Życie na Marsie - wyjazd do nowych siedlisk

Cała ludzkość jest zagrożona statusem uchodźcy. Termin „emigracja” - obecnie liczymy miliardy 7,2 - nabiera zupełnie nowego wymiaru. Infrastrukturalnie z pewnością może powodować problemy. Jedno jest pewne: najpóźniej możemy zostawić eleganckie, napędzane paliwami kopalnymi samochody - droga do nowego domu nie jest jeszcze zbudowana.

Oczywiście nadal istnieje wiele warunków do zniszczenia, ale trzeba stawić czoła wyzwaniom. Nawet te przyszłe strategie wyjścia: jakie opcje pozostają, gdy powietrze staje się coraz cieńsze? Opcja pierwsza: zostajemy i łączymy koniec z końcem dzięki nowym osiągnięciom technicznym - na przykład pod dużymi szklanymi kopułami. Opcja druga: pakujemy nasze siedem rzeczy i wyruszamy w nowe, odległe światy.

Dostępne światy

„Myślę, że nasz czas zostanie zapamiętany jako ten, w którym wyruszyliśmy w nowe światy, takie jak późny 15. Wiek za czasów Krzysztofa Kolumba. Możemy założyć, że osoba, która zrobi pierwszy krok na planecie Mars, już się urodziła, „astrofiolog Gernot Grömer przenosi oficjalny wpis na 225 miliony mil, czerwoną planetę w namacalnym czasie.

Przewodniczący Austriackiego Forum Kosmicznego OWF bada przyszłe okoliczności życia na Marsie, a także zna potencjalnych kandydatów do nowej głównej siedziby ludzkości: „Dwoma obecnie najlepiej dostępnymi ciałami niebieskimi są Księżyc i Mars. Zasadniczo interesujące są również lodowe światy w Zewnętrznym Układzie Słonecznym, takie jak księżyc Saturn Enceladus i księżyc Jowisza w Europie. Obecnie znamy osiem miejsc w Układzie Słonecznym, w których możliwa jest woda w stanie ciekłym. ”

osada planeta

marzec
Mars jest czwartą planetą naszego Układu Słonecznego widzianą ze słońca. Jego średnica jest o połowę mniejsza niż średnica Ziemi z prawie 6800 kilometrami, jego objętość to dobre siedemnaście Ziemi. Pomiary radarowe za pomocą sondy Mars Express ujawniły złoża lodu wodnego osadzonego w południowym regionie polarnym Planum Australe.

Enceladus
Enceladus (także Saturn II) jest czternastym i szóstym co do wielkości spośród znanych księżyców 62 planety Saturn. Jest lodowym księżycem i wykazuje aktywność kriowulkaniczną, której bardzo wysokie fontanny cząstek lodu wodnego na półkuli południowej tworzą cienką atmosferę. Te fontanny prawdopodobnie zasilają pierścień E Saturna. W obszarze aktywności wulkanicznej znaleziono również dowody ciekłej wody, dzięki czemu Enceladus jest jednym z możliwych miejsc w Układzie Słonecznym z dogodnymi warunkami do tworzenia życia.

Europa
Europa (w tym Jowisz II), o średnicy 3121 km, jest drugim najbardziej wewnętrznym i najmniejszym z czterech wielkich księżyców planety Jowisz oraz szóstym co do wielkości w Układzie Słonecznym. Europa jest lodowym księżycem. Chociaż temperatura na powierzchni Europy osiąga maksimum -150 ° C, różne pomiary sugerują, że pod wielokilometrowym kadłubem znajduje się ocean ciekłej wody o głębokości 100 km.
Źródło: Wikipedia

Kosmiczni koloniści

Jako wiza dla uchodźców ludzkich obowiązuje przede wszystkim: wiedza techniczna i cierpliwość. Według Grömera, w przyszłości pierwsze małe placówki - takie jak załogowa, stała stacja Marsa - będą rosły coraz bardziej, stając się w końcu niewielkimi osadami: „Wysiłek techniczny związany z utrzymaniem stałej bazy na Księżycu jest na przykład znaczny. Mieszkańcy będą - jak poprzednio pierwsi osadnicy w Nowym Świecie - przede wszystkim zajmować się utrzymaniem infrastruktury i przetrwaniem. ”I stawić czoła nowym zagrożeniom i niebezpieczeństwom: burze radiacyjne, uderzenia meteorytów, słabość techniczna. Astrobiolog: „Ale ludzie są niezwykle zdolni do adaptacji - aby spojrzeć na stale zaludnione Antarktisstationen lub długoterminowe wycieczki statkiem.

