Терраформинг - жаңа жерде жаңа Жерді құру

Бір күні жаһандық апат болған жағдайда жер бетінде өркениетті қалпына келтіру немесе қауіп төнгенге дейінгі күйге оралу мүмкін болмайтыны белгілі болуы мүмкін. Жаңа әлемді резервте ұстау және ол жерде барлығын жаңадан салу керек - біз өз планетамыздағыдан жақсырақ. Дегенмен, біз бірден қоныстануға дайын аспан денелерін білмейміз. Мұндай орынды дайындау үшін біраз жұмыс қажет болатынын ескеру керек.

1. «Орбитадағы соқтығыс» әңгімесінің мұқабасы

Планетаны, айды немесе басқа объектіні терраформациялау - бұл планетаның немесе басқа аспан денесінің атмосферасын, температурасын, беткі рельефін немесе экологиясын Жердің қоршаған ортасына ұқсайтын және оны жердегі тіршілік ету үшін қолайлы ететіндей етіп өзгертудің басқа еш жерде (біздің білуімізше) гипотетикалық процесі. өмір.

Терраформинг ұғымы салада да, нақты ғылымда да дамыды. Терминнің өзі енгізілді Джек Уильямсон (Уилл Стюарт) 1 жылы жарық көрген «Соқтығыс орбитасы» (1942) повесінде.

Венера салқын, Марс жылы

1961 жылы Science журналында жарияланған мақаласында астроном Карл Саган ұсынылған. Ол өз атмосферасына суды, азотты және көмірқышқыл газын органикалық қосылыстарға айналдыратын балдырларды отырғызуды ойлады. Бұл процесс атмосферадан көмірқышқыл газын жояды, бұл температура қолайлы деңгейге дейін төмендегенше парниктік әсерді азайтады. Көміртегінің артық мөлшері планетаның бетінде локализацияланады, мысалы, графит түрінде.

Өкінішке орай, Венера жағдайлары туралы кейінгі ашылымдар мұндай процестің мүмкін еместігін көрсетті. Ол жердегі бұлттар күкірт қышқылының жоғары концентрлі ерітіндісінен тұратындықтан ғана. Балдырлар теориялық тұрғыда атмосфераның жоғарғы қабатындағы жаулық ортада дами алатын болса да, атмосфераның өзі тым тығыз — жоғары атмосфералық қысым дерлік таза молекулалық оттегіні шығарады, ал көміртегі жанып, СОXNUMX бөледі.₂.

Дегенмен, біз көбінесе Марстың әлеуетті бейімделу контекстінде терраформинг туралы айтамыз. (2). 1973 жылы Icarus журналында жарияланған «Марстағы планеталық инженерия» мақаласында Саган Қызыл ғаламшарды адамдар үшін өмір сүруге жарамды орын деп санайды.

2. Марсты терраформациялаудың келесі кезеңдерін көру

Үш жылдан кейін NASA ресми түрде планеталық инженерия мәселесіне «планеталық экосинтез«. Жарияланған зерттеу Марс өмірді қолдап, өмір сүруге жарамды планета бола алады деген қорытындыға келді. Сол жылы сол кезде «планетарлық модельдеу» деп аталатын терраформинг бойынша конференцияның бірінші сессиясы ұйымдастырылды.

Дегенмен, 1982 жылға дейін «терраформинг» сөзі қазіргі мағынасында қолданыла бастады. планетаолог Кристофер Маккей (7) British Interplanetary Society журналында жарияланған «Терраформинг Марс» деп жазды. Бұл мақалада Марс биосферасының өзін-өзі реттеу перспективалары талқыланды, содан кейін МакКэй қолданған сөз артықшылықты сөз болды. 1984 жылы Джеймс Лавлок i Майкл Аллаби Атмосфераға қосылған хлорфторкөміртектер (ХФК) көмегімен Марсты жылытудың жаңа әдісін сипаттаған алғашқылардың бірі болып табылатын Greening Mars кітабын жариялады.

Жалпы алғанда, бұл планетаны жылыту және оның атмосферасын өзгерту мүмкіндігі туралы көптеген зерттеулер мен ғылыми талқылаулар жүргізілді. Бір қызығы, Марсты түрлендірудің кейбір гипотетикалық әдістері адамзаттың технологиялық мүмкіндіктерінде болуы мүмкін. Дегенмен, бұл үшін қажетті экономикалық ресурстар қазіргі уақытта кез келген үкімет немесе қоғам мұндай мақсатқа бөлуге дайын болғаннан әлдеқайда көп болады.

Әдістемелік тәсіл

Терраформинг ұғымдардың кең айналымына енгеннен кейін оның қолданылу аясы жүйелене бастады. 1995 жылы Мартин Дж. Фогг (3) «Терраформинг: Планетарлық ортаны инженериялау» кітабында ол осы салаға қатысты әртүрлі аспектілер үшін келесі анықтамаларды ұсынды:

• планеталық инженерия - планетаның ғаламдық қасиеттеріне әсер ету үшін технологияны пайдалану;
• геоинженерлік - Жерге арнайы қолданылатын планеталық инженерия. Ол парниктік эффект, атмосфера құрамы, күн радиациясы немесе соққы ағыны сияқты белгілі бір жаһандық параметрлерді өзгертуді қамтитын макроинженерлік тұжырымдамаларды ғана қамтиды;
• терраформалау - планеталық инженерия процесі, атап айтқанда, белгілі күйдегі тіршілікті қамтамасыз ету үшін жерүсті планеталық ортаның қабілетін арттыруға бағытталған. Бұл саладағы түпкілікті жетістік адам өмір сүруіне толық бейімделген, жер бетіндегі биосфераның барлық функцияларын қайталайтын ашық планетарлық экожүйені құру болады.

Фогг сондай-ақ оларда адамның өмір сүруі тұрғысынан үйлесімділік дәрежесі әртүрлі планеталардың анықтамаларын әзірледі. Ол планеталарды ажыратты:

• мекендеген () - адамдар жайлы және еркін өмір сүре алатындай Жерге жеткілікті ұқсас ортасы бар әлем;
• биоүйлесімді (BP) - бетінде тіршіліктің өркендеуіне мүмкіндік беретін физикалық параметрлері бар планеталар. Егер олар бастапқыда одан айырылған болса да, олар терраформингті қажет етпей-ақ өте күрделі биосфераны қамтуы мүмкін;
• оңай терраформацияланады (ETP) - биоүйлесімді немесе өмір сүруге жарамды планеталар және жақын жердегі ғарыш кемесі немесе роботты прекурсорлар миссиясында сақталған планеталық инженерлік технологиялар мен ресурстардың салыстырмалы түрде қарапайым жиынтығымен қолдауға болатын планеталар.

Фогг өзінің жас кезінде Марс биологиялық үйлесімді планета болған деп болжайды, бірақ ол қазіргі уақытта үш санаттың ешқайсысына сәйкес келмейді - оны терраформациялау ETP-ден тыс, тым қиын және тым қымбат.

Энергия көзіне ие болу - өмірдің абсолютті талабы, бірақ планетаның тікелей немесе ықтимал өміршеңдігі туралы идея көптеген басқа геофизикалық, геохимиялық және астрофизикалық критерийлерге негізделген.

Жердегі қарапайым организмдерден басқа күрделі көп жасушалы организмдерді қолдайтын факторлардың жиынтығы ерекше қызығушылық тудырады. жануарлар. Бұл саладағы зерттеулер мен теориялар планетарлық ғылым мен астробиологияның бір бөлігі болып табылады.

Сіз әрқашан термоядроны пайдалана аласыз

NASA астробиологияға арналған жол картасында бейімделудің негізгі критерийлерін ең алдымен «жеткілікті сұйық су ресурстары, күрделі органикалық молекулалардың агрегациясына қолайлы жағдайлар және метаболизмді қолдау үшін энергия көздері» ретінде анықтайды. Планетадағы жағдайлар белгілі бір түрдің өмір сүруіне қолайлы болған кезде, микробтар өмірінің импорты басталуы мүмкін. Жағдайлар жерге жақындаған сайын онда өсімдіктер тіршілігі де енгізілуі мүмкін. Бұл оттегінің өндірісін тездетеді, бұл теориялық тұрғыдан планетаны жануарлар өміріне қолдау көрсетуге мүмкіндік береді.

Марста тектоникалық белсенділіктің болмауы жергілікті шөгінділерден шыққан газдардың рециркуляциясына кедергі келтірді, бұл жердегі атмосфера үшін қолайлы. Екіншіден, Қызыл ғаламшардың айналасында жан-жақты магнитосфераның болмауы күн желінің әсерінен атмосфераның біртіндеп бұзылуына әкелді деп болжауға болады (4).

4 Әлсіз магнитосфера Марс атмосферасын қорғамайды

Негізінен темірден тұратын Марс ядросындағы конвекция бастапқыда магнит өрісін тудырды, бірақ динамо ұзақ уақыт бойы жұмысын тоқтатты және Марс өрісі, мүмкін, ядроның жылу жоғалуы мен қатаюына байланысты жоғалып кетті. Бүгінгі таңда магнит өрісі негізінен оңтүстік жарты шардың айналасындағы кішірек, жергілікті қолшатыр тәрізді өрістердің жиынтығы болып табылады. Магнитосфераның қалдықтары планета бетінің шамамен 40%-ын алып жатыр. NASA миссиясының зерттеу нәтижелері маман атмосфера бірінші кезекте планетаны жоғары энергиялы протондармен бомбалайтын күн тәжінің массасы лақтырылуы арқылы тазартылатынын көрсетеді.

Марстың терраформизациясы бір уақытта екі үлкен процесті - атмосфераны құруды және оны жылытуды қамтуы керек еді.

Көмірқышқыл газы сияқты парниктік газдардың қалың атмосферасы түсетін күн радиациясын тоқтатады. Жоғары температура атмосфераға парниктік газдарды қосатындықтан, бұл екі процесс бір-бірін күшейтеді. Дегенмен, тек көмірқышқыл газы судың қату нүктесінен жоғары температураны ұстап тұру үшін жеткіліксіз - басқа нәрсе қажет болады.

Жақында аты бар тағы бір марсиялық зонд Төзімділік және осы жылы іске қосылады, алады оттегін шығаруға тырысады. Біз сирек кездесетін атмосферада 95,32% көмірқышқыл газы, 2,7% азот, 1,6% аргон және шамамен 0,13% оттегі және одан да аз мөлшерде басқа көптеген элементтер бар екенін білеміз. деп аталатын эксперимент көңілділік (5) көмірқышқыл газын пайдалану және одан оттегін алу. Зертханалық сынақтар мұның жалпы мүмкін екенін және техникалық жағынан мүмкін екенін көрсетті. Бір жерден бастау керек.

5. Perseverance роверіндегі MOXIE экспериментіне арналған сары модульдер.

Босс SpaceX, Илон Маск, егер ол Марсты терраформизациялау туралы талқылауға өзінің екі центін салмаса, ол өзі болмас еді. Маск идеяларының бірі - Марс полюстеріне түсу. сутегі бомбалары. Жаппай бомбалау, оның пікірінше, мұзды еріту арқылы көп жылу энергиясын жасайды және бұл көмірқышқыл газын бөледі, бұл атмосферада парниктік әсер тудырып, жылуды ұстайды.

Марстың айналасындағы магнит өрісі марсонавтарды ғарыштық сәулелерден қорғап, планетаның бетінде жұмсақ климат жасайды. Бірақ оның ішіне сұйық темірдің үлкен бөлігін салуға болмайды. Сондықтан сарапшылар басқа шешімді ұсынады - w кірістіру нүктелік либрациялар L1 Марс-Күн жүйесінде тамаша генератор, бұл жеткілікті күшті магнит өрісін жасайды.

Тұжырымдаманы Planetary Science Vision 2050 семинарында Dr. Джим Грин, NASA-ның планеталарды барлау бөлімінің Планетарлық ғылым бөлімінің директоры. Уақыт өте келе магнит өрісі атмосфералық қысымның және орташа температураның жоғарылауына әкеледі. Небәрі 4°C жоғарылау полярлық аймақтардағы мұзды ерітіп, жинақталған СО-ны босатады₂бұл күшті парниктік әсерді тудырады. Ол жерде қайтадан су ағады. Жасаушылардың айтуынша, жобаны жүзеге асырудың нақты уақыты 2050 жыл.

Өз кезегінде, өткен жылдың шілдесінде Гарвард университетінің зерттеушілері ұсынған шешім бүкіл планетаны бірден терраформациялауға уәде бермейді, бірақ кезең-кезеңімен әдіс болуы мүмкін. Ғалымдар ойлап тапты күмбездерді тұрғызу кремнеземді аэрогельдің жұқа қабаттарынан жасалған, ол мөлдір болады және сонымен бірге ультракүлгін сәулеленуден қорғауды қамтамасыз етеді және бетін жылытады.

Модельдеу кезінде бетті 2 ° C-қа дейін қыздыру үшін 3-50 см жұқа аэрогель қабаты жеткілікті екені анықталды. Егер біз дұрыс орындарды таңдасақ, онда Марс фрагменттерінің температурасы -10 ° C дейін көтеріледі. Ол әлі де төмен болады, бірақ біз өңдей алатын ауқымда. Оның үстіне, бұл аймақтардағы суды жыл бойы сұйық күйде ұстауы мүмкін, бұл күн сәулесінің тұрақты қол жетімділігімен бірге өсімдіктердің фотосинтезді жүзеге асыруы үшін жеткілікті болуы керек.

Экологиялық терраформизация

Егер Марсты Жерге ұқсайтын етіп қайта жасау идеясы фантастикалық болып көрінсе, онда басқа ғарыштық денелердің ықтимал терраформациясы фантастикалық деңгейді n-ші дәрежеге дейін көтереді.

