Управление по терраформированию. Часть первая: внутридомовая Галлактика

    Терраформирование. Вы наверное слышали это же слово в контексте какой нить умопомрачительной истории либо встречали на медиа-сайте Hi-News.ru. Все же в крайние годы, благодаря подъему энтузиазма к освоению космоса, об концепции терраформирования начали думать все почаще. Уже и не как только о отдаленной перспективе, как об полностью действительном ближнем грядущем.

    В рассказе Роджера Желязны «Ключи к декабрю» измененные (лохматые) представители людской (либо уже и не людской) расы отправляются на планетку, дабы окунуться в переменчивый анабиоз в бункерах на ее поверхности, пока что в течение тыщ лет будут ишачить прибора терраформирования, опускающие температуру на поверхности ниже нуля — как только надо сиим созданиям. Эдак начинается них история. Никто пока что и не знает, с чего же начнется история нашего — заправдашнего — населения земли, которое пожелало перевоплотить какую-нибудь планету в комфортный мирок, подходящий для жизни. Никто и не знает, будем мы подымать температуру на планетке либо опускать ее. За исключением, наверняка, пары граждан и организаций.

    Когда Элон Маск утверждает, что населению земли надо «резервное копирование», дабы выжить; когда личные предприятия вроде Mars One планируют выслыть граждан в один финал — колонизировать Красноватую планетку; когда галлактические агентства, NASA либо ESA, дискуссируют перспективу длительного проживания на Марсе либо Луне — тогда-то терраформирование становится научным фактом.

    Однако что этакое это же терраформирование? Где мы могли бы применять этот процесс? Какого рода технологии нам надобны? Есть ли они либо нам придется подождать? Сколько ресурсов востребует терраформирование? И самое первостепенное: каковы шансы на фуррор? Дабы ответить на все про все эти вопросцы, придется копнуть поглубже. Начнем с тамошнего, что терраформирование не совсем только почетное понятие, да и полностью применяемое людьми.

    Содержание

    • 1 Что этакое терраформирование?
    • 2 Наука терраформирования
    • 3 Вероятные пространства для терраформирования
    • 4 Внутридомовая Галлактика

    Что этакое терраформирование?

    Терраформирование — это же процесс, который обменивает недружелюбную окружающую среду (ежели планетка очень прохладная, очень жаркая, и не имеет применимой для дыхания атмосферы) на наиболее благоприятную для жизни граждан. Он может включать изменение температуры, атмосферы, топографии поверхности, экологии — или всего вышеописанного — чтобы планетка либо луна предстала наиболее «приземленной» не уничтожила нас молниеносно.

    Управление по терраформированию. Часть первая: внутридомовая Солнечная система

    Этот термин выдумал Джек Уильямсон, южноамериканский писатель-фантаст, коего называли «деканом научной фантастики» (опосля погибели Роберта Хайнлайна в 1988 году). Термин возник в истории под заглавием «Орбита столкновения», размещенной в 1942 году в журнальчике Astounding Science Fiction. Это же первое из заведомых упоминаний данной концепции, хотя косвенно об ней разговаривали и ранее, конечно же.

    Вообщем, научная фантастика полна примеров конфигурации планетарных критерий, дабы те самый стали наиболее подходящими для жизни граждан. В «Войне миров» Герберт Уэллс помечал, что марсианские пришельцы начали трансформировать экологию Почвы с целью длительного проживания.

    Олаф Стэплдон в «Последних и первых людях» (1930) предназначил две главы описанию тамошнего, как только отпрыски граждан терраформируют Венеру из-за непригодности Почвы для проживания; и в ходе терраформирования устраивают геноцид здешней аква жизни. В 50-60-х годах, наряду с началом галлактической эры, терраформирование возникло во огромном количестве работ из области научной фантастики.

    Например, в «Небесном фермере» (1950) Роберт Хайнлайн воображает, как только Ганимед трансформируется в сельскохозяйственное поселение. Это же важнейший роман — первый, где понятие терраформирование представляется с нешуточной и научной точки зрения, а уж не попросту как только фантазия.

    В 1951 году Артур Кларк написал первый роман, в каком вообразил научной фантастике терраформирование Марса. В «Песках Марса» марсианские колонисты нагрели планетку, превратив Фобос во второе солнце, и выращивали растения, кои разбивали марсианские пески с высвобождением кислорода. А уж в книжке «Космическая Одиссея 2001 года» Кларк вообразил расу старинных созданий, кои превращают Юпитер во второе солнце, дабы Европа сумела предстать применимой для жизни планеткой.

    Пол Андерсон тоже не мало писал об терраформировании в 1950-х. В собственном романе 1954 года «Большой дождь» Венеру обменивают при помощи способов планетарной инженерии в течение максимально длительного времени. Книжка предстала так влиятельной, что термин «Большой дождь» (Big Rain) предстал синонимом терраформирования Венеры. За данной книжкой последовали «Снега Ганимеда» (1958), где экологию спутника Юпитера проделывают применимой для жизни при помощи схожего процесса.

    В серии «Робот» Айзека Азимова колонизацией и терраформированием занимается могущественная раса граждан; этот процесс протекает на пятидесяти планетках знаменитой Вселенной. В серии «Основание» население земли удачно колонизировало все потенциально обитаемые планетки в галактике и терраформировало них для Галактической Империи.

    В 1984 году Джеймс Лавлок и Майкл Олэби написали, как только полагают почти все, одну из самых влиятельных книжек по терраформированию. В романе «Озеленение Марса» исследуется формирование и эволюция планет, происхождение жизни и биосфера Почвы. Фотомодели терраформирования, выставленные в данной книжке, практически предвосхищают грядущие дебаты на тематику намерений терраформирования.

    В 1990-х Ким Стэнли Робинсон выпустил собственную небезизвестную трилогию на тематику терраформирования Марса. Популярная как только «Трилогия Марса» — Темно-красный Марс, Светло-зеленый Марс, Светло-голубой Марс — эта серия посвящена трансформации Марса силами почти всех поколений в процветающую людскую нацию. В 2012 году получился «2312», посвященный колонизации Галлактики — включая терраформирование Венеры и остальных планет.

    В пользующейся популярностью культуре можно определить огромное количество остальных примеров, как только в телевидении и прессе, эдак и в фильмах с видеоиграми.

    Наука терраформирования

    В статье, размещенной в журнальчике Science в 1961 году, узнаваемый астролог Карл Саган предложил применять способы планетарной инженерии для трансформации Венеры. Они включали засеивание атмосферы Венеры водными растениями, кои могли бы преобразовывать влагу, азот и диоксид углерода в органические ингридиенты и сократить усиливающийся парниковый спецэффект Венеры.

    В 1973 году он опубликовал статью в журнальчике Icarus под заглавием «Планетарная инженерия на Марсе», в какой предложил два сценария трансформации Марса. Они включали перевозку материала с низкорослым альбедо и/либо посадку черных цветков на полярных шляпах, дабы те самый всасывали все больше тепла, растаяли и превратили планетку в наиболее похожую по условиям на Планету земля.

    В 1976 году NASA официально разглядело вопросец планетарной инженерии в изучении «Об обитаемости Марса: подход к планетарному экосинтезу». В изучении был изготовлен вывод, что фотосинтезирующие организмы, таяние полярных льдов, также введение парниковых газов возможно применено для сотворения наиболее теплой, зажиточной кислородом и озоном атмосферы. Первое заседание конференции на тематику «планетарного моделирования» существовало скооперировано в фолиант же году.

    Потом, в марте 1979 года, инженер NASA Джеймс Оберг учредил Первый коллоквиум по терраформированию — спецзаседание на 10-й конференции луно- и планетологии, которая раз в год проводится в Хьюстоне, штат Техас. В 1981 году Оберг популяризовал концепции, кои дискуссировались на коллоквиуме, из его книжки «Новые Почвы: реструктуризация Почвы и остальных планет».

