Es gibt heute keinen Mangel an Träumern, die glauben, dass die Menschheit den Weltraum erforschen kann, will oder muss und eine menschliche Präsenz unter den Sternen etablieren muss. Für einige geht es darum, unser wahres Schicksal zu treffen und uns dort im Universum wiederzufinden.
Für andere dreht sich alles um den Wunsch nach neuen Grenzen, neuen Horizonten und neuen Herausforderungen. Wenn die Menschheit die Erde verlässt und zu anderen Planeten und Himmelskörpern wandert, kehrt sie zu ihren Wurzeln zurück und macht aus neuen Ländern ein Zuhause, wie zunsere Vorfahren haben es vor Hunderttausenden von Jahren getan.
Und für andere ist es immer noch eine Frage des Überlebens. Einerseits ist es sinnvoll, nicht alle Eier im selben Korb zu halten. Andererseits gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass Menschen auf der Erde nicht überleben werdenunbegrenzt.
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Ob es das Ergebnis eines katastrophalen Ereignisses wie eines Asteroideneinschlags, eines anthropogenen Klimawandels oder unserer gut dokumentierten Fähigkeit ist, uns selbst zu zerstören, viele glauben, dass die Menschheit aussterben wird, wenn sie den Weltraum nicht kolonisiert.
Dies stellt natürlich einige ernsthafte Herausforderungen dar. Derzeit ist es immer noch kostspielig, Nutzlasten und Besatzungen in den Weltraum zu bringen, ganz zu schweigen davon, Robotersonden an andere Planeten zu senden. Das Senden von Menschen zur Kolonisierung anderer Planeten wäre sogar noch teurer.
Abgesehen davon, dass wir einfach nur dorthin gelangen, gibt es auch viele langfristige Probleme, die angegangen werden müssten. Wie soll zum Beispiel von Menschen erwartet werden, dass sie auf unbestimmte Zeit auf Welten leben, die für das Leben, wie wir es kennen, unwirtlich sind?
Selbst wenn wir uns auf fortschrittliche Technologie verlassen und so autark wie möglich sein könnten, ist es sehr schwierig, in einer Umgebung zu leben, die ständig versucht, Sie zu töten!
Das Problem mit der langfristigen Besiedlung
Hier kommt die ökologische Technik ins Spiel. Die Theorie besagt, dass Menschen die lokale Umgebung auf einem Planeten oder Mond verändern könnten, um eine gastfreundliche Atmosphäre und einen Lebenszyklus zu schaffen, die eine langfristige Besiedlung ermöglichen würden.
Dieser Prozess wird, wenn er auf planetarischer Ebene durchgeführt wird, als "Terraforming" bezeichnet. Ein solcher Prozess kann jedoch Tausende von Jahren dauern und würde eine beispiellose Menge an Ressourcen, technologischen Fortschritten, Arbeitskräften und einem generationenübergreifenden Engagement erfordern.
Außerdem gibt es nur bestimmte Stellen im Sonnensystem, die möglicherweise terraformiert werden können. Es gibt wirklich keine plausiblen Mittel, um Körper in unserem Sonnensystem zu terraformieren.
Aber was ist mit der Umwandlung nur eines Teils eines Planeten, eines Mondes oder eines großen Asteroiden? Anstatt zu versuchen, die Ökologie einer ganzen Welt zu verändern, könnten wir nicht einfach eine kleine Ecke davon verändern und dort einen Garten und eine atmungsaktive Atmosphäre schaffennur Eis, Stein, Staub und Vakuum?
Würde dies ausreichen, um langfristige menschliche Siedlungen im gesamten Sonnensystem zu errichten?
Definition
Auch als "Welthaus" -Konzept bekannt, besteht die Grundidee hier darin, ein Gehege um einen bestimmten Teil eines Planeten zu bauen und die Umgebung darin zu verändern. Dieses Konzept wurde ursprünglich von dem britischen Mathematiker Richard LS Talyor in einer Studie von 1992 geprägt. " Paraterraforming - Das Welthauskonzept . "
Mit dieser Methode könnten Abschnitte eines Planeten, die ansonsten unwirtlich sind oder nicht als Ganzes terraformiert werden können, für die menschliche Besiedlung geeignet gemacht werden. Dies wäre besonders nützlich auf Planeten oder Monden, die wenig bis gar keine Atmosphäre haben und auf denen ein Großteil der Erde vorhanden istOberfläche ist tödlichen Hitze- und Strahlungswerten ausgesetzt.
Einige Schlüsselbeispiele sind Merkur und der Mond, zwei Himmelskörper, die eine sehr schwache Atmosphäre haben und von intensiven Mengen Sonnen- und kosmischer Strahlung bombardiert werden.
