Terraforming - ndërtimi i një Toke të re në një vend të ri

Një ditë mund të rezultojë se në rast të një katastrofe globale, nuk do të jetë e mundur të rivendoset qytetërimi në Tokë ose të kthehet në gjendjen në të cilën ishte para kërcënimit. Ia vlen të kesh një botë të re në rezervë dhe të ndërtosh gjithçka përsëri atje - më mirë sesa bëmë në planetin tonë të lindjes. Megjithatë, ne nuk dimë për trupa qiellorë të gatshëm për vendosje të menjëhershme. Duhet të merret parasysh fakti se do të duhet disa punë për të përgatitur një vend të tillë.

1. Kopertina e tregimit "Përplasja në orbitë"

Terraformimi i një planeti, hëne ose objekti tjetër është procesi hipotetik, askund tjetër (sipas njohurive tona) i ndryshimit të atmosferës, temperaturës, topografisë së sipërfaqes ose ekologjisë së një planeti ose trupi tjetër qiellor që t'i ngjajë mjedisit të Tokës dhe ta bëjë atë të përshtatshëm për tokë. jeta.

Koncepti i terraformimit ka evoluar si në terren ashtu edhe në shkencën reale. Vetë termi u prezantua Jack Williamson (Will Stewart) në tregimin "Orbita e Përplasjes" (1), botuar në 1942.

Venusi është i ftohtë, Marsi është i ngrohtë

Në një artikull të botuar në revistën Science në vitin 1961, astronomi Karl Sagan propozuar. Ai parashikoi mbjelljen e algave në atmosferën e tij që do të konvertonin ujin, azotin dhe dioksidin e karbonit në përbërje organike. Ky proces do të largojë dioksidin e karbonit nga atmosfera, i cili do të reduktojë efektin serë derisa temperatura të bjerë në një nivel të rehatshëm. Karboni i tepërt do të lokalizohet në sipërfaqen e planetit, për shembull, në formën e grafitit.

Fatkeqësisht, zbulimet e mëvonshme rreth kushteve të Venusit kanë treguar se një proces i tillë është i pamundur. Nëse vetëm për shkak se retë atje përbëhen nga një zgjidhje shumë e përqendruar e acidit sulfurik. Edhe nëse algat mund të lulëzojnë teorikisht në mjedisin armiqësor të atmosferës së sipërme, vetë atmosfera është thjesht shumë e dendur - presioni i lartë atmosferik do të prodhonte oksigjen pothuajse të pastër molekular dhe karboni do të digjej, duke lëshuar COXNUMX.₂.

Sidoqoftë, më shpesh flasim për terraformim në kontekstin e përshtatjes së mundshme të Marsit. (2). Në një artikull "Planetary Engineering on Mars" botuar në revistën Icarus në 1973, Sagan e konsideron Planetin e Kuq si një vend potencialisht të banueshëm për njerëzit.

2. Vizioni për fazat e ardhshme të terraformimit të Marsit

Tre vjet më vonë, NASA adresoi zyrtarisht problemin e inxhinierisë planetare, duke përdorur termin "ekosinteza planetare". Një studim i publikuar arriti në përfundimin se Marsi mund të mbështesë jetën dhe të bëhet një planet i banueshëm. Në të njëjtin vit, u organizua sesioni i parë i konferencës për terraformimin, e njohur atëherë edhe si "modelimi planetar".

Megjithatë, deri në vitin 1982 fjala "terraforming" filloi të përdoret në kuptimin e saj modern. planetolog Christopher McKay (7) shkroi "Terraforming Mars", i cili u shfaq në Journal of the British Interplanetary Society. Gazeta diskutoi perspektivat për vetë-rregullimin e biosferës marsiane, dhe fjala e përdorur nga McKay është bërë që atëherë ajo e preferuara. Në vitin 1984 James Lovelock i Michael Allaby botoi librin Greening Mars, një nga të parët që përshkroi një metodë të re të ngrohjes së Marsit duke përdorur klorofluorokarbone (CFC) të shtuara në atmosferë.

Në total, tashmë janë bërë shumë kërkime dhe diskutime shkencore për mundësinë e ngrohjes së këtij planeti dhe ndryshimit të atmosferës së tij. Është interesante se disa metoda hipotetike për transformimin e Marsit mund të jenë tashmë brenda aftësive teknologjike të njerëzimit. Megjithatë, burimet ekonomike të nevojshme për këtë do të jenë shumë më të mëdha se çdo qeveri apo shoqëri që është aktualisht e gatshme të ndajë për një qëllim të tillë.

