Terraforming - նոր Երկիր կառուցել նոր վայրում

Մի օր կարող է պարզվել, որ գլոբալ աղետի դեպքում հնարավոր չի լինի վերականգնել քաղաքակրթությունը Երկրի վրա կամ վերադառնալ այն վիճակին, որում եղել է մինչ սպառնալիքը։ Արժե ունենալ նոր աշխարհ պահուստում և ամեն ինչ նորովի կառուցել այնտեղ՝ ավելի լավ, քան մենք արեցինք մեր հայրենի մոլորակում: Այնուամենայնիվ, մենք չգիտենք երկնային մարմինների մասին, որոնք պատրաստ են անմիջական բնակության: Պետք է հաշվի առնել այն փաստը, որ նման վայր պատրաստելու համար որոշակի աշխատանք կպահանջվի։

1. «Բախում ուղեծրում» պատմվածքի շապիկը.

Մոլորակի, լուսնի կամ այլ օբյեկտի տերրաձևավորումը մոլորակի կամ այլ երկնային մարմնի մթնոլորտի, ջերմաստիճանի, մակերևութային տեղագրության կամ էկոլոգիայի փոփոխության հիպոթետիկ գործընթաց է (որքան մենք գիտենք)՝ Երկրի միջավայրին նմանվելու և այն հարմարեցնելու համար: երկրային կյանքի համար:

Terraforming հասկացությունը զարգացել է ինչպես ոլորտում, այնպես էլ իրական գիտության մեջ: Տերմինն ինքնին ներմուծվեց Ջեք Ուիլյամսոն (Ուիլ Ստյուարտ) «Բախման ուղեծիր» (1) պատմվածքում, որը հրատարակվել է 1942 թ.

Վեներան զով է, Մարսը տաք է

1961 թվականին Science ամսագրում հրապարակված հոդվածում աստղագետը Կարլ Սագան առաջարկված. Նա պատկերացնում էր իր մթնոլորտում ջրիմուռներ տնկելը, որոնք ջուրը, ազոտը և ածխաթթու գազը կվերածեն օրգանական միացությունների։ Այս գործընթացը մթնոլորտից կհեռացնի ածխաթթու գազը, ինչը կնվազեցնի ջերմոցային էֆեկտը, մինչև ջերմաստիճանը իջնի հարմարավետ մակարդակի: Ածխածնի ավելցուկը տեղայնացվելու է մոլորակի մակերեսին, օրինակ՝ գրաֆիտի տեսքով։

Ցավոք, Վեներայի պայմանների վերաբերյալ հետագա բացահայտումները ցույց են տվել, որ նման գործընթացն անհնար է։ Եթե ​​միայն այն պատճառով, որ այնտեղ ամպերը բաղկացած են ծծմբաթթվի բարձր խտացված լուծույթից։ Նույնիսկ եթե ջրիմուռները տեսականորեն կարողանային զարգանալ մթնոլորտի վերին մթնոլորտում, մթնոլորտն ինքնին պարզապես չափազանց խիտ է. բարձր մթնոլորտային ճնշումը կարտադրի գրեթե մաքուր մոլեկուլային թթվածին, իսկ ածխածինը կվառվեր՝ արտազատելով COXNUMX:₂.

Այնուամենայնիվ, ամենից հաճախ մենք խոսում ենք տերրաֆորմացիայի մասին Մարսի հնարավոր հարմարվողականության համատեքստում: (2). 1973 թվականին Icarus ամսագրում հրապարակված «Մոլորակային ճարտարագիտություն Մարսի վրա» հոդվածում Սագանը Կարմիր մոլորակը համարում է մարդկանց համար պոտենցիալ բնակելի վայր։

2. Մարսի երկրային ձևավորման հաջորդ փուլերի տեսլականը

Երեք տարի անց ՆԱՍԱ-ն պաշտոնապես անդրադարձավ մոլորակային ճարտարագիտության խնդրին՝ օգտագործելով «մոլորակային էկոսինթեզ«. Հրապարակված ուսումնասիրությունը եզրակացրեց, որ Մարսը կարող է պահպանել կյանքը և դառնալ բնակելի մոլորակ: Նույն թվականին կազմակերպվել է տերրաֆորմացման մասին համաժողովի առաջին նիստը, որն այն ժամանակ հայտնի էր նաև որպես «մոլորակային մոդելավորում»։

Այնուամենայնիվ, միայն 1982 թվականին էր, որ «terraforming» բառը սկսեց օգտագործել իր ժամանակակից իմաստով: Մոլորակագետ Քրիստոֆեր Մակքեյ (7) գրել է «Terraforming Mars»-ը, որը հայտնվել է Journal of the British Interplanetary Society ամսագրում։ Թերթը քննարկել է Մարսի կենսոլորտի ինքնակարգավորման հեռանկարները, և Մաքքեյի օգտագործած բառն այդ ժամանակվանից դարձել է նախընտրելի բառը: 1984 թ Ջեյմս Լավլոք i Մայքլ Ալլաբի Հրատարակեց «Կանաչ Մարսի» գիրքը, որն առաջիններից մեկն է, ով նկարագրեց Մարսի տաքացման նոր մեթոդը՝ մթնոլորտում ավելացված քլորոֆտորածխածինների (CFCs) միջոցով:

Ընդհանուր առմամբ, արդեն իսկ իրականացվել են բազմաթիվ հետազոտություններ և գիտական ​​քննարկումներ այս մոլորակը տաքացնելու և նրա մթնոլորտը փոխելու հնարավորության վերաբերյալ։ Հետաքրքիր է, որ Մարսի վերափոխման որոշ հիպոթետիկ մեթոդներ արդեն կարող են լինել մարդկության տեխնոլոգիական հնարավորությունների շրջանակում: Այնուամենայնիվ, դրա համար պահանջվող տնտեսական ռեսուրսները շատ ավելի մեծ կլինեն, քան ցանկացած կառավարություն կամ հասարակություն ներկայումս պատրաստ է հատկացնել այդ նպատակին:

Մեթոդական մոտեցում

Այն բանից հետո, երբ տերրաֆորմինգը մտավ հասկացությունների ավելի լայն շրջանառություն, դրա շրջանակը սկսեց համակարգվել: 1995թ Մարտին Ջ. Ֆոգ (3) իր «Terraforming. Engineering the Planetary Environment» գրքում նա առաջարկել է հետևյալ սահմանումները այս ոլորտին առնչվող տարբեր ասպեկտների համար.

• մոլորակային ճարտարագիտություն - տեխնոլոգիայի օգտագործումը մոլորակի գլոբալ հատկությունների վրա ազդելու համար.
• գեոինժեներություն - մոլորակային ճարտարագիտություն, որը կիրառվում է հատուկ Երկրի վրա: Այն ընդգրկում է միայն այն մակրոինժեներական հասկացությունները, որոնք ներառում են որոշակի գլոբալ պարամետրերի փոփոխություն, ինչպիսիք են ջերմոցային էֆեկտը, մթնոլորտի կազմը, արևային ճառագայթումը կամ հարվածային հոսքը.
• երկրաչափություն - մոլորակային ինժեներիայի գործընթաց, որն ուղղված է, մասնավորապես, բարձրացնելու արտաերկրային մոլորակային միջավայրի՝ հայտնի վիճակում կյանքին աջակցելու կարողությունը: Այս ոլորտում վերջնական ձեռքբերումը կլինի բաց մոլորակային էկոհամակարգի ստեղծումը, որը կրկնօրինակում է երկրային կենսոլորտի բոլոր գործառույթները՝ լիովին հարմարեցված մարդկանց բնակության համար:

Ֆոգը նաև մշակել է տարբեր աստիճանի համատեղելիություն ունեցող մոլորակների սահմանումներ՝ կապված նրանց վրա մարդու գոյատևման հետ: Նա առանձնացրեց մոլորակները.

• բնակեցված () - աշխարհ, որն ունի այնպիսի միջավայր, որը բավականաչափ նման է Երկրին, որպեսզի մարդիկ կարողանան հարմարավետ և ազատ ապրել այնտեղ.
• կենսահամատեղելի (BP) - ֆիզիկական պարամետրերով մոլորակներ, որոնք թույլ են տալիս կյանքի ծաղկել իրենց մակերեսի վրա: Նույնիսկ եթե դրանք ի սկզբանե զուրկ են դրանից, նրանք կարող են պարունակել շատ բարդ կենսոլորտ՝ առանց երկրագնդի ձևավորման անհրաժեշտության.
• հեշտությամբ երկրաչափվում է (ETP) - մոլորակներ, որոնք կարող են դառնալ կենսահամատեղելի կամ բնակելի և կարող են ապահովվել մոլորակային ինժեներական տեխնոլոգիաների և ռեսուրսների համեմատաբար համեստ շարքով, որոնք պահվում են մոտակա տիեզերանավի կամ ռոբոտի նախադրյալ առաքելության վրա:

Ֆոգը ենթադրում է, որ իր պատանեկության տարիներին Մարսը կենսաբանորեն համատեղելի մոլորակ էր, թեև ներկայումս այն չի տեղավորվում երեք կատեգորիաներից որևէ մեկում. այն ETP-ից դուրս է, չափազանց դժվար և չափազանց թանկ:

Էներգիայի աղբյուր ունենալը կյանքի համար բացարձակ պահանջ է, սակայն մոլորակի անմիջական կամ պոտենցիալ կենսունակության գաղափարը հիմնված է բազմաթիվ այլ երկրաֆիզիկական, երկրաքիմիական և աստղաֆիզիկական չափանիշների վրա:

Առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում այն ​​գործոնների ամբողջությունը, որոնք, ի լրումն Երկրի ավելի պարզ օրգանիզմների, աջակցում են բարդ բազմաբջիջ օրգանիզմներին: կենդանիներ. Այս ոլորտում հետազոտություններն ու տեսությունները մոլորակային գիտության և աստղակենսաբանության մաս են կազմում:

Դուք միշտ կարող եք օգտագործել ջերմամիջուկային

Աստղակենսաբանության իր «ճանապարհային քարտեզում» ՆԱՍԱ-ն սահմանում է հարմարվողականության հիմնական չափանիշները որպես «բավարար հեղուկ ջրային ռեսուրսներ, բարդ օրգանական մոլեկուլների ագրեգացման համար նպաստավոր պայմաններ և նյութափոխանակությանն աջակցելու էներգիայի աղբյուրներ»: Երբ մոլորակի վրա պայմանները հարմար են դառնում որոշակի տեսակի կյանքի համար, կարող է սկսվել մանրէաբանական կյանքի ներմուծումը։ Քանի որ պայմանները մոտենում են ցամաքայինին, այնտեղ կարող են նաև բուսաբուծական կյանք ներմուծվել: Սա թույլ կտա արագացնել թթվածնի արտադրությունը, ինչը տեսականորեն մոլորակին վերջնականապես կդարձնի կենդանիների կյանքը:

Մարսի վրա տեկտոնական ակտիվության բացակայությունը կանխեց տեղական հանքավայրերից գազերի վերաշրջանառությունը, ինչը բարենպաստ է Երկրի մթնոլորտի համար։ Երկրորդ, կարելի է ենթադրել, որ Կարմիր մոլորակի շուրջ համապարփակ մագնիտոսֆերայի բացակայությունը հանգեցրեց արևային քամու կողմից մթնոլորտի աստիճանական ոչնչացմանը (4):

4 Թույլ մագնիտոսֆերան չի պաշտպանում Մարսի մթնոլորտը

Մարսի միջուկում կոնվեկցիան, որը հիմնականում երկաթ է, ի սկզբանե ստեղծել է մագնիսական դաշտ, սակայն դինամոն վաղուց դադարել է գործել, և Մարսի դաշտը հիմնականում անհետացել է, հնարավոր է միջուկի ջերմության կորստի և պնդացման պատճառով: Այսօր մագնիսական դաշտը ավելի փոքր, տեղային հովանոցային դաշտերի հավաքածու է, հիմնականում հարավային կիսագնդի շուրջ: Մագնիսոլորտի մնացորդները ծածկում են մոլորակի մակերեսի մոտ 40%-ը։ ՆԱՍԱ-ի առաքելության հետազոտության արդյունքները Մասնագետ ցույց են տալիս, որ մթնոլորտը մաքրվում է հիմնականում արեգակնային կորոնային զանգվածի արտանետումների միջոցով, որոնք ռմբակոծում են մոլորակը բարձր էներգիայի պրոտոններով:

Մարսի երկրային ձևավորումը պետք է ներառի երկու մեծ միաժամանակյա գործընթաց՝ մթնոլորտի ստեղծում և դրա տաքացում:

Ջերմոցային գազերի ավելի թանձր մթնոլորտը, ինչպիսին է ածխաթթու գազը, կկանգնեցնի մուտքային արևային ճառագայթումը: Քանի որ ջերմաստիճանի բարձրացումը մթնոլորտում ջերմոցային գազեր կավելացնի, այս երկու գործընթացները կամրապնդեն միմյանց: Այնուամենայնիվ, միայն ածխածնի երկօքսիդը բավարար չի լինի ջերմաստիճանը ջրի սառեցման կետից բարձր պահելու համար. այլ բան պետք կլինի:

Մեկ այլ մարսյան զոնդ, որը վերջերս անվանվել է Հավատարմություն եւ կգործարկվի այս տարի, կվերցնի փորձում է թթվածին առաջացնել. Մենք գիտենք, որ հազվագյուտ մթնոլորտը պարունակում է 95,32% ածխածնի երկօքսիդ, 2,7% ազոտ, 1,6% արգոն և մոտ 0,13% թթվածին, գումարած շատ այլ տարրեր նույնիսկ ավելի փոքր քանակությամբ: Փորձը հայտնի է որպես կենսուրախություն (5) ածխաթթու գազ օգտագործելն ու դրանից թթվածին հանելն է: Լաբորատոր հետազոտությունները ցույց են տվել, որ դա ընդհանուր առմամբ հնարավոր է և տեխնիկապես իրագործելի: Պետք է ինչ-որ տեղից սկսել:

5. Դեղին մոդուլներ MOXIE փորձի համար Perseverance ռովերի վրա:

բոս SpaceX, Իլոն Մասկ, նա ինքն իրեն չէր լինի, եթե իր երկու ցենտը չներդներ Մարսի երկրային ձևավորման մասին քննարկմանը: Մասկի գաղափարներից մեկն էլ իջնելն է դեպի Մարսյան բևեռներ։ ջրածնային ռումբեր. Զանգվածային ռմբակոծությունը, նրա կարծիքով, սառույցը հալեցնելով շատ ջերմային էներգիա կստեղծի, և դա կազատեր ածխաթթու գազ, որը մթնոլորտում կստեղծի ջերմոցային էֆեկտ՝ կլանելով ջերմությունը:

Մարսի շուրջ մագնիսական դաշտը կպաշտպանի մարսոնավտներին տիեզերական ճառագայթներից և կստեղծի մեղմ կլիմա մոլորակի մակերեսին։ Բայց դրա մեջ հաստատ չի կարելի հեղուկ երկաթի հսկայական կտոր դնել։ Հետեւաբար, փորձագետները առաջարկում են մեկ այլ լուծում՝ ներդիր w կետային պատկերներ L1 Մարս-Արև համակարգում մեծ գեներատոր, որը կստեղծի բավականին ուժեղ մագնիսական դաշտ։

Հայեցակարգը ներկայացվել է Planetary Science Vision 2050 սեմինարի ժամանակ՝ Dr. Ջիմ Գրին, NASA-ի մոլորակների հետախուզման բաժնի մոլորակային գիտությունների բաժնի տնօրեն։ Ժամանակի ընթացքում մագնիսական դաշտը կհանգեցներ մթնոլորտային ճնշման և միջին ջերմաստիճանի բարձրացման: Ընդամենը 4°C-ով բարձրանալը կհալեցնի սառույցը բևեռային շրջաններում՝ ազատելով կուտակված CO₂սա հզոր ջերմոցային էֆեկտ կառաջացնի: Այնտեղ նորից ջուր կհոսի։ Ըստ ստեղծողների՝ նախագծի իրականացման իրական ժամանակը 2050 թվականն է։

Իր հերթին, լուծումը, որն առաջարկվել էր անցյալ տարվա հուլիսին Հարվարդի համալսարանի հետազոտողների կողմից, չի խոստանում միանգամից ամբողջ մոլորակը վերափոխել, այլ կարող է լինել փուլային մեթոդ: Գիտնականները եկան գմբեթների կառուցում պատրաստված է սիլիցիումի աերոգելի բարակ շերտերից, որոնք թափանցիկ կլինեն և միևնույն ժամանակ կպաշտպանեն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից և ջերմացնեն մակերեսը։

Մոդելավորման ժամանակ պարզվեց, որ օդագելի բարակ 2-3 սմ շերտը բավական է մակերեսը մինչև 50 °C տաքացնելու համար։ Եթե ​​մենք ճիշտ տեղեր ընտրենք, ապա Մարսի բեկորների ջերմաստիճանը կբարձրացվի մինչև -10 ° C: Այն դեռ ցածր կլինի, բայց այն տիրույթում, որը մենք կարող ենք հաղթահարել: Ավելին, դա հավանաբար կպահի այս շրջանների ջուրը հեղուկ վիճակում ամբողջ տարին, ինչը, զուգորդված արևի լույսի մշտական ​​հասանելիության հետ, պետք է բավարար լինի բուսականության համար ֆոտոսինթեզ իրականացնելու համար:

Էկոլոգիական վերափոխում

Եթե ​​Մարսը Երկրին նմանվելու համար վերստեղծելու գաղափարը ֆանտաստիկ է թվում, ապա այլ տիեզերական մարմինների պոտենցիալ վերակազմավորումը ֆանտաստիկայի մակարդակը բարձրացնում է n-րդ աստիճանի:

Վեներան արդեն նշվել է. Ավելի քիչ հայտնի են նկատառումները երկրագնդի ձևավորում լուսինը. Ջեֆրի Ա. Լենդիս NASA-ից 2011 թվականին հաշվարկել են, որ մեր արբանյակի շուրջ մթնոլորտ ստեղծելը մաքուր թթվածնից 0,07 ատմ ճնշմամբ կպահանջի ինչ-որ տեղից 200 միլիարդ տոննա թթվածնի մատակարարում: Հետազոտողն առաջարկել է, որ դա կարելի է անել լուսնային ժայռերի թթվածնի կրճատման ռեակցիաների միջոցով: Խնդիրն այն է, որ ցածր ձգողականության պատճառով նա արագ կկորցնի այն։ Ինչ վերաբերում է ջրին, ապա լուսնի մակերեսը գիսաստղերով ռմբակոծելու ավելի վաղ պլանները կարող են չաշխատել: Պարզվում է, որ լուսնային հողում շատ է տեղային Հ₂0, հատկապես Հարավային բևեռի շուրջ:

Այլ հնարավոր թեկնածուներ՝ երկրագնդի ձևավորման համար, գուցե միայն մասնակի, կամ պարատերֆորմացման, որը բաղկացած է այլմոլորակային տիեզերական մարմինների վրա ստեղծելուց։ փակ բնակավայրեր մարդկանց համար (6) դրանք են՝ Տիտանը, Կալիստոն, Գանիմեդը, Եվրոպան և նույնիսկ Մերկուրին, Սատուրնի արբանյակը՝ Էնցելադուսը և գաճաճ մոլորակը՝ Ցերեսը:

6. Մասնակի տերրաֆորմացման գեղարվեստական ​​տեսլականը

Եթե ​​մենք ավելի հեռուն գնանք՝ դեպի էկզոմոլորակներ, որոնց թվում գնալով ավելի շատ ենք հանդիպում Երկրի հետ մեծ նմանությամբ աշխարհների, ապա հանկարծ թեւակոխում ենք քննարկման բոլորովին նոր մակարդակ։ Հեռավորության վրա մենք կարող ենք նույնականացնել այնպիսի մոլորակներ, ինչպիսիք են ETP, BP և գուցե նույնիսկ HP-ն, այսինքն. նրանք, որոնք մենք չունենք արեգակնային համակարգում: Այնուհետև նման աշխարհին հասնելը դառնում է ավելի մեծ խնդիր, քան տերրաֆորմացիայի տեխնոլոգիան և ծախսերը:

Մոլորակային ինժեներական շատ առաջարկներ ներառում են գենետիկորեն ձևափոխված բակտերիաների օգտագործումը: Գարի ՔինգԼուիզիանայի նահանգի համալսարանի մանրէաբանը, ով ուսումնասիրում է Երկրի ամենածայրահեղ օրգանիզմները, նշում է, որ.