Während diese Orte möglicherweise nicht "grün" gemacht werden könnten, könnten an bestimmten Orten geschlossene Kolonien entstehen. Diese Kolonien könnten möglicherweise über genügend Ressourcen verfügen, damit Tausende oder sogar Hunderttausende Menschen dort leben könnten.
Das Shell World-Konzept
Aus einer größeren Sicht gibt es auch das Konzept, ganze Planeten mit derselben Grundidee zu terraformieren. Diese Idee wurde erstmals 2009 von Kenneth Roy - einem Ingenieur des US-Energieministeriums - in einem mit dem veröffentlichten Artikel vorgeschlagen. Journal of British Interplanetary Sciences .
mit dem Titel " Muschelwelten - Ein Ansatz zur Terraformierung von Monden, kleinen Planeten und Plutoiden "In diesem Artikel wurde die theoretische Möglichkeit untersucht, einen Planeten mit einer großen" Hülle "zu umhüllen und seine Atmosphäre so zu halten, dass langfristige Veränderungen Wurzeln schlagen können.
Schalen könnten auch verwendet werden, um einen ganzen Planeten ohne Atmosphäre einzuschließen, wodurch Ingenieure langsam eine erzeugen könnten, indem sie atmosphärische Gase abbauen oder einpumpen. Die Schale würde sicherstellen, dass die Atmosphäre bis zu dem Zeitpunkt erhalten bleibt, an dem die Ingenieure arbeitenden Prozess abgeschlossen.
Dieser Vorschlag entspricht jedoch eher dem Konzept der "Megastrukturen" als dem Paraterraforming. Die Anzahl der Materialien, die Technologie und die Zeit, die eine solche technische Leistung außer Reichweite bringen würde.
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Paraterraforming in kleinem Maßstab, bei dem ein Stück bewohnbaren Geländes von der Größe einer Stadt oder eines ländlichen Bezirks eingeschlossen wird, könnte jedoch im Bereich des Möglichen liegen. Wir sollten jedoch nicht erwarten, dass so etwas bald geschiehtkönnen wir für die nicht allzu ferne Zukunft planen.
Wie würden wir das tun, fragen Sie? Unter Verwendung der aktuellen Technologie oder Technologien, die voraussichtlich in nicht allzu ferner Zukunft verfügbar sein werden, stehen eine Reihe von Optionen zur Verfügung.
Paraterraforming-Methoden
Wenn es darum geht, Orte außerhalb der Erde zu kolonisieren, lautet der Name des Spiels Nachhaltigkeit und Selbstversorgung. Um dies zu erreichen, untersuchen die NASA und andere Weltraumagenturen eine Reihe von Technologien und Methoden.
Eine davon ist die als additive Fertigung bekannte Technologie z. B. 3D-Druck. In den letzten Jahren wurde dieses Konzept untersucht, um möglicherweise Basen auf dem Mond, dem Mars und darüber hinaus zu konstruieren.
Eine andere Methode, die als ein Muss für die Abwicklung außerhalb der Welt angesehen wird, ist bekannt als In-Situ-Ressourcennutzung ISRU. Bei diesem Prozess werden lokale Ressourcen verwendet, um alles herzustellen, von Baumaterialien und Energie bis hin zu atmungsaktiver Luft und Trinkwasser.
"Da sich die Erforschung des menschlichen Weltraums in Richtung längerer Reisen weiter von unserem Heimatplaneten entfernt, wird ISRU immer wichtiger. Nachschubmissionen sind teuer, und wenn Astronautencrews unabhängiger von der Erde werden, wird eine nachhaltige Erforschung rentablerAuf der Erde brauchen wir praktische und erschwingliche Wege, um Ressourcen auf dem Weg zu nutzen, anstatt alles mitzunehmen, was wir für nötig halten. Zukünftige Astronauten werden die Fähigkeit benötigen, weltraumgestützte Ressourcen zu sammeln und sie in atmungsaktive Luft umzuwandeln, Wasser zum Trinken, Hygieneund Pflanzenwachstum, Raketentreibstoffe, Baumaterialien und mehr. Missionsfähigkeiten und Nettowert werden sich vervielfachen, wenn nützliche Produkte aus außerirdischen Ressourcen hergestellt werden können. "
Es wird vermutet, dass mithilfe von 3D-Druck und ISRU geschlossene Siedlungen vor Ort gebaut werden könnten, ohne dass viele vorgefertigte Teile oder Baumaterialien importiert werden müssten. Nach Fertigstellung könnten sie auch ein gewisses Maß an Selbstständigkeit erreichenSuffizienz, die einen großen Beitrag zur Gewährleistung der Nachhaltigkeit leisten könnte.
