Jei žmonija turi gyventi ilgą laiką, mums gali tekti kolonizuoti kitas planetas. Arba mes patys padarysime Žemę negyvenamą, arba ji paprasčiausiai pasieks natūralų gyvenimą ir negalės palaikyti gyvybės - vieną dieną būsime priversti ieškoti naujų namų.
Tokie Holivudo filmai kaip „Marsas“ir „Tarpžvaigždinė žvaigždė“suteikia mums supratimo, kas gali būti mūsų parduotuvėje. Marsas yra pati tinkamiausia planeta mūsų Saulės sistemoje. Tačiau yra dar tūkstančiai egzoplanetų, skriejančių aplink kitas žvaigždes, kurios galėtų pakeisti mūsų Žemę. Kokių technologijų mums reikia, kad tai būtų įmanoma?
- „Salik.biz“
Jau turime vieną kosmoso koloniją - Tarptautinę kosminę stotį (ISS). Tačiau jis yra tik 350 km nuo Žemės, o šešių žmonių įgulai, kuri ten yra, reikia nuolat tiekti išteklius. Ateityje kosminėse gyvenvietėse tikrai bus galima naudoti daugumą ISS sukurtų technologijų, tokių kaip apsauga nuo radiacijos, vandens ir oro perdirbimą bei saulės energijos surinkimą. Tačiau nuolatinės kosminės kolonijos sukūrimas kitos planetos ar mėnulio paviršiuje gali sukelti daug naujų problemų.
Nenatūrali buveinė
Pagrindinis žmonių apgyvendinimo reikalavimas yra buveinė - izoliuota aplinka, kuri gali palaikyti oro slėgį, jo sudėtį (deguonies kiekį) ir temperatūrą bei apsaugoti gyventojus nuo radiacijos. Tikriausiai tai bus gana sunku pasiekti.
Iškelti didelius ir sunkius daiktus į kosmosą yra brangu ir sudėtinga. Erdvėlaiviai nuo „Apollo“misijų dienų, kuriuos sudarė keli moduliai, kuriuos buvo galima atskirti ir sujungti, buvo išsiųsti į kosmosą dalimis ir surinkti astronautų. Tačiau atsižvelgiant į įspūdingą autonominio valdymo progresą, dalys galės būti surinktos savarankiškai. Šiandien tokie manevrai, kaip „Apollo“dokas, atliekami visiškai automatiškai.
Reklaminis vaizdo įrašas:
3D gaubtai
Arba galite pasiimti nedidelį įrankių rinkinį iš Žemės ir sukurti buveinę naudodami vietoje surinktus išteklius. Visų pirma, 3D spausdintuvai gali būti naudojami mineralams iš vietinio grunto paversti fizinėmis struktūromis. Beje, tai jau pradėta vertinti kaip galimybę. Privati įmonė „Planetary Resources“pademonstravo, kaip trimatė spauda veikia naudojant asteroidą, kuriame gausu metalo ir kuris buvo rastas Žemėje smūgio vietoje. NASA įdiegė 3D spausdintuvą į ISS, kad parodytų, kad jis gali būti naudojamas esant nuliniam sunkio laipsniui kaip potencialus metodas kosminiams laivams gaminti komponentus.
Vanduo kaip gyvybiškai svarbi sudedamoji dalis
Sukūrus buveinę, kolonijai reikės nuolatinio vandens, deguonies, energijos ir maisto tiekimo, kad jos gyventojai galėtų gyventi. Tai bus reikalinga tuo atveju, jei kolonija nebus pastatyta ant idiliškos planetos, tokios kaip Žemė, atsižvelgiant į išteklių gausą. Vanduo, kaip žinome, yra gyvenimo pagrindas. Jis taip pat gali būti naudojamas kurui gaminti arba apsaugoti nuo radioaktyviosios spinduliuotės.
Pirmoji gyvenvietė turės su savimi pasiimti tam tikrą kiekį vandens, o tada išpilti visas skystas atliekas. Tai jau praktikuojama TKS, kur iššvaistomas ne vienas lašas skysčio (vanduo po plovimo, prakaitas, ašaros ar net šlapimas). Taip pat kolonijai gali tekti išgauti vandenį iš požeminio vandens atsargų, kurios gali būti Marse, arba ledo, kurį galima rasti po kai kurių asteroidų paviršiumi.
Vanduo taip pat tarnauja kaip deguonies šaltinis. ISS deguonis gaminamas elektrolizės būdu, siekiant atskirti deguonį nuo vandenilio vandenyje. NASA taip pat siekia sukurti metodus, kaip iš atmosferos atgauti deguonį šalutiniais produktais, tokiais kaip anglies dioksidas, kurį įkvėpdami iškvepiame.
