החיים במאדים - יציאה לבתי גידול חדשים

כל האנושות מאוימת במעמד פליטים. המונח "הגירה" - אנו סופרים כעת מיליארד 7,2 - מקבל מימד חדש לחלוטין. מבחינה תשתית, זה בהחלט יכול לגרום לבעיות. דבר אחד בטוח: נוכל להשאיר את המכוניות השיקיות שלנו, המאובנות עם מאובנים לכל המאוחר לכל המאוחר - הדרך לבית החדש טרם נבנתה.

כמובן שעדיין יש המון סביבה להרוס, אבל צריך להתמודד עם אתגרים. אפילו אותן אסטרטגיות יציאה עתידיות: אילו אפשרויות נשארות כשהאוויר נעשה דק יותר ורזה? אפשרות ראשונה: אנו נשארים ומסיימים להיפגש בזכות הישגים טכניים חדשים - למשל תחת כיפות זכוכית גדולות. אפשרות שנייה: אנו אורזים את שבעת הדברים שלנו ויצאנו לעולמות חדשים ורחוקים.

עולמות הניתנים להשגה

"אני חושב שהזמן שלנו ייזכר כזמן בו יצאנו לעולמות חדשים, כמו ה- 15 המנוח. המאה בזמנים של כריסטופר קולומבוס. אנו יכולים להניח שהאדם שיעשה את הצעד הראשון בכוכב הלכת מאדים, כבר נולד ", האסטרופיולוג גרנות גרומר מעביר את הכניסה הרשמית במרחק של 225 מיליון מיילים מכוכב הלכת האדום תוך זמן מוחשי.

יו"ר פורום החלל האוסטרי OWF בוחן את נסיבות החיים העתידיות במאדים ויודע גם את המועמדים הפוטנציאליים למעון הראשי החדש של האנושות: "שני גופי השמיים הנגישים כיום ביותר הם ירח ומאדים. באופן עקרוני, עולמות הקרח במערכת השמש החיצונית מעניינים גם הם, כמו ירח שבתאי אנצלאדוס וירח יוביה אירופה. נכון לעכשיו אנו מכירים שמונה מקומות במערכת השמש שבהם אפשרי מים נוזליים. "

כוכב התישבות

מַאְדִים
מאדים הוא כוכב הלכת הרביעי במערכת השמש שלנו הנראה מהשמש. קוטרו הוא כמחצית מגודל קוטר כדור הארץ בכמעט 6800 קילומטרים, נפחו הוא שבע עשרה מכדור הארץ. מדידות מכ"ם באמצעות בדיקת Mars Express חשפו משקעים של קרח מים המוטמע באזור הקוטב הדרומי, Planum Australe.

אנסלדוס
אנצלאדוס (גם שבתאי II) הוא הארבעה עשר והששי בגודלו מבין ירחי ה- 62 הידועים של כוכב הלכת שבתאי. זהו ירח קרח ומציג פעילות קריווולקנית שהמזרקות הגבוהות מאוד שלהן של חלקיקי קרח מים בחצי הכדור הדרומי יוצרים אווירה דקה. מזרקות אלה ככל הנראה מזינות את טבעת ה- E של סטורן. בתחום הפעילות הוולקנית נמצאו גם עדויות למים נוזליים, מה שהופך את אנצלדוס לאחד המקומות האפשריים במערכת השמש עם תנאים נוחים ליצירת חיים.

אירופה
אירופה (כולל צדק השני), בקוטר 3121 ק"מ, היא השנייה הפנימית והקטנה ביותר מבין ארבעת הירחים הגדולים של כוכב הלכת צדק, והשישית בגודלה במערכת השמש. אירופה היא ירח קרח. למרות שהטמפרטורה על פני אירופה מגיעה למקסימום של -150 ° C, מדידות שונות מרמזות על כך שיש אוקיאנוס עמוק של 100 של מים נוזליים מתחת לגוף המים המרובה קילומטרים.
מקור: ויקיפדיה

הקולוניאליסטים בחלל

כמו ויזה לפליטים אנושיים חלה מעל הכל: ידע טכני וסבלנות. בעתיד, לדברי גרומר, המאחזים הקטנים, הראשונים - כמו תחנת מאדים קבועה ומאוישת - יגדלו יותר ויותר, ובסופו של דבר יהפכו ליישובים קטנים: "המאמץ הטכני לשמור על בסיס קבוע על הירח, למשל, הוא ניכר. האנשים שם יהיו - כמו בעבר המתיישבים הראשונים בעולם החדש - העוסקים בעיקר בתחזוקת תשתיות והישרדות. "ומתמודדים עם סיכונים וסכנות חדשים: סערות קרינה, השפעות מטאוריטיות, חולשות טכנית. האסטרוביולוג: "אבל בני אדם יכולים להתאמה להפליא - להביט באנטרקטיססטאנה המאוכלסת באופן קבוע, או טיולי ספינות ארוכות טווח.

"כמו בעבר, המתיישבים הראשונים בעולם החדש יעסקו בעיקר בשימור תשתיות והישרדות."
גרנות גרומר, פורום החלל האוסטרי OWF

כצעד ראשון אנו צופים מאחזים מדעיים, ואולי אחריהם יישומים תעשייתיים כמו כריית עפרות באסטרואידים. עם זאת, אנו מדברים על פרויקטים ארוכי טווח אשר יתגשמו בעשורים הקרובים לכל המוקדם. "מושבות גדולות יותר לא יתאפשרו עד מאות שנים - בתנאי שניתן יהיה לשלוט באתגרים טכניים שונים כמו פיתוח תהליכי ייצור חדשים וניצול משאבים סגור.

תנאים מוקדמים להתיישבות פלנטרית

שלא כמו טיסה לתחנת חלל או לירח, טיול למאדים או אחר במערכת השמש שלנו אורך מספר חודשים. כתוצאה מכך, בנוסף לבתי גידול (חללים ראויים למגורים) בכוכב הלכת ובמערכת התובלה ובית גידול מסלולי יש תפקיד חיוני.

מלבד הטכנולוגיה והנגישות המתאימים, התנאים הבסיסיים התואמים חלים על מנת לאפשר חיים בכוכבי לכת אחרים. ראשית, הוא צריך לענות על צרכים פיזיולוגיים:

• הגנה מפני השפעות סביבתיות מזיקות, כמו קרינה, אור UV, קצוות טמפרטורה ...
• אווירה אנושית, כגון לחץ, חמצן, לחות, ...
• כּוֹחַ הַכּוֹבֶד
• מקורות: מזון, מים, חומרי גלם

עלות תחנת מאדים
לבסיס מאדים בסדר גודל של תחנת החלל הבינלאומית ISS (5.543 טון) יש צורך בערך שיגורי 264 עם Ariane 5. לאחר מכן עלות ההובלה תוערך בכ- 30 מיליארד דולר. זה פי עשרה מעלות ההובלה של תחנת מסלול. אם לוקחים בחשבון את נתחי עלות ההובלה התיאורטית של ה- ISS, משימה כזו תעלה בין 250-714 מיליארד יורו.
כמובן שצריך לקחת בחשבון גם רווחיות לא מהותית, מכיוון שמחקר האסטרונאוטיקה מביא לאינספור התפתחויות והמצאות טכנולוגיות. ניתוח עלות זה משמש רק להצגת העלות המשוערת.

טרור פורמינג בכדור הארץ 2.0

ניתן להעלות על הדעת גם טרפורפורמציה, טרנספורמציה של אווירה לתנאים המאפשרים חיים של אנשים. משהו שלא נשלט על כדור הארץ במשך כמה מאות שנים. עם זאת, על פי התקנים הטכניים, טרפורמציה קשורה להוצאות זמן אדירות, אך בעיקרון אפשריות. לפיכך, מסביר גרומר, כובעי הקרח הקוטביים של מאדים, כאשר הם נמסים, עלולים להוביל לעלייה בצפיפות האטמוספירה. או שמכלי אצות בקנה מידה גדול באטמוספירת ונוס מובילים להפחתת אפקט החממה בכוכב אחותנו החם. אך גם אלה הם תרחישי תרגול לפלנטולוגיה תיאורטית. פרויקטים ענקיים שאולי צריכים להיות מתוכננים במשך אלפי שנים.

"בנוסף לאתגרים הטכניים, אני מרגש לראות איך חברות יתפתחו יום אחד שם. רבים מהכללים והמוסכמות שלנו מבוססים על התנאים הסביבתיים בהם אנו חיים - כלומר אנו עשויים לראות צורות חדשות של חברה המתעוררות כאן ", אומר גרומר, מביט לעתידה הרחוק של האנושות.
אולם ההתיישבות הארוכה של עולמות וירחים רחוקים היא שאלה ברורה של השימוש במשאבים. גרומר: "למיקור חוץ של האנושות, זה לא היה הגיוני, מכיוון שהמאמץ לשמור על האדמה כבית גידול הוא קל יותר מאשר לאפשר תנועות הגירה רחבות היקף."

החיים בביוספירות

בין אם על כוכבי לכת רחוקים ובין אם על אדמה פגועה אקולוגית - צורך מכריע בעתיד הוא ההבנה המדעית של מערכות אקולוגיות ושמירתם. במקרים רבים כבר נעשו ניסיונות גדולים, כמו פרויקט ביוספרה II, ליצור מערכות אקולוגיות מובחנות ועצמאיות ולתחזק אותן לטווח הרחוק. אפילו עם המטרה הברורה לאפשר בית גידול עתידי לבני אדם תחת מבנה כיפה. כל כך הרבה מראש: עד כה כל הניסיונות נכשלו.

Biosphere II (Infobox) - הניסוי הגדול ביותר עד כה - היה שאפתני ביותר. מספר מדענים בינלאומיים מכינים את הפרויקט מאז ה- 1984. ריצות הבדיקה הראשונות היו מבטיחות: ג'ון אלן הפך לאדם הראשון שחי במערכת אקולוגית סגורה לחלוטין במשך שלושה ימים - עם אוויר, מים ומזון שיוצרו בתחום. ההוכחה לכך שניתן ליצור מחזור פחמן הביאה להישאר של 21 עבור לינדה ליי.
ב- 26. ספטמבר ה- 1991 הגיע הזמן: שמונה אנשים העזו את הניסוי שנתיים במבנה הכיפה בנפח של 204.000 מעוקב כדי לשרוד - ללא כל השפעה מבחוץ. במשך שנתיים המשתתפים נערכו לאתגר עצום זה.
הצלחה טכנולוגית ראשונה, שיא עולמי, פורסמה כבר לאחר שבוע: בזיגוג שטחים גדולים, ביוספרה II הצליחה לבנות קונסטרוקציה צפופה עד כה שלא ניתן להעלות על הדעת: עם קצב דליפה שנתי של עשרה אחוזים פי 30 צפוף יותר ממעבורת חלל.

ביוספרה II

ביוספרה II נבנתה מ- 1987 ל- 1989 על שטח של דונם 1,3 צפונית לטוסון, אריזונה (ארה"ב) והייתה ניסיון להקים מערכת אקולוגית סגורה ולקבלת טווח ארוך. מתחם הכיפה 204.000 מטר מעוקב כלל את האזורים הבאים והחי והצומח הנלווים אליו: סוואנה, אוקיינוס, יער גשם טרופי, ביצת מנגרובים, מדבר, חקלאות אינטנסיבית ודיור. הפרויקט מומן על ידי המיליארדר האמריקני אדוארד בס בסביבות 200 מיליון דולר אמריקאי. שתי הבדיקות נחשבות ככושלות. מאז 2007, מתחם הבניין משמש את אוניברסיטת אריזונה למחקר והוראה. אגב, השם הוא אינדיקציה לניסיון ליצור מערכת אקולוגית שנייה וקטנה יותר, לפיה כדור הארץ יהיה ביוספרה 1.

הניסיון הראשון התרחש מ- 1991 ל- 1993 ונמשך מ- 26. ספטמבר 1991 שנתיים ו- 20 דקות. בתקופה זו התגוררו שמונה אנשים במתחם הכיפה - מוגנים מהעולם החיצון, ללא חילופי אוויר וחומרים. רק אור שמש וחשמל סופקו. הפרויקט נכשל עקב ליקוי הדדי של הגורמים והתושבים המגוונים ביותר. לדוגמה, מיקרואורגניזמים של אדמה הגדילו במפתיע את כמות החנקן, וחרקים הפכו לנפוצים ביותר.

הניסיון השני היה 1994 במשך שישה חודשים. גם כאן, בעיקר אוויר, מים ומזון יוצרו ועובדו מחדש במערכת האקולוגית.

אקלים ואיזון

אבל אז המפלגה הראשונה: התופעה הסביבתית של אל נינו והעננים יוצאי הדופן הנלווים לכך גרמו לעלייה ברמות הפחמן הדו-חמצני והפחיתו מאוד את הפוטוסינתזה. אוכלוסיית יתר של קרדית ופטריות הרסה כבר חלקים גדולים מהיבול, אספקת המזון הייתה בינונית מההתחלה: לאחר שנה, המשתתפים איבדו בממוצע 16 אחוז ממשקל גופם.
לבסוף, באפריל 1992 ההודעה הנוראה הבאה: ביוספרה II מאבדת חמצן. לא הרבה, אבל לפחות 0,3 אחוזים בחודש. האם המערכת הביולוגית יכולה לפצות על כך? אבל שיווי המשקל של הטבע המדמה סוף סוף יצאו מכלל שליטה: רמת החמצן צנחה עד מהרה לאחוז 14,5 מדאיג. בינואר סוף סוף היה צריך לספק 2013 חמצן מבחוץ - למעשה הסוף המוקדם של הפרויקט. עם זאת, הניסוי הסתיים: ב- 26. בספטמבר 1993, בשעה 8.20 בערב, המנויים עזבו את הביוספרה לאחר שנתיים של ציור. המסקנה: מלבד בעיית הנשימה, חוליות החוליות ששימשו את 25 שרדו רק שישה, רוב מיני החרקים מתו - במיוחד אלה שהיו נחוצים להאבקה של פריחת הצומח, אוכלוסיות אחרות כמו נמלים, ג'וקים וחגבים גדלו מאוד.

למרות כל הממצאים הראשונים: "לפחות מאז סדרת הניסויים של ביוספרה II, אנו מתחילים להבין מערכות יחסים אקולוגיות מורכבות בגישה. בשורה התחתונה, אפילו לחממה פשוטה יש כבר תהליכים מורכבים להפליא ", מסכמת גרנות גרומר.
במובן זה מדהים שמערכת אקולוגית ענקית כמו כדור הארץ עובדת - למרות השפעת האדם. כמה זמן זה ייקח לתושביה? דבר אחד בטוח: חלל המגורים החדש לא יהיה שם זמן רב, לא תחת כיפת זכוכית ולא על כוכב רחוק.

ראיון אישי

האסטרוביולוג גרנות גרומר על סימולציות המאדים, ההכנות למשלחות עתידיות לכוכב האדום, מכשולים טכניים ומדוע כדאי לנו לנסוע למאדים בכלל.

"אנו מבצעים Marssimulation במשך שנים ומתקשרים זאת במספר רב של פרסומים וקונגרסים מומחים - באוסטריה הצלחנו לכבוש נישה מחקרית בשלב מוקדם, שמתפתח במהירות רבה. המוות הוא די פשוט: השטן הוא בפרטי. מה עלי לעשות אם רכיב קריטי נכשל בלוח מעגלים בחליפת החלל? איך בדיוק נראית דרישת האנרגיה לחלליות וכמה אתה יכול לצפות לאסטרונאוט? למשימות עתידיות עלינו להביא איתנו - אפילו לנסיעות בחלל - רמות גבוהות במיוחד של ספקות, איכות ויכולת לאלתר. לדוגמה, מדפסות 3D בוודאי יהיו חלק מהציוד הסטנדרטי של תחנות ירח.

הדמיה בקרחון Kaunertal
אנו עובדים כרגע על הדמיה של מאדים באוגוסט 2015: בגובה 3.000 מטר מעל פני הים בקרחון Kaunertal, אנו מדמים את הבדיקה של קרחון מאדים בתנאי שטח במשך שבועיים. אנו כרגע הקבוצה היחידה באירופה שעושה מחקר בנושא, כך שהאינטרסים הבינלאומיים הם במידה רבה.
יש לנו "אתרי בנייה" רבים - החל מיגון קרינה, אחסון אנרגיה יעיל, מיחזור מים, ויותר מכל, כיצד להשתמש בסט ציוד קטן ומכשירי מעבדה כדי לעשות מדע בצורה יעילה ככל האפשר במאדים. מה למדנו עד כה: בסימולציית מאדים בהיקף נרחב בצפון סהרה הצלחנו להראות כי חיים (מאובנים, מיקרוביאלים) חיים בתנאי חלל ניתנים לגילוי. זה אולי לא נשמע כמו הרבה, אבל זה מראה שבעיקרון אנו לאט לאט לומדים להבין את הכלים ותהליכי העבודה שבהם ניתן למקד משימה בטוחה ומוצלחת מדעית.

"כי זה שם".
יש הרבה ירוקים סביב לנסוע למאדים: הסקרנות (המדעית), עבור כמה, אולי שיקולים כלכליים, ספינ-אופים טכנולוגיים, האפשרות לשיתוף פעולה בינלאומי שליו (כפי שחיה למשל בתחנת החלל הבינלאומית כפרויקט שלום מאז 17 שנים ). התשובה הכנה ביותר, עם זאת, היא איך היא נתנה לסר מלורי לשאלה מדוע טיפס לראשונה על הר אוורסט: "כי זה שם".
אני חושב שיש לנו בני אדם משהו שלעיתים גורם לנו לתהות מה מעבר לאופק וזה, בתורו, לתדהמתנו, תרם להישרדות כחברה. אנו בני האדם מעולם לא נועדו כ"מינים אזוריים ", אלא פרוסים על פני כדור הארץ."

תמונה / וידאו: Shutterstock, imgkid.com, קטיה זאנלה-קוק.