Terraformavimas. Terraformuojančios Saulės sistemos planetos (pradžia) Mėnulio gyvenviečių mokslas

Terraformavimas – tai planetos, palydovo ar kito kosminio kūno klimato sąlygų pakeitimas, siekiant atmosferos, temperatūros ir aplinkos sąlygų pakelti į tokią būseną, kuri tinka sausumos gyvūnams ir augalams gyventi. Šiandien ši problema daugiausia domina teoriškai, tačiau ateityje ji gali būti išplėtota praktiškai.

Terminą „terraformavimas“ pirmą kartą įvedė Jackas Williamsonas mokslinės fantastikos istorijoje, paskelbtoje 1942 m. žurnale „Astounding Science Fiction“, nors idėja paversti planetas antžeminėmis buveinėmis jau buvo pateikta ankstesniuose kitų mokslinės fantastikos rašytojų darbuose.

Praktinė teraformavimo reikšmė atsiranda dėl būtinybės užtikrinti normalų žmonijos egzistavimą ir vystymąsi. Laikui bėgant, didėjantis Žemės gyventojų skaičius, aplinkos ir klimato pokyčiai gali sukurti situaciją, kai gyvenamosios teritorijos trūkumas kels grėsmę tolimesniam žemės civilizacijos egzistavimui ir vystymuisi. Tokią situaciją, pavyzdžiui, sukurs neišvengiami Saulės dydžio ir aktyvumo pokyčiai, kurie kardinaliai pakeis gyvybės Žemėje sąlygas. Todėl žmonija natūraliai stengsis pereiti į patogesnę zoną.

Be gamtos veiksnių, nemažą vaidmenį gali turėti ir pačios žmonijos veiklos pasekmės: ekonominė ar geopolitinė padėtis planetoje; pasaulinė katastrofa, sukelta masinio naikinimo ginklų naudojimo; gamtinių planetos išteklių išeikvojimas ir kt.

Galimybė persikelti į nežemiškas kolonijas laikui bėgant gali lemti kultūrinių tradicijų formavimąsi, kai žmonių perkėlimas į kolonijas tęsis nepertraukiamai daugelį kartų. Kultūrines tradicijas gali pakeisti medicinos pažanga, galinti gerokai pailginti žmogaus gyvenimą. Tai savo ruožtu gali sukelti „kartų atotrūkį“, kai jaunesnių ir vyresnių kartų atstovai pradeda tarpusavyje kovoti dėl gyvybiškai svarbių išteklių. Apskritai galimybė spręsti politinius konfliktus per disidentų emigraciją į kolonijas gali gerokai pakeisti daugelio demokratinių valstybių politinę struktūrą. Šiuo atveju naujų kolonijų kūrimo procesas bus panašus į „elitinių“ mikrorajonų kūrimo procesą, kai kolonijas kuria komercinės struktūros, tikėdamosi atsipirkti; arba atvirkščiai, valstybinių būstų statyba skurstantiems, siekiant sumažinti nusikalstamumą lūšnynuose ir sumažinti politinės opozicijos įtaką juose. Anksčiau ar vėliau Saulės sistemos „nekilnojamasis turtas“ bus padalintas ir persikėlimo procesas neapsiribos Saulės sistemoje egzistuojančiais planetų objektais, o bus nukreiptas į kitas žvaigždžių sistemas. Tokių projektų įgyvendinamumo klausimas priklauso nuo gamybos galimybių ir pakankamų išteklių paskirstymo. Kaip ir bet kuriuose kituose superprojektuose (pvz., statant didžiules hidroelektrines ar geležinkelius „nuo jūros iki jūros“ arba, tarkime, Panamos kanalą), investicijų rizika ir dydis vienai organizacijai yra per didelis, todėl greičiausiai reikės valdžios institucijų įsikišimo ir atitinkamų investicijų pritraukimo. Žemei artimos erdvės reljefo formavimo projektų įgyvendinimo laikas geriausiu atveju gali būti matuojamas dešimtmečiais ar net šimtmečiais.

Potencialiai iš karto tinkamas gyventi planetas galima suskirstyti į tris pagrindines kategorijas:

• - tinkama gyventi planeta (planeta kaip Žemė), tinkamiausia gyventi;
• - biologiškai panaši planeta, tai yra planeta, kurios būsena buvo panaši į žemę prieš milijardus metų.

Lengvai modifikuojamos planetos teraformavimas gali būti atliktas minimaliomis išlaidomis. Pavyzdžiui, planetą, kurios temperatūra aukštesnė už optimalią į Žemę panašiai biosferai, galima atvėsinti purškiant dulkes į atmosferą „branduolinės žiemos“ būdu. O planeta, kurios temperatūra yra nepakankamai aukšta, priešingai, turėtų būti šildoma vykdant nukreiptus branduolinius smūgius į hidrato telkinius, dėl kurių į atmosferą išsiskirtų šiltnamio efektą sukeliančios dujos.

Ne kiekviena planeta gali būti tinkama ne tik gyvenvietei, bet ir reljefo formavimui. Saulės sistemoje šiuo metu viena iš žmonių apgyvendinimui netinkamų planetų yra Jupiteris – dėl didelės gravitacijos (2,4 g) ir didelės foninės spinduliuotės (artėdamas prie Jupiterio Galilėjus gavo 25 kartus didesnę radiacijos dozę nei mirtina dozė). žmonės). Saulės sistemoje Marsas yra tinkamiausia aplinka gyvybei palaikyti po teraformavimo. Likusios planetos arba nėra labai tinkamos reljefo formavimui, arba susiduria su dideliais sunkumais keičiant klimato sąlygas. Pavyzdžiui, Merkurijus gali būti teraformuojamas, tačiau dėl arti Saulės ir laipsniško Saulės plėtimosi gyviems organizmams priimtinų sąlygų egzistavimas yra per trumpas.

Planetų tinkamumas reljefo formavimui priklauso nuo fizinių sąlygų, kuriose šios planetos yra. Pagrindinės iš šių sąlygų yra šios:

— Laisvo kritimo planetos paviršiuje pagreitis. Planetos gravitacija turi būti pakankama, kad išlaikytų tinkamos dujų sudėties ir drėgmės atmosferą. Planetos, kurių dydis yra per mažas, taigi ir masės, yra visiškai netinkamos, nes bus didelis atmosferos nutekėjimas į kosmosą. Be to, tam tikras traukos laipsnis būtinas normaliam gyvų organizmų egzistavimui planetoje, jų dauginimuisi ir tvariam vystymuisi. Per didelė gravitacija taip pat gali padaryti planetą netinkamą reljefo formavimui, nes žmonėms joje neįmanoma patogiai gyventi.

— Gautos saulės energijos kiekis. Norint atlikti planetų teraformavimo darbus, reikia pakankamai saulės energijos, kad sušildytų planetos paviršių ir atmosferą. Visų pirma, Saulės (kaip ir bet kurios kitos pagrindinės žvaigždės) planetos apšvietimo turėtų pakakti planetos atmosferai sušildyti bent iki tol, kol bus pasiektas dirbtinis šiltnamio efektas, kad paviršiaus temperatūra būtų pakankama stabiliam buvimui. vandens skystoje būsenoje. Apšvietimas taip pat reikalingas energijos atkūrimui, naudojant foto- ar šiluminius keitiklius, bei atliekant teraformavimo užduotis. Apšvietimo požiūriu zona, kurioje yra reikiamas saulės energijos kiekis ir kurioje yra tinkamos planetos, pasiekia Saturno orbitą, todėl šiuo metu gilesniuose erdvės regionuose terraformavimas neįmanomas. Tuo pačiu ateityje, išsiplėtus Saulei, trumpalaikei (keliems šimtams milijonų metų) išlaikymui pakankamas energijos lygis bus Plutono orbitoje ar net artimiausiuose Kuiperio juostos regionuose.

- Vandens prieinamumas. Vandens kiekis, reikalingas planetos apgyvendinimui su augalais ir gyvūnais palaikyti, yra viena iš nekintamų sąlygų, kad būtų galima įsikurti ir sėkmingai formuotis. Saulės sistemoje nėra daug planetų, turinčių pakankamai vandens tūrių, ir šiuo atžvilgiu, be Žemės, galima paminėti tik Marso ir Jupiterio palydovus: Europą, Ganimedą ir Callisto. Vandens buvimo Titane klausimas vis dar atviras. Kitais atvejais vanduo į planetas turi būti atgabentas techninių priemonių pagalba. Planetos, kuriose yra per daug vandens, taip pat gali būti mažai naudingos įsikūrimui dėl to, kad kolonistams reikės su savimi pristatyti visus periodinės lentelės elementus, reikalingus egzistavimui tokioje planetoje, nes visi mineralai planeta yra palaidota po kelių tūkstančių kilometrų ledu.

- Radiacinis fonas planetoje. Savaime suprantama, kad didelis spinduliuotės lygis kenkia visai gyvai būtybei, taip pat ir galimai dirbtinės gyvybės vystymuisi. Tačiau daug žadantys pokyčiai nanotechnologijų ir genų inžinerijos srityje gali žymiai padidinti gyvų būtybių skleidžiamos foninės spinduliuotės ribą.

— Paviršiaus charakteristikos. Akivaizdu, kad dujinėse milžiniškose planetose praktiškai neįmanoma sukurti kieto paviršiaus. Technologinis lygis tam turėtų būti eilės tvarka aukštesnis nei į Žemę panašios planetos „atšildymui“ purškiant ant paviršiaus suodžius. Tas pats pasakytina apie planetą, kurioje yra kelių šimtų kilometrų gylio amoniako ledynai, arba planetą, kurios vulkaninis aktyvumas yra didelis. Problemos, susijusios su nuolatiniais išlydytų uolienų išsiveržimais, žemės drebėjimais ar potvynio bangomis (panašiomis į cunamius Žemėje), taip pat sukels didelių problemų reljefo formavimo metu.

– Planeta turi magnetinį lauką. Neseniai pasirodė duomenų, kad nesant magnetinio lauko saulės vėjas aktyviai sąveikauja su viršutiniais atmosferos sluoksniais. Šiuo atveju vandens molekulės suskaidomos į vandenilį ir hidroksilą. Vandenilis palieka planetą, kuri yra visiškai dehidratuota. Panašus mechanizmas veikia Veneroje.

- Asteroido pavojus. Planetų sistemoje, kurioje asteroidų padėtis skiriasi nuo mūsų, tai yra, kai asteroidų juosta yra pavojingai arti numatomos gyvenvietės, planetai gali kilti dažnų susidūrimų su asteroidais grėsmė, o tai gali padaryti didelę žalą. į planetos paviršių ir taip grąžinti ją į pradinę būseną (prieš reljefo formavimą). Tai reiškia, kad tokioje sistemoje teraformieriams tektų sukurti priemones „sureguliuoti asteroido judėjimą“, o tam reikėtų gana aukšto technologinio lygio.

2005 metais šalia Gliese 581 sistemos žvaigždės buvo aptikta planetų sistema, kurios pagrindinė „trauka“ yra pirmoji žmonijos atrasta gyvenamosios zonos egzoplaneta (Gliese 581 c), t.y. turinčių fizinių savybių, dėl kurių egzoplaneta yra potencialiai tinkama gyventi (ypač šioje planetoje laisvojo kritimo pagreitis yra 1,6 g, temperatūra yra nuo -3 iki +40 ° C ir kt.). Žvaigždė atrado keturias egzoplanetas. Ketvirtoji planeta – arčiausiai žvaigždės ir mažiausia pagal masę – buvo atrasta 2009 m. balandžio 21 d. Minimali jos masė yra 1,9 Žemės masės, apsisukimo aplink žvaigždę laikotarpis – 3,15 dienos.

Preterraformavimas - tarpinis žingsnis tarp planetinės stoties ir galutinio reljefo formavimo, pavyzdžiui, sodo miesto, iš tikrųjų didžiulės dirbtinės biosferos, statybos. Toks šiltnamis-biosfera gali apimti visą planetą, ypač esant mažos gravitacijos sąlygoms, kai aplink planetą neišlaikoma sava atmosfera. Šis technologinis sprendimas pašalina ir atmosferos aušinimo problemą: vidinį šiltnamio paviršių galima padengti mikroskopiškai plonu infraraudonąją spinduliuotę atspindinčiu aliuminio sluoksniu. Naudodami šį teraformavimo variantą, kolonistai beveik iš karto atvykę į planetą gauna patogias gyvenimo sąlygas, nes technologiškai nesunku iš lengvos medžiagos pagaminti apsauginį kupolą, kad jį būtų galima gabenti vienu priimtino dydžio transportiniu laivu. Kupolas gali būti pagamintas iš minkštos medžiagos ir išlaikyti savo formą dėl vidinio slėgio. Tačiau kolonizuojant planetas su tankia atmosfera (pavyzdžiui, Venera), ši parinktis netaikoma. (Veneros ar panašios planetos, turinčios tankią atmosferą, sąlygomis galima sukurti milžinišką kupolo tipo gyvenvietę, paverstą balionu, nes žemės oras, tai yra azoto ir 21% deguonies mišinys, sveria lengviau. nei Veneros atmosfera, o oro keliamoji jėga atmosferoje Venera sudaro apie 40 % helio keliamosios jėgos.) Tokios biosferos viduje esant kelių kilometrų kupolo stogui, klimatas bus panašus į žemės. ir gali būti kontroliuojamas. Tokia kolonija gali būti patalpinta geologinėje įduboje, pavyzdžiui, krateryje ar slėnyje, kad kupolo pagrindas būtų virš įdubos dugno. Šiuolaikiniuose dideliuose miestuose gyventojų tankis kartais siekia 10 000 žmonių / km². Kartu yra vieta parkams, sodams, paplūdimiams ir kitoms rekreacinėms priemonėms, kurios suteikia galimybę gyventojams atsipalaiduoti. Milijono žmonių dydžio kolonijai reikės pastatyti maždaug 100 km² biosferą, tai yra 12 km skersmens ir svorio pusrutulį (be strijų, rėmo ir kitų atraminių įtaisų). ) 15 tūkst. tonų arba 15 kg vienam asmeniui (tai yra mažiau rankinio bagažo, kuriuo galite gabenti orlaivių keleivius). Neabejotina, kad tokiose avarinėse situacijose, kaip asteroido kritimas, erdvėlaivio katastrofa ar teroristinis išpuolis, iškyla sistemos slėgio mažinimo pavojus. Karo veiksmų atveju kupolo paviršius bus pirmasis priešo taikinys. Tai reiškia, kad tokia kolonija bus priversta išleisti nemažus išteklius gynybos pobūdžio veiklai. Vienaip ar kitaip, biosferos koncepcija yra gana realistiška, atsižvelgiant į šiuolaikinių technologijų plėtrą, o projekto įgyvendinamumo klausimas priklauso nuo prekių pristatymo į „aukštą“ orbitą išlaidų mažinimo. Žemė, kuri šiuo metu kainuoja apie 10 000 USD už kg.