«Սինթետիկ կենսաբանությունը մեզ տվել է մի հրաշալի գործիքներ, որոնք մենք կարող ենք օգտագործել՝ ստեղծելու օրգանիզմների նոր տեսակներ, որոնք հատուկ հարմարեցված են այն համակարգերին, որոնք մենք ցանկանում ենք պլանավորել»:

Գիտնականը ուրվագծում է տերրաֆորմացման հեռանկարները՝ բացատրելով.

«Մենք ցանկանում ենք ուսումնասիրել ընտրված մանրէները, գտնել գեներ, որոնք պատասխանատու են գոյատևման և երկրային ձևավորման համար օգտակար լինելու համար (օրինակ՝ ճառագայթման դիմադրությունը և ջրի բացակայությունը), այնուհետև կիրառել այս գիտելիքները հատուկ նախագծված մանրէների գենետիկական ինժեների համար»:

Գիտնականը ամենամեծ մարտահրավերները տեսնում է գենետիկորեն համապատասխան մանրէներ ընտրելու և հարմարեցնելու ունակության մեջ՝ հավատալով, որ այդ խոչընդոտը հաղթահարելու համար կարող է պահանջվել «տասը տարի կամ ավելի»: Նա նաև նշում է, որ լավագույն խաղադրույքը կլինի «ոչ միայն մեկ տեսակի միկրոբների զարգացումը, այլ մի քանիսը, որոնք միասին են աշխատում»:

Այլմոլորակային միջավայրը երկրագնդի ձևավորման կամ երկրագնդի ձևավորման փոխարեն, փորձագետները ենթադրում են, որ մարդիկ կարող են հարմարվել այդ վայրերին գենետիկական ինժեներիայի, կենսատեխնոլոգիայի և կիբեռնետիկ բարելավումների միջոցով:

Լիզա Նիփ MIT Media Lab-ի Molecular Machines Team-ից ասում են, որ սինթետիկ կենսաբանությունը կարող է թույլ տալ գիտնականներին գենետիկորեն ձևափոխել մարդկանց, բույսերին և բակտերիաներին՝ օրգանիզմներին հարմարեցնելու այլ մոլորակի պայմաններին:

Մարտին Ջ. Ֆոգ, Կարլ Սագան օրազ Ռոբերտ Զուբրին i Ռիչարդ Լ.Ս. TyloԵս կարծում եմ, որ այլ աշխարհները բնակելի դարձնելը` որպես Երկրի վրա փոխակերպվող միջավայրի կյանքի պատմության շարունակություն, բացարձակապես անընդունելի է: մարդկության բարոյական պարտքը. Նրանք նաև ցույց են տալիս, որ մեր մոլորակը, այնուամենայնիվ, ի վերջո կդադարի կենսունակ լինել: Երկարաժամկետ հեռանկարում դուք պետք է հաշվի առնեք շարժվելու անհրաժեշտությունը:

Թեև կողմնակիցները կարծում են, որ ոչ մի կապ չկա ամուլ մոլորակների երկրային ձևավորման հետ։ էթիկական հարցեր, կարծիքներ կան, որ ամեն դեպքում էթիկայից դուրս կլիներ խառնվել բնությանը։

Հաշվի առնելով մարդկության կողմից Երկրի նկատմամբ ավելի վաղ վարվելակերպը, ավելի լավ է այլ մոլորակները չբացահայտել մարդու գործունեությանը: Քրիստոֆեր Մակքեյը պնդում է, որ երկրագնդի ձևավորումը էթիկապես ճիշտ է միայն այն դեպքում, երբ մենք լիովին համոզված ենք, որ այլմոլորակային մոլորակը չի թաքցնում հայրենի կյանքը: Եվ եթե նույնիսկ մեզ հաջողվի գտնել այն, մենք չպետք է փորձենք վերափոխել այն մեր սեփական օգտագործման համար, այլ գործել այնպես, որ հարմարվել այս այլմոլորակային կյանքին. Ոչ մի կերպ հակառակը:

Տես նաեւ.