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Die Wissenschaft, "interplanetarisch" zu werden: Wie können Menschen auf Merkur leben?

Mit der richtigen Technologie und den richtigen Lösungen für das Leben könnte Merkur eines Tages zu einer großen Siedlung werden.

"Willkommen an der Kandinsky-Station! Die Stunde ist 06:00 Uhr Mercury Standard Time MST, und die lokale Temperatur beträgt milde 180 K! Wir hoffen, Sie hatten eine angenehme Reise an die Oberfläche über die Spindel, Merkurs leuchtende Verbindung zuPlatz!

"Wir hoffen auch, dass Siesich akklimatisiertzur lokalen Schwerkraft. Wenn Sie von einem Ausgangspunkt mit niedrigem g reisen, empfehlen wir Ihnen, die Daten in Ihrer virtuellen Broschüre zu konsultieren. Wenn Sie Symptome der Schwerelosigkeit verspüren, suchen Sie bitte sofort ärztliche Hilfe auf.

"Unser letztes Ziel ist Terminator City, wo Sie äußerst bequem zum Äquator des Merkur und transportiert werden.verwöhnt mit malerischen Landschaftsansichten in der ewigen Dämmerung!

"Eine wenig bekannte Tatsache über unseren aktuellen Standort. Wie alle Merkmale auf Merkur hat der Kandinsky-Krater seinen Namen von einem berühmten Künstler. In diesem Fall wird der russische Maler und Pionier der abstrakten Kunst Wassily Kandinsky geehrt. UnserDie nächste Station, der Bahnhof Prokofjew, ist nach dem russisch-sowjetischen Komponisten, Pianisten und Dirigenten Sergej Prokofjew benannt.

"Eine Erinnerung für diejenigen, die einen Zwischenstopp in der Prokofjew-Station einlegen. Besuchen Sie dort unbedingt das Glasauge, den ungehinderten Blick auf das größte Eisfeld der Welt. Wenn Sie Ihren Besuch richtig planen, können SieSehen Sie Starry Batch, unser Eislaufteam, während sie ihre charakteristischen Bewegungen üben!

"Wenn Sie jemand sind, der gerne in niedriger Schwerkraft Spaß hat, vergessen Sie nicht, den Aerie auszuprobieren. Unsere qualifizierten Instruktoren zeigen Ihnen, wie Ihnen unsere Tragflächen und Booster-Packs das Fliegen schenken können!Wir danken Ihnen, dass Sie sich dafür entschieden haben, Merkur zu Ihrem Urlaubsziel zu machen!

"Eine Erinnerung an diejenigen, die zu einem der beiden Reiseziele auf der Suche nach Arbeit reisen: Bitte stellen Sie sicher, dass Ihre Unterlagen bei der Ankunft vorbereitet sind und bei der Personalabteilung eingereicht werden können. Wir suchen derzeit kurzfristig Köche, Concierges und Reiseleiter für Vollzeit undTeilzeitstellen Bitte auch das Anamneseformular ausfüllen!

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"Nun lehnen Sie sich einfach zurück, entspannen Sie sich und genießen Sie die Hermische Landschaft!"

* * *

Quelle: NASA/JHUAPL/Carnegie Science

Eines Tages könnten solche Ankündigungen eine echte Sache sein. Während der Gedanke, einen Planeten wie Merkur zu leben, zu arbeiten oder zu besuchen, wie etwas aus Science-Fiction oder völlig verrückt klingen mag, gründet sich die Idee auf wissenschaftliche Fakten. UndMit den richtigen Strategien und Technologien für das Leben in einer feindlichen Umgebung könnten sich die Menschen auf Merkur ein Leben aufbauen.

Und es hätte greifbare Vorteile, dort eine dauerhafte menschliche Präsenz zu haben. Zunächst könnte eine lokale Wirtschaft um "Abenteuertourismus", Bergbau und Energie herum aufgebaut werden. Merkur ist eine extreme Umgebung, da er der Sonne am nächsten ist.Aber es ist auch reich an Erzen und Edelmetallen und enorm viel Sonnenenergie.

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Aber zuerst muss die Kleinigkeit dieser "feindlichen Umgebung" angegangen werden.

Extreme Temperaturen

Obwohl Merkur der sonnennächste Planet in unserem Sonnensystem ist, ist Merkur überraschenderweise nicht der heißeste diese Ehre gebührt der Venus. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Merkur praktisch keine nennenswerte Atmosphäre jenseits einer schwachen "Exosphäre" hat, das heißtvermutlich durch eine Kombination aus vulkanischer Ausgasung, durch Oberflächeneinschläge verursachten Trümmern und von der Sonne eingefangenen Partikeln entstanden.

Diese Exosphäre besteht aus atomarem Sauerstoff, Natrium, Magnesium, atomarem Wasserstoff, Helium und anderen Spuren von Mineralien. Der Druck überschreitet jedoch nicht 5 x 10-15 bar 0,005 picobar oder weniger als ein Billionstel des atmosphärischen Drucks der Erde auf Meereshöhe. Aus diesem Grund hat Merkur keine Möglichkeit, Wärme von der Sonne zu speichern und erfährt extreme Temperaturschwankungen.

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Während die der Sonne zugewandte Seite Temperaturen von bis zu 800°F 427 °C erreicht, wird die dunkle Seite Tiefstwerte von bis zu -279 °F -173°C aufweisen. Die Tagesseite unterliegt ebenfallsdie intensivste Sonnenstrahlung aller Planeten im Sonnensystem. Und aufgrund seiner Umlaufbahn dauern diese Tages- und Nachtextreme monatelang an!

Hier liegt ein weiteres Beispiel für Merkurs Extremität, die die Natur der Umlaufbahn des Planeten ist. Zum einen hat Merkur die exzentrischste Umlaufbahn aller Planeten im Sonnensystem, was bedeutet, dass er stark elliptisch ist. Aus diesem Grund ist seine Entfernungvon der Sonne variiert zwischen 29 Millionen Meilen 46 Millionen km im Perihel und 70 Millionen km 43 Millionen Meilen im Aphel.

Wirklich lange Tage!

Seine Nähe zur Sonne führt auch zu einer langsamen Umlaufzeit – etwas weniger als 88 Erdentage – und einer langsamen Rotationsperiode von 58,646 Tagen. Dies bedeutet, dass Merkur eine Spin-Bahn-Resonanz von 3:2 hat, was bedeutetdas Es macht drei Umdrehungen um seine Achse für alle zwei Umlaufbahnen um die Sonne. Dies bedeutet jedoch nicht, dass drei Tage auf Merkur so lange wie zwei Jahre dauern.

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Während ein "Sterntag" mehr als 58 Tage braucht, um einzutreten Es dauert 58,65 Erdtage, bis sich Merkur einmal um seine Achse dreht, relativ zu den Hintergrundsternen, ein "Sonnentag" dauert das Äquivalent von 176 Erdentagen. Wenn ein Beobachter auf der Tagesseite des Merkur stehen könnte, würde es 176 Erdentage dauern, bis die Sonne auf ihm untergeht, dann aufgeht und an denselben Ort in . zurückkehrtam Himmel. Richtig, auf Merkur dauert ein einzelner Tag fast so lange wie zwei Jahre!

Quelle: NASA/JHUAPL/ASU/CIW

Wegen seiner Nähe zur Sonne, Merkurerhält die stärkste Sonnenstrahlung aller Planeten. Dies bedeutet, dass auch mit Schutz vor der Temperatur, Die Einwirkung von Tageslicht auf Merkur wäre tödlich, daher müssten sich menschliche Siedler dauerhaft von der Sonne fernhalten. Zum Glück gibt es eine Reihe von Optionen, die eine Besiedlung ermöglichen und gleichzeitig den Schutz vor Hitze und Strahlung gewährleisten.

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Bleib im Schatten

Wenn die Menschen hoffen, eines Tages auf Merkur zu leben, müssen sie immer Wege finden, die Sonne zu meiden. Glücklicherweise bieten die Beschaffenheit von Merkurs Struktur und Umlaufbahn einige Möglichkeiten für ein nachhaltiges Leben. Alles in allem gibt es drei Möglichkeiten fürSchaffung einer Hermian-Siedlung :

Unterirdisch leben:Basierend auf Daten, die seit den 1990er Jahren erhoben und von der bestätigt wurdenMercury Surface, Space Environment, GEochemistry and Ranging MESSENGER Sonde, bis 2012 erkannten Wissenschaftler, dass stabile Lavaröhren direkt unter der Oberfläche existieren könnten, ähnlich wie auf der Mond und Mars.