    В 1982 году планетолог Кристофер Маккей написал «Терраформирование Марса», работу в журнальчике Английского межпланетного сообщества. В работе Маккей обсудил перспективы саморегулирующейся марсианской биосферы, кои включали нужные способы и вопросцы этики. В первый раз слово «терраформирование» использовалось в заголовке печатной статьи и с того времени предстало расхожим термином.

    За ней последовало «Озеленение Марса» Джеймса Лавлока и Майкла Олэби в 1984 году. В данной книжке в первый раз обрисовали новаторский способ утепления Марса за счет прибавления хлорфторуглеродов (ХФУ) в атмосферу с целью вызвать всемирное потепление. Книжка побудила биофизика Роберта Хейнса начать продвижение терраформирования в рамках наиболее обширной концепции Ecopoiesis.

    Происходящее от греческих слов «ойкос» (особняк) и «пойезис» (создание), это же слово значит рождение экосистемы. В контексте освоения космоса, оно включает форму планетарной инженерии, в какой устойчивая экосистема появляется на стерильной прежде планетке. Как только обрисовал Хейнс, все начинается с засеивания планетки микробной жизнью, что приводит к условиям, закадычным к первобытной Планете земля. Потом импортируется растительная жизнь, которая ускоряет создание кислорода, а уж опосля и звериная жизнь.

    В 2009 году Кеннет Рой — инженер Министерства энергетики США — представил собственную концепцию «Мира под щитом» в журнальчике Английских межпланетных наук. Работа «Миры под стендом — подход к терраформированию лун, минимальных планет и плутоидов» изучает вероятность пользования больших оболочек, стендов, кои накрывают чужой мир, сохраняя его атмосферу довольно длительно, дабы длительные конфигурации пустили корешки.

    Эти и альтернативные идеи, в каких мир накрывается искусственной оболочкой для трансформации его окружающей среды, именуются «паратерраформированием».

    Вероятные пространства для терраформирования

    В Солнечной системе бытует несколько потенциальных мест, кои могли бы ладно подойти для терраформирования. Кроме Почвы, Венера и Марс а также лежат в границах потенциально обитаемой зоны Солнца (эдак именуемой зоны Златовласки). Но по причине усиливающегося парникового спецэффекта Венеры и отсутствия магнитосферы на Марсе, них атмосферы очень плотные и жаркие, или стройные и прохладные, дабы поддерживать знаменитую нам жизнь. Все же на теоретическом уровне это же можно сконфигурировать, используя верный общий вид экологической инженерии.

    Альтернативные вероятные пространства в Солнечной системе включают несколько спутников, кои крутятся вокруг газовых великанов. Несколько спутников Юпитера и Сатурна изобилуют аква льдом, и ученые допускают, что при повышении температуры поверхности можно сделать полностью самому себе жизнестойкую атмосферу — за счет электролиза и введения буферных газов.

    Бытует даже предположение, что Меркурий и Луну (либо по последней мере них части) можно терраформировать и сделать на их полностью годное для жизни людское поселение. В этаких вариантах терраформирование востребует не совсем только изменение поверхности, да и, может быть, изменение них вращения. Наконец, каждый вариант имеет собственные достоинства, недочеты и возможность фуррора. Давайте разглядим них в порядке удаленности от Солнца.

    Внутридомовая Галлактика

    Планетки земного типа в нашей Солнечной системе воображают собой фаворитные вариации для терраформирования. Не совсем только поэтому, что размещены поближе к нашему Солнцу, а уж как следует, и предпочтительнее поглощают его энергию, да и поэтому, что зажиточны силикатами и минералами — которые пригодятся хоть какой грядущей колонии для выкармливания пищи и построения поселений. И, как только уже упоминалось, две этакие планетки (Венера и Марс) размещены в границах потенциально обитаемой зоны.