Aber wie bei allen Dingen in Immobilien ist das größte Problem die Lage. Wenn wir Siedlungen auf anderen Planeten, Monden und Körpern bauen wollen, müssen die Stützpunkte zugänglich sein, einen ausreichenden Schutz gegen Strahlung und extreme Bedingungen habenund nicht zu weit von Ressourcen- und Energiequellen entfernt.
Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, diese Siedlungen an Orten zu errichten, die einen natürlichen Schutz vor Strahlung bieten und außerdem ressourcenreich sind. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, z. B. Siedlungen unter der Oberfläche zu errichten.
Eine andere Möglichkeit, sich vor Gefahren wie Strahlung zu schützen, besteht darin, Gehäuse aus strahlenbeständigem Material zu bauen. Beispielsweise könnte die Grundstruktur einer Siedlung aus Regolithen lokaler Herkunft lose Ablagerungen, die festes Gestein bedecken bestehen.
Alternativ könnte dies durch ein als "Sintern" bekanntes Verfahren erfolgen, bei dem der Regolith mit Mikrowellen oder Lasern bombardiert wird, um eine geschmolzene Keramik zu erzeugen. Diese könnte dann mithilfe von 3D-Druckrobotern geändert werden, um das Fundament und die Außenwände der Siedlung zu bildenund Überbau.
Es besteht auch die Möglichkeit der Verwendung einer magnetischen Abschirmung. Dieses Konzept wurde vom Bauingenieur Marco Peroni unter vorgeschlagen. die 2018 Amerikanisches Institut für Luft- und Raumfahrt AIAA SPACE and Astronautics Forum and Exposition .
Peronis Konzept einschließlich einer modularen Basisarchitektur, bei der hexagonal geformte Einheiten in einer kugelförmigen Konfiguration unter einem torusförmigen Gerät zusammengefasst sind. Dieses Gerät würde aus elektrischen Hochspannungskabeln bestehen, die zum Schutz vor Strahlung ein elektromagnetisches Feld erzeugen.
Peroni und seine Kollegen stellten anhand von Simulationen und Testmodellen fest, dass das Gerät ein externes Magnetfeld erzeugen kann. 8 Mikroteslas 0,08 Gauß . Angesichts der Tatsache, dass das Schutzmagnetfeld der Erde von 25 bis 65 Mikroteslas 0,25 bis 0,65 Gauß , t sein Apparat müsste weiter gestärkt werden, um die Sicherheit der Bewohner zu gewährleisten, aber er befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium.
Dieser Vorschlag ähnelt in vielerlei Hinsicht dem Solenoid Moon-Base-Konzept das Peroni auf dem AIAA-Forum und der Ausstellung für Weltraum- und Astronautik 2017 vorgestellt hat. Dieses Konzept eine Mondbasis, die aus transparenten Kuppeln besteht, die von einer toroidförmigen Struktur aus Hochspannungskabeln umgeben sind.
Zusätzlich zur Abschirmung würden künstliche Magnetfelder auch Lebensräume ermöglichen, die einen Blick auf die Umgebung bieten. Dies ist der Schlüssel zur Verhinderung von Klaustrophobie, Isolation und Kabinenfieber, die unvermeidlich durch unterirdische Umschließungen oder solche mit undurchsichtigen Wänden entstehen könnten.
Es gibt auch zahlreiche Hinweise darauf, dass Pflanzen auf Mond- und Marsboden wachsen könnten.
Dazu gehören Studien von Astronauten an Bord der ISS , von der NASA finanziert Prototyp des Mond- / Mars-Gewächshausprojekts PLMGP und die gemeinsame Studie der NASA, der Universität für Ingenieurwesen und Technologie in Lima und die Internationales Kartoffelzentrum .
Es gab auch unabhängige Studien, wie die von Ökologen an der Universität Wageningen und Forschungszentrum . Diese Experimente haben gezeigt, dass Erdpflanzen mit gezüchtet werden können Mars- und Mondregolith unter der Annahme, dass ausreichende Bewässerung und organische Nährstoffe bereitgestellt werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Tatsache, dass diese Siedlungen geschlossene Systeme sein müssten. Luft, Wasser und andere Ressourcen müssen mit einem hohen Maß an Effizienz recycelt werden.
Dies würde zur Schaffung eines Mikroklimas führen, in dem Niederschläge auftreten, Sauerstoffgas erzeugt, Kohlendioxid aus der Luft gewaschen und Wasser auf natürliche Weise recycelt und gefiltert wird.
Der Rest könnte durch eine Kombination von Recyclingsystemen gehandhabt werden. Organische Abfälle und menschliche Abfälle könnten kompostiert und als Dünger verwendet werden, und andere Abfallarten könnten recycelt werden, um neue Werkzeuge und Waren zu schaffen.
