Tervetuloa takaisin meneillään olevaan sarjaamme 'The Definitive Guide to Terraforming'! Jatkamme Kuun katselua ja pohdimme, kuinka se voitaisiin jonain päivänä tehdä ihmisasutukseen sopivaksi.
Avaruusajan alusta lähtien tiedemiehet ja futuristit ovat tutkineet ajatusta muiden maailmojen muuttamisesta vastaamaan ihmisten tarpeita. Tämä prosessi, joka tunnetaan nimellä terraformointi, vaatii ympäristöteknisten tekniikoiden käyttöä planeetan tai kuun lämpötilan, ilmakehän, topografian tai ekologian (tai kaikkien edellä mainittujen) muuttamiseen, jotta siitä tulisi 'Maan kaltainen'. Maan lähimpänä taivaankappaleena Kuuta on pitkään pidetty mahdollisena paikkana.
Kaiken kaikkiaan Kuun kolonisointi ja/tai terraformointi olisi suhteellisen helppoa muihin kappaleisiin verrattuna. Läheisyydestä johtuen ihmisten ja laitteiden kuljetus pinnalle ja sieltä poistuisi merkittävästi, samoin kuin kustannukset. Lisäksi sen läheisyys tarkoittaa, että louhitut luonnonvarat ja Kuussa valmistetut tuotteet voitaisiin kuljettaa Maahan paljon lyhyemmässä ajassa, ja myös matkailuala olisi mahdollinen.
Kuun kolonisaatio fiktiossa:
Ihmisasutusten perustaminen Kuulle on yksi tieteiskirjallisuuden suosituimmista osista. Ja vaikka suurin osa tarinoista liittyy kuun siirtokuntiin, jotka on rakennettu pinnalle sinetöityjen kuppien avulla tai pinnan alle, on joitain esimerkkejä, joissa Kuusta itsestään on tehty ympäristö, joka sopii ihmisille.
Varhaisin tunnettu esimerkki on kenties novelli ”Pariisilaisen päivä XXIJasiècle' ('Pariisilaisen päivä 2000-luvulla'), jonka on kirjoittanut ranskalainen kirjailija Octave Bellard. Tämä vuonna 1910 julkaistu tarina sisältää ilmapiirin luomisen asteittain ja kasvillisuuden sopeutumisen, jotta Kuu muuttuisi uhanalaisten lajien ja ihmisten siirtokuntien turvapaikaksi.
Taiteilijan käsitys mahdollisesta kuun tukikohdasta, sen valot näkyvät Kuun pimeällä puolella. Luotto: Kcida10
Vuonna 1936 amerikkalainen kirjailija C.L. Moore kirjoitti Kadotettu paratiisi ,yksi useista romaaneista, jotka sijoittuvat hänen 'Northwest Smith' -universumissaan, joka keskittyy kolonisoidussa aurinkokunnassa asuvaan avaruusaluksen lentäjään ja salakuljettajaan. Tässä romaanissa hän esittelee Kuun aikoinaan hedelmällisenä paikana ja kuvailee, kuinka siitä vähitellen muodostui ilmaton joutomaa. Vuonna 1945 brittiläinen kirjailija ja akateemikko C. S. Lewis julkaisi Tuo kauhea voima , jossa Kuun (Sulvan) kuvataan olevan äärieugenikon rodun koti.
Arthur C. Clarke kirjoitti useita romaaneja ja novelleja, jotka sisälsivät kuun siirtokuntia 1950- ja 1970-luvuilla. Vuonna 1955 hän kirjoitti Maanvalo , jossa kuun siirtokunta joutuu ristituleen sodan syttyessä Maan ja Marsin ja Venuksen välisen liiton välillä. Vuonna 1961, Moondustin putoaminen julkaistiin, jossa turistiristeilijä (Selene) uppoaa Kuun pölymereen.
Vuonna 1968 Clarken tärkeä romaani 2001: Avaruusodysseia julkaistiin, josta osa tapahtuu kolonisoidulla Kuulla, josta löytyy salaperäinen monoliitti (tunnetaan nimellä Tycho Magnetic Anomaly tai TMA-1). Tapaaminen Raman kanssa , julkaistiin vuonna 1973, mainitsee myös kolonisoidun Kuun, joka on osa aurinkokunnan kattavaa valtiota, joka tunnetaan nimellä United Planets.
Robert A. Heinlein kirjoitti myös laajasti ihmisten asutuksesta Kuuhun. Yksi hänen varhaisimmista oli Vierivät kivet (1952), joka keskittyy poikkeukselliseen perheeseen (The Stones), joka asuu asettuneessa Kuussa, mutta päättää lähteä tutkiakseen aurinkokuntaa. Vuonna 1966 hän julkaisi Hugo-palkinnon palkitun romaanin Kuu on ankara rakastajatar ,jossa suurelta osin maanalainen kuun siirtokunta toimittaa maapallolle ruokaa ja mineraaleja.
Taiteilijan käsitys mahdollisesta Kuun tukikohdasta Kuun pinnalla. Kiitos: NASA
Väestö, joka tunnetaan nimellä 'Lunies', on enimmäkseen maan hallinnon alaisuudessa elävien vankien (erityisesti poliittisten vankien) jälkeläisiä. Tekoälyn avulla joukko itsenäisyydenhakijoita käynnistää kapinan ja riistää itsenäisyytensä Maasta. Kolmas erä, Kissa, joka käveli seinien läpi (1985) sijoittuu Free Lunalle useita vuosia myöhemmin.
Vuonna 1988 Kim Stanley Robinson julkaisi Hullut , joka käsittelee ryhmää orjuutettuja kaivostyöläisiä, jotka on pakotettu työskentelemään kuun pinnan alla ja jotka käynnistävät kapinan. Brittikirjailija Alastair Reynolds kuvailee novellissa 'Byrd Land Six' (2010) Kuu-siirtokuntaa, joka perustuu helium-3:n louhintaan. Luettelo jatkuu kirjaimellisesti satojen (ellei tuhansien) esimerkkien avulla Kuussa lähi- ja kaukaisessa tulevaisuudessa.
Kuun asutuksen tutkimus:
Muutaman viime vuosikymmenen aikana on tehty lukuisia ehdotuksia siirtokunnan (tai siirtokuntien) rakentamiseksi Kuuhun. Useimmat syntyivät kynnyksellä Avaruusaika ja Apollo-ohjelma . Ja viime vuosina, kun on ehdotettu palaamista Kuuhun 2020-luvulle mennessä, kiinnostus pysyvän siirtokunnan luomiseen on herättänyt uutta. Joitakin tieteellisiä ehdotuksia on kuitenkin olemassa ennen 1900-lukua.
Esimerkiksi vuonna 1638 piispa John Wilkins – englantilainen pappi, luonnontieteilijä ja Royal Society - kirjoitti Keskustelu uudesta maailmasta ja toisesta planeettasta ,jossa hän ennusti ihmissiirtokunnan Kuussa. Kuuluisa venäläinen raketti- ja astronautiikkatieteilijä Konstantin Tsiolkovski (1857-1935) – joka ehdotti ensimmäisenä Avaruus hissi – ehdotti myös, että kuun siirtokunta olisi merkittävä askel ihmiskunnan muuttumisessa avaruudessa liikkuvaksi lajiksi.
NASAn 1970-luvulla kuvittelema kuun tukikohta. Kuvan luotto: NASA
1950- ja 60-luvuilla ehdotukset alkoivat lumipalloa Apollo-ohjelman perustamisen myötä, jossa suunnitelmat astronautien sijoittamisesta Kuuhun johtivat luonnollisesti ideoihin pysyvien tukikohtien ja jopa siirtokuntien luomisesta sinne. Vuonna 1954 Arthur C. Clarke ehdotti, että kuun tukikohta voitaisiin luoda käyttämällä puhallettavia moduuleja, jotka sitten peitettäisiin kuupölyllä eristystä varten.
Alkuvaiheessa astronautit rakentaisivat iglumaisia rakenteita ja puhallettavan radiomaston, minkä jälkeen rakennettaisiin suurempi, pysyvä kupoli. Hänen ehdotuksensa vaati myös ilmanpuhdistusta leväpohjaisella suodattimella, voimaa tuottavalla ydinreaktorilla ja sähkömagneettisilla tykeillä (eli massakuljettimilla), jotka lähettävät rahtia ja polttoainetta planeettojen välisiin aluksiin avaruudessa.
Vuonna 1959 John S. Rinehart, Colorado School of Minesin kaivostutkimuslaboratorion johtaja, julkaisi ehdotuksen nimeltä ' Kuun rakentamisen peruskriteerit ”, kohdassa British Interplanetary Societyn lehti .Tämä 'kelluvan alustan' konsepti koostui puolisylinteristä, jonka molemmissa päissä oli puolikuvut, ja alustan yläpuolelle sijoitetusta mikrometeoroidisuojasta. Tämä käsite perustui tuolloin hyväksyttyyn teoriaan, jonka mukaan Kuussa oli pölymeriä, jotka olivat joillakin alueilla jopa puolentoista kilometriä (1 mailia) syviä.
Tänä aikakautena syntyi myös useita suunnitelmia sotilaallisille laitoksille Kuuhun. Nämä mukana Projekti Horizon (1959), Yhdysvaltain armeijan suunnitelma rakentaa linnoitus Kuuhun vuoteen 1967 mennessä. Yhdysvaltain ilmavoimat ehdottivat myös Lunex projekti vuonna 1961, jossa suunniteltiin maanalaisen ilmavoimien tukikohdan perustamista Kuuhun vuoteen 1968 mennessä.
Taiteilijan konsepti ehdotetusta ESA Lunar Villagesta, jonka se aikoo luoda 2030-luvulle mennessä. Luotto: ESA/Foster + Partners
Vuonna 1962 John DeNike (NASA:n edistyneiden ohjelmien ohjelmapäällikkö) ja Stanley Zahn (Martin Companyn avaruusosaston Kuun perustutkimusten tekninen johtaja) julkaisivat ehdotuksen nimeltä 'Lunar Basing'. Heidän konseptinsa vaati Sea of Tranquilityyn sijaitsevan maanalaisen tukikohdan, joka turvautuisi ydinreaktoreihin ja leväpohjaiseen ilmansuodatusjärjestelmään.
Viime vuosina useilla avaruusjärjestöillä on luonnosehdotuksia siirtokuntien rakentamiseksi Kuuhun. Vuonna 2006 , Japani ilmoitti suunnitelmistaan perustaa Kuu-tukikohta vuoteen 2030 mennessä. Venäjä teki samanlaisen ehdotuksen vuonna 2007 , joka rakennettaisiin vuosina 2027-32. Vuonna 2007 Jim Burke Kansainvälinen avaruusyliopisto Ranskassa ehdotettiin a Kuun Nooan arkki varmistaakseen, että ihmissivilisaatio selviäisi katastrofista.
Sisään elokuuta 2014 NASA:n edustajat tapasivat alan johtajia keskustellakseen kustannustehokkaista tavoista rakentaa Kuun tukikohta napa-alueille vuoteen 2022 mennessä. Vuonna 2015 NASA hahmotteli kuun ratkaisun konseptin, joka perustuisi robottityöntekijöihin (tunnetaan ns. Muuntajat ) ja heliostaatit kuun asutuksen luomiseksi Kuun eteläisen napa-alueen ympärille. Ja vuonna 2016 Johann-Dietrich Wörner, ESAn uusi johtaja, ehdotti kansainvälistä kylää Kuussa kansainvälisen avaruusaseman seuraajana.
Mahdolliset menetelmät:
Mitä tulee Kuun terraformaatioon, mahdollisuudet ja haasteet muistuttavat läheisesti Merkuriuksen mahdollisuuksia. Ensinnäkin Kuussa on niin ohut ilmakehä, että sitä voidaan kutsua vain eksosfääriksi. Lisäksi elämälle välttämättömistä haihtuvista alkuaineista (eli vedystä, typestä ja hiilestä) on pulaa.