„Podobnie jak w przeszłości, pierwsi osadnicy w Nowym Świecie będą przede wszystkim dbać o zachowanie infrastruktury i przetrwanie”.
Gernot Grömer, Austriackie Forum Kosmiczne OWF

Jako pierwszy krok spodziewamy się placówek naukowych, a następnie prawdopodobnie zastosowań przemysłowych, takich jak wydobycie rudy w asteroidach. Mówimy jednak o projektach długoterminowych, które zostaną zrealizowane najwcześniej w nadchodzących dziesięcioleciach. „Większe kolonie nie będą możliwe aż do stuleci - pod warunkiem, że można sprostać różnym wyzwaniom technicznym, takim jak rozwój nowych procesów produkcyjnych i wykorzystanie zamkniętych zasobów.

Warunki wstępne osadnictwa planetarnego

W przeciwieństwie do lotu na stację kosmiczną lub na księżyc, podróż na Marsa lub inne w naszym Układzie Słonecznym zajmuje kilka miesięcy. W rezultacie oprócz siedlisk (przestrzeni mieszkalnych) na planecie i systemu transportu, siedlisko orbitalne odgrywa istotną rolę.

Oprócz odpowiedniej technologii i dostępności obowiązują odpowiednie podstawowe warunki umożliwiające życie na innych planetach. Po pierwsze, musi zaspokoić potrzeby fizjologiczne:

• Ochrona przed szkodliwym wpływem środowiska, takim jak promieniowanie, promieniowanie UV, ekstremalne temperatury ...
• Atmosfera humanitarna, taka jak ciśnienie, tlen, wilgotność, ...
• Grawitacja
• Zasoby: żywność, woda, surowce

Koszt stacji Mars
Dla bazy Marsa rzędu wielkości Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS ​​(tony 5.543) potrzebne są premiery 264 z Ariane 5. Całkowity koszt transportu zostanie wówczas oszacowany na miliard 30. Jest to dziesięciokrotność kosztu transportu stacji orbitalnej. Biorąc pod uwagę teoretyczny udział ISS w kosztach transportu, taka misja kosztowałaby od 250 do 714 miliardów euro.
Oczywiście należy również wziąć pod uwagę niematerialną rentowność, ponieważ badania astronautyczne prowadzą do niezliczonych osiągnięć i wynalazków technologicznych. Ta analiza kosztów służy jedynie do pokazania przybliżonego kosztu.

Terraformowanie w Earth 2.0

Można sobie również wyobrazić terraformowanie, przekształcenie atmosfery w warunki sprzyjające życiu ludzi. Coś, co było niekontrolowane na Ziemi od kilkuset lat. Jednak zgodnie ze standardami technicznymi terraformowanie wiąże się z ogromnym nakładem czasu, ale w zasadzie jest to możliwe. Tak więc, wyjaśnia Grömer, polarne czapy lodowe Marsa, gdy się topią, mogą prowadzić do wzrostu gęstości atmosferycznej. Lub zbiorniki z dużymi glonami w atmosferze Wenus prowadzą do zmniejszenia efektu cieplarnianego na naszej gorącej planecie siostrzanej. Ale to także są scenariusze ćwiczeń dla teoretycznej planetologii. Mamutowe projekty, które mogą wymagać projektowania od tysiącleci.

„Oprócz problemów technicznych uważam, że ekscytujące jest obserwowanie, jak pewnego dnia firmy będą się tam rozwijać. Wiele naszych zasad i konwencji opiera się na warunkach środowiskowych, w których żyjemy - to znaczy, że możemy zobaczyć pojawiające się tutaj nowe formy społeczeństwa ”- mówi Grömer, patrząc w daleką przyszłość ludzkości.
Ale długa kolonizacja odległych światów i księżyców jest jasnym pytaniem o wykorzystanie zasobów. Grömer: „Dla outsourcingu ludzkości nie miałoby to większego sensu, ponieważ wysiłek zachowania ziemi jako siedliska jest łatwiejszy niż umożliwienie ruchów emigracyjnych na dużą skalę”.

Życie w biosferach

Czy to na odległych planetach, czy na ziemi uszkodzonej ekologicznie - kluczową potrzebą na przyszłość jest naukowe zrozumienie ekosystemów i ich ochrony. W wielu przypadkach podjęto już szeroko zakrojone próby, takie jak projekt Biosphere II, aby stworzyć odrębne, niezależne ekosystemy i utrzymać je w perspektywie długoterminowej. Nawet z wyraźnym celem, jakim jest umożliwienie przyszłego siedliska ludziom w ramach konstrukcji kopuły. Z dużym wyprzedzeniem: jak dotąd wszystkie próby się nie udały.

Biosphere II (Infobox) - największy jak dotąd eksperyment - był bardzo ambitny. Wielu międzynarodowych naukowców przygotowuje projekt od 1984. Wstępne testy były obiecujące: John Allen stał się pierwszym człowiekiem, który mieszkał w całkowicie zamkniętym systemie ekologicznym przez trzy dni - z powietrzem, wodą i żywnością produkowanymi w kuli. Dowód na to, że można ustanowić obieg węgla, zaowocował pobytem 21 dla Lindy Leigh.
Na 26. We wrześniu 1991 nadszedł czas: osiem osób odważyło się na eksperyment dwa lata w konstrukcji kopuły z objętością 204.000 metrów sześciennych, aby przetrwać - bez żadnego wpływu z zewnątrz. Przez dwa lata uczestnicy przygotowali się na to ogromne wyzwanie.
Pierwszy sukces technologiczny, rekord świata, został już opublikowany po tygodniu: dzięki oszkleniu o dużej powierzchni, Biosphere II była w stanie skonstruować niewyobrażalnie gęstą konstrukcję: z roczną szybkością wycieku 30 razy większą niż w przypadku promu kosmicznego.

Biosfera II

Biosfera II została zbudowana z 1987 do 1989 na obszarze akrów 1,3 na północ od Tucson w Arizonie (USA) i była próbą ustanowienia zamkniętego ekosystemu i uzyskania długoterminowej. Kompleks kopułowych metrów kwadratowych 204.000 obejmował następujące obszary i związaną z nimi faunę i florę: sawannę, ocean, tropikalny las deszczowy, bagno namorzynowe, pustynię, intensywne rolnictwo i budownictwo mieszkaniowe. Projekt został sfinansowany przez miliardera z USA Edwarda Bassa na kwotę około X milionów dolarów amerykańskich. Oba testy są uważane za nieudane. Od 200 kompleks budynków jest wykorzystywany przez University of Arizona do badań i nauczania. Nawiasem mówiąc, nazwa wskazuje na próbę stworzenia drugiego, mniejszego ekosystemu, zgodnie z którym Ziemia byłaby Biosferą I.

Pierwsza próba miała miejsce od 1991 do 1993 i trwała od 26. 1991 września dwa lata i minuty 20. W tym czasie w kompleksie kopułkowym mieszkało osiem osób - chronione przed światem zewnętrznym, bez wymiany powietrza i materiałów. Dostarczono tylko światło słoneczne i prąd. Projekt zakończył się niepowodzeniem z powodu wzajemnego upośledzenia najróżniejszych czynników i mieszkańców. Na przykład mikroorganizmy glebowe nieoczekiwanie zwiększyły ilość azotu, a owady stały się niezwykle rozpowszechnione.

Drugą próbą był 1994 przez sześć miesięcy. Tutaj również zasadniczo powietrze, woda i żywność zostały wyprodukowane i ponownie przetworzone w ekosystemie.

Klimat i równowaga

Ale potem pierwsza porażka: zjawisko środowiskowe El Nino i towarzyszące mu niezwykłe chmury spowodowały wzrost poziomu dwutlenku węgla i znacznie zmniejszyły fotosyntezę. Już przeludnienie roztoczy i grzybów zniszczyło duże części zbiorów, zapasy żywności były od początku umiarkowane: po roku uczestnicy stracili średnio 16 procent masy ciała.
Wreszcie w kwietniu 1992 kolejny straszny komunikat: biosfera II traci tlen. Niewiele, ale co najmniej 0,3 procent miesięcznie. Czy biosystem może to nadrobić? Ale równowaga symulowanej natury w końcu wymknęła się spod kontroli: poziom tlenu wkrótce spadł do niepokojącego procentu 14,5. W styczniu 2013 ostatecznie musiał zostać zaopatrzony w tlen z zewnątrz - właściwie przedwczesny koniec projektu. Niemniej jednak eksperyment się zakończył: na 26. 1993 we wrześniu, o godzinie 8.20, subskrybenci opuścili biosferę po dwóch latach rysowania. Wniosek: oprócz problemu z oddychaniem, kręgowce używane przez 25 przeżyły tylko sześć, większość gatunków owadów zmarła - szczególnie te, które byłyby konieczne do zapylenia kwiatów roślin, inne populacje, takie jak mrówki, karaluchy i koniki polne, ogromnie wzrosły.

Pomimo wszystkich pierwszych ustaleń: „Przynajmniej od serii eksperymentów Biosphere II zaczynamy rozumieć złożone relacje ekologiczne w tym podejściu. Najważniejsze jest to, że nawet prosta szklarnia ma już niezwykle skomplikowane procesy ”, podsumowuje Gernot Grömer.
W tym sensie jest zadziwiające, że działa ogromny ekosystem, taki jak Ziemia - pomimo wpływu człowieka. Jak długo potrwa od jego mieszkańców? Jedno jest pewne: nowa przestrzeń życiowa nie będzie długo obecna, ani pod szklaną kopułą, ani na odległej gwieździe.

Wywiad

Astrobiolog Gernot Grömer na symulacjach Marsa, przygotowaniach do przyszłych wypraw na czerwoną planetę, przeszkodach technicznych i dlaczego w ogóle powinniśmy podróżować na Marsa.

„Od lat przeprowadzamy symulację Marssimulation i informujemy o tym w licznych publikacjach i specjalistycznych kongresach - w Austrii mogliśmy zająć niszę badawczą na wczesnym etapie, który rozwija się bardzo szybko. Kwintesencja jest dość prosta: diabeł tkwi w szczegółach. Co mam zrobić, jeśli krytyczny element ulegnie awarii na płytce drukowanej w skafandrze? Jak dokładnie wygląda zapotrzebowanie na energię dla statku kosmicznego i ile można oczekiwać od astronautów? Na przyszłe misje musimy zabrać ze sobą - nawet w kosmos - wyjątkowo wysoki poziom reduty, jakości i umiejętności improwizacji. Na przykład drukarki 3D z pewnością będą częścią standardowego wyposażenia stacji księżycowych.

Symulacja na lodowcu Kaunertal
Aktualnie pracujemy nad symulacją Marsa w sierpniu 2015: Na wysokości 3.000 metrów nad poziomem morza na lodowcu Kaunertal będziemy symulować eksplorację lodowca Marsa w warunkach kosmicznych przez dwa tygodnie. Jesteśmy obecnie jedyną grupą w Europie, która prowadzi badania w tym zakresie, więc zainteresowanie międzynarodowe jest odpowiednio wysokie.
Mamy wiele „placów budowy” - od ochrony przed promieniowaniem, wydajnego magazynowania energii, recyklingu wody, a przede wszystkim, jak korzystać z małego zestawu sprzętu i instrumentów laboratoryjnych, aby robić naukę na Marsie tak skutecznie, jak to możliwe. Czego się nauczyliśmy do tej pory: W wielkoskalowej symulacji Marsa na Saharze Północnej byliśmy w stanie wykazać, że życie (kopalne, mikrobiologiczne) w warunkach kosmicznych jest wykrywalne. To może nie brzmieć dużo, ale pokazuje, że w zasadzie powoli uczymy się rozumieć narzędzia i procesy pracy, w ramach których można ukierunkować bezpieczną i naukowo udaną misję.

„Bo tam jest”.
Istnieje wiele zieleni do podróży na Marsa: ciekawość (naukowa), dla niektórych, być może ekonomicznych, spin-offy technologiczne, możliwość pokojowej współpracy międzynarodowej (jak na przykład w Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jako projekt pokojowy od lat 17 ). Najbardziej szczerą odpowiedzią jest jednak to, jak dała Sir Mallory pytanie, dlaczego po raz pierwszy wspiął się na Mount Everest: „Bo tam jest”.
Myślę, że my, ludzie, mamy w sobie coś, co czasami sprawia, że ​​zastanawiamy się, co jest poza horyzontem, a to z kolei ku naszemu zdziwieniu przyczyniło się do przetrwania jako społeczeństwa. My, ludzie, nigdy nie byliśmy pomyślani jako „gatunki regionalne”, ale rozprzestrzeniliśmy się po całej planecie.

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