Terraforming - membina Bumi baharu di tempat baharu

Pada suatu hari ia mungkin ternyata bahawa sekiranya berlaku malapetaka global, tidak mungkin untuk memulihkan tamadun di Bumi atau kembali ke keadaan sebelum ancaman itu. Adalah berbaloi untuk mempunyai dunia baharu dalam simpanan dan membina segalanya baharu di sana - lebih baik daripada yang kita lakukan di planet asal kita. Walau bagaimanapun, kita tidak tahu benda-benda angkasa bersedia untuk penempatan segera. Seseorang perlu memikirkan hakikat bahawa beberapa kerja diperlukan untuk menyediakan tempat sedemikian.

1. Muka depan cerita "Perlanggaran di Orbit"

Membentuk planet, bulan atau objek lain ialah proses hipotesis, tiada tempat lain (setahu kami) untuk mengubah atmosfera, suhu, topografi permukaan atau ekologi planet atau jasad angkasa lain untuk menyerupai persekitaran Bumi dan menjadikannya sesuai untuk daratan kehidupan.

Konsep terraforming telah berkembang baik dalam bidang dan dalam sains sebenar. Istilah itu sendiri diperkenalkan Jack Williamson (Will Stewart) dalam cerpen "Collision Orbit" (1), diterbitkan pada tahun 1942.

Venus sejuk, Marikh panas

Dalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal Science pada tahun 1961, ahli astronomi Carl Sagan dicadangkan. Dia membayangkan menanam alga di atmosferanya yang akan menukar air, nitrogen, dan karbon dioksida kepada sebatian organik. Proses ini akan mengeluarkan karbon dioksida dari atmosfera, yang akan mengurangkan kesan rumah hijau sehingga suhu turun ke tahap yang selesa. Karbon berlebihan akan disetempat di permukaan planet, contohnya, dalam bentuk grafit.

Malangnya, penemuan kemudian tentang keadaan Venus telah menunjukkan bahawa proses sedemikian adalah mustahil. Jika hanya kerana awan di sana terdiri daripada larutan asid sulfurik yang sangat pekat. Walaupun secara teorinya alga boleh berkembang maju dalam persekitaran atmosfera atas yang bermusuhan, atmosfera itu sendiri terlalu padat—tekanan atmosfera yang tinggi akan menghasilkan oksigen molekul yang hampir tulen, dan karbon akan terbakar, membebaskan COXNUMX.₂.

Walau bagaimanapun, selalunya kita bercakap tentang terraforming dalam konteks kemungkinan penyesuaian Marikh. (2). Dalam artikel "Kejuruteraan Planet di Marikh" yang diterbitkan dalam jurnal Icarus pada tahun 1973, Sagan menganggap Planet Merah sebagai tempat yang berpotensi untuk didiami manusia.

2. Penglihatan untuk peringkat seterusnya membentuk terraforming Marikh

Tiga tahun kemudian, NASA secara rasmi menangani masalah kejuruteraan planet, menggunakan istilah "ekosintesis planet". Kajian yang diterbitkan menyimpulkan bahawa Marikh boleh menyokong kehidupan dan menjadi planet yang boleh didiami. Pada tahun yang sama, sesi pertama persidangan terraforming, kemudian juga dikenali sebagai "pemodelan planet", telah dianjurkan.

Walau bagaimanapun, pada tahun 1982 barulah perkataan "terraforming" mula digunakan dalam erti kata modennya. ahli planet Christopher McKay (7) menulis "Terraforming Mars", yang muncul dalam Journal of the British Interplanetary Society. Makalah itu membincangkan prospek untuk pengawalan kendiri biosfera Marikh, dan perkataan yang digunakan oleh McKay sejak itu telah menjadi pilihan. Pada tahun 1984 James Lovelock i Michael Allaby menerbitkan buku Greening Mars, salah satu yang pertama menerangkan kaedah baru memanaskan Marikh menggunakan klorofluorokarbon (CFC) yang ditambahkan ke atmosfera.

Secara keseluruhannya, banyak penyelidikan dan perbincangan saintifik telah dijalankan mengenai kemungkinan memanaskan planet ini dan mengubah atmosferanya. Menariknya, beberapa kaedah hipotesis untuk mengubah Marikh mungkin sudah berada dalam keupayaan teknologi manusia. Walau bagaimanapun, sumber ekonomi yang diperlukan untuk ini adalah jauh lebih besar daripada yang sedia diperuntukkan oleh kerajaan atau masyarakat pada masa ini untuk tujuan tersebut.