Wo genau könnten diese eingeschlossenen Mikroklima-Kolonien entstehen?
Inneres Sonnensystem
Wie die Erde sind alle Planeten des inneren Sonnensystems felsig und terrestrisch. Mit Ausnahme der Venus könnten diese alle als potenzielle Standorte für zukünftige Kolonien ausreichen. Alle sind reich an Mineralien und möglicherweise an Wassereis und einige sogarhaben organische Moleküle. Sie haben auch einen angemessenen Anteil an Gefahren!
Quecksilber :
Es könnte Sie überraschen zu wissen, dass Merkur, der unserer Sonne am nächsten gelegene Planet und der zweitheißeste hinter der Venus, tatsächlich ein brauchbarer Kandidat für die Kolonisierung ist. Sie sehen, während der Planet eine intensive Menge an Wärme und Strahlung von der Sonne erhältEine gut positionierte Kolonie könnte diese und andere Gefahren vermeiden.
Da Quecksilber beispielsweise eine schwache Exosphäre aufweist, wird die Wärme nicht von der der Sonne zugewandten Seite auf die dunkle Seite übertragen. Infolgedessen erreicht jede Seite, auf der Tageslicht herrscht, Temperaturen von bis zu 427 ° C während die Nachtseite extrem kalt ist - 173 ° C .
Auch Merkur erfährt, was als bekannt ist 3: 2 Orbitalresonanz. Dies bedeutet, dass der Planet drei Umdrehungen um seine Achse ausführt jede dauert 58,6 Tage , um sich zweimal um die Sonne zu drehen eine einzelne Umlaufbahn dauert 88 Tage .Kurz gesagt, Merkur erlebt alle zwei Jahre drei Sternentage.
Da sich der Planet jedoch schnell um die Sonne bewegt und sich langsam um seine Achse dreht, entspricht dies der tatsächlichen Länge eines ganzen Tages, dh der Zeit, die die Sonne benötigt, um an denselben Ort am Himmel zurückzukehren auch bekannt als aSonnentag - funktioniert ungefähr 176 Erdentage
Mit anderen Worten, ein einzelner Tag auf Merkur dauert zwei Jahre. Allerdings ist die axiale Neigung von Merkur sehr gering. 0,034 ° bedeutet, dass der überwiegende Teil des Sonnenlichts am Äquator absorbiert wird. In der Zwischenzeit sind die Polarregionen permanent beschattet und kalt genug, um Wassereis aufzunehmen.
Dies wurde von der NASA bestätigt MESSENGER-Sonde im Jahr 2012 die Hinweise auf Wassereis und organische Moleküle in den Kratern fanden, die die nördliche Polarregion bedecken. Es gibt auch Spekulationen, dass der südliche Pol Eis in seinen permanent beschatteten Kratergebieten enthalten könnte, vielleicht sogar so viel wie 100 Milliarden bis 1 Billion Tonnen das wäre bis zu 20 m dick.
In diesen Regionen könnten Kuppeln auf den Kraterböden gebaut werden oder einen ganzen Krater bedecken. Einige mögliche Kandidaten sind die Krater Kandinsky, Prokofiev, Tolkien und Tryggvadottir, von denen angenommen wird, dass sie alle Wassereisvorräte haben.
Sonnenlicht könnte genutzt werden, indem Spiegel an den Rändern der Krater positioniert werden, um es in die gewölbten Gehege umzuleiten. Die Temperaturen im Inneren würden allmählich ansteigen, Wassereis würde schmelzen und der Boden könnte durch Kombinieren des Wassers und der organischen Moleküle mit Regolith aus dem Krater hergestellt werdenKraterboden.
Pflanzen könnten auch zur Erzeugung von Sauerstoff gezüchtet werden, der in Kombination mit Stickstoffgas eine atmungsaktive Atmosphäre erzeugen würde. Die Region innerhalb des Biodoms würde zu einer lebenswerten Umgebung mit eigenem Wasserkreislauf und Kohlenstoffkreislauf.
Alternativ könnte Sauerstoffgas durch chemische Dissoziation erzeugt werden, bei der verdampftes Wassereis Sonnenstrahlung ausgesetzt wird, um Wasserstoffgas das entlüftet oder aufgefangen und für Kraftstoff gespeichert werden kann und Sauerstoffgas zu erzeugen.
Alternativ könnten Ingenieurteams die erforderlichen Gase in ein gewölbtes Gehäuse pumpen, bis der atmosphärische Druck im Inneren 100 Kilopascal oder 1 bar erreicht. Das Eis könnte dann nach Bedarf geerntet oder zum Trinken, zur Hygiene und zur Bewässerung gelagert werden.
Der Mond :
Als nächstgelegener Himmelskörper der Erde wäre die Besiedlung des Mondes im Vergleich zu anderen Körpern vergleichsweise einfach. In vielerlei Hinsicht birgt er die gleichen potenziellen Gefahren wie Merkur, und die Strategien für den Umgang mit ihnen sind weitgehend dieselben.
Für den Anfang hat der Mond eine extrem dünne Atmosphäre, die so dünn ist, dass sie nur als Exosphäre eingestuft werden kann. Der Mond ist auch reich an Mineralien und potenziellen Ressourcen wie Helium-3 und Wassereis, aber spärlich in Bezug aufflüchtige Elemente, die für das Leben notwendig sind dh Ammoniak, Methan, Kohlendioxid usw.
Zusätzlich erfährt die Mondoberfläche extreme Temperaturbereiche um die Äquatorregion. Je nachdem, ob ein Teil der Oberfläche direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist oder nicht, variieren die Temperaturen zwischen einem Tiefstwert von -173 ° C -280 ° F zu einem Hoch von 127 ° C .
In den Polarregionen gehen die Temperaturen jedoch von einem Tiefststand von -123 ° C -189 ° F zu einem Hoch von -43 ° C . Obwohl dies immer noch ausreicht, um die Antarktis im Vergleich mild erscheinen zu lassen, ist es ein viel engerer Bereich.
Außerdem sind die Polarregionen wie Merkur permanent beschattet und haben Zugang zu Wasservorräten. Dies gilt insbesondere für das Südpol-Aitken-Becken, eine Kraterregion, in der mehrere Orbiter-Missionen Hinweise auf Wassereis gefunden haben.
An Orten wie dem berühmten Shackleton-Krater könnte ein geschlossenes Mikroklima geschaffen werden, indem eine Kuppel gebaut und Sonnenspiegel verwendet werden, um das Sonnenlicht hinein zu lenken. Daher könnte ein Wettersystem geschaffen werden, Pflanzen könnten dann gezüchtet werden und eine atmungsaktive Atmosphäremöglicherweise erstellt.
Mars :
Mars ist ein weiteres beliebtes Ziel, wenn es um die Erforschung und Besiedlung des menschlichen Weltraums geht. Wie der Mond hat ein Großteil davon mit seiner Nähe zur Erde und den Ähnlichkeiten zwischen ihm und unserem Planeten zu tun.
Alle 26 Monate sind Erde und Mars am nächster Punkt in ihren Umlaufbahnen miteinander. Dies ist als Opposition bekannt, bei der Mars und Sonne auf gegenüberliegenden Seiten des Himmels erscheinen. Dadurch werden regelmäßige „Startfenster“ geschaffen, um Kolonisten und Vorräte zu senden.
Außerdem dauert ein Mars-Tag 24 Stunden und 39 Minuten was bedeutet, dass Pflanzen, Tiere und menschliche Kolonisten einen Tageszyklus Tag / Nacht-Zyklus genießen, der fast dem der Erde entspricht. Die vertikale Achse des Mars ist ebenfalls in einer Weise geneigt, die der der Erde sehr ähnlich ist. - 25,19 ° vs. 23,5 ° - was zu saisonalen Veränderungen im Verlauf einer Umlaufzeit führt.
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Wenn eine Hemisphäre auf die Sonne gerichtet ist, erlebt sie im Wesentlichen den Sommer, während die andere den Winter erlebt. Da ein Marsjahr jedoch ungefähr 687 Erdentage dauert 668,6 Mars-Tage, jede Jahreszeit dauert etwa doppelt so lange.
Mars erfährt auch Temperaturschwankungen, die denen der Erde ähnlich sind, obwohl sie insgesamt erheblich niedriger sind. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur im Laufe eines Jahres beträgt -63 ° C -81 ° F im Bereich von einem Tief von -143 ° C -225 ° F im Winter an den Polen und einem Hoch von 35 ° C im Sommer mittags am Äquator entlang.
Aufgrund seiner dünnen Atmosphäre erreichen diese warmen Oberflächentemperaturen jedoch nicht viel mehr als den Boden. Und nachts kann die Temperatur so niedrig wie sein. -73 ° C -99 ° F . Da die Abweichungen in den mittleren Breiten jedoch viel weniger extrem sind, ist dies wahrscheinlich der beste Ort, um eine Siedlung zu errichten.
Auf dem Mars gibt es auch reichlich Wassereis, das sich größtenteils in den polaren Eiskappen konzentriert. Verschiedene Studien haben jedoch darauf hingewiesen, dass möglicherweise auch erhebliche Mengen Wasser weggesperrt werden. unter der Oberfläche . Dieses Wasser könnte von Kolonisten für alles, vom Trinken und Bewässern bis zur Hygiene, extrahiert und verwendet werden.
