כיצד אנו מושבים את ירחי שבתאי?

ברוך הבא לחזור לסדרה שלנו בנושא התיישבות מערכת השמש! אנו בוחנים את הירחים הגדולים ביותר של שבתאי - טיטאן, ריאה, איפטוס, דיונה, טטיס, אנצ'אלדוס ומימאס.

החל מהמאה ה -17 ואילך, אסטרונומים גילו כמה גילויים עמוקים סביב כוכב הלכת שבתאי, שלדעתם היה כוכב הלכת הרחוק ביותר של מערכת השמש באותה תקופה. כריסטיאן הויגנס וג'ובאני דומניקו קאסיני היו הראשונים, כאשר הבחינו בירחים הגדולים ביותר של סטורן - טיטאן, טטיס, דיונה, ריאה ואיפטוס. אחר כך גילו תגליות; והיום, מה שהכרנו כמערכת שבתאי כולל 62 לוויינים מאושרים.

מה שאנחנו יודעים על מערכת זו צמח משמעותית בעשורים האחרונים, בזכות משימות כמו וויאג'ר ו קאסיני. ועם ידיעה זו הגיעו מספר הצעות הטוענות כיצד יש להתיישב יום אחד את ירחי שבתאי. בנוסף להתפאר בגוף היחיד שאינו כדור הארץ שיש בו אטמוספרה צפופה ועשירה בחנקן, ישנם גם שפע של משאבים במערכת זו שניתן היה לרתום.

בדומה לרעיון הקולוניזציה של הירח, מאדים, ירחי יופיטר וגופים אחרים במערכת השמש, הרעיון של הקמת מושבות בירחי שבתאי נחקר רבות במדע הבדיוני. במקביל הועלו הצעות מדעיות המדגישות כיצד המושבות יועילו לאנושות, ומאפשרות לנו לטעון משימות עמוק יותר בחלל ולהתחיל בעידן של שפע!

דוגמאות בדיוני:

הקולוניזציה של שבתאי הייתה נושא חוזר במדע הבדיוני במשך עשרות שנים. לדוגמה, ברומן של ארתור סי קלארק משנת 1976 כדור הארץ הקיסרי, טיטאן הוא ביתם של מושבה אנושית המונה 250,000 איש. המושבה ממלאת תפקיד חיוני במסחר, שם נלקח מימן מהאטמוספרה של שבתאי ומשמש כדלק לנסיעה בין פלנטרית.

בסרטים של פירס אנתוני ביו של עריץ חלל סדרות (1983-2001), ירחי שבתאי הושמו על ידי מדינות שונות בעידן שלאחר הפזורה. בסיפור זה, טיטאן הושבה על ידי היפנים, ואילו סטורן הושבה על ידי הרוסים, הסינים ואומות אסיה לשעבר.

ברומן טיטאן (1997) מאת סטיבן בקסטר, העלילה מתרכזת במשימה של נאס"א לטיטאן שצריכה להיאבק בכדי לשרוד לאחר שנחתה על המשטח. בפרקים הראשונים של סטניסלב לם פיאסקו (1986), דמות בסופו של דבר קפואה על פני טיטאן, שם הם תקועים במשך כמה מאות שנים.

בטרילוגיית מאדים של קים סטנלי רובינסון (1996), נעשה שימוש בחנקן מטיטאן בתצורת השטח של מאדים. ברומן שלו 2312 (2012), האנושות מושבה כמה מירחים של שבתאי, הכוללים את טיטאן ואיפאפטוס. מספר התייחסויות ל"ביוטה אנצלאדית "בסיפור, והן אורגניזמים זרים מיקרוסקופיים שכמה בני אדם צורכים בגלל ערכם הרפואי המשוער.

כחלק מסדרת הסבב הגדול שלו, הרומנים של בן בובה שבתאי (2003) ו- טיטאן (2006) התייחסו לקולוניזציה של המערכת הקראונית. בסיפורים אלה, טיטאן נחקר על ידי רוכב אינטליגנטי מלאכותית אשר מתחיל באופן מסתורי מתחיל לתפקד, בעוד מושבת חלל אנושית ניידת בוחנת את הטבעות וירחים אחרים.

שיטות מוצעות:

בספרו כניסה לחלל: יצירת תרבות שומרת חלל (1999), דגל רוברט זוברין בקולוניזציה של מערכת השמש החיצונית, תוכנית שכללה כריית אטמוספרות הכוכבים החיצוניים והקמת מושבות בירחיהם. בנוסף לאוראנוס ונפטון, סטורן הוגדר כאחד המקורות הגדולים ביותר לדאוטריום והליום -3, שיכולים להניע את כלכלת ההיתוך הממתינה.

עוד הוא זיהה את סטורן שהוא החשוב והיקר ביותר מבין השלושה, בגלל הקרבה היחסית שלו, קרינה נמוכה ומערכת ירחים מצוינת. זוברין טען כי טיטאן הוא המועמד העיקרי להתיישבות מכיוון שהוא הירח היחיד במערכת השמש עם אווירה צפופה והוא עשיר בתרכובות נושאות פחמן.

ב- 9 במרץ, 2006, מצא חלל קאסיני של נאס"א ראיות אפשריות למים נוזליים באנצ'אלדוס, אשר אושרו על ידי נאס"א בשנת 2014. על פי נתונים שנגזרו מהבדיקה, מים אלה יוצאים מג'טות סביב הקוטב הדרומי של אנצלדוס, ואינם עוד יותר מעשרות מטרים מתחת לפני השטח במקומות מסוימים. זה יקל על איסוף המים באופן משמעותי מאשר על ירח כמו אירופה, שם יריעת הקרח בעובי של כמה ק"מ.

נתונים שהושג על ידי קאסיני הצביעו גם על נוכחותן של מולקולות נדיפות ואורגניות. וגם לאנצלאדוס צפיפות גבוהה יותר מרבים מירחי שבתאי, מה שמעיד שיש לו גרעין סיליקט ממוצע גדול יותר. כל המשאבים הללו יתבררו כמועילים מאוד לצורך הקמת מושבה ומתן פעולות בסיסיות.

באוקטובר 2012 חשף אלון מאסק את הרעיון שלו עבור טרנספורטר מושבות מאדים (MCT), שהיה מרכזי במטרתו לטווח הארוך ליישב את מאדים. בזמנו הצהיר מאסק כי הטיסה הבלתי מאוישת הראשונה של חללית התובלה של מאדים תתקיים בשנת 2022, ואחריה ייצאה משימת ה- MCT הראשונה המאוישת ב- 2024.

בספטמבר 2016, במהלך הקונגרס הבינלאומי לאסטרונאוטים 2016, חשף מאסק פרטים נוספים על תוכניתו, שכללה את התכנון של מערכת תחבורה בין-כוכבית (ITS) ועלויות משוערות. מערכת זו, שנועדה במקור להובלת מתנחלים למאדים, התפתחה בתפקידה להעביר בני אדם למקומות רחוקים יותר במערכת השמש - שיכולה לכלול את הירחים היוביים והקרוניים.

יתרונות פוטנציאליים:

בהשוואה למקומות אחרים במערכת השמש - כמו מערכת Jovian - הירחים הגדולים ביותר של שבתאי חשופים לקרינה פחותה משמעותית. לדוגמה, ירחי יופיטר מ- Io, Ganymede ואירופה כולם נתונים לקרינה אינטנסיבית מהשדה המגנטי של צדק - שנע בין 3600 ל- 8 rems ביום. כמות חשיפה זו תהיה קטלנית (או לפחות מסוכנת מאוד) לבני אדם, ותצריך אמצעי נגד משמעותיים.

לעומת זאת, חגורות הקרינה של שבתאי חלשות משמעותית מזו של צדק - עם חוזק שדה משווה של 0.2 גאוס (20 מיקרוטסלה) לעומת 4.28 גאוס של צדק (428 מיקרוטסלה). שדה זה משתרע בכ- 139,000 ק"מ ממרכז שבתאי החוצה למרחק של כ- 362,000 ק"מ - לעומת זה של צדק, המשתרע עד למרחק של כשלושה מיליון ק"מ.

מבין הירחים הגדולים ביותר של שבתאי, מימאס ואנצ'אלדוס נופלים בתוך החגורה הזו, בעוד שלדיונה, ריאה, טיטאן ואיפאפטוס כולם יש מסלולים שממקמים אותם ממש מחוץ לחגורות הקרינה של שבתאי למרחק מעבר לה. טיטאן, למשל, מקיף את סטורן במרחק ממוצע (ציר חצי עיקרי) של 1,221,870 ק"מ, ומניח אותו בבטחה מעבר להישג ידם של החלקיקים האנרגטיים של ענקית הגז. והאווירה העבה שלה עשויה להספיק כדי להגן על התושבים מפני קרניים קוסמיות.

בנוסף, ניתן להשתמש בנדיפים קפואים ובמתאן שנקטפו מירחי שבתאי למטרת טורפורמיזציה של מיקומים אחרים במערכת השמש. במקרה של מאדים הוצע חנקן, אמוניה ומתאן כאמצעי לעיבוי האטמוספרה והפעלת אפקט חממה לחימום כדור הארץ. זה יגרום להמרה של קרח מים ו CO² קפואים בקטבים - וליצור תהליך מקיים את עצמו של שינוי אקולוגי.

מושבות בירחי שבתאי יכולות לשמש גם כבסיס לקטיף דאוטריום והליום -3 מהאטמוספרה של שבתאי. ניתן להשתמש במקורות השפע של קרח המים בירחים אלה לייצור דלק טילים, ובכך לשמש כנקודות עצירה ותדלוק. באופן זה, התיישבות של מערכת סטורן יכולה לתדלק את כלכלת כדור הארץ ולהקל על הבדיקה עמוק יותר במערכת השמש החיצונית.

אתגרים:

באופן טבעי, ישנם אתגרים רבים להתיישבות הירחים של שבתאי. אלה כוללים את המרחק המעורב, את המשאבים והתשתיות הדרושים ואת המפגעים הטבעיים שמושבות הירחים הללו יצטרכו להתמודד איתם. בתור התחלה, בעוד שבתאי עשוי להיות בשפע במשאבים וקרוב יותר לכדור הארץ מאשר אורנוס או נפטון, הוא עדיין רחוק מאוד.

בממוצע, שבתאי נמצא בערך 1,429 מיליארד ק"מ מכדור הארץ; או ~ 8.5 AU, המקבילה לשמונה וחצי מהמרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש. כדי לשים את זה בפרספקטיבה, זה לקח את ה וויאג'ר 1 גשש בערך שלושים ושמונה חודשים כדי להגיע למערכת שבתאי מכדור הארץ. לחלליות מאוישות, הנושאות קולוניסטים וכל הציוד הדרוש להתיישבות פני השטח, ייקח הרבה זמן להגיע לשם.

אוניות אלה, על מנת להימנע מלהיות גדולות ויקרות מדי, יצטרכו להסתמך על קריוגניקה או טכנולוגיה הקשורה למצב שינה, כדי לחסוך מקום באחסון ולינה. בעוד טכנולוגיה מסוג זה נחקרת לצורך משימות צוותיות למאדים, היא עדיין נמצאת מאוד בשלב המחקר והפיתוח.

כל ספינות המעורבות במאמצי הקולוניזציה, או המשמשות למשלוח משאבים למערכת הקרונית ומחוצה לה, היו צריכות להיות בעלות מערכות הנעה מתקדמות כדי להבטיח שהן יוכלו לבצע את הנסיעות בפרק זמן מציאותי. בהתחשב במרחקים המעורבים, סביר להניח שזה ידרוש רקטות שהשתמשו בהנעה גרעינית-תרמית, או משהו מתקדם אף יותר (כמו רקטות נגד חומר).

ולמרות שהראשון בר ביצוע מבחינה טכנית, עדיין לא נבנו מערכות הנעה כאלה. כל דבר מתקדם יותר ידרוש עוד שנים רבות של מחקר ופיתוח ומחויבות גדולה במשאבים. כל זה, בתורו, מעלה את הנושא המכריע של התשתיות.

בעיקרון, כל צי הפועל בין כדור הארץ לשבתאי ידרוש רשת בסיסים בין פה ושם בכדי לשמור עליהם מסופקים ומונעים. אז באמת, כל תוכניות להשבת ירחי שבתאי יצטרכו לחכות ליצירת בסיסים קבועים על הירח, מאדים, חגורת האסטרואידים, וכנראה גם הירחים היוביים. תהליך זה יהיה יקר בתוקף לפי התקנים הנוכחיים ו (שוב) ידרוש צי ספינות עם מערכות כונן מתקדמות.

ובעוד שהקרינה אינה מהווה איום גדול במערכת הקרונית (שלא כמו בסביבות יופיטר), הירחים היו בעלי השפעות רבות במהלך ההיסטוריה שלהם. כתוצאה מכך, כל התנחלויות שנבנו על פני השטח, ככל הנראה, יזדקקו להגנה נוספת במסלול, כמו מחרוזת לוויינים הגנתיים שיכולים להפנות מחדש שביטים ואסטרואידים לפני שיגיעו למסלול.

בהתחשב במשאבים השופעים שלה, וההזדמנויות שהיא הייתה מציעה לבחון לעומק מערכת השמש (ואולי אפילו מעבר לכך), שבתאי ומערכת הירחים שלו אינם פחות מאשר פרס גדול. נוסף על כך, הסיכוי להתיישבות שם מושך הרבה יותר ממקומות אחרים שמגיעים עם סכנות גדולות יותר (כלומר ירחי יופיטר).

עם זאת, מאמץ כזה יהיה מרתיע ויחייב התחייבות מאסיבית רב דורית. ככל הנראה, כל מאמץ כזה יצטרך לחכות לבניית מושבות ו / או בסיסים במקומות הקרובים יותר לכדור הארץ תחילה - למשל על הירח, מאדים, חגורת האסטרואידים וסביב יופיטר. אבל אנחנו בהחלט יכולים להחזיק תקווה לטווח הרחוק, לא?

כתבנו מאמרים מעניינים רבים בנושא קולוניזציה כאן במגזין החלל. להלן מדוע ראשית מושבת את הירח?, כיצד אנו מושבים את כספית?, כיצד אנו מושבים את ונוס?, מושבים את ונוס עם ערים צפות, האם נשלים אי פעם את מאדים ?, כיצד אנו מיישבים את הירחים של צדק ?, ואת המדריך הסופי לטרורפורמציה.

לאסטרונומיה קאסט יש גם פרקים רבים ומעניינים בנושא. עיין בפרק 59: סטורן, פרק 61: ירחי שבתאי, פרק 95: בני אדם למאדים, חלק 2 - קולוניסטים, פרק 115: הירח, חלק 3 - חזרה לירח, ופרק 381: אסטרואידים חלולים במדע בדיוני.

מקורות:

• נאס"א: חקר מערכות שמש - ירחי שבתאי
• נאס"א - קאסיני: משימה לסטורן - ירחים
• ויקיפדיה - ירחי שבתאי
• ויקיפדיה - קולוניזציה של מערכת השמש החיצונית