Diese Röhren sind Überbleibsel der geologisch aktiven Vergangenheit des Planeten und sind in einigen Fällen groß genug, um eine ganze Stadt zu beherbergen. In diesen Röhren könnten die Temperaturen stabil gehalten werden und sogar 22 ± 1 ° C erreichenC, die optimale Temperatur für ein angenehmes Wohnen.

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Siedlungen in diesen Röhren hätten auch den Vorteil einer natürlichen Strahlenabschirmung und könnten abgedichtet und unter Druck gesetzt werden, um eine erdähnliche Atmosphäre zu schaffen – etwa 100 kPa, mit einer Mischung aus Stickstoff und Sauerstoff ein 78:22-Gemisch.

Unterwegs leben: Eine andere Möglichkeit besteht darin, mobile Siedlungen zu errichten, die sich ständig nach Westen bewegen, um dem Terminator – der Grenze zwischen Tag und Nacht – voraus zu sein. Da Merkurs langsame Rotation und schnelle Umlaufbahn zu 176 Tagen ununterbrochenem Tageslicht auf einer Seite des Planeten führen,Siedlungen müssten sich nicht einmal so schnell bewegen und könnten unterwegs Ressourcen ernten.

Leben in einem Krater: Alternativ könnte eine Siedlung in dauerhaft schattigen Regionen wie dem mit Kratern versehenen Nordpol des Merkur errichtet werden. Diese Krater dienen als "kalte Senken", wo die Temperaturen niedrig genug sind, dass Wassereis existieren kann. Die größten Krater - Prokofjew, Chesterton, Tolkien, Kandinski und Tryggvadóttir – messen zwischen 19,25 mi 31 km und 70 mi 112 km, was groß genug ist, um in den Großraum New York zu passen.

Darüber hinaus zeigten Daten der MESSENGER-Sonde, dass die Krater in dieser Region 110 Milliarden bis 1,1 Billionen Tonnen enthalten könnten 1014–1015 kg Wassereis.Dieses Eis konnte geerntet werden, um den Bedarf der Kolonisten zu decken, während Solaranlagen rund um den Kraterrand für eine konstante Energieversorgung sorgen würden.Als Bonus wird angenommen, dass das Eis von etwa 7,4 Milliarden Kubikmetern 5,65 Milliarden m³ Kohlenwasserstoffen bedeckt ist, was ebenfalls nützlich sein könnte.

Quelle: NASA

Nach der Ernte könnte dieses Wasser als Trink- und Bewässerungswasser verwendet werden, um Sauerstoffgas und Raketentreibstoff zu erzeugen. Kombiniert mit einer stetigen Zufuhr von Sonnenenergie, die durch am Rand positionierte Spiegel in das Innere des Kraters geleitet werden könnte,auch landwirtschaftliche Betriebe wären möglich.

Innerhalb eines Polarkraters könnten bewohnbare Gehege mit "Paraterraforming" gebaut werden - ein Konzept, das 1992 vom britischen Mathematiker Richard Taylor entwickelt wurde. In einem Artikel mit dem Titel "Paraterraforming – Das Welthaus-Konzept", Taylor beschrieb, wie ein überdruckgekapseltes Gehäuse über einem nutzbaren Bereich platziert werden könnte, um eine in sich geschlossene Atmosphäre zu schaffen.

Dazu gehört das Einpumpen einer atembaren Atmosphäre und das Schmelzen des Eises, um atmosphärischen Wasserdampf zu erzeugen. Schließlich würde sich die Ökologie in der Kuppel ändern und einen lebenswerten Lebensraum mit seinem eigenen Wasser- und Kohlenstoffkreislauf schaffen. Alternativ könnte das Wasser seinverdampft und Sauerstoffgas entsteht durch langfristige Sonneneinstrahlung ein Prozess, der als Photolyse bekannt ist.

Mineralien, Energie und mehr!

Nun, das deckt alle Gefahren ab, jetzt sprechen wir über die Vorteile! Zusätzlich zu den reichlich vorhandenen flüchtigen Elementen wie Wassereis erhält Merkur sechseinhalb Mal so viel Sonnenenergie wie die Erde. Diese Sonnenenergie könnte als einreichlich Energiequelle für Siedlungen an der Oberfläche, aber mit einer Konstellation von Solarsatelliten könnte diese Energie auch für den Export genutzt werden.

