Cuộc sống trên sao Hỏa - ​​Khởi hành vào môi trường sống mới

Cả nhân loại bị đe dọa với tình trạng tị nạn. Thuật ngữ "di cư" - chúng tôi hiện tính tỷ tỷ 7,2 - mang một khía cạnh hoàn toàn mới. Cơ sở hạ tầng, nó chắc chắn có thể gây ra vấn đề. Một điều chắc chắn là: chúng ta có thể để những chiếc xe hơi hóa thạch sang trọng của mình muộn nhất - con đường đến ngôi nhà mới chưa được xây dựng.

Tất nhiên, vẫn còn rất nhiều môi trường để phá hủy, nhưng phải đối mặt với những thách thức. Ngay cả những chiến lược thoát hiểm trong tương lai: những lựa chọn nào còn lại khi không khí ngày càng mỏng hơn? Lựa chọn thứ nhất: Chúng tôi ở lại và kết thúc cuộc gặp gỡ nhờ vào những thành tựu kỹ thuật mới - ví dụ dưới mái vòm kính lớn. Lựa chọn thứ hai: Chúng tôi gói bảy thứ của mình và lên đường đến những thế giới mới, xa xôi.

Thế giới có thể tiếp cận

"Tôi nghĩ rằng thời gian của chúng ta sẽ được ghi nhớ là thời gian chúng ta bắt đầu đến những thế giới mới, giống như 15 quá cố. Thế kỷ vào thời của Christopher Columbus. Chúng ta phải giả định rằng một người đàn ông sẽ thực hiện bước đầu tiên của bạn trên hành tinh sao Hỏa, đã được sinh ra, "nhà sinh vật học Gernot Grömer đặt mục chính thức đến hành tinh 225 triệu km xa xôi, đỏ kịp thời hữu hình.

Chủ tịch Diễn đàn Vũ trụ Áo OWF khám phá các hoàn cảnh sống trong tương lai trên Sao Hỏa và cũng biết các ứng cử viên tiềm năng cho nơi cư trú chính mới của loài người: "Hai thiên thể có thể tiếp cận tốt nhất hiện nay là Mặt trăng và Sao Hỏa. Về nguyên tắc, các thế giới băng trong Hệ mặt trời bên ngoài cũng rất thú vị, như mặt trăng sao Thổ Enceladus và mặt trăng Jovian châu Âu. Hiện tại chúng tôi biết tám nơi trong hệ mặt trời nơi có thể có nước lỏng. "

hành tinh giải quyết

tháng ba
Sao Hỏa là hành tinh thứ tư trong hệ mặt trời của chúng ta nhìn từ mặt trời. Đường kính của nó bằng khoảng một nửa kích thước đường kính của Trái đất với gần 6800 km, thể tích của nó là một phần mười bảy của Trái đất. Các phép đo radar sử dụng đầu dò Mars Express cho thấy các lớp băng nước được nhúng ở vùng cực nam, Planum Australe.

Enceladus
Enceladus (cũng là Saturn II) là mặt trăng lớn thứ mười bốn và sáu của 62 được biết đến của hành tinh Saturn. Đây là một mặt trăng băng và thể hiện hoạt động cryovolcanic có vòi phun nước của các hạt băng rất cao ở bán cầu nam tạo ra một bầu không khí mỏng. Những đài phun nước này có thể cung cấp cho vòng E của Sao Thổ. Trong khu vực hoạt động của núi lửa, người ta cũng tìm thấy bằng chứng về nước lỏng, khiến Enceladus trở thành một trong những nơi có thể trong hệ mặt trời với điều kiện thuận lợi để tạo ra sự sống.

