Dzīve uz Marsa - izlidošana jaunos biotopos

Visai cilvēcei draud bēgļa statuss. Termins "emigrēt" - tagad mēs skaitām 7,2 miljardus - iegūst pilnīgi jaunu dimensiju. Infrastruktūras ziņā tas noteikti varētu radīt problēmas. Viena lieta ir droša: vēlākais, vēlākais, mēs varam atstāt savas šiksās, fosilās automašīnas, vēlākais - ceļš uz jaunajām mājām vēl nav uzbūvēts.

Protams, iznīcināšanai joprojām ir ļoti daudz vides, taču ir jāsaskaras ar izaicinājumiem. Pat tās nākotnes izejas stratēģijas: kādas iespējas paliek, ja gaiss kļūst plānāks un plānāks? Pirmais variants: mēs paliekam un savilkam galus, pateicoties jauniem tehniskiem sasniegumiem - piemēram, zem lieliem stikla kupoliem. Otrais risinājums: mēs iesaiņojam savas septiņas lietas un dodamies uz jaunu, tālu pasauli.

Sasniedzamās pasaules

"Es domāju, ka mūsu laiks tiks atcerēts kā tas, kurā mēs devāmies uz jaunām pasaulēm, piemēram, vēlo 15. Gadsimts Kristofera Kolumba laikos. Mēs varam pieņemt, ka cilvēks, kurš spers pirmo soli uz planētas Marss, jau ir dzimis, "astrofiologs Gernots Grēmers pārvieto oficiālo ierakstu uz 225 miljonu jūdžu attālumā esošo sarkano planētu reālā laika posmā.

Austrijas kosmosa foruma OWF priekšsēdētājs pēta nākotnes dzīves apstākļus uz Marsa un arī zina potenciālos kandidātus uz jauno galveno cilvēces dzīvesvietu: "Divas šobrīd vislabāk pieejamās debess ķermeņa ir Mēness un Marss. Principā interesantas ir arī ārējās Saules sistēmas ledus pasaules, piemēram, Saturna mēness Enceladus un Jovian moon Europe. Pašlaik mēs zinām astoņas vietas Saules sistēmā, kur ir iespējams šķidrs ūdens. "

norēķins planēta

marts
Marss ir mūsu saules sistēmas ceturtā planēta, kas redzama no saules. Tās diametrs ir apmēram uz pusi mazāks nekā Zemes diametrs ar gandrīz 6800 kilometriem, tā tilpums ir labs septiņpadsmit no Zemes. Radara mērījumi, izmantojot zondi Mars Express, atklāja ūdens ledus nogulsnes, kas iestrādātas dienvidu polārajā reģionā Planum Australe.

Encelads
Enceladus (arī Saturns II) ir četrpadsmitais un sestais lielākais no Saturna planētas 62 zināmajiem pavadoņiem. Tas ir ledus mēness un uzrāda kriovulkānu aktivitātes, kuru ļoti augstās ūdens ledus daļiņu strūklakas dienvidu puslodē rada plānu atmosfēru. Šīs strūklakas, iespējams, baro Saturna E-gredzenu. Vulkāniskās aktivitātes jomā ir atrasti arī šķidrā ūdens pierādījumi, padarot Enceladu par vienu no iespējamām vietām Saules sistēmā ar labvēlīgiem apstākļiem dzīvības radīšanai.

Eiropa
Eiropa (ieskaitot Jupiteru II), kuras diametrs ir 3121 km, ir otrais iekšējais un mazākais no četriem planētas Jupitera lielajiem pavadoņiem un sestais lielākais Saules sistēmā. Eiropa ir ledus mēness. Kaut arī temperatūra uz Eiropas virsmas sasniedz maksimumu -150 ° C, dažādi mērījumi liecina, ka zem daudzkilometru ūdens korpusa ir 100 km dziļš šķidra ūdens okeāns.
Avots: Wikipedia

Kosmosa koloniālisti

Kā vīza cilvēku bēgļiem attiecas galvenokārt uz tehniskajām zināšanām un pacietību. Nākotnē, pēc Grēmera teiktā, pirmie, mazie priekšējie posteņi - piemēram, apkalpota, pastāvīga Marsa stacija - pieaugs arvien vairāk, galu galā kļūstot par mazām apmetnēm: "Tehniskie centieni, piemēram, uzturēt pastāvīgu bāzi uz Mēness, ir ievērojami. Cilvēki, kas tur atradīsies, kā pirmie kolonisti Jaunajā pasaulē, galvenokārt būs saistīti ar infrastruktūras uzturēšanu un izdzīvošanu. "Un tie saskaras ar jauniem riskiem un briesmām: radiācijas vētrām, meteorīta triecieniem, tehniskiem traucējumiem. Atrobiologs: "Bet cilvēki ir neticami pielāgojami - lai apskatītu pastāvīgi apdzīvoto Antarktisstationen vai ilgtermiņa kuģu braucienus.

"Tāpat kā iepriekš, pirmie kolonisti Jaunajā pasaulē galvenokārt būs saistīti ar infrastruktūras saglabāšanu un izdzīvošanu."
Gernots Grēmers, Austrijas kosmosa forums OWF

Kā pirmo soli mēs sagaidām zinātniskos resursus, kam, iespējams, sekos rūpnieciski lietojumi, piemēram, rūdas ieguve asteroīdos. Tomēr mēs runājam par ilgtermiņa projektiem, kas tiks realizēti ne ātrāk kā nākamajās desmitgadēs. "Lielākas kolonijas nebūs iespējamas līdz gadsimtiem ilgi - ar nosacījumu, ka var apgūt dažādas tehniskas problēmas, piemēram, jaunu ražošanas procesu attīstību un slēgtu resursu izmantošanu.

Priekšnoteikumi planētu izvietojumam

Atšķirībā no lidojuma uz kosmosa staciju vai mēness, ceļojums uz Marsu vai citu mūsu Saules sistēmā notiek vairākus mēnešus. Tā rezultātā papildus biotopiem (apdzīvojamām telpām) uz planētas un transporta sistēmai, kā arī orbītas dzīvotnei ir būtiska loma.

Bez atbilstošas ​​tehnoloģijas un pieejamības, dzīvībai uz citām planētām tiek piemēroti attiecīgie pamatnosacījumi. Pirmkārt, tam ir jāatbilst fizioloģiskajām vajadzībām:

• Aizsardzība pret kaitīgu vides ietekmi, piemēram, starojumu, ultravioleto gaismu, galējām temperatūras ...
• Humāna atmosfēra, piemēram, spiediens, skābeklis, mitrums, ...
• Gravitācija
• Resursi: pārtika, ūdens, izejvielas

Marsa stacijas izmaksas
Marsa bāzei Starptautiskās kosmosa stacijas ISS lieluma secībā (5.543 tonnas) nepieciešami aptuveni 264 palaišanas gadījumi ar Ariane 5. Tad kopējās transporta izmaksas tiks lēstas 30 miljardos. Tas ir desmit reizes lielāks par orbītas stacijas transporta izmaksām. Ņemot vērā ISS teorētiskās transporta izmaksu daļas, šāda misija izmaksātu no 250-714 miljardiem eiro.
Protams, jāņem vērā arī nemateriālā rentabilitāte, jo astronautikas pētījumu rezultāts ir neskaitāmas attīstības un tehnoloģiski izgudrojumi. Šī izmaksu analīze paredzēta tikai aptuveno izmaksu parādīšanai.

Teorētiski veidojas Zeme 2.0

Tāpat ir iedomājama terases veidošana, atmosfēras pārveidošana cilvēku dzīves apstākļus veicinošos apstākļos. Kaut kas uz Zemes nekontrolēts vairākus simtus gadu. Saskaņā ar tehniskajiem standartiem, tomēr reljefa veidošana ir saistīta ar milzīgu laika tērēšanu, taču principā ir iespējama. Tādējādi, skaidro Grēmers, Marsa polārie ledus vāciņi, kad tie izkusīs, varētu izraisīt atmosfēras blīvuma palielināšanos. Vai arī liela mēroga aļģu tvertnes Venēras atmosfērā samazina siltumnīcas efektu mūsu karstajā māsas planētā. Bet arī šie ir teorētiskās planetoloģijas vingrinājumu scenāriji. Mamutu projekti, kas, iespējams, būs jāizstrādā gadu tūkstošiem ilgi.

"Papildus tehniskajiem izaicinājumiem man ir aizraujoši redzēt, kā uzņēmumi kādu dienu tur attīstīsies. Daudzi mūsu noteikumi un konvencijas ir balstīti uz vides apstākļiem, kādos mēs dzīvojam, tas ir, mēs varam redzēt, ka šeit parādās jaunas sabiedrības formas, "saka Grēmers, skatoties uz tālo cilvēces nākotni.
Bet tālo pasauļu un pavadoņu ilgstošā kolonizācija ir skaidrs resursu izmantošanas jautājums. Grēmers: "Cilvēces ārpakalpojumiem tam nebūtu lielas jēgas, jo centieni saglabāt zemi kā biotopu ir vieglāki nekā liela mēroga emigrācijas kustību nodrošināšana."

Dzīve biosfērās

Neatkarīgi no tā, vai uz planētām atrodas tālu, vai uz ekoloģiski bojātas zemes - būtiska nākotnes vajadzība ir zinātniskā izpratne par ekosistēmām un to saglabāšanu. Daudzos gadījumos jau ir veikti liela mēroga mēģinājumi, piemēram, Biosfēras II projekts, izveidot atšķirīgas, neatkarīgas ekosistēmas un uzturēt tās ilgtermiņā. Pat ar skaidru mērķi ļaut cilvēkiem nākotnē veidot dzīvotni zem kupola konstrukcijas. Tik daudz iepriekš: līdz šim visi mēģinājumi ir bijuši neveiksmīgi.

Biosfēra II (informācijas lodziņš) - līdz šim lielākais eksperiments - bija ļoti vērienīgs. Kopš 1984 projektu ir sagatavojuši daudzi starptautiski zinātnieki. Sākotnējie izmēģinājuma braucieni bija daudzsološi: Džons Allens kļuva par pirmo cilvēku, kurš trīs dienas dzīvoja pilnībā noslēgtā ekoloģiskā sistēmā - ar gaisu, ūdeni un sfērā ražotu pārtiku. Pierādījums, ka var izveidot oglekļa ciklu, Lindai Leigh palika 21.
Uz 26. 1991 septembris bija pienācis laiks: astoņi cilvēki divus gadus uzdrošinājās eksperimentēt kupola konstrukcijā ar 204.000 kubikmetru tilpumu, lai izdzīvotu - bez jebkādas ietekmes no ārpuses. Divus gadus dalībnieki bija sagatavojušies šim milzīgajam izaicinājumam.
Pirmie tehnoloģiskie panākumi, pasaules rekords, tika publicēti jau pēc nedēļas: Izmantojot plaša laukuma stiklojumu, Biosfēra II līdz šim ir spējusi uzbūvēt neiedomājami blīvu konstrukciju: ar gada noplūdes ātrumu desmit procenti 30 reizes blīvāka nekā kosmosa atspole.

II biosfēra

Biosfēra II tika uzcelta no 1987 līdz 1989 apgabalā 1,3 akriem uz ziemeļiem no Tuksona, Arizonā (ASV), un tas bija mēģinājums izveidot slēgtu ekosistēmu un iegūt ilgtermiņa. 204.000 kubikmetru kupola kompleksā ietilpa šādas teritorijas un ar tām saistītā fauna un flora: savanna, okeāns, tropiskie lietus meži, mangrovju purvs, tuksnesis, intensīva lauksaimniecība un mājokļi. Projektu ir finansējis ASV miljardieris Edvards Bass aptuveni 200 miljonu ASV dolāru apmērā. Abas pārbaudes tiek uzskatītas par neveiksmīgām. Kopš 2007 ēku kompleksu Arizonas universitāte izmantoja pētniecībai un mācīšanai. Starp citu, nosaukums ir norāde uz mēģinājumu izveidot otru, mazāku ekosistēmu, saskaņā ar kuru zeme būtu I biosfēra.

Pirmais mēģinājums notika no 1991 līdz 1993 un ilga no 26. 1991 septembris - divi gadi un 20 minūtes. Šajā periodā kupola kompleksā dzīvoja astoņi cilvēki - pasargāti no ārpasaules, bez gaisa un materiālu apmaiņas. Tika piegādāta tikai saules gaisma un elektrība. Projekts cieta neveiksmi dažādu faktoru un iedzīvotāju savstarpējo traucējumu dēļ. Piemēram, augsnes mikroorganismi negaidīti ir palielinājuši slāpekļa daudzumu, un kukaiņi ir kļuvuši ārkārtīgi izplatīti.

Otrais mēģinājums bija 1994 sešus mēnešus. Arī šeit galvenokārt ekosistēmā tika ražots un pārstrādāts gaiss, ūdens un pārtika.

Klimats un līdzsvars

Bet tad pirmais trūkums: El Nino vides parādība un vienlaikus esošie ārkārtējie mākoņi izraisīja oglekļa dioksīda līmeņa paaugstināšanos un ievērojami samazināja fotosintēzi. Jau ērču un sēnīšu pārslodze bija iznīcinājusi lielas ražas daļas, un pārtikas piedāvājums jau no paša sākuma bija mērens: Pēc viena gada dalībnieki bija zaudējuši vidēji 16 procentus no ķermeņa svara.
Visbeidzot, 1992 aprīlī, nākamais briesmīgais ziņojums: Biosfēra II zaudē skābekli. Nav daudz, bet vismaz 0,3 procenti mēnesī. Vai biosistēma to var kompensēt? Bet imitētās dabas līdzsvars beidzot izgāja no rokām: skābekļa līmenis drīz bija samazinājies līdz satraucošajam 14,5 procentiem. Janvārī 2013 beidzot bija jāpiegādā ar skābekli no ārpuses - faktiski priekšlaicīga projekta beigām. Neskatoties uz to, eksperiments beidzās: uz 26. 1993 septembris plkst. 8.20 pēc abonentiem pēc divu gadu zīmēšanas pameta biosfēru. Secinājums: izņemot gaisa elpošanas problēmu, mugurkaulnieki, kurus izmantoja 25, bija izdzīvojuši tikai seši, vairums kukaiņu sugu bija gājuši bojā - īpaši tās, kas būtu vajadzīgas ziedu galvu apputeksnēšanai, un citas populācijas, piemēram, skudras, tarakāni un sienāži, ir ārkārtīgi palielinājušās.

Neskatoties uz visiem pirmajiem atklājumiem: "Vismaz kopš Biosfēras II eksperimentu sērijas mēs sākam saprast sarežģītas ekoloģiskās attiecības pieejā. Galvenais ir tas, ka pat vienkāršā siltumnīcā jau ir pārsteidzoši sarežģīti procesi, "secina Gernot Grömer.
Šajā ziņā ir pārsteidzoši, ka, neraugoties uz cilvēka ietekmi, darbojas tāda milzīga ekosistēma kā Zeme. Cik ilgi tas būs atkarīgs no tā iedzīvotājiem? Viens ir skaidrs: jaunā dzīves telpa ilgi nebūs tur, ne zem stikla kupola, ne uz tālas zvaigznes.

intervija

Astrobiologs Gernots Grēmers par Marsa simulācijām, gatavošanos turpmākajām ekspedīcijām uz sarkano planētu, tehniskajiem šķēršļiem un kāpēc vispār vajadzētu ceļot uz Marsu.

"Mēs gadiem ilgi veicām Marssimulāciju un paziņojam par to daudzās publikācijās un speciālistu kongresos - Austrijā mēs jau agrīnā posmā varējām ieņemt pētniecības nišu, kas attīstās ļoti strauji. Kvintesence ir pavisam vienkārša: velns ir sīkumos. Ko darīt, ja kritiska sastāvdaļa sabojājas kosmosa plates shēmā? Cik precīzi izskatās enerģijas pieprasījums pēc kosmosa kuģiem un cik daudz jūs varat sagaidīt astronautu? Turpmākajām misijām, kas mums ir jānes sev līdzi - pat ceļojumiem kosmosā -, ir ārkārtīgi augsts pārtaisīšanas līmenis, kvalitāte un spēja improvizēt. Piemēram, 3D printeri noteikti būs daļa no Mēness staciju standarta aprīkojuma.

Simulācija Kaunertāla ledājā
Pašlaik mēs strādājam pie Marsa simulācijas 2015 augustā: 3.000 metros virs jūras līmeņa Kaunertal ledājā divas nedēļas simulēsim Marsa ledāja izpēti kosmosa apstākļos. Pašlaik mēs esam vienīgā grupa Eiropā, kas veic pētījumu par to, tāpēc starptautiskā interese ir attiecīgi liela.
Mums ir daudz "būvlaukumu" - no radiācijas vairoga, efektīvas enerģijas uzkrāšanas, ūdens pārstrādes un, pats galvenais, kā izmantot nelielu aprīkojuma un laboratorijas instrumentu komplektu, lai pēc iespējas efektīvāk veiktu zinātni uz Marsa. Ko mēs esam uzzinājuši līdz šim: Liela mēroga Marssimulācijā Ziemeļsahārā mēs varējām parādīt, ka (fosilā, mikrobu) dzīvība kosmosa apstākļos ir nosakāma. Tas var neizklausīties daudz, bet tas parāda, ka principā mēs lēnām mācāmies izprast rīkus un darba procesus, uz kuriem var orientēt drošu un zinātniski veiksmīgu misiju.

"Jo tas tur ir".
Lai ceļotu uz Marsu, ir daudz zaļumu: (zinātniska) zinātkāre, kas saistīta ar dažiem, iespējams, ekonomiskiem apsvērumiem, tehnoloģiskiem spin-offiem, mierīgas starptautiskas sadarbības iespēja (jo kopš 17 gadiem tā ir dzīvojusi, piemēram, Starptautiskajā kosmosa stacijā kā miera projekts) ). Visgodīgākā atbilde tomēr ir, kā viņa uzdeva Seram Maljēram jautājumu, kāpēc viņš vispirms uzkāpa Everesta kalnā: "Tāpēc, ka tas tur ir".
Es domāju, ka mums, cilvēkiem, ir kaut kas mūsos, kas dažreiz liek aizdomāties par to, kas atrodas ārpus horizonta, un tas, savukārt, mūsu izbrīnam, ir veicinājis sabiedrības kā izdzīvošanu. Mēs, cilvēki, nekad nebijām domāti kā “reģionālās sugas”, bet gan izplatīti pa visu planētu ”.

Foto / video: Shutterstock, imgkid.com, Katja Zanella-Kux.