Energijos gamyba
Energijos gamyba tikriausiai yra technologinis kolonijų kūrimo aspektas, kuriam mes esame geriausiai pasirengę fotoelektrinių plokščių (saulės baterijų) dėka. Tačiau, atsižvelgiant į kolonijos vietą planetoje, mums gali prireikti patobulinti šią technologiją. Žemės atstumu galime gauti apie 470 V elektros energijos kiekviename saulės kolektorių kvadratiniame metre. Šis skaičius bus mažesnis Marso paviršiuje, nes jis yra 50% toliau nuo Saulės nei Žemė, o jo atmosfera yra tiršta, iš dalies parodanti saulės spindulius.
Visų pirma, Marso atmosferoje periodiškai pasitaiko smėlio audrų, kurios, kaip žinoma, yra problemiškos. Smėlis dar labiau riboja gaunamos šviesos kiekį, taip pat gali kauptis ant plokščių ir jas uždengti. Tačiau šios problemos sprendimas jau sprendžiamas atnaujinant esamus Marso roverius, kurie siunčiami į Marsą. Pavyzdžiui, du NASA „Mars“roveriai „Spirit“ir „Opportunity“buvo sukurti 90 eksploatavimo dienų, tačiau daugiau nei po 12 metų jie vis dar veikia. Taip pat nustatyta, kad Marso vėjas periodiškai išvalo dulkes iš plokščių.
Hidroponika
Kolonija turi būti savarankiška, kad net ir be „Star Trek“replikatoriaus, žemės ūkis turėtų didelę reikšmę maisto gamybai. Pasėliai taip pat gali būti naudojami ore esančiam anglies dioksidui paversti kvėpuojančiu deguonimi. Auginti augalus Žemėje nėra taip sunku, nes jie prisitaikė prie šios aplinkos tūkstančius metų. Tačiau auginti vaisius ir daržoves kosmose ar kitoje planetoje nėra taip paprasta.
Temperatūra, slėgis, drėgmė, anglies dioksido lygis, dirvožemio sudėtis ir gravitacija daro įtaką augalų išgyvenimui ir augimui, skirtingais laipsniais įvairioms rūšims. Atliekami keli tyrimai ir eksperimentai auginant augalus kontroliuojamose kamerose, imituojančiose kosminės kolonijos aplinką. Hidroponika yra vienas iš galimų šios problemos sprendimo būdų, kaip buvo įrodyta žemėje su ridikėliais, salotomis ir žaliaisiais svogūnais. Hidroponika apima augalų auginimą gausiame maistinių medžiagų skystyje be dirvožemio.
Kintantis klimatas
Galutinis kosminės kolonijos reikalavimas yra tinkamas gyvenimui klimatas. Kitų dangaus kūnų atmosferos ir klimato sudėtis labai skiriasi nuo Žemės. Mėnulyje nėra atmosferos ar asteroidų, o Marse atmosfera daugiausia yra anglies dioksidas. Čia paviršiaus temperatūra žiemą nuo 20 ° C iki –153 ° C poliuose svyruoja, o oro slėgis yra tik 0,6% nuo žemėje esančio. Tokiomis sąlygomis naujakuriai bus priversti gyventi izoliuotose buveinėse, už kurių ribų bus įmanoma tik naudojant kosminius kostiumus.
Ar galime susikurti gyvybę Marse?
Taip pat galime pakeisti planetos klimatą dideliu mastu. „Geoinžinerija“jau tiriama, kaip reaguoti į Žemės klimato pokyčius. Tam reikia milžiniškų pastangų, tačiau panašius metodus galima išplėsti ir pritaikyti, pavyzdžiui, kitoms planetoms, tokioms kaip Marsas.
Potencialūs sprendimai taip pat yra biologiškai inžineriniai organizmai, kurie gali paversti atmosferoje esantį anglies dioksidą deguonimi, arba tamsinti Marso poliarinius dangtelius, kad būtų sumažintas saulės šviesos kiekis, kurį jie atspindi, ir taip pakelti paviršiaus temperatūrą. Be to, sukūrę didelį aplink orbitą skriejančią saulės veidrodį, saulės spinduliai gali atspindėti tam tikruose regionuose, pavyzdžiui, poliuose, esant padidėjusiai temperatūrai. Kai kurie mano, kad tokie palyginti maži temperatūros pokyčiai gali turėti įtakos klimato pokyčiams, sukurdami daug didesnį oro slėgį. Tai gali būti pirmas žingsnis link formuojančio Marso.