    Меркурий

    Большинство поверхности Меркурия неприменима для жизни, так как температура сомневается меж максимально жаркой и максимально прохладной (от 427 градусов перед началом -173 градусов по Цельсию). Сопряжено это же с близостью к Солнцу, практически тотальным отсутствием атмосферы и максимально неспешным вращением небесного туловища. Но на полюсах температура относительно низкорослая (-93 градуса) по причине константного них затемнения.

    Наличие водяного льда и органических молекул в северной полярной области а также существовало доказано, благодаря заданным миссии MESSENGER. Колонии можно выстроить в этих регионах, осуществив частичное терраформирование (паратерраформирование). Ежели выстроить купола (либо один купол) достаточных объемов над кратерами Кандинского, Прокофьева, Толкиена и Триггвадоттир, северную область можно приспособить для людского проживания.

    На теоретическом уровне это же можно предпринять, используя зеркала для отражения солнечного света на купола — это мал-помалу повысит температуру. Водяной лед растает, а уж в купе с органическими молекулами и маленьким песком образует почву. На данной почве можно растить растения для изготовления кислорода, который в купе с азотом может отдать применимую для дыхания атмосферу.

    Венера

    Венера — «близнец Земли», лишь злой и жаркий, да и он воображает толпу способностей для терраформирования. Первое предложение изготовил Саган в статье в Science 1961 года. Однако дальнейшие открытия — вроде высочайшей концентрации серной кислоты в облаках Венеры — сделали эту идею нежизнеспособной. Даже ежели водные растения сумели бы выжить в этакий атмосфере, преобразование плотнейших туч из углекислого газа в кислород приведет к сверхплотной кислородной среде.

    За исключением тамошнего, побочным товаром хим реакций станет графит, который выпадет густым порошком на поверхности. В ходе сгорания он опять станет углекислым газом, перезапустив весь парниковый спецэффект. Но позже были изготовлены предложения применять способы поглощения углерода, кои, может быть, еще наиболее удобны.

    В этих вариантах хим реакции обязаны конвертировать атмосферу Венеры в нечто годное для дыхания, снизив причем ее герметичность. Один из вариаций — внедрить аэрозоль из водорода и железа, дабы перевоплотить углекислород в атмосфере в графит и влагу. Вода выпадет на поверхность, где покроет 80% планетки — так как Венера имеет незначимые перепады высоты.

    Альтернативный сценарий предугадывает введение множества кальция и магния в атмосферу. Углерод будет поглощен и образует кальциевые и магниевые карбониты. Привилегию этакого замысла состоит в том, что на Венере уже имеются отложения обоих минералов в мантии — них можно существовало бы вынуть в атмосферу за счет бурения. И тем не менее огромную часть минералов придется покупать и не на планетке, дабы понизить температуру и давление перед началом нужного уровня.

    Очередное предложение — заморозить атмосферный углекислый газ перед началом точки сжижения — с образованием сухого льда — и дозволить ему же скопиться на поверхности. Оказавшись там, он возможно закопан и будет оставаться в жестком состоянии по причине давления. Его можно будет даже добывать для пользования на планетке и за ее пределами. Потом можно будет обрушить на поверхность кометы с аква льдом (к примеру, добытые на одной из лун Юпитера либо Сатурна), дабы сделать водянистые океаны на поверхности, кои будут всасывать углерод и содействовать продажи общего замысла.

    В конце концов, существуют сценарий, в каком плотную атмосферу Венеры можно устранить. Это же прямой подход к истончению атмосферы, которая является очень плотной для людской деятельности. Сталкивая заглавные кометы либо астероиды на поверхность, можно выкинуть плотные облака CO2 в космос, и остается все меньше атмосферы, которую нужно конвертировать.

    Наиболее неспешный способ включает пользование электрических катапульт либо галлактических лифтов, кои будут мал-помалу зачерпывать атмосферу и подымать ее в космос или запускать прочь от поверхности. Можно а также понизить тепло и давление, ограничивая солнечный свет или изменяя скорость вращения планетки.

    Солнечное затемнение включает пользование серии маленьких галлактических аппаратов либо одной объемной линзы, которая будет отражать свет от поверхности планетки, снижая глобальную температуру. Для Венеры, которая поглощает вдвое все больше солнечного света, чем Планета земля, излучение светила играется крупную участие в поддержании парникового спецэффекта, который мы смотрим сейчас.

    Такова тень возможно галлактической, расположенной в точке Лагранжа L1 (Солнце – Венера), в какой не совсем только будет препятствовать достижению солнечного света Венеры, да и понизит количество излучения, действию коего подвергается планетка. С альтернативный стороны, солнечные отражатели можно расположить в атмосфере либо на поверхности. Них можно выполнять из большенных отражающих воздушных шаров, листов углеродных нанотрубок, графена либо материала с низкорослым альбедо.

    Позиционирование генераторов тени либо отражателей в атмосфере имеет два примущества: во-первых, атмосферные отражатели можно выстроить на месте, используя собранный на Венере углерод. Во-вторых, атмосфера Венеры довольно уплотненная, дабы этакие структуры не сложно плавали над тучами. Но материала обязано быть не мало и он обязан оставаться на месте, когда атмосферу видоизменят. Кроме сего, так как у туч Венеры очень высочайшая отражательная способность, хоть какой подход обязан будет изрядно преодолеть текущее альбедо Венеры (0,65), дабы рассчитывать на результаты.

    Дают а также убыстрить вращение Венеры. Ежели Венера будет крутиться скорее и ее цикл денька и ночи сравняется с земным, планетка начнет производить сильное магнитное поле. Оно понизит размер солнечного ветра (и излучения), попадающего на поверхность, сделав ее безопасней для земных организмов.

    Луна

    Колонизировать Луну, как только наиблежайшее к Планете земля небесное тело, будет относительно не сложно, ежели ассоциировать с иными телами. Однако когда дело доходит перед началом терраформирования Луны, способности и трудности максимально идентичны с Меркурием. Во-первых, атмосфера Луны так узкая, что ее можно полагать экзосферой. За исключением тамошнего, летучих частей, нужных для жизни, очень не достаточно (водорода, азота, углерода).

    Управление по терраформированию. Часть первая: внутридомовая Солнечная система

    Эти трудности можно решить методом захвата комет, кои содержат водные льды и летучие вещества, и сталкивания них на поверхность. Кометы сублимируют, рассеивая газы и аква пар, дабы сделать атмосферу. Эти столкновения а также освободят влагу, которая содержится в лунном реголите и в конечном счете соберется на поверхности с образованием естественных водоемов.

    Телепередача импульса от этих комет а также убыстрит вращение Луны и тамошняя все больше и не будет приливно заблокирована. Увеличение скорости вращения Луны дозволит сделать 24-часовой дневной цикл, который, в собственную очередь, упростит колонизацию и адаптацию к жизни на Луне.

    Существуют а также вероятность паратерраформирования элементов Луны методом, который припоминает терраформирования полярного региона Меркурия. В случае Луны, это же пройдет в кратере Шеклтон, где ученые отыскали аква лед. Используя зеркала и купол, можно перевоплотить этот кратер в пространство с микроклиматом, пригодным для выкармливания цветков и сотворения применимой для дыхания атмосферы.

    Марс

    Марс — самое пользующееся популярностью пространство в дискуссиях терраформирования. Тамошнему существуют несколько обстоятельств, начиная его близостью к Планете земля, схожестью с Планетой земля и тем самым фактом, что в один прекрасный момент его окружающая среда существовала максимально похожа на земную — с плотной атмосферой и теплой водой, текущей на поверхности. В текущее время полагают, что Марс имеет а также добавочные родники жидкости под его поверхностью.

    Ежели кратко, Марс имеет дневные и сезонные циклы, кои максимально близки к тем самым, что мы испытываем тут, на Планете земля. Во-первых, один денек на Марсе продолжается 24 часа и 40 минут. Во-вторых, по причине похожей по крену на нашу оси Марса (25,19 градуса по сопоставлению с земными 23), Марс испытывает смены времен года, кои максимально похожи на земные. Хотя один сезон на Марсе продолжается приблизительно вдвое подольше, изменение температур максимально похоже.

    И тем не менее Марсу будет нужно сильное преобразование, дабы люди могли жить на его поверхности. Атмосферу придется кардинально уплотнить, а уж ее состав — изменить. В текущее время атмосфера Марса состоит на 96% из углекислого газа, на 1,93% из аргона и на 1,89% из азота, а уж давление воздуха эквивалентно всего 1% от земного на уровне моря.

    Кроме сего, Марсу недостает магнитосферы, а уж это же означает, что его поверхность получает намного все больше излучения, чем мы на Планете земля. Числится, что когда-то у Марса существовала магнитосфера и ее исчезновение привело к тамошнему, что солнечный ветер унес с собой атмосферу Марса. По данной причине, фактически, Марс предстал прохладным и сухим пространством.

    В конечном счете это же значит, что ежели мы желаем предпринять планетку жилой по меркам граждан, ее атмосферу придется изрядно уплотнить, а уж планетку — значительно подогреть. Состав атмосферы надо сконфигурировать, перевоплотить из сегодняшней томной растворы углекислого газа перед началом азотно-кислородного баланса 70 на 30. Атмосферу а также всегда пополнять, дабы возместить утраты.

    К счастью, первые три требования полностью выполнимы, при этом самыми различными путями. Во-первых, атмосферу Марса можно уплотнить, а уж планетку подогреть, бомбардируя ее полярные регионы метеоритами. Полюса расплавятся, выпустят припасы замороженного углекислорода и жидкости в атмосферу, тем вызвав парниковый спецэффект.

    Введение летучих частей, аммиака и метана поможет сгустить атмосферу и вызвать потепление. Оба вещества можно добыть на ледяных лунах наружной Галлактики — Ганимед, Каллисто, Титан. И тоже доставить на поверхность при помощи метеоритных ударов.

    Опосля столкновения с поверхностью аммиачный лед сублимирует и распадется на водород и азот — водород провзаимодействует с углекислым газом с образованием жидкости и графита, а уж азот выступит буферным газом. Метан меж тем самым сыграет участие парникового газа, который усилит предстоящее всемирное потепление. Столкновения а также подымут тонны пыли в воздух, которая будет содействовать предстоящему потеплению.

    С течением времени изобильные припасы марсианского водяного льда — кои можно определить не совсем только на полюсах, да и в больших подземных отложениях нескончаемой мерзлоты — сублимируют с образованием жидкости, текущей жидкости. А уж с увеличением атмосферного давления и потеплением атмосферы люди сумеют жить на поверхности, и не нуждаясь в сдавливающих скафандрах.

    Осталось перевоплотить атмосферу в что-то годное для дыхания. На это же уйдет все больше времени, и процесс перевоплощения атмосферного углекислорода в кислород займет сотки лет. В любом случае вариации имеются и на этот счет, к примеру, конвертировать атмосферу в ходе фотосинтеза — при помощи цианобактерий либо земных цветков с лишайниками.

    Альтернативные предложения включают возведение орбитальных зеркал, кои будут расположены близ полюсов, и направления прямого света на поверхность, дабы вызвать цикл потепления, таяния полярных шапок и высвобождения них углекислого газа. Используя черную пыль с Фобоса и Деймоса для понижения альбедо поверхности, можно повысить уровень поглощения солнечного света.

    Что-что, как терраформировать Марс — мы уже приблизительно знаем. ИСТИНА, эти вариации будут доступны и не завтра не сквозь год. Однако они имеются.