Ingenieure untersuchen derzeit weltraumgestützte Solarenergie als Mittel zur Bekämpfung des Klimawandels. Indem sie Arrays in die Umlaufbahn bringen, in denen sie rund um die Uhr ohne Unterbrechung Sonnenenergie sammeln können und weder Wetter- noch jahreszeitlichen Veränderungen ausgesetzt sind,die Menschheit Zugang zu sauberer, reichlich vorhandener erneuerbarer Energie hätte.

Eine Konstellation von Satelliten in der Umlaufbahn um Merkur oder an den Merkur-Sonne-Lagrange-Punkten könnte enorme Mengen an Sonnenenergie ernten. Diese Energie könnte dann mit Mikrowellenlasern oder "Masern" auf das Erde-Mond-System und andere Orte gestrahlt werden". Merkur wird fortan als das "Kraftwerk" des Sonnensystems angesehen.

Quecksilber ist auch unglaublich reich an wertvollen Metallen und Mineralien. Ähnlich wie die anderen Gesteinsplaneten Venus, Erde und Mars besteht Merkur aus Silikatmineralien und Metallen, die in einen Silikatmantel und eine Kruste unterteilt sind, die einen metallischen Kern umgeben hauptsächlich zusammengesetztaus Eisen-Nickel.

Quelle: Wikimedia Commons

Der Kern von Quecksilber macht einen viel größeren Prozentsatz seines Durchmessers und seines Volumens aus als die anderer Gesteinsplaneten. Basierend auf der neueste Daten, Geologen schätzen, dass die Kruste und der Mantel 22 mi 35 km und 310 - 430 mi 500 - 700 km dick sind, während der Kern einen geschätzten Durchmesser von 2578 mi 4.148 km misst. Dies bedeutet, dass der KernRegion macht 85 % der Größe des Planeten aus.

Der Kern selbst ist in drei Schichten unterteilt. Der innerste ist ein fester Kern aus Eisen-Nickel, umgeben von einer geschmolzenen flüssigen Kernschicht, umgeben von einer äußeren Kernschicht aus Eisensulfid. Diese Struktur verleiht Merkur die zweithöchsteDichte aller Planeten nach der Erde - 0,196 lb/in3 5,427 g/cm3 im Vergleich zu 0,199 lb/in3 5,514 g/cm3 der Erde.

Die Oberfläche ist auch reich an Magnesium und Schwefel, das aus der Entstehungsgeschichte des Planeten resultiert. Es hat auch große Lager an Mineralien und Edelmetallen, die von Asteroiden und Meteoriten während der Geschichte des Sonnensystems verteilt wurden.Ohne Plattentektonik oder Wind-/Wassererosion wären diese Lagerstätten für Bergleute zugänglich.

Gute Schwerkraft

Eine weitere Folge seiner Dichte und seiner metallreichen Natur ist die Gravitation von Merkur. Obwohl er der kleinste Planet im Sonnensystem ist und sogar kleiner als einige Monde wie der Jupitermond Ganymed, ist die Gravitation auf der Oberfläche des Merkur nahe der des Mars— 38% von dem, was wir hier auf der Erde erleben oder 0,377 g.

Dies macht Merkur gegenüber Zielen wie Ganymed, Europa, Titan und anderen Eismonden vorzuziehen, die Gasriesen im äußeren Sonnensystem umkreisen. Auf diesen Körpern reicht die Oberflächengravitation von 0,146 g und 0,138 g auf Ganymed und Titan auf 0.08 g und 0,012 gauf Triton und Enceladus. Der Erdmond hat inzwischen eine durchschnittliche Oberflächengravitation von 0,1654 g.

Weltraumbehörden haben jahrzehntelang Studien über die Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber Mikrogravitation durchgeführt. Diese bestanden aus der Prüfung des Pflanzenwachstums und der Physiologie der Astronauten nach längeren Aufenthalten an Bord der Internationale Raumstation ISS.

Diese Studien insbesondere die NASA-Zwillingsstudie fand heraus, dass der menschliche Körper über lange Zeiträume Muskelmasse, Knochendichte und Sehkraft verliert, Kreislauf, Herz-Kreislauf-Gesundheit und Organfunktion beeinträchtigt sind.Während es an Forschung zu den Auswirkungen der Mond- oder Marsgravitation fehlt, sind die Auswirkungen wahrscheinlich sehr ähnlich.

Während die Auswirkungen von 0,377 gDie Umgebung würde im Laufe der Zeit immer noch zu einer körperlichen Verschlechterung führen, die Auswirkungen könnten durch ein Trainingsprogramm und eine medizinische Behandlung leichter abgemildert werden. Eine regelmäßige Exposition gegenüber einer stärkeren Schwerkraft wäre ebenfalls unerlässlich, die durch rotierende orbitale Habitate oder gelegentliche Reisen nach erreicht werden könnteErde.

Quelle: NSS

Die geringere Schwerkraft würde es auch relativ billig machen, Nutzlasten oder Raumfahrzeuge von der Oberfläche zu starten. Auf Merkur müssten Fahrzeuge eine Fluchtgeschwindigkeit von 12,14 ft/s² 3,70 m/s² erreichen, was etwas mehr als 1/3. Fluchtgeschwindigkeit der Erde. Dies würde bedeuten, dass Erze und andere Ressourcen relativ billig ins All befördert werden könnten.

Ähnlich könnte eine mobile Plattform ein Weltraumaufzug, die dauerhaft von der dunklen Seite des Planeten abgehängt bleiben würde. Dies würde den Start von Nutzlasten und Passagieren noch billiger machen, und die geringere Schwerkraft würde bedeuten, dass die Belastung der Leine deutlich geringer wäre als bei einem Weltraumaufzug auf der Erde.

Mit einigem Einfallsreichtum, Innovation und Vorstellungskraft könnten sich eines Tages Millionen von Menschen Merkur als ihr Zuhause vorstellen. Zwischen Siedlungen in den Polarregionen, stabilen Lavaröhren und mobilen Operationen auf der dunklen Seite des Planeten könnte Merkur zu einem"Abenteuertourismus"-Reiseziel für Leute, die ein wenig Gefahr mögen aber trotzdem Sicherheit verlangen!

Es könnte auch das Bergbau-, Produktions- und Energiezentrum für die menschliche Zivilisation werden, das sich eines Tages auf jeden Planeten und Mond im Sonnensystem ausbreiten könnte. Wer weiß? Eines Tages könnte das Adjektiv "Hermian" an hart, robust erinnernMenschen, die sich entschieden haben, in einer der härtesten Umgebungen des Sonnensystems zu leben!

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"Vielen Dank für Ihren Besuch in unserer Welt. Wir hoffen, dass Sie eine aufregende Zeit hatten und hoffen, Sie wiederzusehen! Bevor Sie an Bord der Spindel gehen, besuchen Sie unbedingt den Souvenirladen, um ein paar Souvenirs zur Erinnerung an Ihren Aufenthalt zu kaufenDuty-Free-Preise sind nicht zu vergleichen!

"Auf der Suche nach Geschenken für Familie und Außerirdische? Besuchen Sie die Kunstgalerie, um unsere berühmte Auswahl an handwerklichen Skulpturen zu sehen. Diese dekorativen und interpretierenden Werke aus Keramik, Glas und Metall werden von lokalen Handwerkern handgesponnen.Hermische Kunst ist im gesamten Sonnensystem bekannt, also zusätzlich zu Unterstützen Sie die lokale Künstlergemeinschaft und teilen Sie das Geschenk der Schönheit!

"Eine Erinnerung an alle, die abreisen, dass nach der Abreise Strahlenkontrollen und körperliche Untersuchungen empfohlen werden. Bitte konsultieren Sie Ihren Arzt oder virtuellen Arzt, um Termine für die nächsten sechs Wochen zu vereinbaren. Achten Sie darauf, auf Anzeichen von Strahlung oder Schwerelosigkeit zu achten, wieeine erneute Gewöhnung an Low-g und High-g kann schwierig sein.

"Jetzt, wo Sie einige Zeit in unserer fairen Welt verbracht haben, hoffen wir, dass Sie zustimmen: Es gibt keinen Platz im System wie Merkur!"

Bleiben Sie dran für weitere Folgen der "Interplanetary"-Reihe! Als nächstes kommt der höllische "Schwesterplanet" der Erde, auch bekannt als Venus!

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