Saulės sistemos planetų ir palydovų teraformavimo perspektyvos:

- Mėnulis

Mėnulis yra natūralus Žemės palydovas ir arčiausiai Žemės esantis gamtos objektas, o artimiausioje ateityje jo teraformavimo tikimybė yra gana didelė. Mėnulio paviršiaus plotas yra 37,9 milijono km² (didesnis nei Afrikos plotas), o laisvojo kritimo pagreitis paviršiuje yra 1,62 m/s². Mėnulis gali išlaikyti santykinai tankią atmosferą, tačiau dėl mažos gravitacijos tokia atmosfera, net sudaryta iš tankių dujų (vandens garų, deguonies, azoto, anglies dioksido ir argono), greitai (daugiau nei dešimtis tūkstančių metų). išsisklaido kosmose. Tačiau Mėnulis geriau išlaikys dirbtinę atmosferą nei, pavyzdžiui, Titanas, nes jo gravitacija yra beveik 20% didesnė nei pastarojo. Apytiksliai skaičiuojant dujų molekulių greitį kaitinant, pavyzdžiui, iki 25-30 ° C, pasirodo, kad jis yra kelių šimtų metrų per sekundę ribose, o antrasis kosminis greitis Mėnulyje yra apie 2 km/s, o tai užtikrina ilgalaikis dirbtinai sukurtos atmosferos išlaikymas (kritimo laikas 2 kartus didesnis už atmosferos tankį orui yra apie 10 000 metų). Tikėtina, kad sukurtą atmosferą iš importuotų medžiagų teks nuolat papildyti. Tačiau, esant dabartiniam technologiniam technologijų išsivystymo lygiui, Mėnulio vystymasis ir įsikūrimas yra įmanomas, o ne statant izoliuotas kupolines gyvenvietes.

Didelę reikšmę Mėnulio reljefo formavimui bombarduojant jo paviršių asteroidais yra tokio bombardavimo saugumas. Kadangi šis procesas bus vykdomas arti Žemės, yra avarinių situacijų ir grėsmių pačiai Žemei tikimybė. Didelio asteroido kritimas į Žemę gali jai padaryti didelę žalą. Todėl Mėnulio bombardavimas turėtų būti „minkštas“, tai yra, objektas – bombardavimo „sviedinys“ neturėtų būti labai didelis (kelių šimtų metrų skersmens asteroidas), smūgiai į paviršių turėtų būti atliekami iš dirbtinio Mėnulio palydovo orbita, smūgiai turėtų būti tiksliai apskaičiuoti ir vykdomi pagal Mėnulio paviršiaus liestinės trajektoriją, nukreiptą nuo Žemės. Taip pat gana tikėtina, kad dėl sezonų kaitos Mėnuliui teks duoti kasdieninį sukimąsi ir keisti jo ašies pasvirimą, tačiau šiandien dar neįmanoma iki galo apskaičiuoti tokio sukimosi pasekmių santykyje. Žemės plokščių tektonikos procesams ir abiejų sistemos kūnų globaliniam vulkanizmui.

Pagrindiniai Mėnulio teraformavimo būdai: bombardavimas asteroidais – vandens-amoniako ledu, biogeninis poveikis – pirminėje dirbtinėje Mėnulio atmosferoje stabilių sausumos bakterijų ir dumblių patekimas bei atšiaurios saulės spinduliuotės sąlygos.

Marsas

Marsas taip pat yra vienas tinkamiausių kandidatų reljefo formavimui (paviršiaus plotas yra 144,8 mln. km², o tai sudaro 28,4% Žemės paviršiaus). Gravitacinis pagreitis Marso paviršiuje yra 3,72 m/s², o saulės energijos kiekis, kurį gauna Marso paviršius, sudaro 43% tos, kurią gauna Žemės paviršius. Šiuo metu Marsas yra galbūt negyva planeta. Kartu gautas informacijos kiekis apie Marsą leidžia teigti, kad jame kažkada buvo palankios gamtos sąlygos gyvybės palaikymui ir atsiradimui. Marse yra daug vandens ledo, o ant jo paviršiaus yra daugybė praeityje palankaus klimato pėdsakų: išdžiūvusių upių slėnių, molio nuosėdų ir daug daugiau. Daugelis šiuolaikinių mokslininkų sutinka, kad planetą galima įkaitinti ir sukurti joje gana tankią atmosferą, o NASA apie tai netgi rengia pseudomokslines diskusijas.

Didelės vandens ir surišto deguonies atsargos peroksidų ir ozonidų sudėtyje Marso dirvožemyje suteikia rimtą priežastį manyti, kad šios planetos reljefo formavimas bus įmanomas turint tiesioginį poveikį Marso klimatui. Šiuo metu branduolinės energijos naudojimą puikiai įvaldo antžeminė civilizacija, tačiau problemos, susijusios su techninės įrangos gabenimu į Marsą ir jos priežiūra pačioje planetoje, vis dar lieka neišspręstos. Tuo pačiu metu pats Marsas turi labai didelius metalų ir branduolinio kuro (urano, torio) išteklius. Įsikūrus pramonei Marse ir vėliau naudojant branduolinį kurą, tikimasi milžiniško šilumos išmetimo į planetos atmosferą.

Viena iš svarbiausių technologinių kliūčių ne tik Marso, bet ir kitų planetų vystymuisi yra ribotos erdvėlaivių galimybės, todėl didelės viltys dedamos į dujinės fazės branduolinius raketų variklius. Tik esant branduoliniams raketų varikliams, turintiems didelę trauką, patikimumą ir greitį, į planetas bus visiškai įmanoma pristatyti sunkias apkrovas, skirtas pradiniam teraformavimo etapui, o ateityje net asteroidus iš vandens-amoniako ledo. užpildyti Marso atmosferą ir hidrosferą azotu, vandeniu ir deguonimi. Manoma, kad asteroidus galima ištraukti iš asteroidų juostos ir net iš Kuiperio juostos naudojant raketų variklius ar saulės bures.

Marso terraformavimas gali būti atliekamas tiek tiesiogiai į atmosferą įvedant dirbtinai pagamintas šiltnamio efektą sukeliančias dujas (freonus), tiek šildant planetos paviršių saulės spinduliuotės, nukreiptos orbitinių veidrodžių pagalba, ir patamsinant poliarinio paviršiaus paviršių. dangteliai su suodžių ar polimerų plėvelėmis, ir netiesiogiai tyrinėjant Marsą ir jo mineralus (metalurgija, kasybos sprogdinimas ir kt.). Abu procesai gali vykti vienu metu ir labai prisidėti prie klimato kaitos Marse. Pavyzdžiui, didelio masto branduolinės, o ateityje ir termobranduolinės energijos plėtra leis Marso atmosferoje ir hidrosferoje išleisti didžiulius antrinės šilumos kiekius. Taigi, pavyzdžiui, reguliuojant vandenilio ir deguonies gamybą Marso antžeminiam transportui, erdvėlaiviams ir gyvenviečių energijos tiekimui, susidarys sąlygos dideliems šiluminės energijos kiekiams išleisti į atmosferą. Kartu bendras energijos kiekis šildys Marso atmosferą ir prisidės prie reikšmingo šiltnamio efekto, kai ištirps poliarinės kepurės.

Pagrindiniai Marso teraformavimo būdai:

• - Marso atmosferos užpildymas šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis: metanas ir kiti angliavandeniliai, atgabenami dideliais kiekiais iš Titano, gali greitai padidinti slėgį ir temperatūrą Marse iki priimtino lygio, taip pat būti trūkstamų pagrindinių elementų (anglies, vandenilio) šaltiniu. ) būtinas visaverčiam Marso reljefo formavimui;
• - dirbtinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas į Marso atmosferą: freonai (tetrafluormetanas, oktofluorpropanas ir kt.) turi rekordinius šiltnamio efekto rodiklius, tačiau šių junginių gamyba yra labai brangi;
• - poliarinių dangtelių paviršiaus patamsėjimas: suodžiai, iš Titano atgabentų angliavandenilių smogas, apipurkštos polimerinės plėvelės, sprogus albedo sumažėjimas;
• - poliarinių dangtelių šildymas: kosminiai itin lengvi orbitiniai veidrodžiai;
• - asteroidų bombardavimas: vandens ir amoniako ledai gali sukurti vandenynus ir atmosferą su priimtinu slėgiu Marse;
• — technogeninė veikla: šilumos išsiskyrimas iš atominių elektrinių ir transporto, šilumos srautai iš kupolinių gyvenviečių;
• — biogeninis poveikis: atsparių sausumos bakterijų ir dumblių (Chroococcidiopsis sp., Matteia sp., Deinococcus radiodurans ir kt.) patekimas į Marsą.

– Venera

Venera yra negyva planeta, kurios vidutinė paviršiaus temperatūra yra apie 464°C, o slėgis 93 kartus didesnis nei Žemės. Tačiau jis laikomas galimu kandidatu į reljefo formavimą. Laisvo kritimo pagreitis Veneros paviršiuje yra 8,9 m/s². Pagal vieną iš planų Veneros atmosferoje siūloma purkšti genetiškai modifikuotus melsvadumblius, kurie anglies dioksidą paverčiant deguonimi (Veneros atmosfera – 96 proc. anglies dioksido), žymiai sumažintų šiltnamio efektą. ir temperatūra planetoje, kuri leistų egzistuoti vandeniui skystu pavidalu. Reikia pažymėti, kad 50-100 km aukštyje Veneros atmosferoje yra sąlygos, kuriomis gali gyventi kai kurios sausumos bakterijos (ekstremofilai). Kitas variantas – purkšti Veneros orbitoje aliuminio milteliais, pristatomais konteineriuose naudojant elektromagnetinį pistoletą iš Mėnulio.

Palyginti su Marso reljefo formavimo užduočių apimtimi, Veneros reljefo formavimas yra daug sunkesnis uždavinys, tačiau turint pakankamai informacijos apie planetą ir kietuosius energijos išteklius, ši užduotis yra įvykdoma. Visų pirma, Venera iš esmės skiriasi nuo Žemės tuo, kad jos kasdienis sukimasis ir ašinis posvyris apsunkina natūralių sąlygų keitimą, tačiau tiksliai bombarduojant jos paviršių vandens-amoniako asteroidais, šie parametrai gali būti pakeisti per kelis dešimtmečius. Tuo pačiu Veneros bombardavimas asteroidais ne tik pakeis sukimosi parametrus ir, nustatant metų laikų kaitą, leis planetai stipriai atvėsti, bet ir atvės planetą bei jos atmosferą dėl asteroido tirpimo ir garavimo. medžiagų. Didžiulės energijos pasiskolinimas iš atmosferos gali atsirasti dėl lygiagrečiai vykstančių cheminių reakcijų tarp atmosferos anglies dioksido ir sieros dioksido dujų bei amoniako.

Pagrindiniai Veneros formavimo būdai:

• - asteroidų bombardavimas: vandens ir amoniako ledas;
• - biogeninis poveikis: antžeminių bakterijų ir dumblių, kurie yra stabilūs viršutiniuose Veneros atmosferos sluoksniuose, patekimas: (Pyrodictium occultum, Halobacterium salinarum ir kt.).

– Merkurijus

Terraformuoti Merkurijus yra nepalyginamai sunkesnė užduotis nei Mėnulio, Marso ar Veneros terraformavimas. Merkurijaus paviršiaus plotas yra 75 milijonai km², o laisvojo kritimo pagreitis yra 3,7 m / s². Jis gali išlaikyti santykinai tankią atmosferą, pagamintą iš importuotų medžiagų (vandens ir amoniako ledo). Didelis sunkumas nustatant švelnų Merkurijaus klimatą yra jo padėtis arti Saulės, itin lėtas sukimasis aplink savo ašį ir didelis sukimosi ašies polinkis. Į Merkurijaus paviršių krentančios saulės energijos lygis yra labai aukštas ir, priklausomai nuo metų laiko ir platumos, svyruoja nuo 9,15 iki 11 kW/m². Tiksliai apskaičiuojant Merkurijaus bombardavimą asteroidais, šiuos trūkumus galima pašalinti, tačiau jiems reikės labai didelių energijos ir laiko sąnaudų. Tikėtina, kad tolimoje ateityje žmonija turės galimybę išstumti planetas iš savo orbitų. Labiausiai pageidautina Merkurijaus orbitą „pakelti“ 20-30 mln. km nuo dabartinės padėties. Svarbų vaidmenį Merkurijaus reljefo formavime gali atlikti saulės energija, kuri gali būti efektyviai naudojama net ir dabartiniame technologijų vystymosi etape. Gyvsidabris yra gana tanki planeta, joje yra daug metalų (geležies, nikelio) ir, galbūt, nemažai branduolinio kuro (urano, torio), kuris gali būti panaudotas planetai vystyti. Be to, Merkurijaus artumas prie Saulės rodo, kad paviršinėse uolienose yra didelių helio-3 atsargų.

- Titanas (Saturno mėnulis)

Saturno palydovo Titano reljefo formavimas yra labai tolima perspektyva, ir tai didžiąja dalimi palengvina didelis jo atstumas nuo Saulės. Titanas yra gana didelis Saulės sistemos kūnas ir yra didesnis už Merkurijaus planetą (Titano paviršiaus plotas yra 83 mln. km²). Titano gravitacinis pagreitis yra 1,36 m/s². Tuo pačiu metu dėl tinkamų gamtinių sąlygų (nėra šiltnamio efekto, didelis albedas, tai yra atspindėjimas), Titanas iš esmės yra vėsinamas. Skaičiuojama, kad nesant saulės energijos atspindžio, vidutinė Titano atmosferos temperatūra būtų 80 laipsnių aukštesnė, o temperatūros sąlygos atitiktų dabartines Marso sąlygas, o esant šiltnamio efektui, gali būti jos paviršiuje žmonėms daug patogiau gyventi specialiose gyvenvietėse. Titanas žmoniją domina dėl didelių gamtinių angliavandenilių išteklių. Vandenynai, jūros ir ežerai, daugiausia sudaryti iš skysto etano, yra vertingi ištekliai. Kadangi laisvojo kritimo pagreitis ir atitinkamai antrasis kosminis greitis yra nedideli, angliavandenilių gamyba bus daug lengvesnė nei Žemėje, o, svarbiausia, angliavandenilių žaliavas galima tiesiog išpumpuoti iš Titano gelmių. Padidėjęs žaliavų gavyba ir jų pašalinimas iš planetos leis kartu su angliavandenilių smogo tūrio sumažėjimu Titano atmosferoje padidinti jo skaidrumą ir šildymą saulės spinduliais. Atsižvelgiant į šį procesą, verta paminėti, kad angliavandenilių žaliavų (naftos, dujų, anglies) sunaudojimas Žemėje jau šiuo metu viršija 6-7 mlrd. tonų per metus, o jų paklausa auga ir išsiurbiama angliavandenilių kiekis iš Titano paviršiaus turės didelės įtakos jo klimatui. Taip pat gali būti, kad angliavandenilių žaliavų ateityje prireiks aprūpinti ne tik Žemę, bet ir Mėnulyje, Marse bei Veneroje esančias kolonijas. Titanas taip pat labai įdomus tuo, kad jame, matyt, yra didžiuliai kiekiai skysto acetileno ir acetileno mišinių su etanu.

- Jupiterio mėnuliai

- Europa. Europa yra perspektyvi reljefo formavimui. Vienas iš Europos privalumų yra skysto vandens buvimas. Jo paviršiaus plotas yra apie 31 mln. km², šiek tiek mažesnis už Mėnulio paviršiaus plotą (37,9 mln. km²). Gravitacijos pagreitis Europos paviršiuje yra 1,32 m/s², o šiuo metu Europoje suvokiamas saulės energijos lygis yra apie 18 W/m². Vienas iš svarbių Europos pranašumų prieš daugelį kitų planetų yra milžiniškas skysto vandens kiekis. Tačiau reljefo formavimas turi daug sunkumų. Pavyzdžiui, Europa yra didžiulėje ir galingoje radiacijos juostoje aplink Jupiterį, o žmogus be apsaugos priemonių mirtų nuo radiacijos po 10-15 minučių buvimo Europos paviršiuje. Ši aplinkybė reikalauja, kad būtų spinduliuotės sugėrikliai, kurių neįmanoma sukurti esant dabartiniam technologijų išsivystymo lygiui, arba gyvų būtybių judėjimas po Europos vandenyno paviršiumi. Taip pat reikšmingas Europos trūkumas reljefo formavimui yra maža gravitacija, negalinti išlaikyti pakankamai tankios atmosferos ilgą laiką (milijonus metų).

—Ganimedas. Didžiausias Saulės sistemos palydovas, didesnis už Merkurijų, Ganimedas, dėl daugelio sąlygų, yra reikšmingas kandidatas reljefo formavimui tolimoje ateityje. Ganimedo paviršiaus plotas yra 87 milijonai km² (17% Žemės ploto), o laisvojo kritimo pagreitis yra 1,43 m / s² (šiek tiek mažiau nei Mėnulyje). Šiuo metu Ganimedo suvokiamas saulės energijos kiekis yra apie 18 W / m², o to nepakanka šiai planetai sušildyti. Milžiniškos vandens ledo atsargos ir galimas vandens buvimas skystoje fazėje po jo paviršiumi yra tikros būsimos reljefo formavimo sąlygos. Ganimedas, kaip ir Titanas, gali išlaikyti galingą ir tankią atmosferą ir, matyt, giliai po paviršiumi turi dideles dujų hidratų atsargas, kurios tikriausiai gali būti nuolatinio atmosferos papildymo šaltinis. Svarbi aplinkybė yra tai, kad Ganimedas yra už Jupiterio spinduliuotės juostų ir turi savo pakankamai galingą magnetinį lauką, leidžiantį manyti, kad giliai po ledine pluta yra sūraus vandens.

– Kalisto. Kalisto, vienas iš Jupiterio Galilėjos palydovų, taip pat yra tikėtinas kandidatas į reljefo formavimą. Callisto paviršiaus plotas yra 73 milijonai km² (14,3% Žemės ploto), laisvojo kritimo pagreitis yra 1,25 m / s², o šviesos energijos lygis vidutiniškai yra apie 18 W / m². Kalisto turi milžiniškus vandens telkinius ledo pavidalu ir yra geologiškai rami planeta. Kaip ir Ganimedas, šis Jupiterio palydovas yra už galingos spinduliuotės juostos, o tai neabejotinai yra didelis pranašumas prieš Europą ir Io. Šiuo metu „Callisto“ nėra gerai suprantamas, o būsimi tyrimai parodys, kokia tikimybė sėkmingai jį sutvarkyti. Kadangi gravitacijos jėga Callisto yra maža, ji negali išlaikyti tankios atmosferos; tačiau atmosferos buvimas yra žinomas, tačiau jis yra labai retas ir susideda iš anglies dioksido. Callisto turi nemažą ir pakankamą kiekį vandens ir, matyt, dujų hidratų, kad galėtų ilgam aprūpinti savo atmosferą. Mažo magnetinio lauko buvimas leidžia daryti išvadą, kad po storu paviršinio ledo sluoksniu yra gana platus sūraus vandens vandenynas. Norint sukurti atmosferą šalia Callisto, reikalingas galingas energijos postūmis – Kalisto žarnų šildymas, gręžimas ir tikėtinas paviršiaus albedo sumažėjimas. Šiuo metu Kalisto paviršiuje kupolinių gyvenviečių statyba atrodo labiau tikėtina nei visavertis teraformavimas.

- Ir apie. Atsižvelgiant į per didelį radiacijos lygį ir ugnikalnių aktyvumą, jis mažiausiai tinkamas teraformavimui.

Kiti kandidatai į kolonizaciją.

Teoriškai svarstoma daug planetų ir planetų palydovų (pavyzdžiui, Robertas Zubrinas „Išorinės saulės sistemos įsikūrimas: galios šaltiniai“). Iš dažniausiai minimų kandidatų verta paminėti likusius, mažesnius Saturno palydovus – Tethys, Dione, Rhea, Japetus ir Enceladus, kuriuose gali būti skysto vandens, didžiausią asteroidą Cererą, penkis didžiausius Urano palydovus (Ariel, Oberonas, Titanija, Umbrielis ir Miranda) bei Neptūno palydovas – Tritonas ir dar tolimesnės nykštukinės planetos bei kiti objektai – Plutonas ir Charonas ir kt. Norint apgyvendinti šiuos objektus, reikėtų didelių energijos sąnaudų.

Šiuolaikiniame technologijų vystymosi etape galimybės atlikti kitų planetų klimato sąlygų teraformavimą yra labai ribotos. Iki XX amžiaus pabaigos žemiečiai turėjo galimybę paleisti raketas į tolimiausias Saulės sistemos planetas, kad atliktų mokslines užduotis. Galia ir greitis, taip pat didelės apimties raketų paleidimo į kosmosą galimybė XXI amžiaus pradžioje labai išaugo, o jei remiamos tokios didžiosios kosmoso jėgos kaip Rusija ar JAV, netgi šiandien žmonija gana pajėgi atlikti tam tikras planetų reljefo formavimo užduotis. Šiuo metu šiuolaikinės astronomijos, raketų, kompiuterinių technologijų ir kitų aukštųjų technologijų sričių galimybės tiesiogiai ar netiesiogiai leidžia, pavyzdžiui, vilkti mažus asteroidus, įnešti nedidelius kiekius bakterijų į kitų planetų atmosferą ar dirvožemį, pristatyti reikiamą energiją, mokslinę ir kitą įrangą.

Dabar tam tikru lygiu bendradarbiauja įvairios kosmoso agentūros, kurios praeityje dirbo lygiagrečiai. Darant prielaidą, kad tokia praktika tęsis ir ateityje, kosmoso tyrimų technologijų plėtra neabejotinai tęsis sparčiai. Pasaulio BVP pirmojo XXI amžiaus dešimtmečio pabaigoje yra apie 70 trilijonų dolerių ir, sutikus pasaulio lyderiams, galėtų leisti daug dosniau skirti lėšų astronautikos plėtrai. Atsižvelgiant į tai, kad pasaulio ekonomikos raidos statistika rodo jos raidos spartėjimą, galima daryti prielaidą, kad santykinai nedidelio pasaulio BVP procento skyrimas finansavimui teoriškai gali paspartinti reikalingų technologijų plėtrą dešimtimis. kartų ir net šimtus kartų (pavyzdžiui, NASA biudžetas 2009 m. buvo apie 17 mlrd. dolerių per metus. 1958–2008 m. NASA kosminėms programoms išleido (atsižvelgus į infliaciją) apie 810,5 mlrd. USD.)

Svarbiausios antžeminės civilizacijos užduotys, užtikrinančios planetų ir jų palydovų reljefo formavimo galimybę:

• - kosmoso galių susidomėjimas yra būtinas komponentas, norint pradėti praktinį planetų paruošimą ir tyrinėjimą terraformavimui;
• - ekonominių fondų ir įmonių planetų tyrinėjimui kūrimas – būtina viešoji ir privati ​​iniciatyva finansiškai remti mokslinius projektus;
• - stebėjimo astronomijos plėtra - siekiant ekonomiškai ir greitai ištirti Saulės sistemos objektus;
• - planetų tyrimas naudojant zondus - išsamios informacijos apie planetas ir jų sudėtį šaltinis;
• - Žemės energetikos pramonės plėtra - kosminių startų ir susijusių pramonės šakų plėtros užtikrinimas;
• - pakankamai galingų raketinių variklių statyba - darbas branduolinių raketų variklių, elektroninių branduolinių varomųjų sistemų, saulės burių, joninių raketų variklių srityje;
• - medžiagų mokslo plėtra - naujų medžiagų ir kompozitų, tinkamų naudoti reljefo formavimui ir kosminių transporto priemonių statybai, paieška;
• - biotechnologijų plėtra - sausumos mikroorganizmų ir spėjamų mikroorganizmų tyrimas, genetiškai modifikuotų mikroorganizmų, atsparių natūralioms terraformuotų planetų sąlygoms, veisimas.

Svarbiausios mokslininkų – teraformistų – užduotys:

- Pigesnis prekių pristatymas į kosmosą.

Terraformuojančios planetos reiškia poreikį nugabenti didelį kiekį krovinių iš Žemės paviršiaus į aukštą orbitą; dėl branduolinių raketų variklių naudojimo Žemės atmosferoje nepriimtinumo ir praktinių esamų raketų variklių naudojimo apribojimų, kroviniams pristatyti į orbitą būtina naudoti alternatyvias sistemas: kosminį liftą, kosminį tiltą (iš tikrųjų , kolosalus erdvėlaivis; tokio prietaiso kaina gali būti matuojama trilijonais dolerių), elektromagnetinis greitintuvas arba „geležinkelio pistoletas“ – toks greitintuvas iš principo yra įmanomas, tačiau itin brangus (šimtai milijardų dolerių), sutinka bet kurios pusiaujo šalies gyventojų ir valstybės struktūrų taip pat reikia, nes šio įrenginio maršrutas užtruks tūkstančius kilometrų), antigravitacinis laivas (šiuo metu neįgyvendinamas projektas), kiti projektai (pavyzdžiui, antžeminis lazerinis pistoletas pagreitinti laivas kosmose).

- Tarpplanetinio susisiekimo greičio didinimas.

Krovinys, pristatytas į aukštą orbitą, turės būti pristatytas tiesiai į terraformuojamą planetą. Šiuo metu tarpplanetiniams skrydžiams naudojama „sekančių“ planetų gravitacija. Šis metodas nepriimtinas reguliariam krovinių ir keleivių pervežimui saulės sistemoje. Būtina naudoti branduolinius raketų variklius. Skirtingai nuo įprastos cheminės raketos, branduolinis variklis gali būti branduolinio reaktoriaus ir joninio variklio derinys, kuris ekonomiškai sunaudoja darbinį skystį ir leidžia ilgą laiką aktyviai įsibėgėti erdvėlaivį. Joninio variklio veikimo principas – jonizuoti dujas ir jas pagreitinti elektrostatiniu lauku. Dėl didelio krūvio ir masės santykio atsiranda galimybė jonus pagreitinti iki labai didelių greičių (210 km/s lyginant su 3-4,5 km/s cheminių raketų variklių). Taigi joniniame variklyje galima pasiekti labai didelį specifinį impulsą, kuris leidžia žymiai sumažinti jonizuotų dujų reaktyviosios masės sąnaudas lyginant su reaktyviosios masės sąnaudomis cheminėse raketose. Pirminė užduotis – ženkliai (tūkstančius kartų) padidinti tokių variklių galią ir sukurti pagal galią juos atitinkančius branduolinius reaktorius. Nesant atmosferos, krovininis laivas gali palaipsniui įsibėgėti, įgydamas greitį nuo 10 iki 100 km/s. Skrydžio greičio didinimas ypač svarbus keleivių eismui, kuriame būtina sumažinti keleivių gaunamą radiacijos dozę, daugiausia trumpinant skrydžio laiką. Pagrindiniai sunkumai įgyvendinant darbą su branduolinių raketų varikliais kyla tiek dėl didelio radioaktyviojo užterštumo, kurį sukelia variklio išmetimo produktai, tiek dėl to, kad gyventojai atmeta tokią technologiją, tiek dėl besivystančių šalių aplinkosaugos judėjimo. šalių (pirmaujančios šalys yra Rusija, JAV).

— Pramoninės bazės Mėnulyje organizavimas.

Mėnulis turi įvairių mineralų, tarp jų ir pramonei vertingų metalų – geležį, aliuminį, titaną; Mėnulio dirvožemio paviršiniame sluoksnyje, regolite, sukauptas retas Žemėje izotopas helis-3, kuris gali būti naudojamas kaip termobranduolinių reaktorių kuras, kur degant vienam kilogramui šio izotopo išsiskiria didžiulis energijos kiekis - 19 megavatvalandžių. Rusijos Geochemijos ir Analitinės chemijos instituto mokslininkų teigimu, per metus aprūpinti energija visus Žemės gyventojus. Vernadskio, reikia maždaug 30 tonų helio-3. Mėnulio bazės tikslas bus sukurti ir paleisti erdvėlaivius, tarpplanetines stotis ir pilotuojamus laivus, o didelių svorio ir dydžio laivų komponentų pristatymas į planetos orbitą nekils dėl atmosferos trūkumo ir mažas antrosios erdvės greitis – 2,4 km/s, o ne 11,2 km/c Žemėje (tai yra energijos, reikalingos kroviniui į Mėnulio orbitą įkelti, Mėnulyje yra 22 kartus mažiau nei Žemėje). Tačiau nėra prasmės perkelti į Mėnulį visą reikiamą technologinę bazę erdvėlaivių gamybai. Daugumą komponentų pelningiau importuoti iš Žemės galutiniam surinkimui Mėnulio paviršiuje arba orbitoje. Mėnulio kolonizacijos rezultatas turėtų būti nuolatinių kupolo tipo gyvenviečių sukūrimas.

— Termobranduolinė energija ir helis-3.

Helio-3 atsargos Žemėje svyruoja nuo 500 kg iki 1 tonos, tačiau Mėnulyje jo yra dideli kiekiai. Šiuo metu kontroliuojama termobranduolinė reakcija vykdoma deuterio 2H ir tričio 3H sintezės būdu, išskiriant helio-4 4He ir „greitąjį“ neutroną n:

Tačiau šiuo atveju didžioji dalis išsiskiriančios kinetinės energijos tenka neutronui. Dėl fragmentų susidūrimo su kitais atomais ši energija paverčiama šilumine energija. Be to, greitieji neutronai sukuria didelį kiekį radioaktyviųjų atliekų. Priešingai, deuterio ir helio-3 3He sintezė nesukuria radioaktyvių produktų:

Kur p yra protonas

Tai leidžia naudoti paprastesnes ir efektyvesnes sistemas kinetinės sintezės reakcijai konvertuoti, pavyzdžiui, magnetohidrodinaminį generatorių.

— Savaiminio atkūrimo mašinų kūrimas.

Viena iš reikšmingų kliūčių, trukdančių formuoti planetas, yra tokių projektų sudėtingumas. Šiai problemai apeiti siūloma pasitelkti biologines „mašinas“, ty genetiškai modifikuotus mikroorganizmus, vabzdžius ir kt. Tai neišsprendžia visų problemų, nes mikroorganizmai ir vabzdžiai neišsiskiria intelektu. Be projekto darbo intensyvumo mažinimo, būtina atsižvelgti ir į sąlygas, kuriomis dirbs teraformistai. Gyvenimas erdvėje ir tolimų planetų paviršiuje gali būti žalingas jų sveikatai ir psichologiškai nepakeliamas. Robotų naudojimas gali labai sumažinti šiuos sunkumus, tačiau tai reiškia, kad iš Žemės reikės atgabenti didžiulį kiekį įrangos, kartu su remonto paslaugomis ir nemažas atsarginių dalių atsargas, o tai taip pat nepraktiška. Yra ir trečias variantas, kai statytojai nestato paties objekto, o atvykę į planetą nustato statybinės technikos gamybą. Pavyzdžiui, „Total Recall“ parodytų milžiniškų „atmosferinių mašinų“ sukūrimas gali užtrukti 20 metų 10 000 žmonių, dirbančių su įprasta statybine įranga. Jei statybininkus pakeis robotai, tai robotams remontuoti ir prižiūrėti prireiks apie tūkstančio aukštos kvalifikacijos žmonių. Pagal tą pačią logiką, jei robotai remontuos robotus, tai šiam procesui valdyti reikės apie 100 žmonių, o jei vietoj statybinių robotų remonto remonto robotai gamins naujus robotus iš apgyvendintoje planetoje surinktų medžiagų, tai po 2 milijonai tokiu būdu gautų robotų statybininkų pradės veikti atmosferines mašinas.

Mineralų buvimas teraformuojamoje planetoje negarantuojamas, o net ir aptikus naudingųjų iškasenų, jų gavybos organizavimas gali užtrukti kelerius metus. Be to, gali kilti pavojus, kad automatizuotas pramonės kompleksas išeis iš kūrėjų kontrolės. Vienaip ar kitaip, praktiškumo klausimas priklauso nuo produkcijos pagaminamumo. Savarankiškai atkuriančių mašinų kūrimas mikroskopiniu lygmeniu (nanotechnologija) dar tik plėtojamas teoriniu lygmeniu, tačiau iš esmės tai įmanoma. Mėnulio teraformavimui labiausiai tinka tarpinis variantas, kai teraformieriai iš turimų mineralų gamina atsargines dalis reikalingai įrangai, naudodami su savimi atsineštus komponentus. Pavyzdžiui, automobilių kėbulai gaminami iš aliuminio lydinio, iškasamo Mėnulyje (pvz., Silumino), o vėliau įrengiami Žemėje sukurta elektronika.

Alternatyva teraformavimui yra išsamesnis ir racionalesnis pačios Žemės teritorinio ir energetinio potencialo panaudojimas. Žemės paviršiaus plotas yra 510,1 milijono km², tai yra daugiau nei bet kuri kita Saulės sistemos antžeminė planeta. Tuo pačiu metu žemės paviršiaus plotas yra 148,9 milijono km², tai yra šiek tiek daugiau nei visas Marso paviršiaus plotas, o pasaulio vandenyno plotas yra 361,1 milijono km². Augant technologiniam lygiui, žmonija taps prieinama racionaliau naudoti tiek šiuolaikinės žemės plotą, tiek plėtoti pasaulio vandenyno dugno erdvę, įskaitant požeminės infrastruktūros plėtrą (didelių įmonių perkėlimą, galią). augalai, automobilių stovėjimo aikštelės po žeme, taip pat požeminio transporto ir būsto plėtra). ) ir tinkamas vandenyno dugno paruošimas. Vandens paviršius šiandien yra tinkamas gyventi. Pontoniniai statiniai (pavyzdžiui, oro uostai) jau statomi kai kuriose tankiai apgyvendintose šalyse. Kuriant ekonomiškas technologijas, gali atsirasti ir plūduriuojančių miestų. Vienas žinomiausių projektų, kuriame vykdoma tokia plėtra, yra Laisvės laivas.

Kadangi teraformavimas šiuo metu dažniausiai yra spekuliacinė technologija, pagrįsta šiuo metu egzistuojančiais technologiniais sprendimais, savo dvasia panašiais į negyvenamų žemės teritorijų kolonizavimą, galima daryti prielaidą, kad tolimoje ateityje žmonių apsigyvenimo kitose planetose problemos bus išspręstos ne. tik keičiant šių planetų išvaizdą, bet ir kitais būdais, panašiais į naudotus anksčiau. Pavyzdžiui, daugelio atogrąžų šalių kolonizacija nepavyko dėl didelio kolonistų mirtingumo dėl atogrąžų ligų, o tokiose kolonijose dažnai likdavo tik kolonistų palikuonys, susimaišę su vietiniais. Mokslinėje fantastikoje joms svetimomis sąlygomis gyvenančių protingų būtybių problemos dažnai „sprendžiamos“ pakeičiant pačių žmonių biologiją – paverčiant juos ateiviais, androidais ar į dievus panašiais padarais (pavyzdžiui, seriale „Žvaigždžių vartai“ ar Supermeno filmas). Taip pat dažnai naudojami tokie sprendimai, kaip žmonių egzistavimas visiškai imituotoje realybėje (kaip filme „Matrica“) arba iš dalies imituotoje realybėje (holodekas „Star Trek“ serijoje arba sala iš stabilizuotų neutrinų, kaip filme „Solaris“). Be to, dažnai naudojamos tokios technikos kaip teleportacijos technologijos, apsauginiai ekranai, antigravitacija ir pan. leidžia žmonėms egzistuoti vakuume, mirtina didelės gravitacijos spinduliuotė ir kt.

Jau auštant teraformavimo procesų supratimui tapo aišku, kad pasekmės visai civilizacijos raidai bus radikaliai naujo pobūdžio ir pasaulinio masto. Šios pasekmės paveiks visus žmogaus gyvenimo aspektus – nuo ​​gyvų organizmų fiziologijos iki religijos. Šių pasekmių pobūdis turės ir teigiamų, ir neigiamų pusių. Tiesą sakant, dėl migracijos į kitas planetas žmonės turės priimti visiškai naujas gamtos sąlygas, ir tai tiesiogiai atsispindės tiek žmonių organizmuose, tiek jų sąmonėje. Pavyzdžiui, Amerikos atradimas ir jos teritorijų apgyvendinimas turėjo labai didelę įtaką visos civilizacijos raidos eigai, tačiau to negalima lyginti su transformacija, kuri atneša kitų planetų apgyvendinimą ir reljefo formavimąsi.

Jau kosmoso tyrinėjimų pradžioje žmonės susidūrė su nesvarumo ir mikrogravitacijos reiškiniais, atradę nuostabų fiziologinį jų poveikį žmogaus organizmui. Kitoks skonis maistui, raumenų atrofija ir kur kas labiau žemiečius privertė pažvelgti į kosmosą kitomis akimis, to pasekoje gimė kosminė medicina. Persikeliant ir vėliau apsigyvenus kitose planetose, žemiečiai neišvengiamai susidurs su dideliais organizmų funkcionavimo ir būsimų pionierių kartų psichologijos pokyčiais. Venera, Marsas, Jupiterio palydovai ir Titanas turi mažesnę gravitaciją nei Žemė, todėl gyvūnai ir augalai turės prisitaikyti prie naujų sąlygų. Evoliucijos procesas gali sukelti gigantizmą arba nanizmą (nykštukiškumą) - atitinkamai mažos ir didelės gravitacijos sąlygomis.

Praktinė teraformavimo reikšmė yra poreikis Žemės gyventojams toliau daugintis ir įsikurti. Tuo pačiu metu, laikui bėgant ir smarkiai didėjant gyventojų skaičiui, reikia panaikinti teritorinius apribojimus tolesniam egzistavimui ir plėtrai. Tam tikru mastu tokį norą gali paskatinti ir pirminės žvaigždės (saulės) išsiplėtimas bei iškilusi grėsmė gyvybės egzistavimui. Plečiantis ir pasislinkus gyvenamajai zonai į Saulės sistemos pakraščius, gyvybė pereis į patogesnes sąlygas.
Be gamtos veiksnių, nemažą vaidmenį gali turėti ir pačios žmonijos veiklos pasekmės: ekonominė ar geopolitinė padėtis planetoje; pasaulinė katastrofa, sukelta masinio naikinimo ginklų naudojimo; gamtinių planetos išteklių išeikvojimas ir kt.

Galimybė persikelti į nežemiškas kolonijas laikui bėgant gali lemti kultūrinių tradicijų formavimąsi, kai žmonių perkėlimas į kolonijas tęsis nepertraukiamai daugelį kartų. Kultūrines tradicijas gali pakeisti medicinos pažanga, galinti gerokai pailginti žmogaus gyvenimą. Tai savo ruožtu gali sukelti „kartų atotrūkį“, kai jaunesnių ir vyresnių kartų atstovai pradeda tarpusavyje kovoti dėl gyvybiškai svarbių išteklių. Apskritai galimybė spręsti politinius konfliktus per disidentų emigraciją į kolonijas gali gerokai pakeisti daugelio demokratinių valstybių politinę struktūrą. Šiuo atveju naujų kolonijų kūrimo procesas bus panašus į „elitinių“ mikrorajonų kūrimo procesą, kai kolonijas kuria komercinės struktūros, tikėdamosi atsipirkti; arba atvirkščiai, valstybinių būstų statyba skurstantiems, siekiant sumažinti nusikalstamumą lūšnynuose ir sumažinti politinės opozicijos įtaką juose. Anksčiau ar vėliau Saulės sistemos „nekilnojamasis turtas“ bus padalintas ir persikėlimo procesas neapsiribos Saulės sistemoje egzistuojančiais planetų objektais, o bus nukreiptas į kitas žvaigždžių sistemas. Tokių projektų įgyvendinamumo klausimas priklauso nuo gamybos galimybių ir pakankamų išteklių paskirstymo. Kaip ir bet kuriuose kituose superprojektuose (pvz., statant didžiules hidroelektrines ar geležinkelius „nuo jūros iki jūros“ arba, tarkime, Panamos kanalą), investicijų rizika ir dydis vienai organizacijai yra per didelis, todėl greičiausiai reikės valdžios institucijų įsikišimo ir atitinkamų investicijų pritraukimo. Žemei artimos erdvės reljefo formavimo projektų įgyvendinimo laikas geriausiu atveju gali būti matuojamas dešimtmečiais ar net šimtmečiais.