Taiteilijan käsitys terraformoidusta kuusta. Luotto: ittiz
Näihin ongelmiin voitaisiin puuttua vangitsemalla komeettoja, jotka sisältävät vesijäätä ja haihtuvia aineita, ja iskemällä ne pintaan. Komeetat sublimoituisivat ja hajottaisivat nämä kaasut ja vesihöyryn ilmakehän luomiseksi. Nämä vaikutukset myös vapauttaisivat vettä, joka sisältyy kuun regoliittiin , jotka voivat lopulta kerääntyä pinnalle muodostaen luonnollisia vesistöjä.
Liikemäärän siirto näistä komeetoista saisi myös Kuun pyörimään nopeammin, mikä nopeuttaisi sen pyörimistä, jotta se ei enää olisi vuorovesilukittumassa. Kuulla, joka nopeutettiin pyörimään kerran akselinsa ympäri 24 tunnin välein, olisi tasainen vuorokausikierto, mikä helpottaisi kolonisaatiota ja sopeutumista Kuun elämään.
On myös mahdollista paraterraformoida Kuun osia tavalla, joka olisi samanlainen kuin Merkuriuksen napa-alueen terraformointi. Kuun tapauksessa tämä tapahtuisi Shackletonin kraatterissa, josta tiedemiehet ovat jo löytäneet todisteita vesijäästä . Auringon peilien ja kupolin avulla tämä kraatteri voitaisiin muuttaa mikroilmastoksi, jossa voitaisiin kasvattaa kasveja ja luoda hengittävä ilmapiiri.
Mahdolliset edut:
Verrattuna muihin aurinkokunnan planeetoihin ja kuuihin, Kuun kolonisoinnissa ja terraformaatiossa on useita etuja. Ilmeisin on sen läheisyys Maahan. Verrattuna Marsiin, Venukseen, Merkuriukseen tai ulompaan aurinkokuntaan ihmisten ja materiaalien kuljetukseen Kuuhun ja sieltä pois kuluvat kustannukset ja aika olisivat huomattavasti alhaisemmat.
Taiteilijan konsepti kuun tukikohtaan, jossa käytetään rakennusrobotteja ja D-tulostusmuotoilua. Kiitos: NASA
Lisäksi pinnan pommittaminen komeetoilla voisi tuottaa sekä ilmakehän että vauhdin, joka tarvitaan planeetan pyörittämiseen Maan kaltaiseen kiertokulkuun. Verrattuna planeetoihin, kuten Marsiin ja Venukseen, tämän saavuttamiseen tarvittaisiin myös huomattavasti vähemmän komeettoja. arviolta 100 useisiin tuhansiin verrattuna.
Vesijään esiintyminen Kuun maaperässä ja suuret kätköt eteläisen napa-alueen ympärillä mahdollistaisivat myös pintaveden syntymisen (kun kasvihuoneilmiö laukesi). Yhdessä pintaa pommittavien komeettojen kanssa tämä voitaisiin tehdä lisäämällä metaani- ja ammoniakkijäätä, joita voitaisiin kerätä kuusta. Titan ja Cooperin vyö . Terraformointitoimien valvonta olisi myös helpompaa Kuun läheisyyden ansiosta ja vaatisi paljon vähemmän infrastruktuuria.
Sillä välin Kuun siirtokunnat tarjoaisivat useita etuja. Paikallinen resurssikanta tarjoaisi mahdollisuuksia resurssien in situ hyödyntämiseen sekä raaka-aineita, joita tarvitaan syvemmälle avaruuteen tehtävissä tehtävissä. Esimerkiksi, koska Kuu on koostumukseltaan samanlainen kuin Maan, sillä on runsaasti mineraaleja, joita voitaisiin louhia käytettäväksi takaisin maan päällä. Pinnalta kerättyä kuun regoliittia voitaisiin käyttää säteilysuojan ja kupujen siirtokuntien luomiseen pinnalle.