Aus diesem Grund ist Mars für ISRU gut geeignet. In seinem Buch Der Fall für den Mars Robert Zubrin erklärte, wie Luft, Wasser und Treibstoff von zukünftigen Kolonisten vor Ort nur mit den im Marsboden und in der Marsatmosphäre verfügbaren Elementen hergestellt werden könnten.
Außerdem Experimente wurden durchgeführt die zeigen, wie Marsboden zu Ziegeln mit beträchtlicher Festigkeit eingebrannt werden kann. Diese könnten zur Herstellung der Lebensräume und Strukturen verwendet werden, in denen die Kolonisten leben würden. Experimente haben auch gezeigt, dass Erdpflanzen in Marsboden wachsen können, der Sauerstoff produzieren würdeund Kohlenstoff aus der Luft schrubben.
Leider gibt es immer noch das Problem der Strahlung. Nach jüngsten Studien der Mars Odyssey Sonde, Bewohner der Marsoberfläche erfahren Strahlungswerte, die sind 2 bis 3 mal höher als das, was Astronauten auf der Internationalen Raumstation erleben.
Auf der Erde sind Menschen, die in Industrienationen leben, einer durchschnittlichen jährlichen Dosis von 0,62 rad . Und während Studien gezeigt haben, dass eine Dosis von bis zu 200 rad ist nicht tödlich, die Exposition gegenüber diesen Strahlungswerten kann das Gesundheitsrisiko dramatisch erhöhen akute Strahlenkrankheit, Krebs, DNA-Schäden.
Die Marsoberfläche ist dagegen durchschnittlich ausgesetzt 22 Millirad pro Tag - was funktioniert 8000 Millirad 8 Rad pro Jahr . Das ist fast das 13-fache der jährlichen Dosis, an die unser Körper gewöhnt ist, und liegt nahe an der empfohlenen Expositionsgrenze von fünf Jahren. Die Langzeiteffekte davon sind unbekannt.
Die Mars Odyssey auch zwei erkannt Sonnenprotonenereignisse was dazu führte, dass die Strahlungswerte bei etwa ihren Höhepunkt erreichten 2.000 Millirad an einem Tag und einigen anderen Ereignissen, die erreicht wurden 100 Millirad . Darüber hinaus wurden kürzlich am Universität von Nevada, Las Vegas UNLV hat angegeben, dass die Bedrohung durch kosmische Strahlung kann das Krebsrisiko verdoppeln.
Aus diesem Grund haben Missionsplaner die Idee untersucht, Lebensräume entweder unter der Oberfläche zu errichten oder Lebensräume mit dicken Keramikaußenschalen aus dem lokalen Regolithen zu schaffen. Auch hier könnte die Idee der magnetischen Abschirmung verwendet werden, um eine transparente Hülle zu ermöglichen und sich diese zu leistenEinwohner den Vorteil einer Aussicht.
Künstlerkonzept des Marsstaubsturms. Quelle : NASA
Tatsächlich hat die NASA die Idee der Positionierung von a untersucht. magnetische Abschirmung im Orbit um den Mars, um den gleichen Schutz wie eine Magnetosphäre zu bieten. Der Vorschlag wurde von Dr. Jim Green, dem Direktor der Planetary Science Division der NASA, auf der 2017 vorgestellt. Planetary Science Vision 2050 Workshop .
Dr. Green behauptete, dass dieser Schild am Mars-Sun L1 eingesetzt werden sollte Lagrange Point wo ein künstlicher Magnetschwanz entstehen würde, der den gesamten Mars umfasst. Dies würde nicht nur das Leben an der Oberfläche vor schädlicher Strahlung schützen, sondern auch die Marsatmosphäre verdicken lassen was mehr Schutz bietet.
Mit diesen Maßnahmen könnte eine Kolonie vor den Elementen geschützt werden, einschließlich Marsstaubstürme und Strahlung. Im Inneren könnten menschliche Siedler Pflanzen auf Marsboden züchten, ihre eigene Luft produzieren und effektiv ein sich selbst tragendes Mikroklima schaffen.
Eine solche Basis oder viele ähnliche könnte den Prozess der Terraformierung des Mars beginnen. Nachdem sie in bestimmten Regionen Mikroklima erzeugt haben, können sie diese ausdehnen, bis sie den gesamten Planeten erreichen.
Der Haupt-Asteroidengürtel
Interessanterweise ist der Asteroidengürtel mehr als nur eine lose Sammlung von Millionen von felsigen Objekten. Hier befindet sich auch der Zwergplanet. Ceres Dies ist der größte Körper im Gürtel und macht etwa ein Drittel der Masse des Hauptgürtels aus.
Ceres misst ungefähr 946 km im Durchmesser und hat eine Oberfläche von 2,849,631 km² . Aufgrund seiner Größe und Dichte Es wird angenommen, dass Ceres differenziert ist, das aus einem felsigen Kern, einem flüssigen Ozean daneben und einem Mantel und einer Kruste aus Eis besteht.
Basierend auf den von der Keck-Teleskop im Jahr 2002 der Mantel wird geschätzt 100 km dick und bis zu enthalten 200 Millionen km³ Wasser. Das entspricht etwa 10% der Ozeane der Erde und ist mehr als das gesamte Süßwasser der Erde.
Aus diesem Grund würde eine Kolonie auf Ceres alle Arten von Vorteilen und Wachstumschancen bieten. Dies ist teilweise auf die Art und Weise zurückzuführen, wie der Haupt-Asteroidengürtel und seine reichlich vorhandenen Ressourcen zugänglich gemacht werden. Es gibt auch die auf Ceres selbst verfügbaren Ressourcen, was die Paraterraforming erleichtern könnte.
Zum Beispiel hat Ceres einige beeindruckende Krater, von denen die größten die Occator-, Kerwan- und Yalode-Krater. Innerhalb dieser Krater konnten Kuppeln gebaut und Wasser aus dem lokalen Eis gewonnen werden, wobei Silikatmineralien verwendet wurden, um den Kraterboden zu pflastern.
Das lokal geerntete Eis könnte zur Bewässerung, aber auch zur Erzeugung von Sauerstoffgas verwendet werden. Da Ceres vermutlich große Ablagerungen von ammoniakreichen Tonböden aufweist, könnte auch Ammoniak geerntet werden. Da Ammoniak größtenteils aus Stickstoff besteht,Es könnte zu Stickstoffgas verarbeitet werden ein wichtiges Puffergas in unserer Atmosphäre.
Licht könnte durch eine Reihe von Orbitalspiegeln bereitgestellt werden, die das Sonnenlicht fokussieren und in die Kuppel lenken, ein Gefühl für einen Tageszyklus vermitteln und auch das Wachstum von Pflanzen ermöglichen.
Die Monde des Jupiter
Die Idee der Kolonisierung Jupiters Monde wurde seitdem viele Male geschwommen Pionier 10 und 11 und Voyager 1 und 2 Sonden durchliefen das System. Seitdem wurde festgestellt, dass drei der vier größten Satelliten Europa, Ganymede und Callisto alle innere Ozeane haben könnten.
Darüber hinaus haben mehrere Umfragen bei Europa und Ganymed gezeigt, dass ihre Ozeane warm genug sein könnten, um das Leben zu unterstützen. Aus diesem Grund sind viele bestrebt, Robotermissionen zu senden, um nach Anzeichen für dieses mögliche Leben zu suchen, und schließlich Missionen mit Besatzung, die dies könntenAußenposten errichten.
Zum Beispiel im Jahr 1994 das private Unternehmen als bekannt Artemis-Projekt wurde mit der Absicht gegründet, den Mond zu kolonisieren. Sie erstellten auch Pläne für a Kolonie auf Europa was forderte, dass Strukturen aus Eis auf der Oberfläche gebaut werden sollten nach dem Vorbild des Iglus.
Die Autoren empfahlen außerdem, langfristige Lebensräume in „Lufteinschlüssen“ zu schaffen, die in der Eisdecke enthalten sind. Angesichts des Vorhandenseins von reichlich Wassereis und flüchtigen Stoffen wie Methan und Ammoniak auf der Oberfläche könnten diese Ressourcen genutzt werden, um Basen mit minimalen Eigenschaften zu schaffen.Klima.
Eine Basis auf einem oder mehreren der galiläischen Monde wurde auch von Dr. Zubin in seinem Buch von 1999 befürwortet. Raum betreten: Eine Raumfahrt-Zivilisation schaffen 1999. Diese Basen könnten dazu beitragen, den atmosphärischen Abbau zwischen den äußeren Planeten - dh Jupiter und Saturn - zu erleichtern, um Helium-3-Brennstoff zu erhalten.
Die NASA erstellte 2003 auch eine Studie, in der die Schaffung einer Basis auf Callisto befürwortet wurde, von der sie glaubten, dass sie bis 2045 durchgeführt werden könnte. Titel " Revolutionäre Konzepte für die Erforschung des menschlichen äußeren Planeten "HOFFNUNG, der Plan sah den Einsatz von Atomraketen vor, um alle Materialien und Roboter zu transportieren, die für den Bau einer Basis erforderlich sind.