Planetų teraformavimo kriterijai

Ne kiekviena planeta gali būti teraformuota. Šiuo metu, remiantis gautais moksliniais duomenimis, manoma, kad planetos, kategoriškai netinkamos gyventi žmonėms, yra milžiniškos planetos, o visų pirma Jupiteris ir Saturnas. Šių planetų netinkamumą lemia itin didelė gravitacija, kieto paviršiaus nebuvimas ir aukšta temperatūra prie apatinės atmosferos ribos, taip pat didelė foninė spinduliuotė. Saulės sistemoje tinkamiausios sąlygos gyvybei palaikyti 1–2,5 milijardo metų teraformavimo atveju pirmiausia yra Marsas, vėliau kiek mažiau (300–500 mln. metų) Venera. Likusios planetos arba visiškai netinkamos reljefo formavimui, arba susiduria su beveik neribotais sunkumais keičiant savo klimato sąlygas. Pavyzdžiui, Merkurijus taip pat gali būti teraformuojamas, tačiau gyviems organizmams priimtinų sąlygų egzistavimas negali viršyti 10-30 milijonų metų ir tik ašigaliuose. Natūralu, kad planetų tinkamumas reljefo formavimui priklauso nuo fizinių sąlygų, kuriomis šios planetos yra. Pagrindinės iš šių sąlygų yra šios:

• Gravitacija planetos paviršiuje: visiškai akivaizdu, kad teraformuojamos planetos gravitacija turi būti pakankama, kad išlaikytų norimą atmosferą su atitinkama dujų sudėtimi ir drėgme. Šiuo aspektu planetos, kurių dydis ir masė yra per maža, yra visiškai netinkamos, nes bus didelis atmosferos nutekėjimas į kosmosą. Kita vertus, reikalingas traukos laipsnis yra būtinas normaliam gyvų organizmų egzistavimui planetoje, jų dauginimuisi ir tvariam vystymuisi.
• Gaunamos saulės energijos kiekis: Saulės energijos kiekis, kurio pakanka planetos paviršiui ir atmosferai sušildyti, yra būtinas norint atlikti planetų reljefo formavimo darbus. Visų pirma, Saulės (kaip ir bet kurios kitos pirminės žvaigždės) planetos apšvietimas turėtų būti pakankamas, kad planetos atmosfera būtų sušildyta, bent jau dirbtinio šiltnamio efekto sąlygomis, kad paviršiuje būtų palaikoma tokia temperatūra. stabilus vandens buvimas skystoje būsenoje. Kita vertus, apšvietimas reikalingas energijos atgaminimui foto- ar šiluminių keitiklių pagalba planetos gyventojų poreikiams ir (ateityje) teraformavimo darbams atlikti. Žvelgiant iš apšvietimo pusės, aiškiai matyti, kad zona, kurioje yra reikiamas saulės energijos kiekis ir kurioje gali išsidėstyti tinkamos planetos, vos pasiekia Saturno orbitą, todėl šiuo metu teraformavimas giliau neįmanomas. erdvės regionai. Tuo pačiu ateityje, išsiplėtus Saulei, trumpalaikei (keliems šimtams milijonų metų) išlaikymui pakankamas energijos lygis bus Plutono orbitoje ar net artimiausiuose Kuiperio juostos regionuose.
• Vandens prieinamumas: vandens kiekis, reikalingas gyvūnams ir augalams palaikyti planetą, yra viena iš nekintamų sąlygų tam tikros planetos nusėdimui ir sėkmingam reljefo formavimuisi. Svarbu pažymėti, kad Saulės sistemoje nėra daug pasaulių, kuriuose būtų pakankamai vandens tūrių, ir šiuo atžvilgiu, be Žemės, galima paminėti tik Marso ir Jupiterio palydovus: Europą, Ganimedą ir Kallistą. Vandens buvimo Titane klausimas vis dar atviras. Kitais atvejais vanduo į planetas turi būti atgabentas techninių priemonių pagalba.
• Radiacijos fonas: Planetoje, kuriai taikomas teraformavimas, turi būti priimtinas radiacijos lygis, tai yra žemas bendras kosminės spinduliuotės fonas, uolienų radioaktyviosios spinduliuotės lygis. Apskritai, teraformuojant ir atitinkamai sukuriant reikiamos galios atmosferą, įjungiami natūralūs slopinimo mechanizmai - pačios atmosferos spinduliuotės sugertis ir ypač ultravioletinės spinduliuotės sugertis ozonu. Jei planetinis palydovas yra reljefo formuojamas, svarbu, kad jis būtų už savo spinduliavimo juostų. Natūrali uolienų spinduliuotė gali būti reikšminga kliūtis planetos vystymuisi, tačiau dažniausiai planetų radiacijos lygis yra gana priimtinas.
• asteroido situacija: maža tikimybė, kad dideli asteroidai atsitrenks į terraformuojamą planetą. Saulės sistemoje, kurioje asteroidų padėtis skiriasi nuo mūsų, tai yra, kai asteroidų juosta yra pavojingai arti numatomos gyvenvietės, antžeminės planetos paviršiui gali iškilti dažnų susidūrimų su asteroidais grėsmė. gali padaryti didelę žalą planetos paviršiui.

Saulės sistemos objektų teraformavimo perspektyvos

Plėtros perspektyva	Planeta	Paviršiaus temperatūra, °C			Atm slėgis, kPa	Gravitacija ties pusiauju		Pov plotas, mln.km 2	Orbitinis periodas, val	Sider laikotarpis, dienos	Atstumas (min) nuo Žemės, milijonai km	Saulėta. greitas. W/m2
		min.	vid	maks.		m/s 2	g
labai aukštai	Mėnulis	-160	-23	+120	~0	1,62	0,17	38	655	27,3	0,384
aukštas	Marsas	−123	-63	+24	0,6	3,69	0,38	145	24,6	687	56	586
vidutinis	Venera	-45	+464	+500	9 322	8,87	0,90	460	5832	224	45	2 613,9
	Merkurijus	-183	+350	+427	~0	3,70	0,38	75	1408	87,9	90	13 600
žemas	Titanas	n/a	−180	n/a	160	1,35	0,14	83	381,6	15,9	1250
	Europa	-223	-170	-148	10 -9	1,31	0,13	31	10	3,6	588
	Ganimedas	n/a	-165	n/a	~0	1,43	0,15	87	10	7,2	587
	Kalisto	n/a	-155	n/a	10 -6	1,24	0,13	73	10	16,7	585
	Ir apie	-185	-145	+2300	~0	1,79	0,18	42	10	1,7	588
itin žemas	Jupiteris	-165	-125	n/a	200	23,10	2.36	61 400	10	4 333	588	50,3
	Saturnas	-191	-130	n/a	140	9,05	0,92	43 800	10,5	10 750	1 277	15
	Uranas	-214	-205	n/a	120	8,69	0,89	8 084	17	30 707	2 584	3,7
	Neptūnas	-223	-220	n/a	100	11,15	1,14	7 619	16	60 223	4 337	1,5
	Tritonas	-235	-		0,0015	0,78		23
	Ceres	n/a	-106	-34	~0	0,27	0,02	11	9	1 680	231
	Eris	-243	-230	-218	~0	0.8	0.08	18	n/a	203 500	5 497
	Plutonas	-240	-229	-218	0,3*10 -3	0,58	0.06	18	153	90 613	4 285	0,87
	2005 m. 9 finansiniai metai	n/a	-243	n/a	~0	0.5	0.05	7	n/a	113 179	5 608
	Ixion	n/a	-229	n/a	~0	0.23	0.02	2	n/a	91 295	4 349
	Orcus	n/a	-228	n/a	~0	0.20	0.02	11	n/a	90 396	4 415
	Quaoar	n/a	-230	n/a	~0	~0.33	~0.03	20	n/a	104 450	6 117
Sedna	n/a	< -240	n/a	~0	~0.40	~0.04	~28	10	~4,401. 10 6	11 423

Paraterraformavimas

Project Eden (Didžioji Britanija)

Biosfera-2 (viduje)

Tarpinis žingsnis tarp planetinės stoties ir reljefo formavimo galėtų būti „Biosfera 2“, tai yra, didžiulė dirbtinė biosfera. Iš esmės toks šiltnamis-biosfera gali būti visos planetos dydžio, ypač jei planeta turi silpną gravitaciją ir negali išlaikyti savo atmosferos. Lygiai taip pat galima išspręsti atmosferos aušinimo problemą. Juk vidinį šiltnamio paviršių galima padengti mikroskopiškai plonu infraraudonąją spinduliuotę atspindinčiu aliuminio sluoksniu. Taikant šią teraformavimo formą, kolonistai gali gyventi patogiomis sąlygomis beveik iš karto po atvykimo į planetą, nes apsauginis kupolas gali būti pagamintas iš tokios lengvos medžiagos, kad tilptų į vieną pagrįsto dydžio transportinį laivą. Kupolas gali būti pagamintas iš minkštos medžiagos ir išlaikyti savo formą dėl vidinio slėgio (o tai, žinoma, reiškia, kad ši parinktis netinka Veneros ar kitos planetos, turinčios žymiai storą atmosferą, kolonizavimui. Kai kupolo stogo aukštis yra keli kilometrai Tokios biosferos viduje klimatas bus panašus į Žemę ir gali būti manipuliuojamas sukuriant visišką buvimo teraformuotoje planetoje iliuziją.

Saulės sistemos planetų ir palydovų teraformavimo perspektyvos

Marsas

Pirmasis Marso reljefo formavimo etapas

Antrasis Marso reljefo formavimo etapas

Trečiasis Marso reljefo formavimo etapas

Ketvirtasis Marso reljefo formavimo etapas

Raudonas ir nesvetingas Marsas, pavadintas karo dievo vardu, jau tūkstančius metų traukia visos žmonijos žvilgsnius. Keista ironija – dykumų ir milžiniškų ugnikalnių planeta, šiurkščiu vardu vadinama planeta, kurios planetai istoriškai lemta tapti antraisiais mūsų namais. Marsas yra tinkamiausias kandidatas teraformacijai (paviršiaus plotas ~ 144,8 mln. km 2, ty 28,4% Žemės paviršiaus). Laisvo kritimo pagreitis Marso paviršiuje yra 3,72 m/s 2, o Marso suvokiamas saulės energijos lygis yra 43% Žemės paviršiaus gaunamo lygio. Remiantis tyrimais, šiuo metu Marsas yra (tikriausiai) negyva planeta, labiau panaši į Mėnulį nei į Žemę. Tuo pačiu metu gautas informacijos kiekis apie Marsą leidžia manyti, kad kažkada jame buvo palankios gamtos sąlygos gyvybei palaikyti ir galimai kilti. Marse yra didžiulis vandens ledo kiekis, o jo paviršiuje yra daugybė praeityje palankaus klimato pėdsakų (upių slėniai, paplūdimio seklumos, molio nuosėdos ir daug daugiau). Daugelis šiuolaikinių mokslininkų yra įsitikinę, kad planetą galima šildyti ir sukurti joje daugiau ar mažiau tankią atmosferą, o NASA šiuo klausimu netgi rengia beveik mokslines diskusijas. Tačiau šia kryptimi yra neabejotinų sunkumų, kurie šiuo metu neleidžia formuotis Marsui ar bet kuriai kitai planetai. Didžiulės vandens ir susieto deguonies atsargos peroksidų ir ozonidų sudėtyje Marso dirvožemyje suteikia rimtą priežastį manyti, kad, paveikus Marso klimatą, šios planetos reljefo formavimasis taps visiškai įmanomas. Šia kryptimi reikalingos didžiulės visos žmonijos pastangos, o šiuo metu visiškai įmanoma Žemėje organizuoti finansinius ir techninius subjektus (klubus, draugijas ir įmones), skirtus Marso klimato sąlygų plėtrai ir būsimiems pokyčiams. Šiuo metu žemiečiai puikiai įvaldę branduolinės energijos panaudojimą, tačiau svarbios problemos, susijusios su energetinės įrangos transportavimu į Marsą ir jos priežiūra pačioje planetoje, vis dar lieka neišspręstos. Tuo pačiu metu pats Marsas turi labai didelius metalų išteklius, įskaitant branduolinio kuro (urano, torio) išteklius, o kuriant Marse pramonę ir žymiai naudojant branduolinį kurą, tikimasi, kad į Marsą bus išleistas didžiulis atliekų šilumos kiekis. Marso atmosfera. Viena iš svarbiausių technologinių kliūčių ne tik Marso, bet ir kitų planetų tyrinėjimui yra ta, kad šiuo metu kosminių aparatų galimybės yra per ribotos ir šiuo atžvilgiu didelės viltys dedamos į dujinės fazės branduolinius raketų variklius. o ateityje ir termobranduoliniuose raketiniuose varikliuose. Tik esant branduoliniams raketų varikliams, turintiems milžinišką traukos ir svorio santykį, patikimumą ir greitį, į Marsą bus visiškai įmanoma nugabenti sunkias apkrovas, skirtas pradiniam teraformavimo etapui, o ateityje net asteroidus iš vandens ir amoniako. ledas, skirtas Marso atmosferą ir hidrosferą užpildyti azotu, vandeniu ir deguonimi. Manoma, kad asteroidus galima ištraukti iš asteroidų juostos ir netgi iš Kuiperio juostos naudojant raketas ar saulės bures. Marso teraformacija gali įvykti tiek tiesiogiai į atmosferą patekus dirbtinai pagamintoms šiltnamio efektą sukeliančioms dujoms (freonams), tiek kaitinant planetos paviršių saulės spinduliuotei, nukreiptam orbitinių veidrodžių pagalba ir pritemdant poliarinių dangtelių paviršių suodžiais ar polimerais. filmuose, o netiesiogiai tyrinėjant Marsą ir jo mineralus (metalurgija, kasybos sprogdinimas ir kt.). Abu procesai gali vykti vienu metu ir labai prisidėti prie klimato kaitos Marse. Pavyzdžiui, didelio masto branduolinės ir ateityje termobranduolinės energijos plėtra leis vienaip ar kitaip išleisti didžiulius antrinės šilumos kiekius atmosferoje, o ateityje ir Marso hidrosferoje. . Taigi, pavyzdžiui, visiškai akivaizdu, kad pritaikius didelio masto energetiką ir vandenilio bei deguonies gamybą Marso antžeminiam transportui, erdvėlaiviams ir gyvenviečių energijos tiekimui, atsiras sąlygos išleisti didelius šiluminės energijos kiekius. atmosferoje. Kartu bendras energijos kiekis šildys Marso atmosferą ir prisidės prie reikšmingo šiltnamio efekto tirpstant poliarinėms kepurėms.

Asteroido smūgis į Marso paviršių (menininko fantazija)

Kosminis veidrodis, skriejantis aplink Marsą

Pagrindiniai Marso teraformavimo būdai:

• Dirbtinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas į Marso atmosferą: tetrafluormetanas, oktofluorpropanas.
• Poliarinių dangtelių paviršiaus tamsinimas: suodžiai, purškiamos polimerinės plėvelės, sprogstamasis albedo mažinimas.
• Orbitinis poliarinio paviršiaus šildymas: kosminiai ultralengvi orbitiniai veidrodžiai.
• Asteroido bombardavimas: vandens-amoniako ledai.
• Technogeninis aktyvumas: atominių elektrinių ir transporto šilumos išskyrimas, šilumos srautai iš kupolinių gyvenviečių.
• Biogeninis poveikis: Marsui atsparių sausumos bakterijų ir dumblių įvežimas ( Chroococcidiopsis sp, Matteia sp, Deinococcus radiodurans ir kt.).

Venera

Terraformuota Venera

Tūkstančius metų graži ryto žvaigždė Venera traukė žmonių sąmonę ir už nuostabų spindesį gavo grožio deivės vardą. Vėliau žmonės sužinojo, kad išoriškai graži planeta yra negyva, o vietoj vandenyno paviršiuje, kaip tikėtasi, tai yra pragariška krosnis su didžiuliu atmosferos slėgiu paviršiuje. Nepaisant to, mokslininkai jį laiko tikėtinu teraformavimo kandidatu (paviršiaus plotas ~ 460 mln. km 2 (90,18 % Žemės ploto), kuris yra arti žemės – 510,073 mln. km²). Laisvo kritimo pagreitis Veneros paviršiuje yra 8,9 m/s 2 . Saulės konstanta Veneros paviršiuje ~2613,9 W*m2. Pagal vieną iš planų Veneros atmosferoje buvo numatyta purkšti genetiškai modifikuotus melsvadumblius, kurie anglies dioksidą (Veneros atmosfera sudaro 96% anglies dioksido) paverčiant deguonimi, žymiai sumažintų šiltnamio efektą. ir žymiai sumažinti temperatūrą planetoje, o tai leistų egzistuoti vandeniui skystu pavidalu. Reikia pažymėti, kad ~ 50-100 km aukštyje Veneros atmosferoje yra sąlygos, kurioms esant gali egzistuoti kai kurios sausumos bakterijos. Kitas variantas – išpurkšti aliuminio miltelius į Veneros orbitą, pristatomus konteineriuose naudojant elektromagnetinį pistoletą iš Mėnulio.

Terraformuota Venera be debesų (Afroditės žemynas centre)

Pačios Veneros reljefo formavimas yra pateisinamas tuo, kad planeta ne tik savo savybėmis yra labai artima žemei, bet ir tuo, kad Veneros atmosferą apdorojus vieną ar du tūkstančius metų, ji galės palaikyti gyvybės egzistavimą šimtus milijonų metų iki to momento, kai saulės spinduliavimas tampa neįveikiama kliūtimi jos egzistavimui. Veneros matmenys ir reljefas leidžia tinkamomis sąlygomis ant jos paviršiaus nešti didžiulius vandens vandenynus ir didelius žemės gabalus, kuriuose gyvena gyvūnai ir žmonės. Palyginti su Marso reljefo formavimo užduočių apimtimi, Veneros reljefo formavimas yra daug sunkesnis uždavinys, tačiau turint pakankamai informacijos apie planetą ir kietuosius energijos išteklius, ši užduotis yra įvykdoma. Visų pirma, Venera labai skiriasi nuo žemės tuo, kad jos kasdienis sukimasis ir ašinis posvyris visiškai apsunkina natūralių sąlygų pasikeitimą, tačiau tiksliai bombarduojant jos paviršių pakankamo dydžio lediniais asteroidais, šiuos parametrus galima pakeisti per kelis dešimtmečius. Tuo pačiu Veneros bombardavimas asteroidais iš vandens-amoniako ledo leidžia ne tik pakeisti sukimosi parametrus ir nustatyti metų laikų kaitą, kad planeta galėtų stipriai atvėsti, bet ir atvėsinti planetą bei jos atmosferą dėl tirpimo. ir asteroidinių medžiagų išgarinimas. Didžiulės energijos pasiskolinimas iš atmosferos gali atsirasti dėl lygiagrečiai vykstančių cheminių reakcijų tarp atmosferos anglies dioksido ir sieros dioksido bei amoniako.

Pagrindiniai Veneros formavimo būdai:

• Asteroido bombardavimas: vandens-amoniako ledai..
• Biogeninis poveikis: atsparių sausumos bakterijų ir dumblių patekimas į viršutinę Veneros atmosferą: ( Pyrodictium occultum, Halobacterium salinarum ir kt).

Europa (Jupiterio mėnulis)

Jupiteris kyla virš teraformuotos Europos vandenyno (menininko fantazija)

Europa, potencialiai perspektyvi reljefo formavimui. Europos paviršiaus plotas yra apie 31 milijonas km 2, šiek tiek mažesnis už Mėnulio paviršiaus plotą (37,9 milijono km 2). Gravitacinis pagreitis Europos paviršiuje yra 1,3 m/s 2, o saulės energijos lygis, kurį šiuo metu suvokia Europa, yra apie ~50,5 W/m 2 . Vienas iš įdomių ir svarbių Europos pranašumų prieš daugelį kitų planetų yra didžiulis skysto vandens kiekis. Tiesa, Europa yra planeta-vandenynas. Tai gali būti labai naudinga įvedant sudėtingą gyvenimą. Iššūkių, susijusių su reljefo formavimu, yra daug. Taigi, pavyzdžiui, Europa yra didžiulėje ir galingoje radiacijos juostoje aplink Jupiterį, o žmogus be apsaugos priemonių mirtų nuo radiacijos po 10-15 minučių buvimo Europos paviršiuje. Ši aplinkybė reikalauja sukurti didžiulius spinduliuotės sugėriklius, o tai šiuo metu neįmanoma, arba gyvų būtybių judėjimą po Europos vandenyno paviršiumi. Šis palydovas gali būti šildomas, naudojamas tiekti deguonį ir vandenilį. Reikšmingas Europos trūkumas atliekant plataus masto teraformavimą yra maža šios planetos gravitacija, kuri ilgą (milijardus metų) negali išlaikyti pakankamai galingos atmosferos.

Titanas (Saturno mėnulis)

Daugiaspektrinis Titano vaizdas (šviesus plotas – Xanadu žemynas)

Saturno palydovo Titano reljefo formavimas yra labai tolima perspektyva, o tai didele dalimi palengvina jo didelis atstumas nuo saulės (saulės konstanta Titane yra ~15,04 W/m2). Titanas yra gana didelis Saulės sistemos kūnas ir didesnis už Merkurijaus planetą (Titano paviršiaus plotas ~ 83 mln. km 2). Laisvo kritimo pagreitis ant Titano yra 1,36 m/s 2 . Tuo pačiu metu dėl jame vyraujančių gamtinių sąlygų, ypač dėl to, kad jame nėra šiltnamio efekto ir dėl stipraus saulės energijos atspindžio atmosferoje, Titanas iš esmės yra vėsinamas. Skaičiuojama, kad nesant saulės energijos atspindžio titano atmosfera būtų „šiltesnė“ 80 K, o temperatūros sąlygos atitiktų dabartines Marse sąlygas, o esant šiltnamio efektui, jos galėtų būti jos paviršiuje žmonėms daug patogiau gyventi specialiose gyvenvietėse. Titanas yra įdomus šiuolaikinei žmonijai dėl didelių gamtinių angliavandenilių išteklių.

Ateities titanas (menininko fantazija)

Vandenynai, jūros ir ežerai, daugiausia sudaryti iš skysto etano, yra didžiulis turtas. Kadangi laisvojo kritimo pagreitis ir atitinkamai antrasis kosminis greitis yra nedideli, angliavandenilių išgavimas ateityje bus daug lengvesnis nei net naftos gavyba Žemėje, o kas ypač vertinga, angliavandenilių žaliavas galima tiesiog išsiurbti. Titano rezervuarų. Suintensyvėjus žaliavų gavybai ir jos eksportui iš planetos, kartu smarkiai sumažės angliavandenių smogo kiekis Titano atmosferoje ir padidės jo skaidrumas bei įkaitimas saulės spinduliais. Atsižvelgiant į šį procesą, verta paminėti, kad angliavandenilių žaliavų (naftos, dujų, anglies) sunaudojimas žemėje jau šiuo metu viršija 6-7 mlrd. angliavandenilių kiekis iš Titano paviršiaus labai paveiks jo klimatą. Taip pat gali būti, kad angliavandenilių žaliavų ateityje prireiks aprūpinti ne tik žemę, bet ir Mėnulyje, Marse bei Veneroje esančias kolonijas. Titanas taip pat labai įdomus tuo, kad jame, matyt, yra didžiuliai kiekiai skysto acetileno ir acetileno mišinių su etanu. Acetilenas yra labai endoterminis junginys (54 kcal/mol (~2090 kcal/kg)) ir gali būti didžiulis energijos šaltinis būsimai titano pramonei. Taip pat labai svarbu, kad 3-4 milijardus metų Titano atmosferoje vyko didelio masto angliavandenilių fotolizė ir didžioji dalis vandenilio pateko į kosmosą, o deuteris, kaip sunkesnis izotopas, kaupėsi Titano paviršiuje. , ir gali tarnauti kaip didžiulis kuro rezervuaras termobranduolinei energijai, kaip ir pačiame Titane, ir kaip eksporto produktas į vidinę saulės sistemos dalį.

Terraformuotas mėnulis (menininko fantazija)

Mėnulio paviršiaus plotas yra 37,9 milijono km 2 (didesnis nei Afrikos plotas), o laisvo kritimo pagreitis paviršiuje yra 1,62 m/s 2 . Mėnulis yra natūralus Žemės palydovas ir arčiausiai Žemės esanti planeta, o jo reljefo formavimosi galimybės artimiausioje ateityje yra gana didelės. Mėnulis gali išlaikyti daugiau ar mažiau tankią atmosferą, tačiau dėl mažos gravitacijos tokia atmosfera, net ir sudaryta iš tankių dujų (vandens garų, deguonies, azoto, anglies dioksido ir argono), gana greitai išsisklaidys (per šimtus milijonus metų) kosmose. Apytikslis dujų molekulių greičio skaičiavimas kaitinant, pavyzdžiui, iki 25–30 ° C, yra kelių šimtų metrų per sekundę ribose, o tuo pačiu metu antrasis Mėnulio erdvės greitis yra apie 2 km. / s, o tai leidžia tikėtis ilgalaikio dirbtinai sukurtos atmosferos joje išlaikymo. Labai tikėtina, kad kartą iš importuotų medžiagų (asteroidų vandens-dujų ledo) sukurtą atmosferą teks papildyti nuolat importuojant naujas medžiagas. Kita vertus, Mėnulio tyrinėjimas ir apgyvendinimas esant dabartiniam technologiniam technologijų išsivystymo lygiui yra įmanomas būtent izoliuotų kupolinių gyvenviečių statybos aspektu.
Didelę reikšmę Mėnulio reljefo formavimui bombarduojant jo paviršių lediniais asteroidais yra tokio bombardavimo saugumas. Kadangi toks procesas turės būti vykdomas visai šalia Žemės, yra avarinių situacijų ir grėsmių pačiai Žemei tikimybė. Didelio asteroido smūgis į Žemės paviršių gali padaryti didelę žalą jos gyvybei. Akivaizdu, kad Mėnulio bombardavimas turi būti „minkštas“, tai yra, bombardavimo medžiaga neturėtų būti labai didelė (kelių šimtų metrų skersmens gabalėliai), smūgiai į paviršių turi būti iš dirbtinio palydovo orbitos. Mėnulis, toks poveikis turėtų būti griežtai skaičiuojamas naudojant galingus kompiuterius ir daromas pagal Mėnulio paviršiaus tangentinę trajektoriją, nukreiptą nuo Žemės. Taip pat tikėtina, kad žemiečiams teks duoti Mėnuliui kasdienį sukimąsi ir keisti jo ašies posvyrį, kad būtų užtikrintas metų laikų kaita, tačiau šiandien dar neaišku, kokias pasekmes toks sukimasis sukels Žemės plokščių tektonikos ir Žemės plokščių tektonikos bei sluoksnių atžvilgiu. pasaulinis abiejų sistemos kūnų vulkanizmas.
Be tiesioginio Mėnulio paviršiaus bombardavimo lediniais asteroidais, yra dar vienas būdas sukurti jo atmosferą. Kaip ir pirmuoju atveju, lediniai asteroidai, kurių skersmuo nuo 10 iki 100 metrų, nutempiami į Mėnulį ir keliami į žemą Mėnulio orbitą. Šiuo atveju asteroidai paleidžiami keliais tarpusavyje susikertančiais srautais koaksialiai su Mėnulio poliarine ašimi. Taip patalpinti asteroidai nuolat patirs susidūrimus vienas su kitu ir intensyviai suskaidys. Kadangi jų orbitos bus pakankamai žemos, maži ledo kristalai ir dujos pateks į Mėnulio traukos zoną ir suformuos pusiaujo atmosferos žiedą, kuris pasklis po Mėnulio paviršių. Jei Mėnulis turi pirminę atmosferą, vėlesnis meteorinės medžiagos išsiskyrimas bus „minkštesnis“, o dirbtinėje Mėnulio atmosferoje lediniai asteroidai išgaruos greičiau.

Pagrindiniai Mėnulio teraformavimo būdai:

• Asteroido bombardavimas: vandens-amoniako ledai.
• Biogeninis poveikis: atsparių sausumos bakterijų ir dumblių patekimas į pirminę dirbtinę Mėnulio atmosferą ir saulės spinduliuotės sąlygomis.

()

> Mėnulio terraformavimas

Mėnulio kolonizacijaį gyvenamąją aplinką. Perskaitykite metodus, kaip sukurti kolonijas ant palydovo, tikrus tyrimus ir meteoritų bei kometų naudojimą.

Nuo pat kosmoso tyrinėjimų pradžios rašytojai palietė svetimų pasaulių kolonizacijos temą. Visa tai buvo paremta transformacijos tema, tai yra žemiškų technologijų panaudojimu temperatūrai, ekologijai, atmosferai ir kt. Arčiausiai mūsų esantis dangaus objektas Saulės sistemoje yra Mėnulis, todėl futuristai svarstė, ar tai įmanoma teraformuojant mėnulį.

Žemės palydovas – patraukliausias taikinys, nes jis yra arti, jau spėjome ten išlaipinti žmones, apie jį turime daugiausiai informacijos, o pristatymui skirsime mažiausiai laiko. Kaip atrodys Mėnulio kolonizacija?

Mėnulio terraformavimas

Mėnulio kolonizacija literatūroje

Tai viena populiariausių mokslinės fantastikos temų. Yra daugybė kupolų ar būstų, pastatytų po paviršiumi, pavyzdžių, tačiau buvo atvejų, kai pats mėnulis tapo tinkama gyventi buveine.

Ankstyviausia yra „Paryžiečio diena 21-ajame amžiuje“, kurią 1910 m. parašė Octave Bellard. Jis aprašė, kaip mėnulis pamažu formavo atmosferos sluoksnį, sodino augalus ir kūrė kolonijas.

1936 m. „Prarastas rojus“ pasirodė C. L. Moore'as. Centre – pasakojimas apie erdvėlaivio pilotą, gyvenantį apgyvendintoje sistemoje. Keletas istorijų apie Mėnulio koloniją kilo iš Arthuro Clarke'o šeštajame ir aštuntajame dešimtmečiuose. 1955 m. jis turėjo „Žemės šviesą“, kur mūsų palydovas buvo apšaudytas tarp Žemės ir sujungtos Marso bei Veneros.

1968 m. pasirodė dar vienas jo romanas „2001: Kosminė odisėja“, kuriame buvo apgyvendintas mėnulis ir keistas monolitas. Vėliau bus kuriamas to paties pavadinimo filmas. Robertas A. Heinleinas rašė apie gyvenvietes, kuriose ant palydovo gyveno akmenų šeima.

Taip pat buvo daug romanų apie pamišusius – mėnulio žmones, priverstinius gyventi po žeme. Kai kuriose istorijose jie buvo taikūs ir netgi siuntė maistą ir pagalbą į Žemę, o kitose paskelbė mums karą.

Mėnulio tyrinėjimas

Pastaruoju metu vis dažniau iškeliama bazės ant palydovo statybos tema. Pagrindinis postūmis buvo „Apollo“ misijų serija. Dabar daugelis palaiko idėją grįžti į Mėnulį iki 2020 m. Tačiau šios mintys kilo daug anksčiau nei XX a.

Dar 1638 m. vyskupas Johnas Wilkinsas parašė traktatą, kuriame pranašavo mėnulio gyvenvietę. Pirmasis apie kosminį liftą prabilo Konstantinas Ciolkovskis, kuris taip pat tvirtino, kad Mėnulio kolonija būtų svarbus žingsnis tiriant kosmosą.

„Apollo“ programos laikotarpiu buvo svarstoma idėja ne tik išlaipinti astronautus ant paviršiaus, bet ir pastatyti nuolatinį postą. 1954 m. Arthuras C. Clarke'as pasiūlė naudoti pripučiamus modelius, kurie galėtų būti padengti mėnulio dulkėmis apsaugai ir izoliacijai.

Jis pasiūlė astronautams pirmiausia pastatyti į adatas panašias konstrukcijas ir pripučiamus radijo stiebus, kurie vėliau taptų dideliu, stabiliu kupolu. Jis taip pat sakė, kad orą galite išvalyti dumblių filtru, o energijos tiekti su branduoliniu reaktoriumi.

Taip pat buvo idėjų kolonizuoti Mėnulį karinėmis bazėmis. Tai buvo „Project Horizon“ (JAV) 1967 m.

1962 m. atsirado projektas su Mėnulio fortu, kuris galėtų būti po Ramybės jūros paviršiumi, o energiją sukūrė branduoliniai reaktoriai. 2006 metais japonai paskelbė apie savo ketinimą iki 2030 metų sukurti palydovo bazę. Tą patį 2007 metais sakė Prancūzija ir Rusija.

2014 metais NASA atstovai rimtai ėmėsi šios problemos ir 2015 metais parengė Mėnulio gyvenvietės, kurioje pagrindinį darbą atliks robotai, koncepciją.

Galimi Mėnulio teraformavimo metodai

Nepamirškime, kad tokiose misijose iškyla nemažai problemų. Pradėkime nuo to, kad Mėnulis turi labai ploną atmosferos sluoksnį (egzosferą), o lakiųjų elementų yra labai mažai. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip atrodytų modifikuotas ir atkurtas Mėnulis su nuolatine kolonija.

Problemas galima išspręsti, jei išmoksite užfiksuoti pro šalį važiuojančias kometas, kurių viduje yra vandens ledo ir lakiųjų medžiagų. Kometos būtų išsisklaidę ir palaipsniui suformavo atmosferos sluoksnį. Netgi smūgiai išlaisvins regolite paslėptą vandenį.

Dėl kometų impulso paspartės Mėnulio sukimasis ir jis kartu su mūsų planeta pasitrauks iš bloko. Mėnulis su 24 valandų ciklu taptų labiau prisitaikantis. Kolonijai taip pat galite naudoti vandens ledo kraterius. Ten galite greitai sukurti atmosferą ir auginti augalus.

Galima naudateraformuojant mėnulį

Visų pirma, Mėnulis yra arčiausiai Žemės, todėl kolonizacijos kaina bus daug mažesnė.

Be to, daug lengviau nukreipti kometas jo kryptimi. O jei kitiems objektams reikia tūkstančių, tai čia šimtų užtenka. Paviršinis vanduo gali būti sukurtas iš vandens ledo mėnulio dirvožemyje, taip pat iš poliarinių slėptuvių. Norėdami tai padaryti, turite pridėti amoniako arba metano ledo, kurį galima išgauti iš Kuiperio juostos.

Be to, kolonija galės apsirūpinti naudodama vietinius išteklius. Mėnulio sudėtis primena mūsų planetą, todėl jie gali būti naudojami kaip apsauga nuo radiacijos. Viršutiniame dirvožemio sluoksnyje yra daug helio-3, kuris naudojamas termobranduoliniuose reaktoriuose.

Mėnulis laikomas tam tikra perkrovimo baze giliosios erdvės misijoms. Mėnulio vandenį bus galima panaudoti vandenilio kurui formuoti ir tai padės sutaupyti milijardus dolerių. Be to, vystantis Mėnuliui, bus daug lengviau persikelti į Marsą ir toliau.

Palydovas turi mažą gravitaciją, todėl raketą lengviau paleisti. Be to, tai savotiškas mokymas ir bandymas apgyvendinti kažkieno objektą. Juk Marso sąlygos daug priešiškesnės. Nepamirškime ir viso lavos vamzdžių tinklo, kurio mastelis leidžia sukurti didelį miestą.

Galimi iššūkiaiteraformuojant mėnulį

Vis dar neturime reikalingų įrankių kometoms masiškai rinkti, juolab, kad jas sukurti kainuotų labai daug. Įsivaizduokite, kad mums reikia iš kažkur gauti bent šimtą erdvėlaivių su galingu varikliu, galinčiu per trumpą laiką skristi į abi puses.

Vis dar bandome susidoroti su mikrogravitacijos poveikiu, kuris atrofuoja raumenis ir ardo kaulus. Pati palydovo transformacija (atmosferos, ekologijos, augmenijos sukūrimas) užtruks daug laiko.

Nepamirškime ir palydovo savybių. Mėnulio naktys trunka 354 valandas, todėl turime kažkaip išsiversti be saulės energijos (tai netaikoma poliariniams regionams). Gyvenvietėse reikės sukurti šildymo šaltinį, kad būtų galima susidoroti su dideliais temperatūros svyravimais.

Atmosferos nebuvimas lemia spindulių ir meteoritų poveikį. Daugelį problemų išsprendžia šalia poliarinių regionų esančios požeminės kolonijos, kurios yra labiausiai apšviestos. Arba turėsite naudoti termobranduolinius reaktorius.

Kodėl tai taip skausminga? Nes tarp visų Saulės sistemos objektų Mėnulis yra pigiausias pasirinkimas. Taip bandoma užkariauti dangaus kūną ir išbandyti savo jėgas. Be to, jos ištekliai gali būti naudojami Žemėje.

Šį kartą mėnulis. Nuo pat kosmoso amžiaus pradžios mokslininkai ir futurologai tiria idėją pakeisti kitus pasaulius, kad jie atitiktų žmogaus poreikius. Šis procesas, žinomas kaip teraformavimas, reikalauja naudoti geologinius ir aplinkos inžinerijos metodus, kad būtų pakeista temperatūra ar atmosfera, topografija, ekologija, kad ji būtų panašesnė į . O būdamas arčiausiai Žemės esantis dangaus kūnas, Mėnulis nuo seno buvo laikomas tinkama vieta.

Yra žinoma, kad Mėnulio kolonizavimas ir (arba) teraformavimas turėtų būti gana paprastas, palyginti su kitais kūnais. Dėl artumo žmonių ir įrangos gabenimo į paviršių ir iš jo laikas labai sutrumpės, kaip ir išlaidos. Be to, jo artumas reiškia, kad išgaunami ištekliai ir Mėnulyje pagaminti produktai gali būti reguliariai gabenami į Žemę, o turizmo pramonė turėtų vystytis.

Mėnulio kolonizacija grožinėje literatūroje

Žmonių gyvenviečių Mėnulyje tema visada buvo viena populiariausių mokslinės fantastikos temų. Ir nors didžioji dauguma istorijų aprašo mėnulio gyvenvietes, kurios yra pastatytos paviršiuje naudojant slėginius kupolus arba po paviršiumi, yra keletas pavyzdžių, kai pats Mėnulis yra maloni ir draugiška aplinka žmonėms gyventi.

Seniausias žinomas pavyzdys, ko gero, yra apysaka „La Journée d'un Parisien au XXIe siècle“ („Paryžiečio diena XXI amžiuje“), kurią parašė prancūzų autorė Octave Bellard. 1910 m. paskelbta istorija pasakoja, kaip palaipsniui keitėsi Mėnulio atmosfera ir kaip buvo auginami augalai, kad Mėnulis taptų nykstančių rūšių ir žmonių kolonistų rojumi.

1936 metais amerikiečių rašytojas K. Moore'as parašė romaną „Prarastas rojus“ apie kontrabandininką ir kosmoso prižiūrėtoją, gyvenantį kolonizuotoje šalyje. Romane Mėnulis pristatomas kaip kažkada derlinga vieta ir aprašoma, kaip jis pamažu tapo beore dykuma. 1945 metais britų rašytojas C. Lewisas parašė romaną, kuriame Mėnulyje gyveno ekstremalių eugenikų rasė.

Arthuras Clarke'as XX amžiaus šeštajame ir aštuntajame dešimtmečiuose parašė keletą romanų ir apsakymų apie mėnulio kolonijas. 1955 m. jis parašė „Žemės šviesa“, kurioje Mėnulio gyventojai patenka į kryžminę ugnį, prasidėjus karui tarp Žemės ir Veneros-Marso aljanso. 1961 metais buvo išleistas romanas „Mėnulio dulkės“, kuriame turistinis kreiseris Selena pasinėrė į mėnulio dulkių jūrą.

1968 metais buvo išleistas garsusis Clarke'o romanas „2001: Kosminė odisėja“, kurio dalis vyksta kolonizuotame mėnulyje, kur buvo rastas paslaptingas monolitas (Ticho magnetinė anomalija). Pasimatymas su Rama, išleistas 1973 m., taip pat mini kolonizuotą Mėnulį, kuris tapo suvienytų Saulės sistemos planetų dalimi.

Robertas Heinleinas taip pat rašė apie žmones mėnulyje. Vienas iš pirmųjų jo yra „The Stone Space Family“ (1952), pasakojantis apie Mėnulyje gyvenančią Stone šeimą, kuri nori palikti namus ir tyrinėti Saulės sistemą. 1966 m. jis gavo Hugo apdovanojimą už „Mėnulis yra atšiauri meilužė“, kurioje požeminė Mėnulio kolonija aprūpina Žemę maistu ir mineralais.

Žinoma, netrūksta romanų apie Mėnulį – ir kolonizuotą, ir teraformuotą. Bet tai yra fantazija. Pažiūrėkime, kaip viskas yra iš tikrųjų.

Mėnulio gyvenviečių mokslas

Per pastaruosius kelis dešimtmečius buvo pasiūlyta daugybė galimybių sukurti koloniją (ar kolonijas) Mėnulyje. Dauguma jų atsirado kosminio amžiaus aušroje, planai buvo rengiami tiek SSRS, tiek JAV plėtojant „Apollo“ programą. Pastaraisiais metais pasigirdo daugiau pasiūlymų iki 2020-ųjų grįžti į Mėnulį ir atsinaujino susidomėjimas nuolatinės gyvenvietės įkūrimu. Tačiau yra keletas mokslinių pasiūlymų, datuojamų iki XX a.

Pavyzdžiui, 1638 metais vyskupas Johnas Wilkis – anglų kunigas, gamtininkas, Londono karališkosios draugijos narys – parašė „Diskursą apie naująjį pasaulį ir kitą planetą“, kuriame numatė žmonių kolonijos atsiradimą Mėnulyje. . Legendinis rusų inžinierius, raketų mokslininkas, mokslininkas ir teorinis kosmonautas Konstantinas Eduardovičius Ciolkovskis per savo gyvenimą (1857–1935) pasiūlė statyti kosminį liftą ir teigė, kad Mėnulio gyvenvietė būtų svarbus žingsnis žmonijos, kaip kosmosą užkariaujančios, raidos link. rūšių.

XX amžiaus šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose pasiūlymai pradėjo sklisti sniego gniūžtėmis – kartu su „Apollo“ programos atsiradimu atsirado planų astronautus nuolat apgyvendinti Mėnulyje. 1954 m. Arthuras C. Clarke'as pasiūlė iš pripučiamų modulių pastatyti mėnulio bazę ir padengti juos mėnulio dulkėmis izoliacijai.

Pačiame pirmajame jo plano gyvenvietėje reikėtų pastatyti iglu pastatus ir pripučiamą radijo bokštą, o vėliau – didelį nuolatinį kupolą. Clarkas pasiūlė valyti orą dumblių pagrindu sukurtu filtru, energiją generuoti branduoliniu reaktoriumi, o krovinius ir kurą tarpplanetiniams laivams paleisti į kosmosą elektromagnetiniais pabūklais.

1959 metais Džonas Rinehartas, Kolorado kalnakasybos mokyklos Kalnakasybos tyrimų laboratorijos direktorius, Britų tarpplanetinės draugijos žurnale paskelbė pasiūlymą pavadinimu „Pagrindiniai Mėnulio kūrimo kriterijai“. Jo „plūduriuojančios bazės“ koncepcija apima pusę cilindrų su pusiau kupolais abiejuose galuose ir mikrometeoroidinį skydą virš pagrindo. Ši idėja buvo pagrįsta tuo, kad tais laikais buvo manoma, kad Mėnulyje vietomis tvyro pusantro kilometro gylio dulkių vandenynai.