Châu Âu
Châu Âu (bao gồm Sao Mộc II), với đường kính 3121 km, là trong cùng thứ hai và nhỏ nhất trong bốn mặt trăng lớn của hành tinh Sao Mộc và lớn thứ sáu trong hệ mặt trời. Châu Âu là một mặt trăng băng. Mặc dù nhiệt độ trên bề mặt châu Âu đạt tối đa -150 ° C, các phép đo khác nhau cho thấy có một đại dương nước sâu 100 km bên dưới thân tàu nhiều km.
Nguồn: Wikipedia

Thực dân không gian

Như một thị thực cho người tị nạn con người áp dụng trên tất cả: bí quyết kỹ thuật và sự kiên nhẫn. Trong tương lai, theo Grömer, các tiền đồn nhỏ đầu tiên - chẳng hạn như trạm Sao Hỏa có người lái - sẽ ngày càng phát triển, cuối cùng trở thành những khu định cư nhỏ: "Nỗ lực kỹ thuật để duy trì căn cứ vĩnh viễn trên mặt trăng, chẳng hạn, là đáng kể. Người dân ở đó - trước đây là những người định cư đầu tiên ở Thế giới mới - chủ yếu quan tâm đến việc duy trì cơ sở hạ tầng và sự sống còn. "Và đối mặt với những rủi ro và nguy hiểm mới: bão bức xạ, tác động của thiên thạch, bệnh tật kỹ thuật. Nhà sinh vật học thiên văn: "Nhưng con người có khả năng thích nghi vô cùng - để xem xét Antarktisstationen, hoặc các chuyến đi tàu dài hạn.

"Như trong quá khứ, những người định cư đầu tiên ở Thế giới mới sẽ chủ yếu quan tâm đến việc bảo tồn cơ sở hạ tầng và sự sống còn."
Gernot Grömer, Diễn đàn Vũ trụ Áo OWF

Bước đầu tiên, chúng tôi mong đợi các tiền đồn khoa học, có thể tiếp theo là các ứng dụng công nghiệp như khai thác quặng trong các tiểu hành tinh. Tuy nhiên, chúng ta đang nói về các dự án dài hạn sẽ sớm được thực hiện trong những thập kỷ tới. "Các thuộc địa lớn hơn sẽ không thể thực hiện được cho đến hàng thế kỷ - với điều kiện là những thách thức kỹ thuật khác nhau như phát triển quy trình sản xuất mới và sử dụng tài nguyên khép kín có thể được làm chủ.

Điều kiện tiên quyết để giải quyết hành tinh

Không giống như một chuyến bay đến trạm vũ trụ hoặc mặt trăng, một chuyến đi tới Sao Hỏa hoặc khác trong hệ mặt trời của chúng ta mất vài tháng. Do đó, ngoài môi trường sống (không gian có thể ở được) trên hành tinh và hệ thống giao thông và môi trường sống trên quỹ đạo đóng vai trò thiết yếu.

Ngoài công nghệ thích hợp và khả năng tiếp cận, các điều kiện cơ bản tương ứng được áp dụng để cho phép sự sống trên các hành tinh khác. Đầu tiên, nó cần đáp ứng nhu cầu sinh lý:

• Bảo vệ chống lại các tác động môi trường có hại, như bức xạ, tia UV, nhiệt độ cực đoan ...
• Bầu không khí nhân đạo, như áp suất, oxy, độ ẩm, ...
• Gravitation
• Tài nguyên: thực phẩm, nước, nguyên liệu

Chi phí của một trạm sao Hỏa
Đối với một căn cứ trên sao Hỏa theo thứ tự cường độ của Trạm vũ trụ quốc tế ISS (5.543 tấn) về 264 phóng với Ariane 5 là cần thiết. Tổng chi phí vận chuyển sau đó sẽ được ước tính là 30 tỷ. Đây là mười lần chi phí vận chuyển của một trạm quỹ đạo. Nếu tính đến cổ phần chi phí vận chuyển trên lý thuyết của ISS, một nhiệm vụ như vậy sẽ có giá giữa 250-714 tỷ euro.
Tất nhiên, người ta cũng phải tính đến lợi nhuận phi vật chất, vì nghiên cứu về du hành vũ trụ dẫn đến vô số phát triển và phát minh công nghệ. Phân tích chi phí này chỉ phục vụ để hiển thị chi phí gần đúng.

Thổ địa trong Trái đất 2.0

Cũng có thể hiểu được là terraforming, sự biến đổi của một bầu không khí để điều kiện cuộc sống của mọi người. Một cái gì đó đã không được kiểm soát trên Trái đất trong vài trăm năm. Theo tiêu chuẩn kỹ thuật, tuy nhiên, terraforming có liên quan đến chi tiêu rất lớn về thời gian, nhưng về cơ bản là có thể. Do đó, Grömer giải thích, các khối băng cực của Sao Hỏa, khi chúng tan chảy, có thể dẫn đến sự gia tăng mật độ khí quyển. Hoặc các bể tảo quy mô lớn trong bầu khí quyển sao Kim dẫn đến giảm hiệu ứng nhà kính trong hành tinh chị em nóng bỏng của chúng ta. Nhưng đây cũng là những kịch bản tập thể dục cho địa lý học lý thuyết. Các dự án voi ma mút có thể cần phải được thiết kế trong nhiều thiên niên kỷ.

"Ngoài những thách thức kỹ thuật, tôi thấy thú vị khi thấy một ngày nào đó các công ty sẽ phát triển ở đó. Nhiều quy tắc và quy ước của chúng tôi dựa trên các điều kiện môi trường mà chúng ta đang sống - nghĩa là chúng ta có thể thấy các hình thức xã hội mới xuất hiện ở đây, "Grömer nói về tương lai xa của loài người.
Nhưng sự xâm chiếm lâu dài của các thế giới và mặt trăng xa xôi là một câu hỏi rõ ràng về việc sử dụng tài nguyên. Grömer: "Đối với một gia công của nhân loại, điều đó sẽ không có ý nghĩa nhiều, bởi vì nỗ lực bảo tồn trái đất như một môi trường sống dễ dàng hơn là cho phép các phong trào di cư quy mô lớn."

Cuộc sống trong sinh quyển

Cho dù trên các hành tinh xa xôi hay trên trái đất bị hủy hoại về mặt sinh thái - Một nhu cầu quan trọng cho tương lai là sự hiểu biết khoa học về hệ sinh thái và bảo tồn chúng. Trong nhiều trường hợp, các nỗ lực quy mô lớn đã được thực hiện, như dự án Biosphere II, để tạo ra các hệ sinh thái độc lập, riêng biệt và duy trì chúng trong thời gian dài. Ngay cả với mục tiêu rõ ràng là tạo môi trường sống trong tương lai cho con người dưới một công trình mái vòm. Rất nhiều trước: Cho đến nay, tất cả các nỗ lực đã thất bại.

Biosphere II (Infobox) - thí nghiệm lớn nhất từ ​​trước đến nay - rất tham vọng. Nhiều nhà khoa học quốc tế đã chuẩn bị dự án kể từ 1984. Các cuộc thử nghiệm ban đầu rất hứa hẹn: John Allen trở thành người đầu tiên sống trong một hệ sinh thái khép kín hoàn toàn trong ba ngày - với không khí, nước và thực phẩm được sản xuất trong quả cầu. Bằng chứng là một chu trình carbon có thể được thiết lập dẫn đến thời gian ở lại 21 cho Linda Leigh.
Trên 26. Tháng 9 1991 đã đến lúc: tám người dám thử nghiệm hai năm trong công trình mái vòm với khối lượng mét khối 204.000 để tồn tại - mà không có bất kỳ ảnh hưởng nào từ bên ngoài. Trong hai năm, những người tham gia đã chuẩn bị cho thử thách to lớn này.
Một thành công công nghệ đầu tiên, một kỷ lục thế giới, đã được công bố sau một tuần: Với kính râm diện tích lớn, Biosphere II đã có thể xây dựng một cấu trúc dày đặc không thể tưởng tượng được: với tỷ lệ rò rỉ hàng năm dày hơn 10% so với tàu con thoi.