Kuun vesijää, jota on erityisen runsaasti eteläisellä napa-alueella, toimisi myös tasaisena veden lähteenä siirtokuntien asukkaille. Helium-3 voidaan korjata helposti, koska sitä on runsaasti Kuun regoliitin ylemmässä kerroksessa käytettäväksi fuusioreaktoreissa, mikä tarjoaa puhtaan ja tasaisen energian sekä kuun siirtokunnille että maapallolle.
Taiteilijan 3D-tulostukseen perustuva käsitys kuun kupolista. Luotto: ESA/Foster + Partners
Kuutukikohta voisi myös toimia pysähdyspaikkana tehtäville syvemmälle aurinkokuntaan. NASA on arvioinut, että miljardeja dollareita voitaisiin säästää luomalla kuun etuvartio, joka voisi käyttää paikallista vettä vetypolttoaineen tuottamiseen. Tällainen etuvartio olisi myös olennainen osa infrastruktuuria, kun kyse on miehitettyjen lentojen järjestämisestä Marsiin ja Marsin siirtokunnan rakentamiseen.
Kuun pienempi painovoima ja pakonopeus tarkoittavat myös sitä, että Kuusta käynnistetyt tehtävät vaatisivat paljon vähemmän ponneainetta päästäkseen avaruuteen. Tämä sama etu voisi mahdollistaa massaohjaimen rakentamisen, a Kuun hissi tai muita projekteja, joita pidetään liian kalliina tai haastavina rakentaa maan päälle. Tällainen rakenne alentaisi materiaalien ja satelliittien (kuten avaruudessa sijaitsevien aurinkosähköjärjestelmien) siirtokustannuksia vieläkin halvemmalla.
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, kuun asutuksen luominen voisi myös tuottaa arvokasta tietoa, erityisesti vähäisemmän painovoiman ympäristössä asumisen pitkäaikaisvaikutuksista. Nämä tiedot osoittautuvat hyödyllisiksi pysyvän tukikohdan perustamisessa Marsiin tai muihin aurinkokunnan kappaleisiin, joissa pintapaino on alle 1g.
Läsnäolo vakaat kuun laavaputket jotka ovat riittävän suuria kokonaisia kaupunkeja varten, on myös etu. Näitä maanalaisia ympäristöjä voitaisiin paineistaa hengittävän ilmapiirin luomiseksi ja ne tarjoavat luonnollisen suojan auringon säteilyä vastaan.
Teoreettisen laavaputken sisäosa, jossa Philadelphian kaupunki näkyy mittakaavassa. Luotto: Purdue University / David Blair
Mahdolliset haasteet:
Kuun terraformointi on myös täynnä haasteita. Ensinnäkin komeettojen ja/tai jään kerääminen aurinkokunnan ulkopuolelta vaatisi infrastruktuuria, jota ei vielä ole olemassa, ja se olisi erittäin kallista. Periaatteessa kaikkien resurssien kuljettamiseen tarvittaisiin satoja avaruusaluksia, ja ne olisi varustettava käyttöjärjestelmillä, jotka voisivat tehdä matkan lyhyessä ajassa (joita ei myöskään ole vielä olemassa).
Vaikka pitkän ajan mikrogravitaatioympäristöissä viettämisen tiedetään aiheuttavan lihasten rappeutumista ja luutiheyden laskua, on epäselvää, mikä vaikutus matalalla painovoimalla olisi vakinaisille asukkaille ja sellaisissa ympäristöissä syntyneille lapsille. On ehdotettu, että maan kasveja ja eläimiä voitaisiin geneettisesti muokata elämään kuun ympäristössä, mutta on epäselvää, onnistuuko tämä vai ei.
Ja tietysti kaiken tämän hinta olisi tähtitieteellistä ja vaatisi usean sukupolven sitoutumista, kun otetaan huomioon kuun ekologian muuttamiseksi tarvittava aika. Sellaisenaan on epätodennäköistä, että hallituksen tai kansainvälisen elimen tekemät sitoumukset säilyisivät sukupolvesta toiseen.
Pintayhdyskunnalla on myös monia haasteita. Pitkät kuunyöt (354 tuntia) tarkoittaisivat, että aurinkovoimaan luottaminen olisi estetty missä tahansa muualla kuin napa-alueilla. Lisäksi merkittävät lämpötilavaihtelut olisivat sellaisia, että pesäkkeet olisi rakennettava kestämään. Auringon säteily olisi myös ongelma missä tahansa pinnalla sijaitsevassa asutuksessa.
Kuun kaivoslaitos kerää happea itäisen Mare Serenitatisin rikkaasta vulkaanisesta maaperästä. Kiitokset: NASA/Pat Rawlings
Ilmakehän puuttuminen lisää todennäköisyyttä, että komeetat iskevät pintaan ja altistuvat auringonpurkausille. Kuu kulkee myös ajoittain Maan magneettihännön läpi ja muodostaa plasmalevyn, joka piippaa pinnan poikki. Valopuolella elektronien pommittaminen aiheuttaa UV-fotonien vapautumisen ja negatiivisen varauksen muodostumisen pimeälle puolelle. Tämä voi olla vaarallista kaikille pinnalla oleville siirtokunnille.
Kuten todettiin, osa näistä ongelmista voitaisiin ratkaista rakentamalla siirtokuntia pinnan alle. Olettaen kuitenkin, että nämä asutukset olisivat riippuvaisia aurinkoenergiasta, ne olisi rakennettava lähelle napa-alueita, jotta voidaan hyödyntää näiden alueiden lähes ikuista valoa. Vaihtoehtona olisi rakentaa fuusioreaktoreita, joissa voitaisiin käyttää paikallisesti tuotettua helium-3:a. Ja tässäkin tällaisen siirtokunnan rakentamiseen tarvittavat kustannukset ja aika olisivat erittäin korkeat.
Meidän on jälleen kerran pakko kysyä, miksi tällainen sitoumus pitäisi tehdä, kun otetaan huomioon kaikki asiaan liittyvät haasteet? Kuun tapauksessa vastaus on melko yksinkertainen. Tässä tapauksessa terraformointi ja kolonisointi voidaan tehdä halvemmin, helpommin ja paljon lyhyemmässä ajassa. Lisäksi ihmisen Kuussa läsnäololla on lukuisia etuja, ja niihin sisältyy joitain melko tuottoisia näkökohtia, kuten helium-3:n korjuu, kuun louhinta, kuun aurinkooperaatiot ja jopa kuun matkailuteollisuuden luominen.
Mutta mikä tärkeintä, ihmisen läsnäolo Kuussa (jota kutsumme mielellämme Lunaksi, jos ja kun sellainen on olemassa) voisi helposti toimia ponnahduslautana kohti ihmisen läsnäoloa Marsissa, Venuksessa ja muualla aurinkokunnassa. Kun käytössä on tankkaus-, huolto- ja korjauslaitteet, laivojen lähettäminen syvemmälle avaruuteen alentaisi dramaattisesti.
Taas yksi askel pyrittäessä tekemään ihmiskunnasta planeettojenvälinen – ja ehkä jopa tähtienvälinen – rotu!
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita terraformaatiosta täällä Universe Today -sivustolla. Tässä Lopullinen opas terraformointiin , Pitäisikö meidän terraformoida Mars? , Kuinka terraformoidaan Mars? , Kuinka terraformoimme Venuksen? , ja Opiskelijatiimi haluaa terraformoida Marsin syanobakteerien avulla .
Muista myös tarkistaa Kyllä, Kuussa on vettä ja Kuussa olevaa vettä puhalsi sisään aurinkotuuli .
Meillä on myös artikkeleita, jotka tutkivat terraformoinnin radikaalimpaa puolta, kuten Voisimmeko terraformoida Jupiterin? , Voisimmeko terraformoida auringon? , ja Voisimmeko terraformoida mustan aukon?
Lisätietoja saat NASA:sta Kuun kolonisaatio – energiaa ja voimaa ja Elämä Kuussa .