Ako čovječanstvo želi dugo živjeti, možda ćemo morati kolonizirati druge planete. Ili ćemo sami učiniti Zemlju neprimjenjivom ili će se ona jednostavno približiti prirodnom kraju i neće moći podržati život - jednog dana bit ćemo prisiljeni tražiti novi dom.
Holivudski filmovi poput The Martian i Interstellar daju nam predodžbu o tome što bi nam moglo biti na raspolaganju. Mars je daleko najpovoljniji planet u našem sunčevom sustavu. Međutim, postoje tisuće egzoplaneta koji orbitiraju oko drugih zvijezda koje bi mogle zamijeniti našu Zemlju. Koje su nam tehnologije potrebne da bismo to omogućili?
Već imamo jednu svemirsku koloniju - Međunarodnu svemirsku stanicu (ISS). Međutim, nalazi se na samo 350 km od Zemlje i šesterostruka posada mora neprestano opskrbljivati resurse. Većina tehnologija razvijenih za ISS, poput zaštite od zračenja, recikliranja vode i zraka i solarne energije, zasigurno će biti dostupna za buduća svemirska naselja. Međutim, stvaranje stalne svemirske kolonije na površini drugog planeta ili mjeseca moglo bi uzrokovati mnoge nove probleme.
Neprirodno stanište
Glavni zahtjev ljudskog naselja je stanište - izolirani okoliš koji može održavati tlak zraka, njegov sastav (količinu kisika) i temperaturu i zaštititi stanovnike od zračenja. To će vjerojatno biti relativno teško postići.
Lakiranje velikih i teških predmeta u svemir je skupo i teško. Svemirske letjelice iz dana misije Apolon, koje su se sastojale od nekoliko modula sposobnih za odvajanje i pristajanje, poslane su u svemir u komade i sastavljene od strane astronauta. Međutim, s obzirom na impresivan napredak u autonomnoj kontroli, dijelove će se moći samostalno sastaviti. Danas se manevari poput priključka Apollo izvode potpuno automatski.
Promotivni video:
3D kućišta
S druge strane, možete sa sobom ponijeti mali set alata sa Zemlje i stvoriti stanište koristeći resurse lokalno ubrane. 3D se pisači mogu posebno koristiti za pretvaranje minerala s lokalnog tla u fizičke strukture. Uzgred, to se već počelo doživljavati kao mogućnost. Privatna tvrtka Planetarni resursi pokazala je kako 3D ispis radi pomoću asteroida bogatog metalom koji je pronađen na Zemlji na mjestu udara. NASA je na ISS instalirala 3D printer kako bi pokazala da se može koristiti u nultoj gravitaciji kao potencijalna metoda za izradu komponenti za svemirske letjelice u svemiru.
Voda kao vitalni sastojak
Jednom kada se stanište izgradi, koloniji će trebati stalna opskrba vodom, kisikom, energijom i hranom da bi se održali njeni stanovnici. To će biti potrebno u slučaju da kolonija nije izgrađena na idiličnom planetu poput Zemlje u pogledu obilja resursa. Voda je, kao što znamo, osnova za život. Također se može koristiti za proizvodnju goriva ili zaštitu od radioaktivnog zračenja.
Prvo će naselje morati uzeti određenu količinu vode sa sobom, a zatim odložiti sav tekući otpad. To se već prakticira na ISS-u, gdje se ne gubi niti jedna kap tekućine (voda nakon pranja, znoja, suza ili čak urina). Također, kolonija će možda morati izvući vodu iz rezervi podzemnih voda koje mogu postojati na Marsu, ili led koji se može naći ispod površine nekih asteroida.
Voda služi i kao izvor kisika. Na ISS-u se kisik stvara procesom poznatim kao elektroliza radi odvajanja kisika od vodika u vodi. NASA također radi na razvoju metoda za povrat kisika iz atmosfere nusproizvodima poput ugljičnog dioksida, koji izdišemo kad udišemo.
Proizvodnja energije
Proizvodnja energije je vjerojatno tehnološki aspekt stvaranja kolonija za koji smo najbolje pripremljeni zahvaljujući fotonaponskim panelima (solarnim pločama). Međutim, ovisno o lokaciji kolonije na planeti, možda ćemo trebati poboljšati ovu tehnologiju. Na udaljenosti od Zemlje možemo dobiti oko 470V električne energije za svaki kvadratni metar solarnih panela. Taj će broj biti niži na površini Marsa, jer se nalazi 50% dalje od Sunca od Zemlje i ima gustu atmosferu koja djelomično čuva sunčevu svjetlost.
Konkretno, u atmosferi Marsa povremeno se javljaju pješčane oluje, za koje se zna da su problematične. Pijesak dodatno ograničava količinu primljene svjetlosti i može se akumulirati i na pokriti ploče. Ipak, rješenje ovog problema već se rješava nadogradnjom postojećih Mars rovera koji se šalju na Mars. Primjerice, NASA-ova dva marsova Rovera Spirit i prilika dizajnirana su za 90 dana rada, ali više od 12 godina kasnije još uvijek rade. Također je utvrđeno da marsovski vjetar povremeno čisti prašinu s ploča.
Hidroponi
Kolonija mora biti samoodrživa tako da je i bez Replikatora Zvjezdanih staza poljoprivreda od velike važnosti za proizvodnju hrane. Usjevi se također mogu koristiti za pretvaranje ugljičnog dioksida iz zraka u kisik koji diše. Uzgoj biljaka na Zemlji nije tako težak, jer su se tisućama godina prilagodili ovom okruženju. Međutim, uzgoj voća i povrća u svemiru ili na drugom planetu nije tako lako.
Temperatura, tlak, vlaga, razina ugljičnog dioksida, sastav tla i gravitacija utječu na opstanak i rast biljaka u različitoj mjeri kod različitih vrsta. U tijeku je nekoliko studija i eksperimenata za uzgoj biljaka u kontroliranim komorama koje oponašaju okoliš svemirske kolonije. Hidroponika je jedno moguće rješenje ovog problema, što je na Zemlji dokazano s lukom rotkvice, salate i zelenog luka. Hidroponika uključuje uzgoj biljaka u bogatoj hranjivoj tekućini bez ikakvog tla.
Promjena klime
Konačni zahtjev za svemirsku koloniju je klima pogodna za život. Sastav atmosfere i klime na drugim nebeskim tijelima vrlo je različit od Zemlje. Na Mjesecu ili asteroidima nema atmosfere, a na Marsu je atmosfera uglavnom ugljični dioksid. Ovdje se površinske temperature kreću od 20 ° C sve do -153 ° C na polovima zimi, a tlak zraka je samo 0,6% od temperature na Zemlji. U takvim uvjetima doseljenici će biti prisiljeni živjeti u izoliranim staništima, izvan kojih će biti moguće samo uz uporabu svemirskih odijela.
Možemo li stvoriti život na Marsu?
Alternativno, možemo promijeniti klimu planeta u velikoj mjeri. „Geoinžinjering“se već proučava kao način reagiranja na klimatske promjene na Zemlji. Za to je potreban ogroman napor, ali slične se metode mogu proširiti i primijeniti, na primjer, na drugim planetima poput Marsa.
Potencijalna rješenja su i bioinženjerski organizmi koji mogu pretvoriti ugljični dioksid u atmosferi u kisik ili potamniti Marsove polarne kape kako bi smanjili količinu sunčeve svjetlosti koju odražavaju i time povisili površinsku temperaturu. Osim toga, stvaranje velikog solarnog ogledala u orbiti će pomoći odraz sunčeve svjetlosti u određene regije, poput stupova, za lokalizirano povećanje temperature. Neki vjeruju da bi takve relativno male promjene temperature mogle utjecati na klimatske promjene, stvarajući mnogo veći zračni tlak. Ovo bi mogao biti prvi korak prema oblikovanju Marsa.