Hvordan koloniserer vi andre planeter?

Hvis du tror, ​​at ideen om at kolonisere andre planeter er noget ud af en særlig langt ude science fiction film eller bog, Elon Musk, grundlægger af det private rumfartsfirma SpaceX, har en overraskelse til dig.

Musk har sagt, at der er en 70 procent chance for, at han vil rejse med en raket til Mars i sin levetid, og at han tænker på til sidst at flytte derhen for at bo i en menneskelig forpost på overfladen af ​​den røde planet [kilde:Allen og VandeHei].

I modsætning til hovedpersonen i science-fiction-romanen og filmen "The Martian, "Musk ville sandsynligvis ikke være ensom på den røde planet. Tilbage i 2012, på en konference i Royal Aeronautical Society i London, han skitserede en vision for en Mars-koloni, der til sidst ville vokse til størrelsen af ​​en lille til mellemstor by på jorden, med 80, 000 indbyggere [kilde:Coppinger].

Mens Musk forestiller sig en privat kolonimars-koloni, NASA har planer om i sidste ende også at etablere en base på Mars. Trump -administrationen er i øjeblikket fokuseret på at genbesøge månen i 2024 og opbygge en permanent base der, der ville give mulighed for at "udvikle teknologierne til at tage amerikanske astronauter til Mars og videre, "i ord fra vicepræsident Mike Pence [kilde:Wall]. I forventning om den dag, NASA tester allerede teknologier såsom rumhabitatmoduler - dybest set rumfærdige mobilhomes, der ville give livsstøtte til mennesker, der lever på overfladen af ​​andre verdener [kilde:NASA].

European Space Agency har også forestillet sig at oprette sin egen "Moon Village" på månens overflade [kilde:Woerner].

I mellemtiden, visionærer ser også mod den endelige kolonisering af jordlignende eksoplaneter, der kredser omkring andre stjerner [kilde:Ceriotti].

Hvad har mennesker søgt at skabe nye hjem i kosmos? National Space Society, en organisation i den private sektor, der fremmer en rumfartsfremtid, nævner en række grunde til at bygge kolonier i rummet. En grund er, at andre verdener indeholder enorme mængder af metaller og andre naturressourcer og potentielle energikilder, og give muligheder for "potentielt profitskabende industrier" [kilde:National Space Society].

Etablering af forposter på andre verdener kan også være en måde at afdække væddemålet om menneskehedens overlevelse, hvis vores eksistens på vores hjemplanet er truet af en atomkrig, klima forandring, pandemier og befolkningstilvækst. Den afdøde fysiker Stephen Hawking mente, at menneskeheden skal kolonisere en anden planet inden for det næste århundrede, hvis det er for at undgå trussel om udryddelse [kilde:Kharpal].

Men før mennesker vove sig til fjerne verdener, de vil sandsynligvis starte med en koloni på månen. I det næste afsnit, vi ser på, hvad der kan være nødvendigt for at bo der.

1. Lunar Living
2. Vellykket bosættelse af Mars
3. Etablering af kolonier ud over Mars
4. På vej mod en planet i et andet stjernesystem

Lunar Living

Lige siden Apollo -programmet satte månen inden for vores rækkevidde, etablering af en måneforpost har virket som et logisk næste trin. Jordens naturlige satellit tilbyder flere fordele i forhold til fjernere destinationer, såsom Mars eller Saturns måne Titan. Først, det er relativt tæt, hvilket betyder, at besætninger kunne komme frem og tilbage fra jorden og månen på bare et par dage. Derudover en månebase ville gøre det muligt at lære meget om virkningerne af lav tyngdekraft, isolation, høje doser kosmisk stråling, og forstyrrede døgnrytmer på menneskelige rumkolonister - viden, der ville være uvurderlig, når vi i sidste ende vove os til andre verdener [kilde:Fecht].

Derudover månens lave tyngdekraft og nærhed til Jorden ville gøre den til et ideelt sted for en rumhavn, hvorfra astronauter kunne påbegynde missioner til Mars og verdener endnu længere væk. Og hvad angår langsigtede muligheder, månen er et stort sted - dens overflade er nogenlunde på størrelse med Afrika - og den har masser af plads til menneskelige kolonister [kilde:Gent].

Men at leve på månen vil ikke være en picnic. Uden atmosfære, den oplever enorme temperaturekstremer, svingende fra minus 298 grader Fahrenheit (minus 183 grader Celsius), om natten, til 224 grader Fahrenheit (106 grader Celsius) i dagtimerne ved ækvator [kilde:CalTech]. Dens overflade er også konstant præget af mikrometeoritter og kosmiske stråler [kilde:Redd].

For at overleve de fjendtlige miljøforhold, nogle eksperter mener, at kolonister sandsynligvis bliver nødt til at placere deres levesteder under månens jord eller i bunden af ​​et lavarør [kilde:Redd]. Andre forestiller sig kupler bygget af robotter udstyret med 3D -printere, som ville give beskyttelse [kilde:Gent].

Så er der spørgsmålet om mad og vand. I 2018, et team af forskere opdagede det første endelige bevis på vandis på månens overflade, en opdagelse, der tyder på, at fremtidige månekolonister muligvis kan udtrække deres egen forsyning, som kunne levere vand til drikke og til vanding af planter i månedrivhuse, samt en råvare til raketbrændstof [kilder:NASA, Grush].

NASAs nuværende plan for at vende tilbage til månen indebærer opbygning af en månens banestation, porten, som vil fungere som et iscenesættelsesområde for teams af astronauter til at foretage korte besøg på månens overflade. Den første del af Gateway er planlagt til at blive sendt ud i rummet på en privat raket i 2022 [kilde:NASA].

Fortsæt med at læse for at finde ud af, hvad planen er for Mars.

Vellykket bosættelse af Mars

Nogle rumeksperter har argumenteret for, at NASA skulle fokusere på at tage til Mars i stedet for at vende tilbage til månen. Men præsident Trumps udpegede som NASA -chef, Jim Bridenstine, har beroliget Mars -fortalerne, at trods Trumps overgang til at prioritere en månemission, rumorganisationen agter stadig at gå til den røde planet. Bridenstine har sagt, at vende tilbage til månen vil gøre agenturet i stand til at udvikle teknologier til en eventuel Mars -mission, herunder "præcisionslandingssystemer, metanmotorer, orbital beboelse, overflade beboelse, overflademobilitet, langsigtede livsstøtteoperationer og meget mere "[kilde:Smith].

Siden NASA's december 2017 skiftede til at fokusere på at vende tilbage til månen, det har ikke lagt nogen opdaterede planer ud for at lave en bemandet landing på Mars og etablere en menneskelig koloni. Men i en plan, som agenturet offentliggjorde i 2015, den første mission ville være kompleks. Astronauter ville foretage 180-dages tur til Mars i et besætningsmodul, en container på to niveauer, der ville fordoble som levested på Mars-overfladen. Da astronauterne landede, et separat laboratoriemodul, et rover -køretøj og andet udstyr - herunder en atomreaktor - og forsyninger ville allerede vente på dem på Mars -overfladen, efter at være blevet transporteret dertil med robotfartøjer. Et andet rumfartøj, brændt op for at vende tilbage til Jorden, ville blive placeret i kredsløb for at sætte det første besætning i stand til i sidste ende at vende tilbage til Jorden [kilde:NASA]. Efterfølgende missioner kan udvide den oprindelige base eller oprette andre for at danne en Mars -koloni.

På Mars, menneskelige kolonister skulle dyrke deres egen mad. NASA har eksperimenteret med at dyrke grøntsager på den internationale rumstation, og har også udviklet simuleret marsjord, som indeholder næringsstoffer, som planter skal bruge for at overleve, for bedre at forstå, hvordan det kunne bruges til at dyrke afgrøder [kilde:NASA].

I årenes løb, science fiction -forfattere og futurister har spekuleret i muligheden for at terraforme Mars, at omdanne sit miljø til noget tættere på Jordens. En tilgang ville indebære frigivelse af kuldioxid, der er fanget inde i Marsoverfladen for at gøre atmosfæren tykkere, hvilket også ville hjælpe med at fange solstråling og varme overfladen. Imidlertid, en NASA -undersøgelse offentliggjort i 2018 konkluderede, at Mars -overfladen ikke indeholder nok CO2 til at blive sat tilbage i atmosfæren for at skabe en drivhuseffekt, og det ville ikke være muligt at udtrække meget af det, der er med den nuværende teknologi [kilde:NASA].

I det næste afsnit, vi vil tale om muligheden for at kolonisere en asteroide eller dværgplanet.

Etablering af kolonier ud over Mars

Asteroider-de stenrige objekter, der kredser om solen i et bredt bånd mellem Mars og Jupiter-kunne tjene som trædesten til de ydre planeter. Der er kun 100 asteroider større end 200 miles på tværs, men der kan eksistere en milliard eller mere, gør dem til en af ​​solsystemets største ressourcer [kilde:Rees].

Men kolonisering af en asteroide ville være endnu mere udfordrende end at bygge en base på Mars eller månen. Asteroider har ikke meget tyngdekraft, så astronauter ville stå over for alvorlige helbredsproblemer fra at leve i det miljø, medmindre de skabte kunstig tyngdekraft inde i basen, muligvis ved løbende at dreje hele habitatet.

Fordi asteroidebæltet er så langt fra solen, solarrays, der drev sådanne maskiner, skulle være gigantiske. Der ville også være problemet med at beskytte kolonisterne mod kosmisk stråling. Du tror måske, at tunneling til overfladen kan give en vis beskyttelse, men det ville være svært at gøre det fordi mange af de objekter, vi kalder asteroider, faktisk ikke er fast sten, men dybest set masser af rumskram uden meget strukturel integritet [kilde:Allison].

Men hvis vi skulle kolonisere et mindre fjernt objekt, dværgplaneten Ceres, det største objekt i asteroidebæltet og den eneste dværgplanet i det indre solsystem, kan have nogle muligheder. NASAs Dawn -sonde opdagede, at asteroiden har en ydre skal, der er rig på vand, i form af is og hydrater [kilde:NASA].

Obama -administrationen havde en ambitiøs plan, Asteroid -omdirigeringsmissionen, som opfordrede til at fange en del af en asteroide og bringe den tilbage til månens nærhed, så astronauter kunne lande på den og hente prøver. Men projektet blev aflyst i 2017 af Trump Administration [kilde:Malik].

Er du klar til at gå ud over solsystemet?

På vej mod en planet i et andet stjernesystem

Hvis vi vil kolonisere en planet i et andet stjernesystem, vi skal besvare to spørgsmål. Først, findes der nogen jordlignende planeter overhovedet uden for vores solsystem? Takket være NASAs Kepler -teleskop, svaret på dette spørgsmål er ja. Kepler, som blev nedlagt i 2018, ligger næsten 2, 700 planeter-hvad astronomer kalder eksoplaneter-kredser om stjerner alt fra et par hundrede til et par tusinde lysår væk. Mange af eksoplaneterne er gasgiganter, der ligner Jupiter og Saturn. Men andre er "superjord, "stenede planeter lidt større end vores [kilde:Howell]. Nogle af dem kan muligvis have de rigtige betingelser for at være gæstfri for menneskelige kolonister.

Det andet spørgsmål er rent logistisk:Hvordan kommer vi til en planet, der ligger billioner miles fra vores egen? For at besvare dette spørgsmål, forskere bliver nødt til at nytænke rumrejser. For eksempel, tanken om, at et enkelt mandskab vil flyve til en fjern planet, er meget usandsynligt. I stedet, rumfartøjer skal muligvis bære familiegrupper, der er i stand til at leve i rummet i generationer [kilde:Feltman].

Forskere skal også finde på bedre fremdriftssystemer for at reducere rejsetiden. Nukleare fissions- og fusionsbaserede motorer kan være mulige, men mere sandsynlige kandidater omfatter solsejl, ionfremdrivningssystemer eller antimaterieraketter [kilde:Stromberg].

Letsejl fungerer ved at lede laserlys på et kæmpe sejl i aluminiumsfolie. Når fotoner rammer sejlet, de overfører momentum og skubber sejlet fremad. Ionfremdrivningssystemer bruger solpaneler til at generere elektriske felter, der accelererer ladede atomer i xenon. Sådan en motor drev Dawn -missionen, som kastede et ubemandet rumfartøj til to asteroider, Vesta og Ceres, før dets mission blev afsluttet i november 2018. Antimaterieraketter er de mest effektive og opnår de højeste hastigheder, men teknologien er relativt uprøvet. En sådan raket blander lige store mængder antihydrogen og brint, som tilintetgør hinanden i et brændkammer for at frigive enorme mængder energi [kilde:Stromberg].

Til sidst, en kombination af teknologier kan være løsningen, beviser igen, at erobring af dybt rum vil kræve samarbejde og samarbejde mellem forskere fra forskellige discipliner og nationaliteter.

Masser mere information

relaterede artikler

• 'The Martian' kan lære os om planetarisk overlevelse
• Lava -rør på jorden kunne forberede os på livet på månen og Mars
• Resultater af Landmark NASA DNA Twin Study er i
• Hvad vi lærte af den seneste Mars -simulering
• Mars -astronauter risikerer demens fra kosmiske stråler

Flere store links

• National Space Society
• NASA Moon til Mars
• Hawai'i Space Exploration Analog og Simulation
• NASA HQ Library:Space Colonization
• Rumforskningsinstitut
• The Mars Society

Kilder

• Allen, Mike og VandeHei, Jim. "Elon Musk:Der er en 70% chance for, at jeg personligt tager til Mars." Axios. 25. november kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.axios.com/elon-musk-mars-space-x-14c01761-d045-4da0-924b-322fb6a109ce.html
• Allison, Peter Ray. "Hvordan kunne vi overleve på en asteroide." BBC.com. 13. juni kl. 2018. (14. april, 2019) http://www.bbc.com/future/story/20180612-will-we-ever-colonise-an-asteroid
• Associeret presse. "Optimisme, at jordlignende planeter eksisterer." CBS Nyheder. 7. januar, 2010. (14. april, kl. 2019) http://www.cbsnews.com/stories/2010/01/07/tech/main6069284.shtml
• Beardsley, Tim. "Vejen til at gå i rummet." Scientific American Presents:The Future of Space Exploration. 1999.
• Fedt kosmos. "Hvad er temperaturen på månen?" Caltech.edu. (14. april kl. 2019) http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/ask/168-What-is-the-temperature-on-the-Moon-
• Ceriotti, Matteo. "Sådan kan vi bygge en koloni på en fremmed verden." Samtalen. 26. februar kl. 2017. (14. april, 2019) https://theconversation.com/heres-how-we-could-build-a-colony-on-an-alien-world-54923
• Chang, Kenneth. "Senatspanel nær aftale om lovforslag om tilbagesendelse af NASA -ændringer." New York Times. 8. juli kl. 2010. (31. juli, 2010) http://www.nytimes.com/2010/07/09/science/space/09nasa.html?_r=2&ref=science
• Coppinger, Røve. "Kæmpe Mars -koloni i øjnene af SpaceX -grundlægger Elon Musk." Space.com. 23. november kl. 2012. (14. april, 2019) https://www.space.com/18596-mars-colony-spacex-elon-musk.html
• European Space Agency.
• Fecht, Sarah. "Seks grunde til, at NASA skulle bygge en forskningsbase på månen." National geografi. 21. december kl. 2013. (14. april, 2019) https://news.nationalgeographic.com/news/2013/12/131220-lunar-research-base-mars-mission-science/
• Feltman, Rachel. "Vi kunne flytte til en anden planet med et rumskib som dette." Populær videnskab. 4. maj kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.popsci.com/realistic-generational-spaceship
• Gallant, Roy A. "National Geographic Picture Atlas of Our Universe." National Geographic Society. 1994.
• Gent. Edd. "Månebaser, der planlægges nu, kan vise os, hvordan vi skal leve uden for planeten." NBC News. Marts 13, 2018. (14. april, 2019) https://www.nbcnews.com/mach/science/moon-bases-being-planned-now-may-show-us-how-live-ncna855826
• Grush, Loren. "Hvorfor kan minedrift af vandet på månen åbne rumforskning." Verge.com. 23. august kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.theverge.com/2018/8/23/17769034/nasa-moon-lunar-water-ice-mining-propellant-depots
• Howell, Elizabeth. "Kepler rumteleskop:Den originale eksoplanetjæger." Space.com. 7. december kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.space.com/24903-kepler-space-telescope.html
• Kharpal, Arjun. "Stephen Hawking siger, at mennesker skal kolonisere en anden planet om 100 år eller stå over for udryddelse." CNBC. 5. maj kl. 2017. (14. april, 2019) https://www.cnbc.com/2017/05/05/stephen-hawking-human-extinction-colonize-planet.html
• Kushner, David. "Dream Chasers." Opdag magasinet. September 2010.
• Malik, Tariq. "Trumps NASA -budget eliminerer besætningsmission til asteroide." Videnskabelig amerikansk. 16. marts 2017. (14. april, 2019) http://bit.ly/2Gch7d3
• McKay, Christopher P. "Bringing Life to Mars." Scientific American Presents:The Future of Space Exploration. 1999.
• NASA. "Kan planter vokse med Mars -jord?" NASA. 7. august, 2017. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/feature/can-plants-grow-with-mars-soil
• NASA. "Konstruktion af næste generations rumhabitatdemonstratorer." Nasa.gov. 16. juli kl. 2012. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/exploration/technology/deep_space_habitat/constructing-demonstrators.
• NASA. "Is bekræftet ved månens polakker." Nasa.gov. 20. august kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/feature/ames/ice-confirmed-at-the-moon-s-poles
• NASA. "Rejsen til Mars." NASA. (14. april kl. 2019) htmlhttps://www.nasa.gov/topics/journeytomars/index.html
• NASA. "Lander på overfladen." NASA. 27. august kl. 2015. (14. april, 2019) http://w3.nexis.com/new/auth/checkbrowser.do?t=1231732175310&bhcp=1
• NASA. "Mars Terraforming Ikke mulig ved hjælp af nutidens teknologi." https://mars.nasa.gov/news/8358/mars-terraforming-not-possible-using-present-day-technology/
• NASA. "Oversigt over månen til Mars." Nasa.gov. 5. april kl. 2019. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/topics/moon-to-mars/overview
• NASA. "NASA begynder at teste habitatprototyper." Nasa.gov. 27. marts 2019. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/feature/nasa-begins-testing-habitation-prototypes
• NASA. "Hvad vi lærte af daggry." NASA. 31. oktober kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.nasa.gov/mission_pages/dawn/spacecraft/index.html
• National Space Society. "NSS Space Settlement Nexus." NSS.org. (14. april kl. 2019) https://space.nss.org/space-settlement-national-space-society/
• National Space Society "Space Settlements." Nss.org 17. juni, 2010. (14. april, kl. 2019) https://space.nss.org/settlement/nasa/
• Piper, Kelsey. "Sagen mod at kolonisere rummet for at redde menneskeheden." Vox 22. oktober kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.vox.com/future-perfect/2018/10/22/17991736/jeff-bezos-elon-musk-colonizing-mars-moon-space-blue-origin-spacex
• Redd, Nola Taylor. "Lunar Shelter:Moon Caves kunne beskytte astronauter." Space.com. 5. maj kl. 2016. (14. april, 2019) https://www.space.com/32795-moon-lava-tubes-protect-astronauts.html
• Rees, Martin. "Universe:The Definitive Visual Guide." DK Forlag. 2012. (14. april, 2019) http://bit.ly/2GgX0uc
• Rieland, Randy. "Hvis mennesker vil kolonisere andre planeter, Vi har brug for at perfektionere rumkøkkenet. "Smithsonian.com. 28. marts, 2018. (14. april, 2019) https://www.smithsonianmag.com/innovation/if-humans-want-to-colonize-other-planets-we-need-to-perfect-space-cuisine-180968611/
• ScienceDaily. "Suspenderet animation fremkaldt hos mus med kloakgas:Effekter er reversible." 25. marts 2008. (14. april, 2019) http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080325083254.htm
• Smith, David. "Nymåne -mission vil ikke distrahere fra indsatsen for at nå Mars, Nasa -chef siger. "Værge. 9. maj kl. 2018. (14. april, 2019) https://www.theguardian.com/science/2018/may/09/nasa-moon-mars-missions-jim-bridenstine
• Spurv, Giles. "Rumfart:Den komplette historie fra Sputnik til Shuttle - og videre." Dorling Kindersley Limited. 2007.
• Stromberg, Joseph. "Kan vi drive en rummission til en eksoplanet?" Smithsonian. 28. juni kl. 2013. (14. april, 2019) https://www.smithsonianmag.com/science-nature/can-we-power-a-space-mission-to-an-exoplanet-3948923/
• Ukrudtsplante, William Speed. "Star Trek." Opdag magasinet. August 2003. (14. april, 2019http://discovermagazine.com/2003/aug/cover/? Searchterm =space%20kolonisering
• Væg, Mike. "USA vil returnere astronauter til månen inden 2024, VP Pence siger. "Space.com. 26. marts, 2019. (14. april, 2019) https://www.space.com/us-astronauts-moon-return-by-2024.html
• Woerner, Jan. "Moon Village". Esa.int. 2016. (14. april, 2019) https://www.esa.int/About_Us/Ministerial_Council_2016/Moon_Village
• Zubrin, Robert. "Sender mennesker til Mars." Scientific American Presents:The Future of Space Exploration. 1999.