Sinh quyển II

Biosphere II được xây dựng từ 1987 đến 1989 trên một khu vực 1,3 phía bắc của Tucson, Arizona (Hoa Kỳ) và là một nỗ lực để thiết lập một hệ sinh thái khép kín và để có được lâu dài. Tổ hợp mái vòm mét khối 204.000 bao gồm các khu vực sau đây và hệ động thực vật liên quan: thảo nguyên, đại dương, rừng mưa nhiệt đới, đầm lầy ngập mặn, sa mạc, nông nghiệp và nhà ở thâm canh. Dự án đã được tài trợ bởi tỷ phú Mỹ Edward Bass với mức giá khoảng 200 triệu đô la Mỹ. Cả hai bài kiểm tra đều được coi là thất bại. Kể từ 2007, tổ hợp tòa nhà đã được Đại học Arizona sử dụng để nghiên cứu và giảng dạy. Ngẫu nhiên, cái tên là một dấu hiệu cho thấy nỗ lực tạo ra một hệ sinh thái thứ hai, nhỏ hơn, theo đó trái đất sẽ là Biosphere I.

Nỗ lực đầu tiên diễn ra từ 1991 đến 1993 và kéo dài từ 26. Tháng chín 1991 hai năm và 20 phút. Tám người sống trong khu phức hợp mái vòm trong thời kỳ này - được bảo vệ khỏi thế giới bên ngoài, không có trao đổi không khí và vật chất. Chỉ có ánh sáng mặt trời và điện được cung cấp. Dự án thất bại do sự suy yếu lẫn nhau của các yếu tố và cư dân đa dạng nhất. Ví dụ, các vi sinh vật trong đất đã bất ngờ tăng lượng nitơ và côn trùng đã trở nên cực kỳ phổ biến.

Nỗ lực thứ hai là 1994 trong sáu tháng. Ở đây cũng vậy, về cơ bản, không khí, nước và thực phẩm đã được sản xuất và tái xử lý trong hệ sinh thái.

Khí hậu & cân bằng

Nhưng sau đó, thất bại đầu tiên: Hiện tượng môi trường của El Nino và các đám mây bất thường đồng thời gây ra sự gia tăng nồng độ carbon dioxide và làm giảm đáng kể quá trình quang hợp. Đã có, sự phát triển quá mức của ve và nấm đã phá hủy phần lớn vụ thu hoạch, nguồn cung cấp thực phẩm vừa phải từ đầu: Sau một năm, những người tham gia đã giảm trung bình 16 phần trăm trọng lượng cơ thể của họ.
Cuối cùng, vào tháng 4 1992, thông điệp khủng khiếp tiếp theo: Sinh quyển II mất oxy. Không nhiều, nhưng ít nhất là 0,3 phần trăm mỗi tháng. Hệ thống sinh học có thể bù đắp cho điều đó? Nhưng trạng thái cân bằng của bản chất mô phỏng cuối cùng đã vượt khỏi tầm kiểm soát: mức oxy đã sớm giảm xuống mức phần trăm 14,5 đáng lo ngại. Vào tháng 1, 2013 cuối cùng đã phải được cung cấp oxy từ bên ngoài - thực sự là kết thúc sớm của dự án. Tuy nhiên, thử nghiệm đã kết thúc: trên 26. Tháng 9 1993, vào chiều 8.20, các thuê bao rời khỏi sinh quyển sau hai năm vẽ. Kết luận: ngoài vấn đề hít thở không khí, động vật có xương sống được sử dụng bởi 25 chỉ còn sống được sáu, hầu hết các loài côn trùng đã chết - đặc biệt là những loài cần thiết để thụ phấn cho đầu hoa, các quần thể khác như kiến, gián và châu chấu đã tăng lên rất nhiều.

Bất chấp tất cả những phát hiện đầu tiên: "Ít nhất là từ loạt thí nghiệm Biosphere II, chúng tôi bắt đầu hiểu các mối quan hệ sinh thái phức tạp trong cách tiếp cận. Điểm mấu chốt là ngay cả một nhà kính đơn giản cũng đã có các quy trình phức tạp đáng kinh ngạc, "Gernot Grömer kết luận.
Theo nghĩa đó, thật đáng kinh ngạc khi một hệ sinh thái khổng lồ như Trái đất hoạt động - bất chấp ảnh hưởng của con người. Nó sẽ kéo dài bao lâu cho cư dân của nó? Một điều chắc chắn: không gian sống mới sẽ không tồn tại trong một thời gian dài, không dưới một mái vòm kính hay trên một ngôi sao xa xôi.

Phỏng vấn

Nhà sinh vật học Gernot Grömer trên các mô phỏng Sao Hỏa, sự chuẩn bị cho các chuyến thám hiểm trong tương lai tới hành tinh đỏ, các chướng ngại vật kỹ thuật và lý do tại sao chúng ta nên du hành tới Sao Hỏa.

"Chúng tôi đã thực hiện Marssimulation trong nhiều năm và truyền đạt điều này trong nhiều ấn phẩm và đại hội chuyên gia - ở Áo, chúng tôi đã có thể chiếm lĩnh một lĩnh vực nghiên cứu ở giai đoạn đầu, đang phát triển rất nhanh. Tinh hoa khá đơn giản: ma quỷ nằm trong chi tiết. Tôi phải làm gì nếu một bộ phận quan trọng bị hỏng trên bảng mạch trong bộ đồ vũ trụ? Chính xác thì nhu cầu năng lượng cho tàu vũ trụ trông như thế nào và bạn có thể mong đợi bao nhiêu một phi hành gia? Đối với các nhiệm vụ trong tương lai, chúng tôi phải mang theo bên mình - ngay cả đối với du hành không gian - mức độ đặc biệt cao, chất lượng và khả năng ứng biến. Ví dụ, máy in 3D chắc chắn sẽ là một phần của thiết bị tiêu chuẩn của các trạm mặt trăng.

Mô phỏng tại sông băng Kaunertal
Chúng tôi hiện đang thực hiện mô phỏng sao Hỏa vào tháng 8 2015: Ở độ cao 3.000 trên mực nước biển trên sông băng Kaunertal, chúng tôi sẽ mô phỏng việc thám hiểm sông băng trên sao Hỏa trong điều kiện không gian trong hai tuần. Chúng tôi hiện là nhóm duy nhất ở châu Âu thực hiện nghiên cứu về vấn đề này, vì vậy lợi ích quốc tế tương ứng cao.
Chúng tôi có nhiều "địa điểm xây dựng" - từ che chắn bức xạ, lưu trữ năng lượng hiệu quả, tái chế nước và hầu hết, làm thế nào để sử dụng một bộ thiết bị nhỏ và dụng cụ phòng thí nghiệm để làm khoa học hiệu quả nhất có thể trên Sao Hỏa. Những gì chúng ta đã học được cho đến nay: Trong một vụ Mars Marsulation quy mô lớn ở Bắc Sahara, chúng ta đã có thể chỉ ra rằng sự sống (hóa thạch, vi sinh vật) trong điều kiện không gian là có thể phát hiện được. Điều đó nghe có vẻ không nhiều, nhưng nó cho thấy rằng về nguyên tắc, chúng ta đang dần học cách hiểu các công cụ và quy trình làm việc theo đó một nhiệm vụ an toàn và thành công về mặt khoa học có thể được nhắm mục tiêu.

"Bởi vì nó ở đó".
Có rất nhiều điều thú vị xung quanh để du hành tới Sao Hỏa: sự tò mò (khoa học), đối với một số người, có lẽ là những cân nhắc về kinh tế, những bước ngoặt công nghệ, khả năng hợp tác quốc tế hòa bình (ví dụ như tại Trạm vũ trụ quốc tế là một dự án hòa bình kể từ những năm 17 ). Tuy nhiên, câu trả lời trung thực nhất là cách cô đưa Sir Mallory cho câu hỏi tại sao lần đầu tiên anh leo lên đỉnh Everest: "Bởi vì nó ở đó".
Tôi nghĩ rằng con người chúng ta có một cái gì đó trong chúng ta đôi khi khiến chúng ta tự hỏi những gì ở bên kia đường chân trời và điều đó, đến lượt chúng ta ngạc nhiên, đã góp phần sinh tồn như một xã hội. Con người chúng ta không bao giờ có ý định là "loài trong khu vực", mà lan rộng ra khắp hành tinh. "

Ảnh / Video: Shutterstock, imgkid.com, Katja Zanella-Kux.