Das Ziel wurde aufgrund seiner Entfernung zum Jupiter ausgewählt, was bedeutet, dass es weitaus weniger Strahlung ausgesetzt ist als seine Gegenstücke. Es wurde betont, dass eine Basis dort Wassereis ernten könnte, um Raketentreibstoff zu erzeugen, was Callisto zu einer Nachlieferung machtBasis für alle zukünftigen Missionen im Jupiter-System.
Strahlung ist besonders besorgniserregend, wenn man die Monde des Jupiter betrachtet. Aufgrund der starken Magnetosphäre des Jupiter und der Existenz eines Gürtels energiereicher Strahlung sind die Monde von Io, Europa und Ganymed unterschiedlichen Mengen schädlicher Strahlen ausgesetzt.
Io, das im Hochenergiestrahlungsgürtel umkreist, erhält ungefähr 3.600 rad von ionisierende Strahlung pro Tag - genug, um sehr schnell zu töten. In Kombination mit seiner vulkanischen Aktivität, dem weichen Mantel und den unterirdischen Lavaströmen ist Io kein guter Ort zum Leben!
Die Oberfläche Europas bewegt sich 540 rad pro Tag was immer noch gut in den tödlichen Bereich fällt. Auf Ganymed sieht es aufgrund seiner größeren Entfernung und der Tatsache, dass Ganymed ein Magnetfeld hat, etwas besser aus, was es zum einzigen Körper im Sonnensystem macht außer den Gasriesen um eins zu haben. Aber es wird immer noch 8 rad pro Tag mehr als ein Jahr Strahlung hier auf der Erde.
Nur Callisto fällt in den sicheren Bereich und empfängt nur 10 Millirad von Jupiter pro Tag. Natürlich wird dies noch schlimmer, wenn Sie Sonnenstrahlung und kosmische Strahlung hinzufügen, aber die Tatsache bleibt, dass Callisto der sicherste Ort ist, an dem man sich im Jupiter-System ansiedeln kann.
Während Siedlungen auf Ganymed und Europa gebaut werden könnten, würden beide Standorte eine signifikante Strahlenabschirmung erfordern und Siedlungen könnten nur unter der eisigen Oberfläche möglich sein. Auf Callisto könnte möglicherweise eine Oberflächenumgebung geschaffen werden, ähnlich wie auf Ceres.
Dies würde ein gewölbtes Gehege in einem oder mehreren der vielen, vielen Einschlagkrater von Callisto einschließen. Zu den Kandidaten gehören die Ringkrater Valhalla, Asgard und Adlinda, die messen. 3800 km 2360 mi, 1600 km 995 mi und 1000 km 660 mi jeweils im Durchmesser
Es gibt auch Krater wie Heimdall und Loftn, die messen 210 km und 200 km im Durchmesser. In einigen oder allen dieser Situationen könnten gewölbte Strukturen errichtet werden, die sich von Rand zu Rand oder entlang des Kraterbodens erstrecken.
Mit Silikatmineralien, die aus Jupiters Trojanern und griechischen Asteroiden gewonnen wurden, konnte der Boden auf dem Boden der Kolonie erzeugt werden. Mit lokal geernteten Wassereis-, Ammoniak-, Methan- und Orbitalspiegeln konnte ein Mikroklima erzeugt werden.
Die Monde des Saturn
Dann gibt es die Monde des Saturn-Systems. Als Zubrin sich für die Kolonisierung des äußeren Sonnensystems einsetzte, behauptete er, dass Saturn, Uranus und Neptun zum " gemacht werden könnten." Persischer Golf des Sonnensystems "wegen ihrer reichen Ressourcenbasis.
Zubrin identifizierte Saturn aufgrund seiner relativen Nähe zur Erde, seiner geringen Strahlung und seines hervorragenden Mondsystems als das wichtigste davon. Zum einen ist das System eine der größten Quellen für Deuterium und Helium-3, die es sein könntewird in Zukunft als Brennstoffquelle für Fusionsreaktoren verwendet.
Saturnmonde sind auch erheblich ausgesetzt geringere Strahlungsmengen als Jupiters Satellitensystem. Das liegt daran Saturns Strahlungsgürtel sind deutlich schwächer als Jupiters - 0,2 Gauß 20 Mikroteslas im Vergleich zu 4,28 Gauß 428 Mikroteslas .
Abbildung des Inneren des Saturnmondes Enceladus. Quelle : NASA / JPL-Caltech
Dieses Feld erstreckt sich vom Saturnzentrum bis zu einer Entfernung von ungefähr 362.000 km aus seiner Atmosphäre. Dies macht es viel enger zum Planeten als Jupiters Strahlungsgürtel, der Entfernungen von ungefähr erreicht 3 Millionen km .
, die
. Cassini Quelle : Dank an Cassini-Huygens Weiterführende Literatur : Werbung
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