Венера туралы қазірдің өзінде айтылған. Қарастырулар азырақ белгілі айды терраформациялау. Джеффри А. Ландис NASA 2011 жылы біздің жер серігіміздің айналасында таза оттегіден 0,07 атм қысыммен атмосфераны құру үшін бір жерден 200 миллиард тонна оттегінің жеткізілуін қажет ететінін есептеді. Зерттеуші мұны Ай тау жыныстарынан оттегінің азаю реакциялары арқылы жасауға болады деп ұсынды. Мәселе мынада, ауырлық күші төмен болғандықтан, ол оны тез жоғалтады. Суға келетін болсақ, бұрын айдың бетін кометалармен бомбалау жоспарлары іске аспауы мүмкін. Ай топырағында жергілікті Н көп болады екен₂0, әсіресе Оңтүстік полюстің айналасында.

Терраформингке басқа ықтимал үміткерлер - мүмкін тек ішінара - немесе бөтен ғарыш денелерінде құрудан тұратын паратерраформинг. жабық мекендеу орындары адамдар үшін (6) бұлар: Титан, Каллисто, Ганимед, Еуропа және тіпті Меркурий, Сатурнның серігі Энцелад және ергежейлі Церера планетасы.

6. Жартылай терраформингтің көркемдік көрінісі

Егер біз одан әрі, экзопланетаға баратын болсақ, олардың арасында біз Жерге өте ұқсас әлемдерді жиі кездестіреміз, онда біз кенеттен талқылаудың мүлдем жаңа деңгейіне шығамыз. Біз ETP, BP және тіпті HP сияқты планеталарды қашықтықта анықтай аламыз, яғни. Күн жүйесінде бізде жоқ. Сонда мұндай әлемге қол жеткізу терраформинг технологиясы мен шығындарынан гөрі үлкен мәселеге айналады.

Көптеген планеталық инженерлік ұсыныстар генетикалық түрлендірілген бактерияларды пайдалануды қамтиды. Гари КингЖердегі ең экстремалды организмдерді зерттейтін Луизиана мемлекеттік университетінің микробиологы мынаны атап өтеді:

«Синтетикалық биология бізге жоспарлағымыз келетін жүйелерге арнайы бейімделген ағзалардың жаңа түрлерін жасау үшін қолдануға болатын тамаша құралдар жиынтығын берді».

Ғалым терраформизацияның келешегін белгілеп, түсіндіреді:

«Біз таңдалған микробтарды зерттеп, өмір сүруге және терраформингке пайдалылыққа жауап беретін гендерді тапқымыз келеді (мысалы, радиацияға төзімділік пен судың жетіспеушілігі), содан кейін бұл білімді арнайы жасалған микробтарды гендік инженерия жасау үшін қолданғымыз келеді».

Ғалым бұл кедергіні жеңу үшін «он жыл немесе одан да көп уақыт қажет» деп есептей отырып, қолайлы микробтарды генетикалық таңдау және бейімдеу қабілетінен ең үлкен қиындықтарды көреді. Ол сонымен қатар «бір микроб түрін ғана емес, сонымен бірге бірге жұмыс істейтін бірнеше түрін» дамыту ең жақсы ставка болатынын атап өтті.

Сарапшылар гендік инженерия, биотехнология және кибернетикалық жақсартулар арқылы адамдар бұл жерлерге бейімделе алады деп болжайды.

Лиза Нипп MIT Media Lab молекулярлық машиналар тобының айтуынша, синтетикалық биология ғалымдарға организмдерді басқа планетадағы жағдайларға бейімдеу үшін адамдарды, өсімдіктерді және бактерияларды генетикалық түрлендіруге мүмкіндік береді.

Мартин Дж. Фогг, Карл Саган және т.б Роберт Зубрин i Ричард Л.С ТайлоМенің ойымша, басқа әлемдерді өмір сүруге жарамды ету - Жердегі өзгеретін ортаның өмір тарихының жалғасы ретінде - мүлдем қолайсыз. адамгершілік борышы. Олар сондай-ақ біздің планетаның бәрібір өмір сүруді тоқтататынын көрсетеді. Ұзақ мерзімді перспективада сіз қозғалу қажеттілігін ескеруіңіз керек.

Дегенмен жақтаушылар бедеу планеталарды терраформизациялаумен ешқандай байланысы жоқ деп санайды. этикалық мәселелер, кез келген жағдайда табиғатқа араласу этикаға жатпайды деген пікірлер бар.

Адамзаттың Жерді ертерек қолданғанын ескере отырып, басқа планеталарды адам әрекетіне ұшыратпаған дұрыс. Кристофер МакКей бөтен планетаның туған өмірін жасырмайтынына толық сенімді болған кезде ғана терраформинг этикалық тұрғыдан дұрыс деп санайды. Егер біз оны таба алсақ та, оны өзіміз пайдалану үшін түрлендіруге тырыспай, солай әрекет етуіміз керек. мына бөтен өмірге бейімделу. Басқаша емес.

Сондай-ақ, қараңыз: