Tervetuloa takaisin aurinkokunnan kolonisoimista käsittelevään sarjaamme! Tänään tarkastelemme suurinta Saturnuksen kuita – Titaania, Rheaa, Iapetusta, Dionea, Tethystä, Enceladusa ja Mimasia.
1600-luvulta lähtien tähtitieteilijät tekivät syvällisiä löytöjä Saturnuksen ympäriltä, jonka he uskoivat olevan aurinkokunnan kaukaisin planeetta tuolloin. Christiaan Huygens ja Giovanni Domenico Cassini olivat ensimmäiset, jotka havaitsivat Saturnuksen suurimmat kuut - Titan , Tethys , Dione , Rhea ja Iapetus . Lisää löytöjä seurasi; ja nykyään Saturnuksen järjestelmäksi tunnistamamme sisältää 62 vahvistettua satelliittia .
Se, mitä me tiedämme tästä järjestelmästä, on kasvanut huomattavasti viime vuosikymmeninä, kiitos muun muassa tehtävät Matkustaa ja Cassini . Ja tämän tiedon myötä on tullut useita ehdotuksia, jotka väittävät, kuinka Saturnuksen kuut pitäisi jonakin päivänä kolonisoida. Sen lisäksi, että järjestelmällä on ainoa muu kuin maapallo, jolla on tiheä, typpeä sisältävä ilmakehä, siinä on myös runsaasti hyödynnettävissä olevia resursseja.
Paljon kuin ajatus kolonisoinnista Kuu , maaliskuuta , Jupiterin kuut , ja muut aurinkokunnan kappaleet, ajatusta siirtokuntien perustamisesta Saturnuksen kuuille on tutkittu laajasti tieteiskirjallisuudessa. Samaan aikaan on tehty tieteellisiä ehdotuksia, jotka korostavat sitä, kuinka siirtokunnat hyödyttäisivät ihmiskuntaa, mikä mahdollistaisi tehtävien suorittamisen syvemmälle avaruuteen ja yltäkylläisyyden aikakauden!
Montaasi Cassinin kuvista eri kuista ja Saturnuksen ympärillä olevista renkaista. Kiitokset: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Esimerkkejä kaunokirjallisuudesta:
Saturnuksen kolonisaatio on ollut tieteiskirjallisuuden toistuva teema vuosikymmenten ajan. Esimerkiksi Arthur C. Clarken vuoden 1976 romaanissa Keisarillinen maa Titanissa asuu 250 000 ihmisen siirtokunta. Siirtopaikalla on tärkeä rooli kaupassa, jossa vetyä otetaan Saturnuksen ilmakehästä ja käytetään polttoaineena planeettojen välisissä matkoissa.
Piers Anthonyssa Avaruustyranni bio sarja (1983-2001), Saturnuksen kuut ovat asuttaneet useat kansakunnat diasporan jälkeisellä aikakaudella. Tässä tarinassa japanilaiset ovat asuttaneet Titanin, kun taas venäläiset, kiinalaiset ja muut entiset Aasian valtiot ovat asettaneet Saturnuksen.
Romaanissa Titan (1997), Stephen Baxterin, juoni keskittyy NASA:n tehtävään Titaniin, jonka on taisteltava selviytyäkseen törmäyslaskun jälkeen. Stanislaw Lemin ensimmäisissä luvuissa Fiasko (1986), hahmo päätyy jäätymään Titanin pinnalle, jossa he ovat jumissa useiksi sadoiksi vuosiksi.
Kim Stanley Robinsonissa Mars-trilogia (1996), Titanin typpeä käytetään Marsin terraformointi . Hänen romaanissaan 2312 (2012), ihmiskunta on asuttanut useita Saturnuksen kuita, mukaan lukien Titan ja Japetus. Tarinassa on myös useita viittauksia 'Enceladian eliöstöön', jotka ovat mikroskooppisia vierasorganismeja, joita jotkut ihmiset syövät oletetun lääkearvon vuoksi.
Saturnuksen kuut, vasemmalta oikealle: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea; Titan taustalla; Iapetus (ylhäällä) ja epäsäännöllisen muotoinen Hyperion (alhaalla). Kiitokset: NASA/JPL/Space Science Institute
Osana hänen suuri matka Sarja, Ben Bovan romaanit Saturnus (2003) ja Titan (2006) käsittelevät Cronian järjestelmän kolonisaatiota. Näissä tarinoissa Titania tutkii keinotekoisesti älykäs mönkijä, joka alkaa mystisesti toimia väärin, kun taas liikkuva ihmisavaruussiirtokunta tutkii Sormuksia ja muita kuita.
Ehdotetut menetelmät:
Hänen kirjassaan Avaruuteen astuminen: Avaruussivilisaation luominen (1999), Robert Zubrin kannatti ulomman aurinkokunnan kolonisoimista, suunnitelmaa, joka sisälsi ulompien planeettojen ilmakehän louhinnan ja siirtokuntien perustamisen niiden kuuille. Uranuksen ja Neptunuksen lisäksi Saturnus nimettiin yhdeksi suurimmista deuteriumin ja helium-3:n lähteistä, jotka voisivat ohjata odottavaa fuusiotaloutta.
Lisäksi hän piti Saturnusta tärkeimpänä ja arvokkaimpana näistä kolmesta sen suhteellisen läheisyyden, alhaisen säteilyn ja erinomaisen kuujärjestelmän vuoksi. Zubrin väitti, että Titan on ensisijainen ehdokas kolonisaatioon, koska se on aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on tiheä ilmakehä ja jossa on runsaasti hiiltä sisältäviä yhdisteitä.
Päällä 9. maaliskuuta 2006 NASAn Cassini-avaruusluotain löysi mahdollisia todisteita nestemäisestä vedestä Enceladukselta, jonka vahvisti NASA vuonna 2014 . Luotain saatujen tietojen mukaan tämä vesi tulee ulos Enceladuksen etelänavan ympärillä olevista suihkuista, ja se on joissakin paikoissa korkeintaan kymmeniä metrejä pinnan alapuolella. Tämä tekisi veden keräämisestä huomattavasti helpompaa kuin Europan kaltaisella kuulla, jossa jäätikkö on useita kilometriä paksu.
Cassinin saamat tiedot viittasivat myös haihtuvien ja orgaanisten molekyylien esiintymiseen. Ja Enceladuksella on myös suurempi tiheys kuin monilla Saturnuksen kuuilla, mikä osoittaa, että sillä on suurempi keskimääräinen silikaattiydin. Kaikki nämä resurssit olisivat erittäin hyödyllisiä siirtokunnan rakentamisen ja perustoimintojen suorittamisen kannalta.
Sisään lokakuuta 2012 , Elon Musk paljasti konseptinsa Mars Colonial Transporter (MCT), joka oli keskeinen hänen pitkän aikavälin tavoitteensa kolonisoida Mars. Tuolloin Musk totesi, että Marsin kuljetusavaruusaluksen ensimmäinen miehittämätön lento tapahtuisi vuonna 2022, jota seuraa ensimmäinen miehitetty MCT-lento vuonna 2024.
Syyskuussa 2016, vuoden 2016 aikana Kansainvälinen astronautikakongressi , Musk paljasti lisätietoja suunnitelmastaan, joka sisälsi suunnittelun Planeettojenvälinen liikennejärjestelmä (ITS) ja arvioidut kustannukset. Tämä järjestelmä, joka oli alun perin tarkoitettu siirtämään uudisasukkaat Marsiin, oli kehittynyt tehtäväkseen kuljettaa ihmisiä kaukaisempiin paikkoihin aurinkokunnassa – mukaan lukien Jovian ja Cronian kuut.
Taiteilijan esitys mahdollisesta hydrotermisestä toiminnasta, joka saattaa tapahtua Enceladuksen merenpohjassa ja sen alla. Kiitos: NASA/JPL
Mahdolliset edut:
Verrattuna muihin aurinkokunnan paikkoihin - kuten Jovian järjestelmä – Saturnuksen suurimmat kuut altistuvat huomattavasti vähemmän säteilylle. Esimerkiksi Jupiterin kuut the , Ganymede ja Eurooppa ovat kaikki alttiina Jupiterin magneettikentän voimakkaalle säteilylle – vaihteluvälillä 3600-8 rems vuorokaudessa. Tämä altistumismäärä olisi kohtalokas (tai ainakin erittäin vaarallinen) ihmisille, mikä edellyttäisi merkittävien vastatoimien toteuttamista.
Verrattuna, Saturnuksen säteilyvyöt ovat huomattavasti heikompia kuin Jupiterin – ekvatoriaalinen kentänvoimakkuus on 0,2 Gaussia (20 mikroteslaa) verrattuna Jupiterin 4,28 gaussiin (428 mikroteslaan). Tämä kenttä ulottuu noin 139 000 kilometrin etäisyydeltä Saturnuksen keskustasta noin 362 000 kilometrin etäisyydelle verrattuna Jupiteriin, joka ulottuu noin 3 miljoonan kilometrin etäisyydelle.
Saturnuksen suurimmista kuista Mimas ja Enceladus kuuluvat tähän vyöhykkeeseen, kun taas Dionella, Rhealla, Titanilla ja Iapetuksella on kaikilla kiertoradat, jotka sijoittavat ne aivan Saturnuksen säteilyvyöhykkeiden ulkopuolelta reilusti sen ulkopuolelle. Esimerkiksi Titan kiertää Saturnusta keskimäärin 1 221 870 km:n etäisyydellä (puolipääakseli), mikä asettaa sen turvallisesti kaasujättiläisen energisten hiukkasten ulottumattomiin. Ja sen paksu ilmakehä saattaa riittää suojaamaan asukkaita kosmisilta säteiltä.
Lisäksi Saturnuksen kuiilta kerättyä jäätynyttä haihtuvat aineet ja metaani voitaisiin käyttää muiden aurinkokunnan paikkojen terraformointiin. Marsin tapauksessa typpeä, ammoniakkia ja metaania on ehdotettu keinoksi sakeuttaa ilmakehää ja laukaista kasvihuoneilmiö lämmittämään planeettaa. Tämä saattaisi vesijään ja jäätyneen hiilidioksidin sublimoitumaan navoissa, mikä loisi itseään ylläpitävän ekologisen muutoksen prosessin.
Saturnuksen kuuilla sijaitsevat pesäkkeet voisivat myös toimia tukikohtina deuteriumin ja helium-3:n keräämiselle Saturnuksen ilmakehästä. Näillä kuuilla olevista runsaista vesijään lähteistä voitaisiin myös valmistaa rakettipolttoainetta, jolloin se toimisi pysähdys- ja tankkauspisteinä. Tällä tavalla Saturnuksen kolonisoiminen voisi ruokkia Maan taloutta ja helpottaa tutkimusta syvemmälle aurinkokunnan ulkopuolelle.
Haasteet:
Luonnollisesti Saturnuksen kuiiden kolonisoinnissa on lukuisia haasteita. Näitä ovat mukana oleva etäisyys, tarvittavat resurssit ja infrastruktuuri sekä luonnonuhat, joita näillä kuuilla sijaitsevien siirtokuntien on käsiteltävä. Ensinnäkin, vaikka Saturnuksella voi olla runsaasti luonnonvaroja ja se on lähempänä Maata kuin Uranus tai Neptunus, se on silti hyvin kaukana.
Keskimäärin Saturnus on noin 1 429 miljardin kilometrin päässä Maasta; tai ~8,5 AU, mikä vastaa kahdeksan ja puoli kertaa Maan ja Auringon keskimääräistä etäisyyttä. Asian katsomiseen tarvittiin Matkustaminen 1 luotain noin 38 kuukautta päästäkseen Saturnus-järjestelmään Maasta. Miehistöidyillä avaruusaluksilla, jotka kuljettavat siirtolaisia ja kaikkia pinnan kolonisoimiseen tarvittavia laitteita, sinne pääseminen kestäisi huomattavasti kauemmin.
Jotta nämä alukset eivät olisi liian suuria ja kalliita, niiden olisi turvauduttava kryogeeniseen tai lepotilaan liittyvää teknologiaa säästääkseen tilaa säilytys- ja majoituksessa. Samalla kun tällaista tekniikkaa tutkitaan miehistöllä Marsiin , se on vielä pitkälti tutkimus- ja kehitysvaiheessa.
Taiteilijan konsepti bimodaalisesta ydinlämpöraketista matalalla maan kiertoradalla. Kiitos: NASA
Kaikissa kolonisaatiopyrkimyksiin osallistuvissa aluksissa tai aluksissa, joita käytetään resurssien kuljettamiseen Cronian järjestelmään ja sieltä pois, tulee myös olla kehittyneitä propulsiojärjestelmiä varmistaakseen, että ne voivat tehdä matkat realistisessa ajassa. Etäisyydet huomioon ottaen tämä vaatisi todennäköisesti käytettyjä raketteja ydin-terminen propulsio tai jotain vielä edistyneempää (kuten antimateriaraketit).
Ja vaikka edellinen on teknisesti toteutettavissa, tällaisia propulsiojärjestelmiä ei ole vielä rakennettu. Kaikki edistyneempi vaatisi vielä monta vuotta tutkimusta ja kehitystä sekä suurta sitoutumista resursseihin. Kaikki tämä puolestaan nostaa esiin ratkaisevan kysymyksen infrastruktuurista.
Periaatteessa mikä tahansa laivasto, joka liikennöi Maan ja Saturnuksen välillä, vaatisi tukikohtien verkoston sen ja sen välillä pitääkseen ne polttoaineena ja polttoaineena. Joten todella, kaikki suunnitelmat kolonisoida Saturnuksen kuut joutuisivat odottamaan pysyvien tukikohtien luomista Kuuhun, Marsiin, asteroidivyöhykkeelle ja mitä todennäköisimmin Jovian-kuille. Tämä prosessi olisi rankaisevan kallis nykyisten standardien mukaan ja vaatisi (jälleen) laivaston kehittyneillä käyttöjärjestelmillä.
Ja vaikka säteily ei ole suuri uhka Cronian järjestelmässä (toisin kuin Jupiterin ympäristössä), kuut ovat olleet historiansa aikana suuren vaikutuksen kohteena. Tämän seurauksena kaikki pinnalle rakennetut siirtokunnat tarvitsevat todennäköisesti lisäsuojaa kiertoradalla, kuten puolustussatelliittien sarja, joka voisi ohjata komeettoja ja asteroideja ennen kuin ne saavuttavat kiertoradalle.
Saturnuksen pohjoisen pallonpuoliskon ilmakehän läpi pyörivä valtava myrsky ohittaa itsensä, kun se ympäröi planeetan tässä NASAn Cassini-avaruusaluksen aidossa värikuvassa. Kuvan luotto: NASA/JPL-Caltech/SSI
Ottaen huomioon sen runsaat resurssit ja sen tarjoamat mahdollisuudet tutkia aurinkokuntaa syvemmälle (ja ehkä jopa sen ulkopuolelle), Saturnus ja sen kuujärjestelmä ovat suuri palkinto. Tämän lisäksi mahdollisuus asua siellä on paljon houkuttelevampi kuin muut paikat, joihin liittyy suurempia vaaroja (esim. Jupiterin kuut).
Tällainen ponnistus olisi kuitenkin pelottavaa ja vaatisi massiivisen monen sukupolven sitoutumisen. Ja kaikki tällaiset ponnistelut joutuisivat todennäköisesti odottamaan siirtokuntien ja/tai tukikohtien rakentamista ensin lähemmäs Maata - kuten Kuussa, Marsissa, asteroidivyöhykkeellä ja Jupiterin ympärillä. Mutta voimme toki säilyttää toivoa pitkällä aikavälillä, eikö niin?
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita kolonisaatiosta täällä Universe Today -sivustolla. Tässä Miksi asuttaa Kuu ensin? , Kuinka kolonisoimme Merkuriuksen? , Kuinka kolonisoimme Venuksen? , Venuksen kolonisoiminen kelluvilla kaupungeilla , Asutammeko koskaan Marsia? , Kuinka kolonisoimme Jupiterin kuut? , ja Lopullinen opas terraformointiin .
Astronomy Castilla on myös monia mielenkiintoisia jaksoja aiheesta. Tarkista Jakso 59: Saturnus , Jakso 61: Saturnuksen kuut , Jakso 95: Ihmiset Marsiin, Osa 2 – Asukkaat , Jakso 115: Kuu, osa 3 – Paluu kuuhun , ja Jakso 381: Ontto asteroidit tieteisfiktiossa .
Lähteet: