איך אנחנו מסתערים על מאדים?

Send

כחלק מהסדרה המתמשכת שלנו "Definitive Guide to Terraforming", מגזין החלל שמחה להציג את המדריך שלנו למאדים טרוריים. נכון לעכשיו, ישנן מספר תוכניות להציב אסטרונאוטים ומתיישבים אי פעם על הפלנטה האדומה. אבל אם אנחנו באמת רוצים לגור שם יום אחד, אנו נצטרך לעשות שיפוץ פלנטרי שלם. מה יידרש?

למרות שיש אקלים קר מאוד ויבש מאוד - שלא לדבר על מעט אווירה שאפשר לדבר עליה - לכדור הארץ ולמאדים יש המון המשותף. אלה כוללים קווי דמיון בגודל, נטייה, מבנה, קומפוזיציה ואפילו נוכחות מים על משטחיםיהם. בגלל זה, מאדים נחשב כמועמד ראשוני להתיישבות אנושית; פוטנציאל הכולל שינוי הסביבה כך שתתאים לצרכים אנושיים (המכונה גם טרורפורמיישן).

עם זאת, ישנם גם המון הבדלים עיקריים שיגרמו למגורים במאדים, עיסוק הולך וגובר בקרב בני אדם רבים (מסתכלים עליכם, אלון מאסק ובס לנסדורף!), הם אתגר משמעותי. אם היינו חיים על הפלנטה, היינו צריכים להיות תלויים מאוד בטכנולוגיה שלנו. ואם היינו מתכוונים לשנות את כדור הארץ באמצעות הנדסה אקולוגית, זה ייקח הרבה זמן, מאמץ ומגה-טון של משאבים!

האתגרים של החיים במאדים רבים למדי. בתור התחלה, יש את האווירה הדלילה ביותר ובלתי ניתנת לביצוע. בעוד שהאטמוספרה של כדור הארץ מורכבת מ -78% חנקן, 21% חמצן וכמויות עקבות של גזים אחרים, האטמוספירה של מאדים מורכבת מ- 96% פחמן דו-חמצני, 1.93% ארגון ו -1.89% חנקן, יחד עם כמויות עקבות של חמצן ומים.

הלחץ האטמוספרי של מאדים נע גם הוא בין 0.4 ל -0.87 ק"פ, שזה שווה ערך לכ -1% מכדור הארץ בגובה פני הים. האווירה הדקה והמרחק הגדול יותר מהשמש תורמים גם לסביבה הקרה של מאדים, שבה טמפרטורות פני השטח ממוצעות של 210 K (-63 ° C / -81.4 ° F). הוסף לכך את העובדה שלמחסור של מאדים חסר מגנטוספרה, ותוכלו לראות מדוע פני השטח חשופים לקרינה רבה יותר מכדור הארץ.

במשטח המאדים, מינון הקרינה הממוצע הוא בערך 0.67 מיליסיברט (mSv) ליום, שהם כחמישית ממה שאנשים נחשפים אליו כאן על כדור הארץ במהלך שנה. מכאן שאם בני האדם רוצים לחיות על מאדים ללא צורך בהגנה מפני קרינה, כיפות בלחץ, חמצן בבקבוקים וחליפות מגן, יהיה צורך לבצע כמה שינויים רציניים. בעיקרון, עלינו לחמם את כדור הארץ, לעבות את האווירה ולשנות את הרכב האווירה האמורה.

דוגמאות בדיוני:

בשנת 1951, ארתור סי קלארק כתב את הרומן הראשון בו הוצג הטרור-פורמינג של מאדים בסיפורת. שכותרתו חולות מאדים, הסיפור כולל מתיישבים של מאדים המחממים את כדור הארץ על ידי המרת הירח פובוס של מאדים לשמש שנייה, וגידול צמחים המפרקים את חולות המאדים על מנת לשחרר חמצן.

בשנת 1984 כתבו ג'יימס לבלוק ומיכאל אלבי את מה שנחשב בעיני רבים לאחד הספרים המשפיעים ביותר על טרורפורמיישן. שכותרתו הירוק מאדיםהרומן בוחן את היווצרותם והתפתחותם של כוכבי לכת, מקור החיים והביוספרה של כדור הארץ. המודלים הטורפורמטיביים המוצגים בספר למעשה בישרו דיונים עתידיים ביחס למטרות הטראפורמציה.

בשנת 1992 שחרר הסופר פרדריק פוהל כריית האורט, סיפור מדע בדיוני בו מאדים נעשים טרור-פורמט באמצעות שביטים המופנים מענן אורט. לאורך שנות התשעים, קים סטנלי רובינסון שיחרר את המפורסם שלו טרילוגיית מאדים – מאדים אדומים, מאדים ירוקים, מאדים כחולים - שבמרכזו הפיכתו של מאדים לאורך דורות רבים לתרבות אנושית משגשגת.

בשנת 2011 הפיקו יו סאסוגה וקניצ'י טצ'יבנה את סדרת המנגה טרה פורמארס, סדרה שמתרחשת במאה ה -21 בה מדענים מנסים לחמם לאט את מאדים. וב -2012, קים סטנלי רובינסון שחרר 2312סיפור שמתרחש במערכת סולארית בה הוטלו טרור-פלנטות מרובות - הכולל את מאדים (שיש בה אוקיינוסים).

שיטות מוצעות:

במהלך העשורים האחרונים הועלו מספר הצעות כיצד ניתן לשנות מאדים כך שיתאימו לקולוניסטים אנושיים. בשנת 1964, שחרר דנדרידג 'מ' קול את "איים בחלל: אתגר הכוכבים, העבודה החלוצית", בו דגל בהפעלת אפקט חממה על מאדים. זה כלל ייבוא של אייסי אמוניה ממערכת השמש החיצונית ואז השפעתם על פני השטח.

מכיוון שאמוניה (NH3) היא גז חממה רב עוצמה, הכניסה לאטמוספרה המאדים תביא לעיבוי האווירה והעלאת הטמפרטורות הגלובליות. מכיוון שאמוניה היא בעיקר חנקן לפי משקל, היא גם יכולה לספק את גז החיץ הנחוץ אשר, בשילוב עם גז חמצן, יוצר אווירה נושמת לבני אדם.

שיטה אחרת קשורה להפחתת אלבדו, שם פני השטח של מאדים היו מצופים בחומרים כהים על מנת להגדיל את כמות אור השמש שהוא סופג. זה יכול להיות כל דבר, החל מאבק מפובוס ודימוס (שניים מהגופים האפלים ביותר במערכת השמש) וכלה בחזזיות וצמחים כהים בצבעם. אחד התומכים הגדולים ביותר לכך היה הסופר והמדען המפורסם, קרל סגן.

בשנת 1973 פרסם סגן מאמר בכתב העת "איקרוס" שכותרתו "הנדסה פלנטרית במאדים", שם הציע שני תרחישים להחשכת פניו של מאדים. אלה כללו הובלת חומר אלבדו נמוך ו / או נטיעת צמחים כהים על מכסי הקרח הקוטביים כדי להבטיח שהם ספגו יותר חום, נמסו והמירו את כדור הארץ ל"תנאים דמויי כדור הארץ ".

בשנת 1976, נאס"א התייחסה רשמית לנושא ההנדסה הפלנטרית במחקר שכותרתו "על ההימוריות של מאדים: גישה לאקוסינתזה פלנטרית". המחקר הגיע למסקנה כי ניתן להשתמש באורגניזמים פוטוסינתטיים, להתכה של כיפות הקרח הקוטביות ולהכנסת גזי חממה כדי ליצור אווירה חמימה, חמצן ואוזון.

בשנת 1982, הפלנטולוג כריסטופר מקיי כתב את "Terraforming Mars", מאמר עבור כתב העת של האגודה הבין-פלנטרית הבריטית. במסגרתו דן מקיי בסיכויים של ביוספרה מאדים המווסתת את עצמה, וכללה גם את השיטות הנדרשות לכך וגם אתיקה בה. זו הייתה הפעם הראשונה שבה משתמשים במילה טרורפורמציה בכותרת של מאמר שפורסם, והיה מעתה מעתה המונח המועדף.

אחריו הגיעו בשנת 1984 ספרם של ג'יימס לבלוק ומיכאל אלבי, הירוק מאדים. בתוכו תיארו לבלוק ואלבי כיצד ניתן לחמם את מאדים על ידי ייבוא פחמימני כלורופורו (CFC) כדי לעורר התחממות כדור הארץ.

בשנת 1993, מייסד אגודת מאדים ד"ר רוברט מ. זוברין וכריסטופר פ. מקיי ממרכז המחקר של איימס ב- NASA, כתבו יחד "דרישות טכנולוגיות למאדים טרוריסטיים". בתוכו הם הציעו להשתמש במראות מסלוליות כדי לחמם את פני השטח של המאדים ישירות. מראות אלה היו ממוקמות בסמוך לקטבים, ויוכלו להעפיל את ה- CO₂ גליונות קרח ותורמים להתחממות כדור הארץ.

באותו מאמר, הם טענו את האפשרות להשתמש באסטרואידים שנקטפו ממערכת השמש, שיופנו כדי להשפיע על פני השטח, לבעוט אבק ולחמם את האווירה. בשני התרחישים הם תומכים בשימוש ברקטות גרעיניות-חשמליות או גרעיניות-תרמיות כדי לגרור את כל החומרים / אסטרואידים הנחוצים למסלול.

השימוש בתרכובות פלואור - "גזי חממה סופר" המייצרות אפקט חממה חזק פי אלפי פעמים מ- CO² - שימש כמייצב אקלים לטווח הארוך. בשנת 2001 הציע צוות מדענים מהמחלקה למדעי הגיאולוגיה והפלנטריה בקלטק את ההמלצות בסעיף "לשמור על מאדים עם גזי חממה סופר חדשים".

איפה שמחקר זה הצביע על כך שעומס המשא ההתחלתי של פלואור יצטרך להגיע מכדור הארץ (ויחודש באופן קבוע), הוא טען כי ניתן לכרות גם מינרלים המכילים פלואור במאדים. זה מבוסס על ההנחה שמינרלים כאלה שכיחים באותה מידה במאדים (בהיותם כוכב לכת יבשתי) אשר יאפשרו תהליך שמקיימים את עצמם ברגע שהוקמו מושבות.

הוצע גם לייבא מתאן ופחמימנים אחרים ממערכת השמש החיצונית - שיש בשפע על ירח הטיטאן של שבתאי -. קיימת גם אפשרות לניצול משאבים במקום, בזכות גילויו של הסקרן של הסקרנות את "ספייק פי עשרה" של מתאן שהצביע על מקור תת-קרקעי. אם ניתן יהיה לכרות מקורות אלה, יתכן שאף לא צריך לייבא מתאן.

ההצעות האחרונות יותר כוללות יצירה של ביו-אטומים אטומים אשר ישמשו מושבות של ציאנובקטריות המפיקות חמצן ואצות על אדמת מאדים. בשנת 2014, התוכנית של מכון נאס"א למושגים מתקדמים (NAIC) ו- Techshot Inc. החלה לעבוד על הרעיון הזה, שנקרא "מיטת הבדיקות של Mars Ecopoiesis". בעתיד, בכוונת הפרויקט לשלוח מיכלים קטנים של אצות פוטוסינתטיות קיצוניות וקיאנובקטריות על סיפון משימת רובר לבחינת התהליך בסביבה של מאדים.

אם זה יתברר כמוצלח, נאס"א וטכוטשוט מתכוונים לבנות כמה ביו-דומים גדולים לייצור וקציר חמצן למשימות אנושיות עתידיות למאדים - מה שיוזיל עלויות ויארוך משימות על ידי הקטנת כמות החמצן שיש להעביר. למרות שתוכניות אלה אינן מהוות הנדסה אקולוגית או פלנטרית, יוג'ין בולנד (המדען הראשי של חברת Techshot Inc.) הצהיר כי זהו צעד בכיוון זה:

"אקופואיזיס הוא המושג ליזום חיים במקום חדש; ליתר דיוק, יצירת מערכת אקולוגית המסוגלת לתמוך בחיים. זהו הרעיון של יזום "טרפורפורמציה" תוך שימוש באמצעים פיזיים, כימיים וביולוגיים, כולל הכנסת אורגניזמים חלוציים לבניית מערכות אקולוגיות ... זו תהיה הקפיצה העיקרית הראשונה ממחקרי מעבדה ליישום של פלנטריים ניסיוניים (בניגוד לאנליטיים) במקום מחקר העוסק ביותר בביולוגיה פלנטרית, אקופואיזה וטראפורמציה. "

יתרונות פוטנציאליים:

מעבר לסיכויים להרפתקה ורעיון האנושות שוב לצאת לעידן של חקר חלל נועז, יש כמה סיבות לכך שמציעים את מאדים בצורה טרוריסטית. בתור התחלה, קיים חשש שההשפעה של האנושות על כדור הארץ אינה ברת קיימא, ונצטרך להרחיב וליצור "מיקום גיבוי" אם אנו מתכוונים לשרוד בטווח הרחוק.

אסכולה זו מצטטת אמנם דברים כמו אוכלוסיית כדור הארץ ההולכת וגדלה - שצפויה להגיע ל -9.6 מיליארד באמצע המאה - וכן את העובדה שעד שנת 2050, בערך שני שלישים מאוכלוסיית העולם צפויה לחיות בערים גדולות. נוסף על כך, יש סיכוי לשינוי אקלימי חמור, שעל פי סדרת תרחישים שחושבה על ידי נאס"א עלול לגרום לכך שהחיים יהפכו לבלתי ניתנים לבלתי ניתנים לביצוע באיזורים מסוימים של כדור הארץ עד שנת 2100.

סיבות אחרות מדגישות את האופן שבו מאדים שוכן בתוך "אזור זהב הזהב" של השמש שלנו (המכונה "אזור ראוי למגורים"), והיה בעבר כוכב לכת ראוי למגורים. במהלך העשורים האחרונים, משימות שטח כמו מעבדת המדע של מאדים של נאס"א (MSL) וכדומה סקרנות רובר חשף שפע של ראיות המצביעות על מים זורמים הקיימים במאדים בעבר העמוק (כמו גם קיומם של מולקולות אורגניות).

בנוסף, נאס"א אווירת מאדים ומשימת EvolutioN הפכפכה (MAVEN) (ומקווים אחרים) סיפקו מידע נרחב על אווירת העבר של מאדים. מה שהגיעו למסקנה הוא שלפני כ -4 מיליארד שנה, למאדים היו מים רבים בשפע ואווירה עבה יותר. עם זאת, בגלל אובדן המגנטוספרה של מאדים - שייתכן שנגרמה כתוצאה מפגיעה גדולה או קירור מהיר של פנים כדור הארץ - אט אט אטמוספירה האטמוספירה.

ארגו, אם מאדים היה פעם ראוי למגורים ו"כמו כדור הארץ ", יתכן שהוא יכול להיות שוב יום אחד. ואם אכן האנושות מחפשת עולם חדש להתפשר עליו, היא רק הגיונית שהוא יהיה על אחד שיש לו כמה שיותר משותף עם כדור הארץ. בנוסף, נטען כי ניתן יהיה להשתמש היטב בחוויה שלנו בשינוי האקלים בכוכב הלכת שלנו במאדים.

במשך מאות שנים ההישענות שלנו על מכונות תעשייתיות, פחם ודלקים מאובנים השפיעה על מדידת הסביבה של כדור הארץ. והואיל וזו הייתה תוצאה בלתי מכוונת של המודרניזציה וההתפתחות כאן בכדור הארץ; במאדים, שריפת דלקים מאובנים ושחרור קבוע של זיהום באוויר ישפיעו לטובה.

סיבות אחרות כוללות הרחבת בסיס המשאבים שלנו והפיכתה לחברה "לאחר המחסור". מושבה במאדים יכולה לאפשר פעולות כרייה על הכוכב האדום, שם גם שפע מינרלים וגם קרח מים ניתן לקצור. בסיס במאדים יכול גם לשמש כשער לחגורת האסטרואידים, אשר יספק לנו גישה למספיק מינרלים שיחזיקו אותנו ללא הגבלת זמן.

אתגרים:

ללא ספק, הסיכוי לטשטש את מאדים בצורה טרוריסטית מגיע עם חלקו בבעיות, שכולן מפחידות במיוחד. בתור התחלה, יש כמות עצומה של משאבים שנדרשים בכדי להמיר את הסביבה של מאדים למשהו בר-קיימא לבני אדם. שנית, קיים החשש כי לכל צעד שיבוצע עלול להיות השלכות בלתי מכוונות. ושלישית, יש את פרק הזמן שיידרש.

לדוגמא, כשמדובר במושגים הקוראים להכניס גזי חממה כדי לעורר התחממות, הכמויות הנדרשות די מדהימות. מחקר Caltech מ -2001, שקרא להכניס תרכובות פלואור, הצביע על כך שהעצמת קרחוני הקוטב הדרומי הקוטב הדרומי תדרוש הכנסת כ- 39 מיליון טונות של CFC לאטמוספרה של מאדים - שהם פי שלושה מהכמויות שיוצרו על כדור הארץ בין 1972. ו- 1992.

פוטוליזה תתחיל גם לפרק את ה- CFCs ברגע שהוצג, מה שיחייב תוספת של 170 קילוטון מדי שנה כדי לחדש את ההפסדים. ואחרון, הכנסת CFCs גם תשמיד את המאדים את כל האוזון שיוצר, מה שיפגע במאמצים להתגונן מפני השטח מפני קרינה.

כמו כן, מחקר היתכנות של נאס"א ב -1976 הצביע על כך שאמנם ניתן לבצע טרנספורמציה של מאדים באמצעות אורגניזמים יבשתיים, אך הוא גם הכיר בכך שמסגרות הזמן הנדרשות יהיו משמעותיות. כפי שנאמר במחקר:

"לא מזוהה מגבלה מהותית ובלתי ניתנת להפלה ביכולתו של מאדים לתמוך באקולוגיה יבשתית. היעדר אטמוספרה המכילה חמצן תמנע את התושבים הלא מאושרים של מאדים על ידי האדם. ההקרנה החזקה על פני השטח האולטרה סגול מהווה חסם מרכזי נוסף. יצירה של אטמוספירה חמצן ואוזון המכיל אוזון במאדים עשויה להיות אפשרית באמצעות אורגניזמים פוטוסינתטיים. עם זאת, ייתכן שהזמן הדרוש ליצירת אווירה כזו כמה מיליוני שנים.”

המחקר מצהיר כי ניתן להפחית בצורה דרסטית על ידי יצירת אורגניזמים קיצוניים המותאמים במיוחד לסביבת המאדים הקשה, יצירת אפקט חממה והיתוך כובעי הקרח הקוטביים. עם זאת, ככל הנראה פרק הזמן שיידרש כדי להפוך את מאדים יהיה בסדר גודל של מאות או אלפי שנים.

וכמובן, יש את בעיית התשתית. קציר משאבים מכוכבי לכת או ירחים אחרים במערכת השמש ידרוש צי גדול של מובילי שטח, והם יצטרכו להיות מצוידים במערכות כונן מתקדמות כדי לבצע את הנסיעה בזמן סביר. נכון לעכשיו, לא קיימות מערכות הנעה כאלו, ושיטות קונבנציונאליות - החל ממנועי יון לדחפים כימיים - אינן מהירות או חסכוניות מספיק.

כדי להמחיש, נאס"א אופקים חדשים המשימה לקחה יותר מ -11 שנים כדי להפוך את המפגש ההיסטורי שלה עם פלוטו בחגורת קויפר, תוך שימוש ברקטות קונבנציונאליות ובשיטת הכבידה. בינתיים, ה- שחר המשימה, שהסתמכה על ההנעה היונית, לקחה כמעט ארבע שנים להגיע לווסטה בחגורת האסטרואידים. אף אחת מהשיטות אינן מעשיות לביצוע נסיעות חוזרות ונשנות ל חגורת קויפר ולהובלת שביטים ואסטרואידים קפואים אחורה, והאנושות אין בשום מקום כמעט את מספר הספינות בהן היינו צריכים לעשות זאת.

מצד שני, מעבר לתוואי במקום - שיכלול מפעלים או פעולות כרייה על פני השטח בכדי לשחרר לאוויר אוויר מינרלים המכילים CO², מתאן או CFC - ידרוש מספר רקטות של מטען כבד כדי להביא את כל המכשירים ל כוכב אדום. העלות של זה יגמדה את כל תוכניות החלל עד כה. וברגע שהורכבו על פני השטח (על ידי עובדים רובוטיים או של עובדים אנושיים), היה צורך לבצע פעולות אלה ברציפות במשך מאות שנים.

ישנן גם מספר שאלות לגבי האתיקה של טרור-פורמינג. בעיקרון, שינוי כוכבי לכת אחרים על מנת להתאים אותם לצרכים אנושיים מעלה את השאלה הטבעית מה יקרה לכל צורת החיים שכבר גרה במקום. אם למעשה למאדים יש חיים מיקרוביאליים ילידים (או צורות חיים מורכבות יותר), שעל פי מדענים רבים חושדים, אז שינוי האקולוגיה עלול להשפיע על או אפילו למחוק את צורות החיים הללו. בקיצור, קולוניסטים עתידיים ומהנדסים יבשתיים יבצעו למעשה רצח עם.

בהתחשב בכל הטיעונים הללו, יש לתהות מה היתרונות של מאדים טרוריים. בעוד שהרעיון של ניצול משאבי מערכת השמש הגיוני בטווח הרחוק, הרווחים לטווח הקצר הם הרבה פחות מוחשיים. בעיקרון, משאבים שנקטפו מעולמות אחרים אינם קיימא מבחינה כלכלית כשאתה יכול לחלץ אותם כאן בבית להרבה פחות. ובהתחשב בסכנה, מי ירצה ללכת?

אך כפי שהוכחו מיזמים כמו MarsOne, ישנם המון בני אדם שמוכנים לצאת לטיול חד כיווני למאדים ולפעול כ"גל הראשון "של חוקרי הארץ האמיצים. בנוסף, נאס"א וסוכנויות חלל אחרות היו מאוד קולניים בנוגע לרצונם לחקור את הכוכב האדום, הכולל משימות מאוישות עד שנות ה- 2030. וכפי שמראים סקרים שונים, התמיכה הציבורית עומדת מאחורי מקורות הקצה הללו, גם אם פירושה תקציבים מוגדלים באופן דרסטי.

אז למה לעשות את זה? מדוע טרספורמציה של מאדים לשימוש אנושי? כי זה שם? בטוח. אך חשוב מכך, מכיוון שאולי נצטרך לעשות זאת. והדחף והרצון להתיישב זה גם שם. ולמרות הקושי הטמון בכל אחת מהן, לא חסרים שיטות מוצעות שנשקלו ונקבעו ברת ביצוע. בסופו של דבר, כל מה שצריך זה הרבה זמן, הרבה מחויבות, הרבה משאבים, והרבה מאוד לדאוג שאנחנו לא פוגעים באופן בלתי הפיך בצורות החיים שכבר קיימות.

אך כמובן, אם תחזיותינו הגרועות ביותר יתקיימו, אנו עשויים לגלות בסופו של דבר שאין לנו ברירה אלא ליצור בית במקום אחר במערכת השמש. ככל שמתקדמת המאה הזו, יתכן מאוד שמדובר במאדים או חזה!

כתבנו מאמרים מעניינים רבים על טרפפורמציה כאן במגזין החלל. להלן המדריך הסופי לטרור פורמינג, האם אנו יכולים לעשות טרור על פני הירח? האם עלינו להטריד את פני מאדים?, כיצד אנו מטרידים את ונוס?, וצוות הסטודנטים רוצה להטריד את מאדים באמצעות ציאנו-בקטריות.

יש לנו גם מאמרים שחוקרים את הצד הרדיקלי יותר של הטרור פורמינג, כמו האם אנו יכולים לעשות טרופורם של יופיטר ?, האם אנו יכולים לחבל את השמש? ואנחנו יכולים לעשות טרור על חור שחור?

לאסטרונומיה קאסט יש גם פרקים טובים בנושא, כמו פרק 96: Humans to Mar, Part 3 - Terraforming Mars

לקבלת מידע נוסף, בדוק את מאדים בטראפורמיישן ב- NASA Quest! והמסע למאדים של נאס"א.

ואם אתם אוהבים את הסרטון, בואו לבדוק את עמוד הפטרון שלנו וגלו כיצד תוכלו להשיג סרטונים אלה מוקדם תוך כדי לעזור לנו להביא לכם תוכן נהדר יותר!