Pendekatan kaedah

Selepas terraforming memasuki peredaran konsep yang lebih luas, skopnya mula disusun secara sistematik. Pada tahun 1995 Martin J. Fogg (3) dalam bukunya "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" beliau menawarkan takrifan berikut untuk pelbagai aspek yang berkaitan dengan bidang ini:

• kejuruteraan planet - penggunaan teknologi untuk mempengaruhi sifat global planet ini;
• geoengineering - kejuruteraan planet yang digunakan khusus untuk Bumi. Ia merangkumi hanya konsep kejuruteraan makro yang melibatkan perubahan parameter global tertentu seperti kesan rumah hijau, komposisi atmosfera, sinaran suria atau fluks kejutan;
• terraforming - satu proses kejuruteraan planet, bertujuan, khususnya, untuk meningkatkan keupayaan persekitaran planet luar angkasa untuk menyokong kehidupan dalam keadaan yang diketahui. Pencapaian terakhir dalam bidang ini ialah penciptaan ekosistem planet terbuka yang meniru semua fungsi biosfera daratan, disesuaikan sepenuhnya untuk kediaman manusia.

Fogg juga membangunkan definisi planet dengan pelbagai tahap keserasian dari segi kemandirian manusia di atasnya. Dia membezakan planet:

• didiami () - dunia dengan persekitaran yang cukup serupa dengan Bumi yang membolehkan manusia hidup dengan selesa dan bebas di dalamnya;
• biokompatibel (BP) - planet dengan parameter fizikal yang membolehkan hidupan berkembang di permukaannya. Walaupun mereka pada mulanya tidak mempunyainya, ia boleh mengandungi biosfera yang sangat kompleks tanpa perlu membentuk terraform;
• mudah dibentuk (ETP) - planet yang boleh menjadi biokompatibel atau boleh didiami dan boleh disokong oleh set teknologi dan sumber kejuruteraan planet yang agak sederhana yang disimpan pada kapal angkasa berdekatan atau misi pelopor robotik.

Fogg mencadangkan bahawa pada masa mudanya, Marikh adalah planet yang serasi secara biologi, walaupun pada masa ini ia tidak sesuai dengan mana-mana daripada tiga kategori - membentuk terraform ia keluar dari ETP, terlalu sukar dan terlalu mahal.

Mempunyai sumber tenaga adalah keperluan mutlak untuk kehidupan, tetapi idea tentang daya maju segera atau potensi planet adalah berdasarkan banyak kriteria geofizik, geokimia dan astrofizik yang lain.

Kepentingan khusus ialah set faktor yang, sebagai tambahan kepada organisma yang lebih ringkas di Bumi, menyokong organisma multisel yang kompleks. haiwan. Penyelidikan dan teori dalam bidang ini adalah sebahagian daripada sains planet dan astrobiologi.

Anda sentiasa boleh menggunakan termonuklear

Dalam pelan hala tujunya untuk astrobiologi, NASA mentakrifkan kriteria utama untuk penyesuaian sebagai terutamanya "sumber air cecair yang mencukupi, keadaan yang kondusif kepada pengagregatan molekul organik yang kompleks, dan sumber tenaga untuk menyokong metabolisme." Apabila keadaan di planet ini menjadi sesuai untuk kehidupan spesies tertentu, import hidupan mikrob boleh bermula. Apabila keadaan menjadi lebih dekat dengan daratan, kehidupan tumbuhan juga boleh diperkenalkan di sana. Ini akan mempercepatkan pengeluaran oksigen, yang secara teori akan menjadikan planet ini akhirnya dapat menyokong kehidupan haiwan.

Di Marikh, kekurangan aktiviti tektonik menghalang peredaran semula gas daripada deposit tempatan, yang menguntungkan untuk atmosfera di Bumi. Kedua, boleh diandaikan bahawa ketiadaan magnetosfera yang komprehensif di sekeliling Planet Merah membawa kepada kemusnahan secara beransur-ansur atmosfera oleh angin suria (4).

4 Magnetosfera Lemah Tidak Melindungi Suasana Marikh

Perolakan dalam teras Marikh, yang kebanyakannya besi, pada asalnya mencipta medan magnet, namun dinamo telah lama tidak berfungsi dan medan Marikh sebahagian besarnya telah hilang, mungkin disebabkan kehilangan haba teras dan pemejalan. Hari ini, medan magnet ialah koleksi medan seperti payung tempatan yang lebih kecil, kebanyakannya di sekitar hemisfera selatan. Sisa-sisa magnetosfera meliputi kira-kira 40% permukaan planet. Keputusan Penyelidikan Misi NASA Pakar menunjukkan bahawa atmosfera sedang dibersihkan terutamanya oleh lemparan jisim korona solar yang membedil planet dengan proton bertenaga tinggi.

Terraforming Marikh perlu melibatkan dua proses serentak yang besar - penciptaan atmosfera dan pemanasannya.

Suasana gas rumah hijau yang lebih tebal seperti karbon dioksida akan menghentikan sinaran suria yang masuk. Oleh kerana suhu yang meningkat akan menambahkan gas rumah hijau ke atmosfera, kedua-dua proses ini akan menguatkan satu sama lain. Walau bagaimanapun, karbon dioksida sahaja tidak akan mencukupi untuk mengekalkan suhu di atas takat beku air - sesuatu yang lain akan diperlukan.

Satu lagi Penyiasatan Marikh Yang Baru-baru Ini Dinamakan Kegigihan dan akan dilancarkan tahun ini, akan mengambil cuba menjana oksigen. Kita tahu bahawa atmosfera jarang mengandungi 95,32% karbon dioksida, 2,7% nitrogen, 1,6% argon, dan kira-kira 0,13% oksigen, serta banyak unsur lain dalam jumlah yang lebih kecil. Eksperimen yang dikenali sebagai keceriaan (5) ialah menggunakan karbon dioksida dan mengekstrak oksigen daripadanya. Ujian makmal telah menunjukkan bahawa ini secara amnya mungkin dan boleh dilaksanakan secara teknikal. Anda perlu bermula di suatu tempat.

5. Modul kuning untuk eksperimen MOXIE pada rover Perseverance.

bos spacex, Elon Musk, dia tidak akan menjadi dirinya sendiri jika dia tidak meletakkan dua sennya ke dalam perbincangan tentang terraforming Marikh. Salah satu idea Musk adalah untuk turun ke kutub Marikh. bom hidrogen. Pengeboman besar-besaran, pada pendapatnya, akan menghasilkan banyak tenaga haba dengan mencairkan ais, dan ini akan membebaskan karbon dioksida, yang akan mewujudkan kesan rumah hijau di atmosfera, memerangkap haba.

Medan magnet di sekeliling Marikh akan melindungi marsonau daripada sinaran kosmik dan mewujudkan iklim yang sederhana di permukaan planet. Tetapi anda pasti tidak boleh meletakkan sekeping besar besi cecair di dalamnya. Oleh itu, pakar menawarkan penyelesaian lain - masukkan w titik librasi L1 dalam sistem Marikh-Matahari penjana yang hebat, yang akan mewujudkan medan magnet yang agak kuat.

Konsep tersebut telah dibentangkan di bengkel Planetary Science Vision 2050 oleh Dr. Jim Green, pengarah Bahagian Sains Planetarium, bahagian penerokaan planet NASA. Dari masa ke masa, medan magnet akan membawa kepada peningkatan tekanan atmosfera dan suhu purata. Peningkatan hanya 4°C akan mencairkan ais di kawasan kutub, membebaskan CO yang disimpan₂ini akan menyebabkan kesan rumah hijau yang kuat. Air akan mengalir ke sana lagi. Menurut pencipta, masa sebenar untuk pelaksanaan projek itu ialah 2050.

Sebaliknya, penyelesaian yang dicadangkan pada Julai lalu oleh penyelidik di Universiti Harvard tidak menjanjikan untuk membentuk seluruh planet sekaligus, tetapi boleh menjadi kaedah berperingkat. Para saintis datang dengan pendirian kubah diperbuat daripada lapisan nipis aerogel silika, yang akan telus dan pada masa yang sama memberikan perlindungan daripada sinaran UV dan menghangatkan permukaan.

Semasa simulasi, ternyata lapisan nipis aerogel, 2-3 cm, cukup untuk memanaskan permukaan sebanyak 50 °C. Jika kita memilih tempat yang betul, maka suhu serpihan Marikh akan meningkat kepada -10 ° C. Ia masih rendah, tetapi dalam julat yang boleh kami kendalikan. Lebih-lebih lagi, ia mungkin akan mengekalkan air di kawasan ini dalam keadaan cair sepanjang tahun, yang digabungkan dengan akses berterusan kepada cahaya matahari, sepatutnya mencukupi untuk tumbuh-tumbuhan menjalankan fotosintesis.

Terraforming ekologi

Jika idea untuk mencipta semula Marikh supaya kelihatan seperti Bumi kedengaran hebat, maka potensi pembentukan bentuk badan kosmik lain meningkatkan tahap hebat ke tahap ke-n.

Venus telah pun disebut. Pertimbangan yang kurang terkenal terraforming bulan. Geoffrey A. Landis daripada NASA mengira pada 2011 bahawa mewujudkan suasana di sekeliling satelit kita dengan tekanan 0,07 atm daripada oksigen tulen akan memerlukan bekalan 200 bilion tan oksigen dari suatu tempat. Penyelidik mencadangkan bahawa ini boleh dilakukan menggunakan tindak balas pengurangan oksigen daripada batu bulan. Masalahnya ialah kerana graviti rendah, dia akan cepat kehilangannya. Setakat air berkenaan, rancangan awal untuk membedil permukaan bulan dengan komet mungkin tidak berjaya. Ternyata terdapat banyak H tempatan di dalam tanah bulan₂0, terutamanya di sekitar Kutub Selatan.

Calon lain yang mungkin untuk membentuk terraform - mungkin hanya sebahagian - atau membentuk paraterraform, yang terdiri daripada mencipta pada badan angkasa asing habitat tertutup bagi manusia (6) ini adalah: Titan, Callisto, Ganymede, Europa dan juga Mercury, bulan Zuhal Enceladus dan planet kerdil Ceres.

6. Penglihatan artistik pembentukan separa

Jika kita pergi lebih jauh, ke exoplanet, di antaranya kita semakin menjumpai dunia yang sangat mirip dengan Bumi, maka kita tiba-tiba memasuki tahap perbincangan yang sama sekali baru. Kita boleh mengenal pasti planet seperti ETP, BP dan mungkin juga HP di sana pada jarak jauh, i.e. yang kita tidak ada dalam sistem suria. Kemudian mencapai dunia seperti itu menjadi masalah yang lebih besar daripada teknologi dan kos terraforming.

Banyak cadangan kejuruteraan planet melibatkan penggunaan bakteria yang diubah suai secara genetik. Gary King, ahli mikrobiologi Universiti Negeri Louisiana yang mengkaji organisma paling ekstrem di Bumi, menyatakan bahawa:

"Biologi sintetik telah memberi kami satu set alat yang hebat yang boleh kami gunakan untuk mencipta jenis organisma baharu yang disesuaikan secara khusus dengan sistem yang ingin kami rancang."

Para saintis menggariskan prospek untuk terraforming, menjelaskan:

"Kami ingin mengkaji mikrob terpilih, mencari gen yang bertanggungjawab untuk kelangsungan hidup dan kegunaan terraforming (seperti ketahanan terhadap sinaran dan kekurangan air), dan kemudian menggunakan pengetahuan ini untuk kejuruteraan genetik mikrob yang direka khas."

Saintis itu melihat cabaran terbesar dalam keupayaan untuk memilih secara genetik dan menyesuaikan mikrob yang sesuai, percaya bahawa ia boleh mengambil masa "sepuluh tahun atau lebih" untuk mengatasi halangan ini. Dia juga menyatakan bahawa perkara terbaik adalah untuk membangunkan "bukan hanya satu jenis mikrob, tetapi beberapa yang berfungsi bersama-sama."

Daripada membentuk terraform atau sebagai tambahan kepada terraforming persekitaran asing, pakar telah mencadangkan bahawa manusia boleh menyesuaikan diri dengan tempat ini melalui kejuruteraan genetik, bioteknologi dan peningkatan sibernetik.

Liza Nip daripada Pasukan Mesin Molekul Makmal Media MIT, berkata biologi sintetik boleh membenarkan saintis mengubah suai genetik manusia, tumbuhan dan bakteria untuk menyesuaikan organisma dengan keadaan di planet lain.

Martin J. Fogg, Carl Sagan berpuasa Robert Zubrin i Richard L.S. TyloSaya percaya bahawa menjadikan dunia lain boleh didiami - sebagai kesinambungan sejarah kehidupan persekitaran yang berubah-ubah di Bumi - adalah tidak boleh diterima sama sekali. kewajipan moral manusia. Mereka juga menunjukkan bahawa planet kita akhirnya akan tidak lagi berdaya maju. Dalam jangka panjang, anda mesti mempertimbangkan keperluan untuk bergerak.

Walaupun penyokong percaya bahawa tiada kaitan dengan pembentukan planet yang tandus. isu etika, terdapat pendapat bahawa dalam apa jua keadaan adalah tidak beretika untuk mengganggu alam semula jadi.

Memandangkan manusia mengendalikan Bumi lebih awal, adalah lebih baik untuk tidak mendedahkan planet lain kepada aktiviti manusia. Christopher McKay berhujah bahawa terraforming adalah betul dari segi etika hanya apabila kita benar-benar yakin bahawa planet asing tidak menyembunyikan kehidupan asli. Dan walaupun kita berjaya menjumpainya, kita tidak seharusnya cuba mengubahnya untuk kegunaan kita sendiri, tetapi bertindak dengan cara yang menyesuaikan diri dengan kehidupan asing ini. Sama sekali tidak sebaliknya.

Lihat juga: