandigheden die bevorderlijk zijn voor de aggregatie van complexe organische moleculen en energiebronnen om het metabolisme te ondersteunen". Wanneer de omstandigheden op de planeet geschikt worden voor het leven van een bepaalde soort, kan de import van microbieel leven beginnen. Naarmate de omstandigheden dichter bij het terrestrische komen, kan het plantenleven daar ook worden geïntroduceerd. Dit zal de productie van zuurstof versnellen, waardoor de planeet in theorie eindelijk in staat zal zijn om dierlijk leven te ondersteunen.

Op Mars verhinderde het gebrek aan tektonische activiteit de recirculatie van gassen uit lokale sedimenten, wat gunstig is voor de atmosfeer op aarde. Ten tweede kan worden aangenomen dat het ontbreken van een uitgebreide magnetosfeer rond de Rode Planeet heeft geleid tot de geleidelijke vernietiging van de atmosfeer door de zonnewind (4).

4 Zwakke magnetosfeer beschermt de atmosfeer van Mars niet

Convectie in de kern van Mars, die grotendeels uit ijzer bestaat, creëerde oorspronkelijk een magnetisch veld, maar de dynamo werkt al lang niet meer en het Marsveld is grotendeels verdwenen, mogelijk als gevolg van warmteverlies en stolling in de kern. Tegenwoordig is het magnetische veld een verzameling kleinere, lokale paraplu-achtige velden, meestal rond het zuidelijk halfrond. De overblijfselen van de magnetosfeer bedekken ongeveer 40% van het oppervlak van de planeet. Onderzoeksresultaten NASA-missie specialist laten zien dat de atmosfeer voornamelijk wordt opgeruimd door massa-ejecties van de zonnekrans die de planeet bombarderen met hoogenergetische protonen.

Terraforming Mars zou twee grote gelijktijdige processen moeten omvatten - het creëren van een atmosfeer en de verwarming ervan.

Een dikkere atmosfeer van broeikasgassen zoals koolstofdioxide zal de binnenkomende zonnestraling stoppen. Aangezien de verhoogde temperatuur broeikasgassen aan de atmosfeer zal toevoegen, zullen deze twee processen elkaar versterken. Kooldioxide alleen zou echter niet voldoende zijn om de temperatuur boven het vriespunt van water te houden - er zou iets anders nodig zijn.

Nog een Marssonde die onlangs een naam kreeg volharding en zal dit jaar gelanceerd worden, duurt proberen zuurstof te genereren. We weten dat een ijle atmosfeer 95,32% koolstofdioxide, 2,7% stikstof, 1,6% argon en ongeveer 0,13% zuurstof bevat, plus vele andere elementen in nog kleinere hoeveelheden. Het experiment dat bekend staat als opgewektheid (5) is om kooldioxide te gebruiken en er zuurstof uit te halen. Laboratoriumtesten hebben uitgewezen dat dit in het algemeen mogelijk en technisch haalbaar is. Je moet ergens beginnen.

5. Gele modules voor het MOXIE-experiment op de Perseverance-rover.

spacex baas, он аск, zou hij zichzelf niet zijn als hij niet zijn centen zou steken in de discussie over het terraformeren van Mars. Een van Musks ideeën is om af te dalen naar de polen van Mars. waterstofbommen. Een enorm bombardement zou volgens hem veel thermische energie creëren door het ijs te smelten, en dit zou koolstofdioxide vrijgeven, wat een broeikaseffect in de atmosfeer zou creëren en warmte zou vasthouden.

Het magnetische veld rond Mars zal de marsonauten beschermen tegen kosmische straling en een mild klimaat creëren op het oppervlak van de planeet. Maar je kunt er zeker geen enorm stuk vloeibaar ijzer in doen. Daarom bieden experts een andere oplossing - insert w libratiepunt L1 in het Mars-Zon-systeem geweldige generator, die een vrij sterk magnetisch veld zal creëren.

Het concept werd gepresenteerd tijdens de Planetary Science Vision 2050-workshop door Dr. Jim Groen, directeur van de Planetary Science Division, NASA's planetaire verkenningsafdeling. Na verloop van tijd zou het magnetische veld leiden tot een toename van de atmosferische druk en de gemiddelde temperatuur. Een stijging van slechts 4°C zou het ijs in de poolgebieden doen smelten, waardoor opgeslagen CO . vrijkomt₂dit zal een krachtig broeikaseffect veroorzaken. Het water zal daar weer stromen. Volgens de makers is de realtime voor de uitvoering van het project 2050.

Op zijn beurt belooft de oplossing die afgelopen juli werd voorgesteld door onderzoekers van Harvard University niet om de hele planeet in één keer te terravormen, maar zou een gefaseerde methode kunnen zijn. Wetenschappers bedachten oprichten van koepels gemaakt van dunne lagen silica-aerogel, die transparant zou zijn en tegelijkertijd bescherming zou bieden tegen UV-straling en het oppervlak zou verwarmen.

Tijdens de simulatie bleek dat een dun laagje aërogel van 2-3 cm voldoende is om het oppervlak met maar liefst 50 °C te verwarmen. Als we de juiste plaatsen kiezen, wordt de temperatuur van de fragmenten van Mars verhoogd tot -10 ° C. Het zal nog steeds laag zijn, maar binnen een bereik dat we aankunnen. Bovendien zou het het water in deze regio's waarschijnlijk het hele jaar door in vloeibare toestand houden, wat, in combinatie met constante toegang tot zonlicht, voldoende zou moeten zijn voor de vegetatie om fotosynthese uit te voeren.

Ecologische terravorming

Als het idee om Mars te herscheppen om eruit te zien als de aarde fantastisch klinkt, dan verhoogt de potentiële terravorming van andere kosmische lichamen het niveau van fantastisch naar de zoveelste graad.

Venus is al genoemd. Minder bekend zijn de overwegingen de maan terravormen. Geoffrey A. Landis van NASA berekende in 2011 dat het creëren van een atmosfeer rond onze satelliet met een druk van 0,07 atm uit zuivere zuurstof ergens vandaan een toevoer van 200 miljard ton zuurstof zou vereisen. De onderzoeker suggereerde dat dit zou kunnen worden gedaan met behulp van zuurstofreductiereacties van maangesteenten. Het probleem is dat hij het door de lage zwaartekracht snel zal verliezen. Wat water betreft, werken eerdere plannen om het maanoppervlak met kometen te bombarderen mogelijk niet. Het blijkt dat er veel lokale H in de maanbodem zit₂0, vooral rond de Zuidpool.

Andere mogelijke kandidaten voor terravorming - misschien slechts gedeeltelijk - of paraterravorming, die bestaat uit het creëren op buitenaardse ruimtelichamen gesloten leefgebieden voor mensen (6) zijn dit: Titan, Callisto, Ganymedes, Europa en zelfs Mercurius, Saturnusmaan Enceladus en de dwergplaneet Ceres.

6. Artistieke visie op gedeeltelijke terravorming

Gaan we verder, naar exoplaneten, waartussen we steeds meer werelden tegenkomen die veel op de aarde lijken, dan komen we ineens op een heel nieuw niveau van discussie. Planeten zoals ETP, BP en misschien zelfs HP kunnen we daar op afstand identificeren, d.w.z. die we niet hebben in het zonnestelsel. Dan wordt het bereiken van zo'n wereld een groter probleem dan de technologie en de kosten van terraforming.

Veel voorstellen voor planetaire engineering omvatten het gebruik van genetisch gemodificeerde bacteriën. Gary King, een microbioloog van de Louisiana State University die de meest extreme organismen op aarde bestudeert, merkt op dat:

"Synthetische biologie heeft ons een prachtige set hulpmiddelen gegeven die we kunnen gebruiken om nieuwe soorten organismen te creëren die specifiek zijn afgestemd op de systemen die we willen plannen."

De wetenschapper schetst de vooruitzichten voor terraforming en legt uit:

"We willen geselecteerde microben bestuderen, genen vinden die verantwoordelijk zijn voor overleving en bruikbaarheid voor terravorming (zoals weerstand tegen straling en gebrek aan water), en deze kennis vervolgens toepassen om speciaal ontworpen microben genetisch te manipuleren."

De wetenschapper ziet de grootste uitdagingen in het vermogen om genetisch geschikte microben te selecteren en aan te passen, in de overtuiging dat het "tien jaar of meer" kan duren om dit obstakel te overwinnen. Hij merkt ook op dat de beste gok zou zijn om "niet slechts één soort microbe te ontwikkelen, maar meerdere die samenwerken".

In plaats van de buitenaardse omgeving te terraformen of in aanvulling daarop, hebben experts gesuggereerd dat mensen zich aan deze plaatsen kunnen aanpassen door middel van genetische manipulatie, biotechnologie en cybernetische verbeteringen.

Liza Nip van het Molecular Machines Team van het MIT Media Lab, zei synthetische biologie wetenschappers in staat zou kunnen stellen mensen, planten en bacteriën genetisch te modificeren om organismen aan te passen aan de omstandigheden op een andere planeet.

Martijn J. Fogg, Carl Sagan aan het vasten Robert Zubrin i Richard LS TyloIk geloof dat het bewoonbaar maken van andere werelden - als voortzetting van de levensgeschiedenis van de transformerende omgeving op aarde - volkomen onaanvaardbaar is. morele plicht van de mensheid. Ze geven ook aan dat onze planeet uiteindelijk toch niet meer levensvatbaar zal zijn. Op de lange termijn moet u rekening houden met de noodzaak om te verhuizen.

Al zijn voorstanders van mening dat er niets te maken heeft met de terravorming van onvruchtbare planeten. ethische problemen, zijn er meningen dat het in ieder geval onethisch zou zijn om in te grijpen in de natuur.

Gezien de eerdere omgang met de aarde door de mensheid, is het het beste om andere planeten niet bloot te stellen aan menselijke activiteiten. Christopher McKay stelt dat terravorming alleen ethisch correct is als we er absoluut zeker van zijn dat de buitenaardse planeet geen inheems leven verbergt. En zelfs als we erin slagen om het te vinden, moeten we niet proberen het te transformeren voor eigen gebruik, maar zo handelen dat aanpassen aan dit buitenaardse leven. In geen geval andersom.

Zie ook: