Vitajte späť v našej prebiehajúcej sérii „Definitívny sprievodca terraformovaním“! Pokračujeme v pohľade na Mesiac a diskutujeme o tom, ako by sa jedného dňa mohol stať vhodným pre ľudské obydlie.
Vedci a futuristi od začiatku vesmíru skúmali myšlienku transformácie iných svetov tak, aby vyhovovali ľudským potrebám. Tento proces, známy ako terraforming, vyžaduje použitie techník environmentálneho inžinierstva na zmenu teploty planéty alebo mesiaca, atmosféry, topografie alebo ekológie (alebo všetkých vyššie uvedených), aby sa stala „podobnejšou Zemi“. Ako najbližšie nebeské telo Zeme bol Mesiac dlho považovaný za potenciálne miesto.
Všetko povedané, kolonizácia a / alebo terraformovanie Mesiaca by bolo porovnateľne ľahké v porovnaní s inými telom. Vzhľadom na svoju blízkosť by sa čas potrebný na prepravu osôb a vybavenia na povrch a z povrchu výrazne znížil, rovnako ako náklady na jeho vykonanie. Okrem toho to znamená, že vyťažené zdroje a výrobky vyrobené na Mesiaci by mohli byť dopravené na Zem za oveľa kratšiu dobu a bolo by tiež možné uskutočniť cestovný ruch.
Mesačná kolonizácia v beletrii:
Téma zakladania ľudských sídiel na Mesiaci je jednou z najpopulárnejších základných sci-fi. A zatiaľ čo drvivá väčšina príbehov zahŕňa lunárne osady postavené na povrchu pomocou zapečatených kupolov alebo pod povrchom, existuje niekoľko príkladov, keď sa samotný mesiac premení na prostredie, ktoré je obývateľné pre ľudí.
Najskorším známym príkladom je možno poviedka „La Journée d’un Parisien au XXIe siècle “(„ Deň Parížana v 21. storočí “), napísaný francúzskym autorom Octave Béllard. Vydané v roku 1910, tento príbeh zahŕňa atmosféru, ktorá sa postupne vytvára a aklimatizuje vegetácia, aby sa z Mesiaca stal útočisko pre ohrozené druhy a ľudské kolonisty.
V roku 1936 americký spisovateľ C.L. Moore napísal Stratený raj, jeden z niekoľkých románov, ktoré sa odohrávajú v jej vesmíre „Northwest Smith“, ktorý sa sústreďuje na vesmírneho pilota a prevádzačku žijúcu v kolonizovanej slnečnej sústave. V tomto románe predstavuje Mesiac ako kedysi úrodné miesto a popisuje, ako sa postupne stala bezvzduchovou pustatinou. V roku 1945 prepustený britský spisovateľ a akademik C. S. Lewis Táto odporná sila, v ktorej je Mesiac (Sulva) označený ako domov rasy extrémnych eugenikov.
Arthur C. Clarke napísal niekoľko románov a poviedok, ktoré zahŕňali lunárne kolónie medzi 50. a 70. rokmi. V roku 1955 napísal Earthlight, v ktorej je na krížovom ohni chytené mesačné osídlenie, keď vypukla vojna medzi Zemou a spojenectvom medzi Marsom a Venušou. V roku 1961 Pád Moondustu bolo zverejnené, kde turistický krížnik (Selene) klesá do prachu Mesiaca.
V roku 1968, Clarkeho kľúčový román 2001: Space Odyssey bol prepustený, ktorého časť sa odohráva na kolonizovanom mesiaci, kde sa nachádza záhadný monolit (známy ako magnetická anomália Tycho alebo TMA-1). Rendezvous s Rámou, ktorý bol vydaný v roku 1973, sa tiež zmienil o osídlenom Mesiaci, ktorý je súčasťou polity spojenej so slnečnou sústavou známou ako Spojené planéty.
Robert A. Heinlein tiež rozsiahle písal o ľudskom osídlení na Mesiaci. Jeden z jeho prvých bol Rolling Stones (1952), ktorá sa sústreďuje na výnimočnú rodinu (Stones), ktorá žije na usadenom mesiaci, ale rozhodne sa odísť, aby preskúmala slnečnú sústavu. V roku 1966 vydal román Hugo Award Mesiac je drsná milenka, v ktorej prevažne podzemná lunárna kolónia dodáva Zemi jedlo a minerály.
Obyvateľstvo, známe ako „šialenci“, je väčšinou potomkom odsúdených (najmä politických väzňov), ktorí žijú pod správou Zeme. Skupina umelcov, ktorí hľadajú umelú inteligenciu, odštartuje povstanie a vybojuje nezávislosť od Zeme. Tretia splátka, Mačka, ktorá prešla stenami (1985) sa koná o pár rokov neskôr na slobode Luna.
V roku 1988 prepustil Kim Stanley Robinson Šialenci, ktorá sa zaoberá skupinou zotročených baníkov, ktorí boli nútení pracovať pod lunárnym povrchom a spustili povstanie. A v poviedke „Byrd Land Six“ (2010) britský autor Alastair Reynolds popisuje kolóniu Mesiaca, ktorá je založená na ťažbe hélia-3. Zoznam pokračuje a doslova stovky (ak nie tisíce) príkladov ľudí žijúcich na Mesiaci v blízkej a vzdialenej budúcnosti.
Štúdia lunárneho osídlenia:
V priebehu posledných niekoľkých desaťročí sa predložilo množstvo návrhov na výstavbu kolónie (alebo kolónií) na Mesiaci. Najviac vznikli s príchodom kozmického veku a programu Apollo. A v posledných rokoch s návrhmi na návrat na Mesiac do roku 2020 sa obnovil záujem o vytvorenie stáleho osídlenia. Existujú však niektoré vedecké návrhy, ktoré predchádzali 20. storočiu.
Napríklad v roku 1638 napísal biskup John Wilkins - anglický duchovný, prírodovedec a člen Kráľovskej spoločnosti - Diskusia o novom svete a inej planéte, v ktorom predpovedal ľudskú kolóniu na Mesiaci. Známy ruský raketový a astronautický vedec Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), ktorý prvýkrát navrhol koncept Výťahu vesmíru, tiež navrhol, že mesačné osídlenie by bolo hlavným krokom v tom, aby sa ľudstvo stalo vesmírnym druhom.
V 50-tych a 60-tych rokoch sa začali návrhy na snehové gule vytvárať so zavedením programu Apollo, kde plány na umiestnenie astronautov na Mesiaci prirodzene viedli k nápadom na vytvorenie stálych základní a dokonca aj osád. V roku 1954 Arthur C. Clarke navrhol vytvorenie mesačnej základne pomocou nafukovacích modulov, ktoré by sa potom izolovali v lunárnom prachu na izoláciu.
Počiatočné osídlenie by si vyžadovalo vybudovanie iglú podobných štruktúr astronautov a nafukovací rádiový stožiar, po ktorom by nasledovalo zriadenie väčšej, stálej kupoly. Jeho návrh tiež požadoval čistenie vzduchu pomocou filtra na báze rias, jadrového reaktora na zabezpečenie energie a elektromagnetických kanónov (t. J. Hromadných vodičov), ktoré spúšťajú náklad a palivo do medziplanetárnych plavidiel vo vesmíre.
V roku 1959 John S. Rinehart - riaditeľ Laboratórneho prieskumu baníctva na banskej škole v Colorade - uverejnil návrh s názvom „Základné kritériá pre budovanie Mesiaca“ v Denník Britskej medziplanetárnej spoločnosti. Tento koncept pre „plávajúcu základňu“ pozostával z polvalca s polovičnými kupolami na oboch koncoch a mikrometeoroidového štítu umiestneného nad základňou. Tento koncept bol založený na vtedy akceptovanej teórii, že na Mesiaci boli oceány prachu, ktoré boli v niektorých oblastiach hlboké až kilometer a pol (1 mi).
Počas tejto éry sa objavilo aj niekoľko plánov pre vojenské zariadenia na Mesiaci. Medzi ne patril Projekt Horizon (1959), plán americkej armády postaviť pevnosť na Mesiaci do roku 1967. Americké letectvo tiež navrhlo projekt Lunex v roku 1961, ktorý predpokladal vytvorenie podzemnej základne leteckých síl na Mesiaci do roku 1967. 1968.
V roku 1962 John DeNike (programový manažér pre pokročilé programy NASA) a Stanley Zahn (technický riaditeľ štúdií lunárneho podložia v vesmírnej divízii spoločnosti Martin) zverejnili návrh s názvom „Lunárny základ“. Ich koncepcia si vyžadovala vytvorenie podpovrchovej základne umiestnenej pri mori pokoja, ktorá by sa spoliehala na jadrové reaktory na energiu a na systém filtrácie vzduchu na báze rias.
V posledných rokoch viaceré vesmírne agentúry vypracovali návrhy na výstavbu kolónií na Mesiaci. V roku 2006 Japonsko oznámilo plány na mesačnú základňu do roku 2030. Rusko predložilo podobný návrh v roku 2007, ktorý by sa mal postaviť v rokoch 2027-32. V roku 2007 Jim Burke z Medzinárodnej vesmírnej univerzity vo Francúzsku navrhol vytvorenie archy Lunar Noem, aby sa zabezpečilo, že ľudská civilizácia prežije kataklyzmatickú udalosť.
V auguste 2014 sa zástupcovia NASA stretli s vedúcimi predstaviteľmi odvetvia, aby prediskutovali nákladovo efektívne spôsoby budovania lunárnej základne v polárnych oblastiach do roku 2022. V roku 2015 NASA načrtla koncepciu osídlenia na Mesiaci, ktorá by sa spoliehala na robotických pracovníkov (známy ako Trans -Formers) a heliostats na vytvorenie mesačného osídlenia okolo južnej polárnej oblasti Mesiaca. A v roku 2016 Johann-Dietrich Wörner, nový šéf ESA, navrhol medzinárodnú dedinu na Mesiaci ako nástupcu medzinárodnej vesmírnej stanice.
Potenciálne metódy:
Pokiaľ ide o terraformovanie Mesiaca, možnosti a výzvy sa veľmi podobajú možnostiam a výzvam Merkúra. Pre začiatočníkov má Mesiac atmosféru, ktorá je taká tenká, že ju možno označiť iba ako exosféru. Okrem toho prchavé prvky, ktoré sú potrebné pre život, sú nedostatočné (t. J. Vodík, dusík a uhlík).
Tieto problémy by sa dali vyriešiť zachytením komét, ktoré obsahujú vodné ľady a prchavé látky, a ich pádom na povrch. Kométy by sublimovali, rozptyľovali by tieto plyny a vodnú paru a vytvorili tak atmosféru. Tieto vplyvy by tiež uvoľnili vodu obsiahnutú v lunárnom regolite, ktorá by sa prípadne mohla akumulovať na povrchu a tvoriť prirodzené vodné útvary.
Prevod hybnosti z tejto kométy by tiež urýchlil rotáciu Mesiaca, čím by sa jeho rotácia zrýchlila, aby už viac nebol uzamknutý. Mesiac, ktorý sa zrýchľoval raz za 24 hodín, by mal stabilný denný cyklus, čo by uľahčilo kolonizáciu a prispôsobenie sa životu na Mesiaci.
Existuje tiež možnosť paraterraformovať časti Mesiaca spôsobom, ktorý by bol podobný terraformnej polárnej oblasti Merkúra. V prípade Mesiaca by sa to malo stať v kráteru Shackleton, kde vedci už našli dôkazy o vodnom ľade. Použitím slnečných zrkadiel a kupoly by sa tento kráter mohol zmeniť na mikroklímu, kde by sa mohli pestovať rastliny a vytvárať priedušná atmosféra.
Možné výhody:
V porovnaní s inými planétami a mesiacmi v slnečnej sústave má kolonizácia a terraformovanie Mesiaca niekoľko výhod. Najviditeľnejšia je jeho blízkosť k Zemi. V porovnaní s Marsom, Venušou, Ortuťou alebo vonkajšou slnečnou sústavou by náklady a čas potrebný na prepravu ľudí a materiálov na Mesiac a z Mesiaca boli podstatne nižšie.
Navyše bombardovanie povrchu kométami by mohlo priniesť atmosféru aj hybnosť potrebnú na to, aby sa planéta roztočila na cyklus podobný Zemi. V porovnaní s planétami ako Mars a Venuša by to na dosiahnutie tohto cieľa vyžadovalo podstatne menej komét - odhadom 100 oproti niekoľkým tisícom.
Prítomnosť vodného ľadu v lunárnej pôde a veľké caches okolo južnej polárnej oblasti by tiež umožnili vytvorenie povrchovej vody (hneď ako sa začne skleníkový efekt). Spolu s kométami, ktoré bombardujú povrch, by sa to dalo dosiahnuť zavedením metánových a amoniakových ľadovcov, ktoré by sa dali zbierať z Mesiaca ako Titan a Kuiperov pás. Dohľad nad úsilím o formovanie terénu by bol ľahší aj vďaka blízkosti Mesiaca a vyžadoval by oveľa menšiu infraštruktúru.
Medzitým by kolónie na Mesiaci ponúkli viac výhod. Miestna základňa zdrojov by poskytla príležitosti na využitie zdrojov in-situ, ako aj suroviny potrebné pre misie hlbšie do vesmíru. Napríklad, pretože Mesiac má podobné zloženie ako Zem, má dostatok minerálov, ktoré by sa mohli ťažiť na použitie späť na Zemi. Lunárny regolit zozbieraný z povrchu by sa mohol použiť na vytvorenie ochrany pred žiarením a vyklenutých osád na povrchu.
Zásobovanie ľadom vodou, ktorá je obzvlášť hojná v južnej polárnej oblasti, by tiež slúžilo ako stabilný zdroj vody pre kolonistov. Hélium-3 by sa dalo ľahko zozbierať, pretože je hojné v hornej vrstve mesolského regolitu na použitie vo fúznych reaktoroch, čím poskytuje čisté a stabilné dodávky energie pre lunárne kolónie a Zem.
Mesačná základňa by tiež mohla slúžiť ako zastávka pre misie ďalej do slnečnej sústavy. NASA odhaduje, že vytvorením lunárnej základne, ktorá by mohla využívať miestnu vodu na výrobu vodíka, by sa mohlo ušetriť miliardy dolárov. Takáto základňa by tiež bola vnútornou súčasťou infraštruktúry, pokiaľ ide o montáž misií s posádkou na Mars a pri výstavbe marťanského osídlenia.
Nižšia gravitácia a úniková rýchlosť Mesiaca tiež znamenajú, že misie vypustené z Mesiaca by na dosiahnutie vesmíru vyžadovali oveľa menej paliva. Rovnaká výhoda by mohla umožniť konštrukciu hromadného vodiča, lunárneho výťahu alebo iné projekty, ktoré sa považujú za príliš drahé alebo náročné na výstavbu na Zemi. Takáto štruktúra by znížila náklady na pohybujúce sa materiály a satelity (napríklad vesmírne solárne energetické sústavy) ešte lacnejšie.
V neposlednom rade by vytvorenie mesačného osídlenia mohlo priniesť cenné informácie, najmä o dlhodobých účinkoch bývania v prostredí s nižšou gravitáciou. Tieto informácie by sa ukázali ako užitočné pri zriaďovaní stálej základne na Marse alebo v iných útvaroch slnečnej sústavy, kde je povrchová gravitácia menšia ako 1 g.
Výhodou je aj prítomnosť stabilných lunárnych lávových trubíc, ktoré sú dostatočne veľké na umiestnenie celých miest. Tieto podzemné prostredia by mohli byť pod tlakom, aby vytvorili priedušnú atmosféru a poskytovali by prirodzené tienenie proti slnečnému žiareniu.
Potenciálne výzvy:
Terraformovanie Mesiaca je tiež spojené s jeho podielom výziev. Pre jedného by zber komét a / alebo ľadovcov z vonkajšej slnečnej sústavy vyžadoval infraštruktúru, ktorá ešte neexistuje a jej vytvorenie by bolo veľmi nákladné. V zásade by boli potrebné stovky kozmických lodí, aby sa dopravili všetky zdroje, a museli by byť vybavení pohonnými systémami, ktoré by mohli urobiť cestu v krátkom čase (ktoré ešte neexistujú).
Aj keď je známe, že predĺžené obdobia strávené v mikrogravitačnom prostredí spôsobujú degeneráciu svalov a stratu kostnej denzity, nie je jasné, aký by účinok nízkej gravitácie na trvalých obyvateľov a deti narodené v takýchto prostrediach. Predpokladá sa, že suchozemské rastliny a zvieratá by mohli byť geneticky upravené tak, aby žili v lunárnom prostredí, nie je však jasné, či by to bolo alebo nebolo úspešné.
Náklady na to všetko by boli samozrejme astronomické a vyžadovali by si viacgeneračný záväzok vzhľadom na množstvo času potrebného na premenu ekológie Mesiaca. Preto je nepravdepodobné, že by sa akékoľvek záväzky vlády alebo medzinárodného orgánu mohli zachovať medzi generáciou a generáciou nasledujúcej.
V prípade povrchovej kolónie existuje aj veľa výziev. Dlhé lunárne noci (354 hodín) by znamenali, že spoliehanie sa na slnečnú energiu by bolo obmedzené na akomkoľvek mieste inom ako polárne oblasti. Okrem toho by výrazné kolísanie teploty bolo také, aby kolónie museli odolávať. Slnečné žiarenie by tiež predstavovalo problém v akomkoľvek sídle umiestnenom na povrchu.
Nedostatok atmosféry zvyšuje pravdepodobnosť, že povrch bude zasiahnutý kométami a pôsobením slnečných lupín. Mesiac tiež periodicky prechádza magnetickou plachtou Zeme a vytvára plazmatický list, ktorý bičuje povrch. Na svetlej strane bombardovanie elektrónmi spôsobuje uvoľňovanie UV fotónov a vytváranie záporného náboja na temnej strane. To by mohlo byť nebezpečné pre všetky sídla na povrchu.
Ako už bolo uvedené, niektoré z týchto problémov je možné vyriešiť vybudovaním osád pod povrchom. Za predpokladu, že by sa tieto osídlenia spoliehali na slnečnú energiu, museli by sa postaviť v blízkosti polárnych oblastí, aby v týchto regiónoch mohli využívať takmer nepretržité svetlo. Alternatívou by bolo vybudovanie fúznych reaktorov, ktoré by mohli využívať miestne hélium-3. Aj tu by boli náklady a čas potrebný na vybudovanie takéhoto riešenia veľmi vysoké.
Opäť sme nútení pýtať sa, prečo by sa mal takýto záväzok vzhľadom na všetky súvisiace výzvy prijať? V prípade mesiaca je odpoveď pomerne jednoduchá. V tomto prípade je možné terraformovanie a kolonizáciu robiť lacnejšie, ľahšie a za oveľa kratšiu dobu. Výhody ľudskej prítomnosti na Mesiaci sú okrem toho početné a zahŕňajú niektoré pomerne lukratívne aspekty, ako je ťažba hélia 3, ťažba lunárneho svetla, lunárne solárne operácie a dokonca aj vytvorenie odvetvia lunárneho cestovného ruchu.
Ale čo je najdôležitejšie, ľudská prítomnosť na Mesiaci (ktorú by sme radi nazvali Lunou, ak existuje) by mohla ľahko slúžiť ako odrazový mostík k vytvoreniu ľudskej prítomnosti na Marse, Venuši a inde v slnečnej sústave. Ak sú k dispozícii zariadenia na doplnenie paliva, doplnenie paliva a opravy, dramaticky by sa znížili náklady na posielanie lodí hlbšie do vesmíru.
Ešte jeden krok v snahe urobiť z ľudstva medziplanetárnu - a možno aj medzihviezdnu - rasu!
Tu sme napísali veľa zaujímavých článkov o terraformingu v časopise Space Magazine. Tu je Definitívny sprievodca terraformovaním, mali by sme Terraform Mars ?, Ako Terraform Mars ?, Ako Terraform Venuša?
Nezabudnite sa tiež pozrieť na Áno, na Mesiaci bola voda a voda na Mesiaci bola vyfúknutá slnečným vetrom.
Máme tiež články, ktoré skúmajú radikálnejšiu stránku terraformingu, ako napríklad Mohli by sme Terraform Jupiter ?, Mohli by sme Terraform The Sun? A Mohli by sme Terraform A Black Hole?
Viac informácií nájdete na mesačnej kolonizácii NASA - energia, sila a život na Mesiaci.