Tuo pat metu iškilo planai Mėnulyje įkurti karines bazes. Tarp jų yra „Project Horizon“, amerikiečių planas iki 1967 m. pastatyti fortą Mėnulyje. JAV oro pajėgos taip pat pasiūlė Lunex projektą 1961 m., pagal kurį iki 1968 m. Mėnulyje buvo numatyta požeminė oro pajėgų bazė.

1962 m. Johnas Denicke'as (NASA pažangios programos vadovas) ir Stanley Zahnas (Martino kosmoso skyriaus Mėnulio bazių tyrimų techninis direktorius) paskelbė pasiūlymą statyti Mėnulio bazę. Jų idėja apėmė požeminės bazės, esančios Ramybės jūroje, statybą, kuri būtų pagrįsta branduoliniais reaktoriais ir dumblių filtravimo sistema.

Pastaraisiais metais daugelis kosmoso agentūrų rengė pasiūlymus dėl kolonijų Mėnulyje kūrimo. 2006 metais Japonija pažadėjo iki 2030 metų pastatyti bazę Mėnulyje. Rusija panašų pasiūlymą pateikė 2007 m., planuodama bazę 2027–2032 m. 2007 metais Jimas Berke'as iš Tarptautinio kosmoso universiteto Prancūzijoje pasiūlė sukurti mėnulio „Nojaus arką“, kurioje žmonių civilizacija galėtų išgyventi katastrofišką įvykį.

2014 m. rugpjūčio mėn. NASA atstovai susitiko su pramonės lyderiais, kad aptartų ekonomiškus būdus, kaip iki 2022 m. pastatyti Mėnulio bazę poliariniuose regionuose. 2015 m. NASA išdėstė koncepciją sukurti mėnulio gyvenvietę, kurios statybos procese būtų naudojami robotai (vadinami „transformatoriais“) ir heliostatais. 2016 m. naujasis ESA vadovas Johanas-Dietrichas Werneris pasiūlė Mėnulyje pastatyti tarptautinį kaimą kaip įpėdinį.

Galimi metodai

Kalbant apie Mėnulio reljefo formavimą, galimybės ir iššūkiai, susiję su tuo, yra labai panašūs į . Pirma, Mėnulis turi tokią ploną atmosferą, kad ją galima pavadinti tik egzosfera. Antra, gyvybei būtinų lakiųjų elementų (vandenilio, azoto ir anglies) yra labai mažai.

Šios problemos gali būti išspręstos sulaikant vandens ledą ir lakiąsias medžiagas ir išsiunčiant juos į paviršių. Kometos sublimuojasi išsklaidydamos šias dujas ir vandens garus, taip sukurdamos atmosferą. Dėl šių poveikių taip pat išsiskirs mėnulio regolite esantis vanduo, kuris kaupsis paviršiuje, sudarydamas natūralius rezervuarus.

Impulso perdavimas iš šių kometų taip pat gali pagreitinti Mėnulio sukimąsi, kad mėnulis nebebūtų užblokuotas. Mėnulis, kurio paros ciklas paspartėtų iki 24 valandų, labai supaprastintų kolonizaciją ir prisitaikymą prie gyvybės.

Taip pat yra galimybė paraterraformuoti Mėnulio dalis, o tai būtų panašu į Merkurijaus poliarinės srities gentrifikaciją. Mėnulio atveju iškiltų Shackleton krateris, kuriame mokslininkai jau rado vandens ledą. Naudojant saulės veidrodžius ir kupolą, šis krateris gali būti paverstas mikroklimato zona, kurioje auga augalai ir kvėpuoja atmosfera.

Galima nauda

Palyginti su kitomis Saulės sistemos planetomis ir palydovais, Mėnulio kolonizavimas ir reljefo formavimas turi nemažai pranašumų. Akivaizdžiausias yra jo artumas Žemei. Palyginti su Merkurijumi arba išorine saulės sistema, žmonių ir medžiagų transportavimo į Mėnulį ir iš jo kaina ir laikas bus žymiai mažesni.

Be to, norint bombarduoti Mėnulio paviršių kometomis, reikėtų mažiau kometų nei Marso ir Veneros atveju – šimto, o ne tūkstančių.

Vandens ledas Mėnulio dirvožemyje ir didelės nuosėdos pietų poliariniame regione taip pat leis susidaryti paviršiniam vandeniui (suaktyvėjus šiltnamio efektui). Be kometų, bombarduojančių paviršių, būtų galima įnešti metano ir amoniako ledų, iškastų kažkur ir viduje. Taip pat bus lengviau stebėti reljefo formavimo procesą, nes Mėnulis yra arčiau ir jam reikia mažiau infrastruktūros.

Tuo pačiu metu Mėnulyje esančios kolonijos turės daug privalumų. Vietos išteklių bazė suteiks galimybę naudoti vietinius išteklius, taip pat žaliavas, reikalingas giliojo kosmoso misijoms. Pavyzdžiui, kadangi Mėnulio sudėtis yra panaši į Žemės, jį galima išgauti mineralams ir išsiųsti į Žemę. Mėnulio paviršiuje išgaunamas gruntas galėtų būti panaudotas kuriant spinduliuotės skydus (apsaugą nuo radiacijos) ir kupolines gyvenvietes paviršiuje.

Mėnulio vandens ledo atsargos, kurių ypač gausu pietų poliariniame regione, galėtų būti nuolatinis vandens šaltinis kolonistams. Net viršutiniuose Mėnulio regolito sluoksniuose yra daug helio-3, kurį būtų galima panaudoti termobranduoliniuose reaktoriuose, užtikrinant nuolatinį švarios energijos tiekimą tiek Mėnulio kolonijoms, tiek Žemei.

Mėnulio bazė galėtų veikti kaip atspirties taškas misijoms Saulės sistemoje. NASA apskaičiavo, kad sukūrus Mėnulio bazę, kuri galėtų naudoti vietinį vandenį vandenilio kurui sukurti, būtų galima sutaupyti milijardus dolerių. Toks forpostas būtų neatsiejama infrastruktūros dalis, kai kalbama apie pilotuojamas misijas į Marsą ir Marso gyvenvietės statybą.

Maža gravitacija Mėnulyje ir pabėgimo greitis taip pat reiškia, kad iš Mėnulio vykdomoms misijoms kosmosui pasiekti reikės kur kas mažiau kuro. Tas pats pranašumas leistų pastatyti elektromagnetinį ginklą, mėnulio liftą ar kitus projektus, kurie laikomi per brangiais statyti Žemėje. Bet kuri iš šių struktūrų kartais sumažins medžiagų ir palydovų (pvz., erdvės) judėjimo išlaidas.

Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas yra tai, kad Mėnulio gyvenvietės sukūrimas taip pat suteiks mums vertingos informacijos, ypač apie ilgalaikes gyvenimo mažai gravitacijos pasekmes. Ši informacija gali būti naudinga kuriant nuolatinę bazę Marse ar kituose Saulės sistemos kūnuose, kurių paviršiaus gravitacija mažesnė nei 1 G.

Mėnulyje yra stabilių lavos vamzdžių, kurie yra pakankamai dideli, kad tilptų ištisus miestus, o tai taip pat yra pliusas. Tokia požeminė aplinka gali būti suslėgta ir turėti kvėpuojančią atmosferą, taip pat apsaugoti nuo saulės spindulių.

Galimos problemos

Mėnulio terraformavimas yra kupinas daugybės problemų. Viena vertus, norint surinkti kometas ir ledus iš išorinės saulės sistemos, reikėtų tokios infrastruktūros, kurios tiesiog nėra ir kuri būtų brangi. Tiesą sakant, visiems ištekliams surinkti prireiks šimtų, o juose turės būti įrengtos varymo sistemos, kurios leistų nukeliauti per trumpą laiką, o kurių taip pat dar nėra.

Nors žinoma, kad ilgas mikrogravitacijos laikotarpis sukelia raumenų degeneraciją ir kaulų tankio mažėjimą, neaišku, kaip mažos gravitacijos poveikis paveiks gyventojus ir tokiomis sąlygomis gimusius vaikus. Gali prireikti genetiškai modifikuoti sausumos augalus ir gyvūnus, kad jie galėtų gyventi Mėnulio sąlygomis, tačiau nežinia, ar tai bus sėkmingas sprendimas.

Ir, žinoma, viso to kaina bus astronominė, nors ir mažesnė, nei būtų galima pagalvoti, ir reikės tobulinti kelias kartas. Sunku kalbėti apie kartų tęstinumą, jau nekalbant apie tai, kad vienos vyriausybės ar tarptautinės institucijos prisiimtų įsipareigojimų gali nepaisyti kita.

Kolonija ant paviršiaus turės daug problemų. Ilgos mėnulio naktys (354 valandų trukmės) reikš, kad priklausomybė nuo saulės energijos nebus įmanoma niekur, išskyrus poliarinius regionus. Be to, dėl didelių temperatūros svyravimų taip pat reikės keisti kolonijų dizainą. Bet kokias sėdimas ant paviršiaus reikės apsaugoti nuo saulės spindulių.

Atmosferos nebuvimas padidina kometų nukentėjimo ir saulės žybsnių pažeidžiamumo tikimybę. Mėnulis taip pat periodiškai praeina per Žemės magnetosferą, sukurdamas plazminį plakinį, kuris pjauna paviršių. Kalbant apie šviesiąją pusę, elektronų bombardavimas sukelia ultravioletinių fotonų emisiją ir neigiamo krūvio kaupimąsi tamsiojoje pusėje. Tai taip pat kelia tam tikrą pavojų paviršiuje esančioms gyvenvietėms.

Kaip jau pastebėjome, nemažai šių problemų galėtų būti išspręstos statant gyvenvietes po paviršiumi. Tačiau darant prielaidą, kad gyvenvietės priklausys nuo saulės energijos, jos turės būti statomos netoli poliarinių regionų, kad būtų galima pasinaudoti amžinosios šviesos buvimu šiuose regionuose. Alternatyva galėtų būti helio-3 sintezės reaktoriai. Tačiau tai vėlgi yra brangus pasirinkimas ir dar nepasiekiamas.

Kam? Apie tai jau kalbėjome. Tačiau svarbiausias turbūt bus žmogaus buvimas mėnulyje. Šis buvimas bus atspirties taškas į Marsą, Venerą ir kitas Saulės sistemos dalis. Dar vienas žingsnis mūsų tarpplanetinėje ar net tarpžvaigždinėje rasėje.

→

Nepaisant Nors daugelis mokslininkų mano, kad Mėnulis yra patraukliausias kosminis objektas potencialiai kolonizacijai, pradiniame tokio projekto etape vis tiek reikės išankstinio palydovo reljefo formavimo. Teraso formavimo metodai kiekvienu atveju nustatomi atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip kosminio kūno dydis, atmosferos buvimas, gravitacija, magnetinis laukas, taip pat pagrindiniai elementai, reikalingi gyvybei atsirasti ir palaikyti.

Taigi, kalbant apie Mėnulį, palydovo paviršiaus plotas yra šiek tiek didesnis nei Afrikos plotas. Mėnulis turi silpną gravitaciją, kuri neleidžia palydovui išlaikyti tankios atmosferos. Laisvo kritimo pagreitis čia yra 1,62 m/s2. Net jei bandysite dirbtinai sukurti atmosferą Mėnulyje naudodami importuotas medžiagas, palydovas vargu ar sugebės ją išlaikyti. Geriausiu atveju atmosferos būklę reikės nuolat palaikyti papildomai importuojant medžiagas. Todėl šiame etape mokslininkai svarsto tik galimybę sukurti izoliuotas kupolines gyvenvietes – uždaras ekologines sistemas.

Tačiau grįžkime prie palydovo teraformavimo planų. Kaip minėta pirmiau, pirmasis teraformavimo etapas yra atmosferos sukūrimas. Norėdami pasiekti šį tikslą, mokslininkai siūlo Mėnulio paviršiaus bombardavimo lediniais asteroidais metodą. Tačiau dėl Žemės artumo toks bombardavimas gali kelti grėsmę mūsų planetai, todėl šis metodas reikalauja labai tikslių skaičiavimų, taip pat galimų avarinių situacijų analizės. Remiantis tuo, jau galima tvirtai teigti, kad tai neturėtų būti labai dideli asteroidai, kurių skersmuo ne didesnis kaip keli šimtai metrų, o pats bombardavimas turėtų būti vykdomas liestine trajektorija į paviršių, nukreiptą nuo planeta.

Tačiau, anot kai kurių ekspertų, atmosferai sukurti visai nebūtina bombarduoti, užtenka asteroidus iškelti į žemą Mėnulio orbitą taip, kad asteroidai nuolat susidurtų vienas su kitu ir suirtų. Tuo pačiu tikimasi, kad nedideli ledo kristalai pateks į Mėnulio traukos zoną ir sukurs pusiaujo atmosferos žiedą, kuris ilgainiui pasklis po visą paviršių. Taip bus sukurta pirmykštė atmosfera, kuriai esant galima net pereiti prie asteroido bombardavimo metodo, kuris dabar bus daug švelnesnis.

Mokslininkai teoriškai svarsto ir galimybę pakeisti Mėnulio ašies posvyrį, kad būtų užtikrinta sezonų kaita palydove, taip pat suteikti jam kasdienę sukimąsi (šiuo metu para palydove trunka 28 Žemės dienas).

Antrasis palydovinio teraformavimo žingsnis galėtų būti paviršiaus apgyvendinimas sausumos bakterijomis ir dumbliais, kurie būtų pakankamai stabilūs, kad išgyventų pirminės atmosferos ir saulės spinduliuotės sąlygomis.

Verta paminėti, kad daugelis kritiškai vertina galimą Mėnulio kolonizaciją, teigdami, kad tas pats Marsas (nepaisant jo atokumo) yra patrauklesnis objektas. Nepalankūs veiksniai, galintys labai trukdyti įgyvendinti planą, yra mėnulio dienos, kurios mažai naudingos augalų gyvybei palaikyti, stipri saulės spinduliuotė, dideli paros temperatūros svyravimai ir pan. Nepaisant to, mokslininkai ir toliau kuria palydovo kūrimo planą. Pagrindinis jų stimulas yra helis-3 (retas izotopas, naudojamas sintezės augaluose), kurio Mėnulio dirvožemiuose randama dideliais kiekiais.