Velkommen tilbake til vår pågående serie, "The Definitive Guide To Terraforming"! Vi fortsetter med et blikk på månen og diskuterer hvordan den en dag kan gjøres egnet for menneskelig beboelse.
Helt siden romalderens begynnelse har forskere og futurister utforsket ideen om å transformere andre verdener til å dekke menneskelige behov. Denne prosessen, som er kjent som terraforming, krever bruk av miljøtekniske teknikker for å endre en planet eller månens temperatur, atmosfære, topografi eller økologi (eller alt det ovennevnte) for å gjøre det mer "Jordlignende". Som Jordens nærmeste himmellegeme, har månen lenge vært ansett som et potensielt sted.
Alt det som ble fortalt, kolonisering og / eller terraformering av månen ville være relativt enkelt sammenlignet med andre kropper. På grunn av sin nærhet ville tiden det vil ta å transportere mennesker og utstyr til og fra overflaten reduseres betydelig, og det vil også være kostnadene ved å gjøre det. I tillegg betyr det nærhet at utvinnede ressurser og produkter som er produsert på Månen kunne skuttes til Jorden på mye kortere tid, og en turistindustri vil også være mulig.
Lunar Colonization In Fiction:
Emnet for å etablere menneskelige bosetninger på Månen er et av de mest populære stiftene i science fiction. Og mens det store flertallet av historiene involverer månebunn som er bygget på overflaten ved hjelp av forseglede kupler eller under overflaten, er det noen eksempler på at månen selv blir gjort til et miljø som er beboelig for mennesker.
Det tidligste kjente eksemplet er kanskje novellen “La Journée d’un Parisien au XXIe siècle ”(“ En dag av en parisier i det 21. århundre ”), skrevet av den franske forfatteren Octave Béllard. Utgitt i 1910, innebærer denne historien en atmosfære som gradvis skapes og vegetasjon akklimatiseres for å gjøre Månen til et fristed for truede arter og menneskelige kolonister.
I 1936 ble den amerikanske forfatteren C.L. Moore skrev Lost Paradise, en av flere romaner som foregår i hennes ”Northwest Smith” -univers, som sentrerer om et romskippilot og smugler som bor i et kolonisert solsystem. I denne romanen presenterer hun Månen som et en gang fruktbart sted, og beskriver hvordan den gradvis ble et luftløst ødemark. I 1945 ga den britiske forfatteren og akademikeren C. S. Lewis ut Den fæle styrken, der Månen (Sulva) beskrives som å være hjemstedet til et ras av ekstreme eugenikere.
Arthur C. Clarke skrev flere romaner og noveller som inkluderte månekolonier mellom 1950- og 1970-tallet. I 1955 skrev han Earthlight, der en måneforlikning blir fanget i korsbålet når det oppstår krig mellom Jorden og en allianse mellom Mars og Venus. I 1961 A Fall of Moondust ble publisert, hvor en turistcruiser (Selene) synker ned i et hav av månestøv.
I 1968, Clarkes seminalroman 2001: A Space Odyssey ble løslatt, hvorav en del finner sted på en kolonisert måne der en mystisk monolit finnes (kjent som Tycho Magnetic Anomaly, eller TMA-1). Rendezvous med Ramasom ble utgitt i 1973, nevner også en kolonisert måne, som er en del av solsystemets spenningspolitikk kjent som United Planets.
Robert A. Heinlein skrev også mye om menneskelig bosetting på Månen. En av de tidligste var The Rolling Stones (1952), som sentrerer om en eksepsjonell familie (Stones) som bor på en avgjort måne, men velger å forlate for å utforske solsystemet. I 1966 ga han ut den Hugo prisbelønte romanen Månen er en hard elskerinne, der en stort sett underjordisk månekoloni forsyner jorden med mat og mineraler.
Befolkningen, kjent som "Lunies", er for det meste etterkommere av domfelte (særlig politiske fanger) som bor under en jordadministrasjon. Ved hjelp av en kunstig intelligens lanserer en gruppe uavhengighetssøkere en opprør og bryter sin uavhengighet fra Jorden. Et tredje avdrag, Katten som gikk gjennom murer (1985) finner sted på en Free Luna flere år senere.
I 1988 ga Kim Stanley Robinson ut The Lunatics, som omhandler en gruppe slaverige gruvearbeidere som blir tvunget til å jobbe under månens overflate som setter i gang et opprør. Og i novellen “Byrd Land Six” (2010) beskriver den britiske forfatteren Alastair Reynolds en månekoloni som er basert rundt gruvedrift av helium-3. Listen fortsetter, med bokstavelig talt hundrevis (om ikke tusenvis) eksempler på mennesker som lever på Månen i nær og fjern fremtid.
Study of Lunar Settlement:
I løpet av de siste tiårene er det kommet mange forslag for å konstruere en koloni (eller kolonier) på Månen. De fleste oppsto med ankomsten av romalderen og Apollo-programmet. Og i de senere år, med forslag om å vende tilbake til månen innen 2020-tallet, har det vært fornyet interesse for å opprette et permanent oppgjør. Imidlertid er det noen vitenskapelige forslag som gikk foran 1900-tallet.
For eksempel skrev biskop John Wilkins i 1638 - en engelsk geistlig, naturforsker og medlem av The Royal Society - En diskurs om en ny verden og en annen planet, der han spådde en menneskelig koloni på Månen. Den berømte russiske rakett- og astronautikkforskeren Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) - som først foreslo konseptet om en romheis - antydet også at en måneforebygging ville være et viktig skritt i menneskeheten å bli en romfarende art.
På 1950- og 60-tallet begynte forslag å snøball med etableringen av Apollo-programmet, der planene for å plassere astronauter på Månen naturlig nok førte til ideer om å skape permanente baser og til og med bosettinger der. I 1954 foreslo Arthur C. Clarke at det kunne opprettes en månebase ved bruk av oppblåsbare moduler som deretter ville bli dekket av månestøv for isolering.
Opprinnelig bosetting ville innebære astronauter som bygger iglo-lignende strukturer og en oppblåsbar radiomast, som ville bli fulgt av etablering av en større, permanent kuppel. Forslaget hans ba også om luftrensing levert av et algebasert filter, en atomreaktor for å skaffe kraft og elektromagnetiske kanoner (dvs. massedrivere) som utsetter last og drivstoff til interplanetære fartøyer i verdensrommet.
I 1959 publiserte John S. Rinehart - direktøren for Mining Research Laboratory ved Colorado School of Mines - et forslag med tittelen “Basic Criteria for Moon Building,” i Journal of the British Interplanetary Society. Dette konseptet for en "flytende base" besto av en halvsylinder med halvkuppler i begge ender og et mikrometeoroidskjerm plassert over basen. Dette konseptet var basert på den den gang aksepterte teorien om at det var støvhav på Månen som var opptil halvannen kilometer (1 mi) dypt i noen områder.
Flere planer dukket også opp i løpet av denne tiden for militære installasjoner på Månen. Disse inkluderte Project Horizon (1959), en plan av den amerikanske hæren for å bygge et fort på Månen innen 1967. Det amerikanske flyvåpenet foreslo også Lunex-prosjektet i 1961, som så for seg å opprette en underjordisk flyvåpenbase på Månen av 1968.
I 1962 publiserte John DeNike (programleder for NASAs avanserte programmer) og Stanley Zahn (teknisk direktør for Lunar Basing Studies i Martin Company's Space Division) et forslag med tittelen "Lunar Basing". Konseptet deres ba om en underjordisk base som ligger ved Sea of Tranquility, som ville stole på atomreaktorer for kraft og et algebasert luftfiltreringssystem.
I de senere år har flere romfartsbyråer tegnet forslag for å bygge kolonier på månen. I 2006 kunngjorde Japan planer om en månebase i 2030. Russland kom med et lignende forslag i 2007, som skulle bygges mellom 2027-32. I 2007 foreslo Jim Burke fra Det internasjonale romuniversitetet i Frankrike å opprette en Lunar Noah's Ark for å sikre at den menneskelige sivilisasjonen ville overleve en kataklysmisk hendelse.
I august 2014 møtte representanter fra NASA med bransjeledere for å diskutere kostnadseffektive måter å bygge en Lunar-base i polarområdene innen 2022. I 2015 skisserte NASA et konsept for måneforlikning som ville stole på robotarbeidere (kjent som Trans -Formere) og heliostats for å skape en måneboplæring rundt Månens sørlige polarregion. Og i 2016 foreslo Johann-Dietrich Wörner, den nye sjefen for ESA, en internasjonal landsby på Månen som etterfølgeren til den internasjonale romstasjonen.
Potensielle metoder:
Når det gjelder terraforming av Månen, ligner mulighetene og utfordringene nær Merkur. For det første har månen en atmosfære som er så tynn at den bare kan omtales som en eksosfære. Dessuten er de flyktige elementene som er nødvendige for livet, mangelvare (dvs. hydrogen, nitrogen og karbon).
Disse problemene kan løses ved å fange kometer som inneholder vann og flyktige stoffer og krasje dem ned i overflaten. Kometene ville sublimere og spre disse gassene og vanndampen for å skape atmosfære. Disse innvirkningene vil også frigjøre vann som er inneholdt i månen regolit, som til slutt kan samle seg på overflaten for å danne naturlige vannmasser.
Overføringen av fart fra disse kometen ville også få månen til å rotere raskere og øke hastigheten på rotasjonen slik at den ikke lenger ville være tidløst låst. En måne som ble fremskyndet for å rotere en gang på sin akse hver 24. time, ville ha en jevn dagssyklus, noe som ville gjøre kolonisering og tilpasning til livet på Månen lettere.
Det er også mulighet for paraterraforming av deler av månen på en måte som vil være lik terraforming av Merkuris polare region. I månens tilfelle ville dette finne sted i Shackleton-krateret, der forskere allerede har funnet bevis på vannis. Ved hjelp av solspeil og en kuppel kunne dette krateret gjøres om til et mikroklima der planter kunne dyrkes og en pustende atmosfære skapes.
Potensielle fordeler:
Sammenlignet med andre planeter og måner i solsystemet, er det flere fordeler med å kolonisere og terformere månen. Det mest åpenbare er dens nærhet til Jorden. Sammenlignet med Mars, Venus, Mercury eller det ytre solsystemet, vil kostnadene og tiden det vil ta å transportere mennesker og materialer til og fra Månen være betydelig lavere.
I tillegg kan bombardering av overflaten med kometer levere både en atmosfære og momentumet som trengs for å snur planeten opp til en jordlignende syklus. Sammenlignet med planeter som Mars og Venus, vil det også ta betydelig mindre kometer for å oppnå dette - anslagsvis 100 mot flere tusen.
Tilstedeværelsen av vannis i Lunar-jorda, og de store hurtigbuktene rundt den sørlige polare regionen, ville også gi rom for å lage overflatevann (når en drivhuseffekt ble utløst). Sammen med kometer som bombarderer overflaten, kan dette gjøres ved å innføre metan- og ammoniakk-is, som kan høstes fra månens som Titan og Kuiper Belt. Det vil også være lettere å overvåke terraformingsarbeidet takket være Månens nærhet, og krever mye mindre infrastruktur.
I mellomtiden ville kolonier på månen tilby flere fordeler. Det lokale ressursgrunnlaget vil gi muligheter for ressursutnyttelse in situ, samt råvarer som er nødvendige for oppdrag dypere ut i rommet. Siden månen for eksempel har samme sammensetning som Jorden, har den en rikelig tilgang på mineraler som kan utvinnes for bruk tilbake på Jorden. Lunar regolit høstet fra overflaten kan brukes til å lage strålingsskjerming og kuplede bosetninger på overflaten.
Månens tilførsel av vannis, som er spesielt rikelig i den sørlige polare regionen, vil også tjene som en jevn vannkilde for kolonister. Helium-3 kunne lett høstes siden den er rikelig i det øvre laget av Månens regolit for bruk i fusjonsreaktorer, noe som gir en ren og jevn tilførsel av energi både for månekolonier og Jorden.
En månebase kan også fungere som et stoppested for oppdrag lenger inn i solsystemet. NASA har estimert at ved å lage en månepost som kunne utnytte lokalt vann til å lage hydrogendrivstoff, kunne milliarder av dollar spares. En slik utpost vil også være en iboende infrastruktur når det gjelder montering av bemannede oppdrag til Mars, og i byggingen av en martisk bosetting.
Månens lavere tyngdekraft og rømningshastighet betyr også at oppdrag som ble lansert fra Månen vil kreve langt mindre drivmiddel for å nå verdensrommet. Den samme fordelen kan gi mulighet for bygging av en massedriver, en Lunar Elevator eller andre prosjekter som anses for for dyre eller utfordrende å bygge på Jorden. En slik struktur vil redusere kostnadene for bevegelige materialer og satellitter (for eksempel rombaserte solenergi-matriser) enda billigere.
Til slutt, men ikke minst, kan opprettelsen av en måneforbindelse også gi verdifull informasjon, spesielt om langtidseffektene av å leve i et miljø med lavere tyngdekraft. Denne informasjonen kan vise seg nyttig for etablering av en permanent base på Mars eller andre solsystemanlegg der overflatetyngdekraften er mindre enn 1 g.
Tilstedeværelsen av stabile månens lavarør som er store nok til å huse hele byer er også en fordel. Disse underjordiske miljøene kunne være under trykk for å skape en pustende atmosfære og ville gi naturlig skjerming mot solstråling.
Potensielle utfordringer:
Terraforming the Moon er også full av sin del av utfordringer. For det første ville høsting av kometer og / eller is fra det ytre solsystemet kreve infrastruktur som ennå ikke eksisterer, og det vil være veldig dyrt å lage. I utgangspunktet ville hundrevis av romskip være nødvendig for å hente alle ressursene, og de må utstyres med drivsystemer som kan gjøre turen på kort tid (som heller ikke eksisterer ennå).
Selv om det er kjent at lengre tidsbruk i mikrogravitasjonsmiljøer forårsaker muskeldegenerasjon og tap av bentetthet, er det uklart hva effekten av lav tyngdekraft vil ha for fastboende og barn født i slike miljøer. Det er blitt antydet at landplanter og dyr kan være genetisk konstruert for å leve i månemiljøet, men det er uklart om dette vil være vellykket eller ikke.
Og selvfølgelig vil kostnadene for alt dette være astronomiske, og kreve en forpliktelse på flere generasjoner gitt tiden som trengs for å konvertere Månens økologi. Som sådan er det lite sannsynlig at forpliktelser gitt av en regjering eller internasjonalt organ kan opprettholdes mellom en generasjon og den neste.
For en overflatekoloni er det også mange utfordringer. De lange månenattene (354 timer lange) ville bety at avhengighet av solenergi vil bli hindret andre steder enn polarområdene. I tillegg vil de betydelige variasjonene i temperatur være noe kolonier måtte bygges for å motstå. Solstråling vil også være et problem i enhver bosetting som ligger på overflaten.
Mangelen på en atmosfære øker sjansene for at overflaten blir rammet av kometer og eksponering for Solar Flares. Månen passerer også periodisk gjennom jordens magnetotail, og skaper et plasmasjikt som pisker over overflaten. På lyssiden forårsaker bombardement med elektroner frigjøring av UV-fotoner og en oppbygging av en negativ ladning på den mørke siden. Dette kan være farlig for alle bosetninger på overflaten.
Som nevnt kan noen av disse problemene løses ved å bygge bosetninger under overflaten. Forutsatt at disse bosetningene var avhengige av solkraft, måtte de imidlertid bygges i nærheten av polarområdene for å dra nytte av det nær evigvarende lyset i disse regionene. Alternativet vil være å bygge fusjonsreaktorer som kan bruke lokalt hentet helium-3. Og også her vil kostnadene og tiden som trengs for å bygge et slikt oppgjør være veldig høye.
Nok en gang blir vi tvunget til å spørre hvorfor, med tanke på alle utfordringene involvert, bør et slikt tilsagn gjøres? Når det gjelder Månen, er svaret ganske enkelt. I dette tilfellet kan terraformering og kolonisering gjøres billigere, enklere og på mye kortere tid. Dessuten er fordelene ved å ha en menneskelig tilstedeværelse på Månen mange, og inkluderer noen ganske lukrative aspekter som helium-3 høsting, månedrift, månens soloperasjoner og til og med etableringen av en månens turistindustri.
Men kanskje viktigst av alt, kan en menneskelig tilstedeværelse på Månen (som vi vil kalle Luna hvis og når en finnes) lett kunne tjene som et springbrett mot å skape en menneskelig tilstedeværelse på Mars, Venus og andre steder i solsystemet. Med fasiliteter på plass for å gi tanking, forsyning og reparasjoner, vil kostnadene for å sende skip dypere ut i rommet kuttes dramatisk.
Nok et skritt i søken etter å gjøre menneskeheten til et interplanetært - og kanskje til og med interstellar - løp!
Vi har skrevet mange interessante artikler om terraforming her på Space Magazine. Her er den definitive guiden for terrforming, skal vi terrraformere mars?, Hvordan terraformere vi mars?, Hvordan terraformerer vi Venus ?, og studentteamet vil terraformere mars ved hjelp av cyanobakterier.
Sørg også for å sjekke ut Ja, det er vann på månen og vann på månen ble blåst inn av solvind.
Vi har også fått artikler som utforsker den mer radikale siden av terraforming, som Could We Terraform Jupiter ?, Could We Terraform The Sun ?, og Could We Terraform A Black Hole?
For mer informasjon, ta kontakt med NASAs Lunar Colonization - Energy and Power and Life On The Moon.