Qasja metodike

Pasi terraformimi hyri në një qarkullim më të gjerë konceptesh, qëllimi i tij filloi të sistemohej. Në vitin 1995 Martin J. Fogg (3) në librin e tij "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" ai ofroi përkufizimet e mëposhtme për aspekte të ndryshme që lidhen me këtë fushë:

• inxhinieri planetare - përdorimi i teknologjisë për të ndikuar në vetitë globale të planetit;
• gjeoinxhinieria - inxhinieria planetare e aplikuar posaçërisht për Tokën. Ai mbulon vetëm ato koncepte makro-inxhinierike që përfshijnë ndryshimin e disa parametrave globalë si efekti serë, përbërja atmosferike, rrezatimi diellor ose fluksi i goditjes;
• terraformimi - një proces i inxhinierisë planetare, që synon, veçanërisht, në rritjen e aftësisë së një mjedisi planetar jashtëtokësor për të mbështetur jetën në një gjendje të njohur. Arritja përfundimtare në këtë fushë do të jetë krijimi i një ekosistemi të hapur planetar që imiton të gjitha funksionet e biosferës tokësore, plotësisht të përshtatur për banimin njerëzor.

Fogg gjithashtu zhvilloi përkufizime të planetëve me shkallë të ndryshme të përputhshmërisë për sa i përket mbijetesës njerëzore në to. Ai dalloi planetët:

• e banuar () - një botë me një mjedis mjaft të ngjashëm me Tokën që njerëzit të mund të jetojnë të qetë dhe të lirë në të;
• biokompatibile (BP) - planetë me parametra fizikë që lejojnë që jeta të lulëzojë në sipërfaqen e tyre. Edhe nëse fillimisht nuk janë të disponueshme, ato mund të përmbajnë një biosferë shumë komplekse pa pasur nevojë për terraformim;
• terraformohet lehtësisht (ETP) - planetë që mund të bëhen biokompatibël ose të banueshëm dhe mund të mbështeten nga një grup relativisht modest i teknologjive dhe burimeve të inxhinierisë planetare të ruajtura në një anije kozmike afër ose në një mision pararendës robotik.

Fogg sugjeron se në rininë e tij, Marsi ishte një planet i përputhshëm biologjikisht, megjithëse aktualisht nuk përshtatet në asnjë nga tre kategoritë - duke e formuar atë në terren është përtej ETP, shumë i vështirë dhe shumë i shtrenjtë.

Të kesh një burim energjie është një kërkesë absolute për jetën, por ideja e qëndrueshmërisë së menjëhershme ose të mundshme të një planeti bazohet në shumë kritere të tjera gjeofizike, gjeokimike dhe astrofizike.

Me interes të veçantë është grupi i faktorëve që, përveç organizmave më të thjeshtë në Tokë, mbështesin organizmat komplekse shumëqelizore. kafshë. Kërkimet dhe teoritë në këtë fushë janë pjesë e shkencës planetare dhe astrobiologjisë.

Ju gjithmonë mund të përdorni termonukleare

Në udhërrëfyesin e saj për astrobiologjinë, NASA përcakton kriteret kryesore për përshtatjen si "burime adekuate të lëngshme ujore, kushte të favorshme për grumbullimin e molekulave organike komplekse dhe burime energjie për të mbështetur metabolizmin". Kur kushtet në planet bëhen të përshtatshme për jetën e një specie të caktuar, mund të fillojë importi i jetës mikrobike. Ndërsa kushtet bëhen më afër tokësore, jeta bimore gjithashtu mund të futet atje. Kjo do të përshpejtojë prodhimin e oksigjenit, i cili në teori do ta bëjë planetin më në fund të aftë të mbështesë jetën e kafshëve.

Në Mars, mungesa e aktivitetit tektonik pengoi riqarkullimin e gazeve nga sedimentet lokale, gjë që është e favorshme për atmosferën në Tokë. Së dyti, mund të supozohet se mungesa e një magnetosfere gjithëpërfshirëse rreth Planetit të Kuq çoi në shkatërrimin gradual të atmosferës nga era diellore (4).

4 Magnetosfera e dobët nuk e mbron atmosferën e Marsit

Konvekcioni në bërthamën e Marsit, i cili është kryesisht hekur, fillimisht krijoi një fushë magnetike, megjithatë dinamo ka pushuar prej kohësh së funksionuari dhe fusha marsiane është zhdukur kryesisht, ndoshta për shkak të humbjes së nxehtësisë dhe ngurtësimit të bërthamës. Sot, fusha magnetike është një koleksion fushash më të vogla, lokale të ngjashme me ombrellën, kryesisht rreth hemisferës jugore. Mbetjet e magnetosferës mbulojnë rreth 40% të sipërfaqes së planetit. Rezultatet e Kërkimit të Misionit të NASA-s specialist tregojnë se atmosfera po pastrohet kryesisht nga nxjerrjet e masës koronale diellore që bombardojnë planetin me protone me energji të lartë.

Terraformimi i Marsit do të duhej të përfshinte dy procese të mëdha të njëkohshme - krijimin e një atmosfere dhe ngrohjen e saj.

Një atmosferë më e trashë e gazrave serrë si dioksidi i karbonit do të ndalojë rrezatimin diellor në hyrje. Meqenëse temperatura e rritur do të shtojë gazrat serë në atmosferë, këto dy procese do të përforcojnë njëri-tjetrin. Megjithatë, vetëm dioksidi i karbonit nuk do të mjaftonte për të mbajtur temperaturën mbi pikën e ngrirjes së ujit – do të duhej diçka tjetër.

Një tjetër sondë marsiane që mori një emër kohët e fundit këmbëngulje dhe do të nisë këtë vit, do të marrë duke u përpjekur për të gjeneruar oksigjen. Ne e dimë se një atmosferë e rrallë përmban 95,32% dioksid karboni, 2,7% nitrogjen, 1,6% argon dhe rreth 0,13% oksigjen, plus shumë elementë të tjerë në sasi edhe më të vogla. Eksperimenti i njohur si gaz (5) është përdorimi i dioksidit të karbonit dhe nxjerrja e oksigjenit prej tij. Testet laboratorike kanë treguar se kjo është përgjithësisht e mundur dhe teknikisht e realizueshme. Duhet të filloni diku.

5. Modulet e verdha për eksperimentin MOXIE në roverin Perseverance.

shefi i Spacex, Elon Musk, ai nuk do të ishte vetvetja nëse nuk do t'i vendoste dy centët e tij në diskutimin për terraformimin e Marsit. Një nga idetë e Musk është të zbresë në polet marsiane. bomba me hidrogjen. Një bombardim masiv, sipas tij, do të krijonte shumë energji termike duke shkrirë akullin dhe kjo do të çlironte dioksid karboni, i cili do të krijonte një efekt serë në atmosferë, duke bllokuar nxehtësinë.

Fusha magnetike rreth Marsit do të mbrojë marsonautët nga rrezet kozmike dhe do të krijojë një klimë të butë në sipërfaqen e planetit. Por definitivisht nuk mund të vendosni një copë të madhe hekuri të lëngshëm brenda saj. Prandaj, ekspertët ofrojnë një zgjidhje tjetër - futni w pika e libacionit L1 në sistemin Mars-Diell gjenerator i madh, e cila do të krijojë një fushë magnetike mjaft të fortë.

Koncepti u prezantua në seminarin Planetary Science Vision 2050 nga Dr. Jim Green, drejtor i Divizionit të Shkencës Planetare, divizioni i eksplorimit planetar të NASA-s. Me kalimin e kohës, fusha magnetike do të çonte në një rritje të presionit atmosferik dhe temperaturave mesatare. Një rritje prej vetëm 4°C do të shkrinte akullin në rajonet polare, duke çliruar CO të ruajtura₂kjo do të shkaktojë një efekt të fuqishëm serë. Uji do të rrjedhë përsëri atje. Sipas krijuesve, koha reale për zbatimin e projektit është viti 2050.

Nga ana tjetër, zgjidhja e propozuar korrikun e kaluar nga studiuesit në Universitetin e Harvardit nuk premton të terraformojë të gjithë planetin menjëherë, por mund të jetë një metodë me faza. Shkencëtarët dolën me ngritja e kupolave i përbërë nga shtresa të holla të aerogelit silicë, i cili do të ishte transparent dhe në të njëjtën kohë do të siguronte mbrojtje nga rrezatimi UV dhe do të ngrohte sipërfaqen.

Gjatë simulimit, rezultoi se një shtresë e hollë 2-3 cm aerogel mjafton për të ngrohur sipërfaqen deri në 50 °C. Nëse zgjedhim vendet e duhura, atëherë temperatura e fragmenteve të Marsit do të rritet në -10 ° C. Do të jetë ende e ulët, por në një gamë që ne mund të përballojmë. Për më tepër, ndoshta do ta mbante ujin në këto rajone në gjendje të lëngshme gjatë gjithë vitit, gjë që, e kombinuar me aksesin e vazhdueshëm në rrezet e diellit, duhet të jetë e mjaftueshme që vegjetacioni të kryejë fotosintezën.

Terraformimi ekologjik

Nëse ideja e rikrijimit të Marsit që të duket si Toka tingëllon fantastike, atëherë terraformimi i mundshëm i trupave të tjerë kozmikë e ngre nivelin e fantastikës në shkallën e n-të.

Venusi është përmendur tashmë. Më pak të njohura janë konsideratat duke terraformuar hënën. Geoffrey A. Landis nga NASA llogariti në vitin 2011 se krijimi i një atmosfere rreth satelitit tonë me një presion prej 0,07 atm nga oksigjeni i pastër do të kërkonte një furnizim prej 200 miliardë tonësh oksigjen nga diku. Studiuesi sugjeroi se kjo mund të bëhej duke përdorur reaksionet e reduktimit të oksigjenit nga shkëmbinjtë hënor. Problemi është se për shkak të gravitetit të ulët, ai do ta humbasë shpejt atë. Për sa i përket ujit, planet e mëparshme për të bombarduar sipërfaqen hënore me kometa mund të mos funksionojnë. Rezulton se ka shumë H lokale në tokën hënore₂0, veçanërisht rreth Polit të Jugut.

Kandidatë të tjerë të mundshëm për terraformim - ndoshta vetëm të pjesshëm - ose paraterraformim, i cili konsiston në krijimin e trupave të hapësirës aliene habitate të mbyllura për njerëzit (6) këto janë: Titani, Callisto, Ganymede, Europa dhe madje Merkuri, hëna e Saturnit Enceladus dhe planeti xhuxh Ceres.

6. Vizioni artistik i terraformimit të pjesshëm

Nëse shkojmë më tej, te ekzoplanetet, ndër të cilët gjithnjë e më shumë ndeshemi me botë me ngjashmëri të madhe me Tokën, atëherë befas hyjmë në një nivel krejtësisht të ri diskutimi. Ne mund të identifikojmë planetë si ETP, BP dhe ndoshta edhe HP atje në distancë, d.m.th. ato që nuk i kemi në sistemin diellor. Atëherë arritja e një bote të tillë bëhet një problem më i madh sesa teknologjia dhe kostot e teraformimit.

Shumë propozime të inxhinierisë planetare përfshijnë përdorimin e baktereve të modifikuara gjenetikisht. Gary King, një mikrobiolog i Universitetit Shtetëror të Luizianës që studion organizmat më ekstremë në Tokë, vëren se:

"Biologjia sintetike na ka dhënë një grup të mrekullueshëm mjetesh që mund t'i përdorim për të krijuar lloje të reja organizmash që janë përshtatur në mënyrë specifike për sistemet që duam të planifikojmë."

Shkencëtari përshkruan perspektivat e teraformimit, duke shpjeguar:

“Ne duam të studiojmë mikrobet e përzgjedhura, të gjejmë gjenet që janë përgjegjëse për mbijetesën dhe dobinë për teraformimin (siç është rezistenca ndaj rrezatimit dhe mungesa e ujit), dhe më pas ta zbatojmë këtë njohuri për të inxhinieruar gjenetikisht mikrobet e projektuara posaçërisht.”

Shkencëtari sheh sfidat më të mëdha në aftësinë për të përzgjedhur gjenetikisht dhe përshtatur mikrobet e përshtatshme, duke besuar se mund të duhen "dhjetë vjet ose më shumë" për të kapërcyer këtë pengesë. Ai gjithashtu vë në dukje se gjëja më e mirë do të ishte zhvillimi "jo vetëm një lloj mikrobi, por disa që punojnë së bashku".

Në vend të terraformimit ose përveç terraformimit të mjedisit të huaj, ekspertët kanë sugjeruar që njerëzit mund të përshtaten me këto vende përmes inxhinierisë gjenetike, bioteknologjisë dhe përmirësimeve kibernetike.

Liza Nip i MIT Media Lab Molecular Machines Team, tha se biologjia sintetike mund t'i lejojë shkencëtarët të modifikojnë gjenetikisht njerëzit, bimët dhe bakteret për të përshtatur organizmat me kushtet në një planet tjetër.

Martin J. Fogg, Carl Sagan oraz Robert Zubrin i Richard L.S. TyloUnë besoj se bërja e botëve të tjera të banueshme - si vazhdimësi e historisë së jetës së mjedisit transformues në Tokë - është krejtësisht e papranueshme. detyrë morale e njerëzimit. Ata gjithashtu tregojnë se planeti ynë përfundimisht do të pushojë së qeni i zbatueshëm gjithsesi. Në planin afatgjatë, duhet të keni parasysh nevojën për të lëvizur.

Edhe pse përkrahësit besojnë se nuk ka asnjë lidhje me terraformimin e planetëve shterpë. çështjet etike, ka mendime se në çdo rast do të ishte joetike të ndërhyhej në natyrë.

Duke pasur parasysh trajtimin e mëparshëm të njerëzimit me Tokën, është më mirë të mos ekspozohen planetët e tjerë ndaj aktiviteteve njerëzore. Christopher McKay argumenton se terraformimi është etikisht i saktë vetëm kur jemi absolutisht të sigurt se planeti alien nuk fsheh jetën amtare. Dhe edhe nëse arrijmë ta gjejmë, nuk duhet të përpiqemi ta transformojmë për përdorimin tonë, por të veprojmë në atë mënyrë që përshtaten me këtë jetë aliene. Në asnjë mënyrë anasjelltas.

Shih gjithashtu: