Velkommen tilbake til den første i vår serie om kolonisering av solsystemet! Først opp, tar vi en titt på det varme, helvete stedet som ligger nærmest Solen - planeten Merkur!
Menneskeheten har lenge drømt om å etablere seg på andre verdener, selv før vi begynte å gå ut i verdensrommet. Vi har snakket om å kolonisere månen, Mars og til og med etablere oss på eksoplaneter i fjerne stjernesystemer. Men hva med de andre planetene i vår egen hage? Når det gjelder solsystemet, er det mye potensiell eiendom der ute som vi ikke virkelig vurderer.
Tenk over Merkur. Selv om de fleste ikke ville mistenke det, er den nærmeste planeten til vår sol faktisk en potensiell kandidat for bosetting. Mens den opplever ekstreme temperaturer - graviterer mellom varme som øyeblikkelig kan koke et menneske til kulde som kan bluse-fryse kjøtt på få sekunder - har det faktisk potensiale som en startkoloni.
Eksempler i skjønnlitteratur:
Ideen om å kolonisere Merkur ble undersøkt av science fiction-forfattere i nesten et århundre. Imidlertid er det først siden midten av 1900-tallet at koloniseringen har blitt behandlet på en vitenskapelig måte. Noen av de tidligste kjente eksemplene på dette inkluderer novellene til Leigh Brackett og Isaac Asimov i løpet av 1940- og 50-årene.
I førstnevnte arbeider er Merkur en tidløst låst planet (som astronomene trodde den gang) som har et "Twilight Belt" preget av ekstremer i varme, kulde og solstormer. Noen av Asimovs tidlige arbeider inkluderte noveller der en lignende tidløst låst Merkur var rammen, eller karakterer kom fra en koloni som befant seg på planeten.
Disse inkluderte “Runaround” (skrevet i 1942, og senere inkludert i Jeg, robot), som sentrerer om en robot som er spesielt designet for å takle den intense strålingen fra kvikksølv. I Asimovs drapshistorie-historie "Den døende natt" (1956) - der de tre mistenkte kommer fra Merkur, månen og Ceres - er forholdene på hvert sted nøkkelen til å finne ut hvem morderen er.
I 1946 publiserte Ray Bradbury "Frost and Fire", en novelle som foregår på en planet beskrevet som å være ved siden av solen. Forholdene på denne verden henviser til Merkur, der dagene er ekstremt varme, nettene ekstremt kalde, og mennesker lever bare åtte dager. Arthur C. Clarke's Islands in the Sky (1952) inneholder en beskrivelse av en skapning som lever av det som den gang ble antatt til Mercurys permanent mørke side og noen ganger besøker skumringsområdet.
I hans senere roman, Rendezvous med Rama (1973) beskriver Clarke et kolonisert solsystem som inkluderer Hermians, en herdet gren av menneskeheten som lever av Merkur og trives med eksport av metaller og energi. De samme omgivelsene og planetariske identiteter blir brukt i romanen hans fra 1976 Imperial Earth.
I Kurt Vonneguts roman Sirens of Titan (1959), er en del av historien satt i huler som ligger på den mørke siden av planeten. Larry Nivens novelle “The Coldest Place” (1964) erter leseren ved å presentere en verden som sies å være den kaldeste beliggenheten i solsystemet, bare for å avsløre at det er den mørke siden av Merkur (og ikke Pluto, som det er generelt antatt).
Mercury fungerer også som et sted i mange av Kim Stanley Robinsons romaner og noveller. Disse inkluderer Hukommelsen om hvithet (1985), Blue Mars (1996), og 2312 (2012), der Mercury er hjemmet til en enorm by som heter Terminator. For å unngå skadelig stråling og varme, ruller byen rundt planetens ekvator på spor, og holder tritt med planetens rotasjon slik at den holder seg foran solen.
I 2005 publiserte Ben BovaMercury (en del av hans Grand Tour serie) som omhandler utforskningen av Merkur og koloniserer den for å utnytte solenergi. Charles Stross 'roman fra 2008 Saturns Children innebærer et lignende konsept som Robinson 2312, der en by som heter Terminator krysser overflaten på skinner, og holder tritt med planetens rotasjon.
Foreslåtte metoder:
Det finnes en rekke muligheter for en koloni på Merkur på grunn av dens rotasjon, bane, sammensetning og geologiske historie. For eksempel betyr Merkurius sakte rotasjonsperiode at den ene siden av planeten vender mot sola i lengre perioder - når temperaturer opp til 427 ° C (800 ° F) - mens siden som vender bort opplever ekstrem kulde (- 193 ° C; -315 ° F).
I tillegg betyr planetens raske omløpsperiode på 88 dager, kombinert med den sideriske rotasjonsperioden på 58,6 dager, at det tar omtrent 176 jorddager før solen kommer tilbake til samme sted på himmelen (dvs. en soldag). I hovedsak betyr dette at en eneste dag på Merkur varer så lenge som to av årene. Så hvis en by ble plassert på nattsiden, og hadde sporhjul slik at den kunne fortsette å bevege seg for å holde seg foran Solen, kunne folk leve uten frykt for å brenne opp.
I tillegg betyr Merkurius meget lave aksiale tilt (0,034 °) at dens polare regioner er permanent skyggelagte og kalde nok til å inneholde vannis. I den nordlige regionen ble en rekke kratre observert av NASAs MESSENGER-sonde i 2012 som bekreftet eksistensen av vannis og organiske molekyler. Forskere mener at Merkuras sørpol også kan ha is, og hevder at anslagsvis 100 milliarder til 1 billioner tonn vannis kan eksistere ved begge polene, som kan være opptil 20 meter tykk steder.
I disse regionene kan en koloni bygges ved hjelp av en prosess som kalles “paraterraforming” - et konsept oppfunnet av den britiske matematikeren Richard Taylor i 1992. I et papir med tittelen “Paraterraforming - The Worldhouse Concept”, beskrev Taylor hvordan en innhegning under trykk kunne plasseres over det anvendelige området på en planet for å skape en selvforsynt atmosfære. Over tid kan økologien i denne kuppelen endres for å imøtekomme menneskers behov.
For kvikksølv vil dette omfatte pumping i en pustende atmosfære, og deretter smelte isen for å skape vanndamp og naturlig vanning. Etter hvert ville regionen inne i kuppelen bli et levelig habitat, komplett med sin egen vannsyklus og karbonsyklus. Alternativt kan vannet fordampes, og oksygengass dannes ved å utsette det for solstråling (en prosess kjent som fotolyse).
En annen mulighet vil være å bygge underjordisk. I årevis har NASA lekt med ideen om å bygge kolonier i stabile, underjordiske lavarør som er kjent for å eksistere på Månen. Og geologiske data innhentet av MESSENGER-sonden under flybys den gjennomførte mellom 2008 og 2012 førte til spekulasjoner om at det også kan finnes stabile lavarør på kvikksølv.
Dette inkluderer informasjon innhentet under sondens flyby av Merkur i 2009, som avslørte at planeten var mye mer geologisk aktiv i fortiden enn tidligere antatt. I tillegg begynte MESSENGER å oppdage rare sveitsiske ostlignende funksjoner på overflaten i 2011. Disse hullene, som er kjent som "hulker", kan være en indikasjon på at det også finnes underjordiske rør på Merkur.
Kolonier bygget inne i stabile lavarør ville være naturlig skjermet for kosmisk og solstråling, ekstreme temperaturer, og kunne presses for å skape pustende atmosfærer. I tillegg opplever Mercury på denne dybden langt mindre i veien for temperaturvariasjoner og ville være varm nok til å være beboelig.
Potensielle fordeler:
På et øyeblikk ser Merkur ut som Jordens måne, så å bosette den ville stole på mange av de samme strategiene for å etablere en månebase. Det har rikelig med mineraler å tilby, noe som kan bidra til å bevege menneskeheten mot en økonomi etter knapphet. I likhet med Jorden er det en landlig planet, noe som betyr at den består av silikatbergarter og metaller som er differensiert mellom en jernkjerne og silikatskorpe og mantel.
Imidlertid er kvikksølv sammensatt av 70% metaller mens jordas sammensetning er 40% metall. Dessuten har Merkur en spesiell stor kjerne av jern og nikkel, og som utgjør 42% av volumet. Til sammenligning utgjør jordens kjerne bare 17% av volumet. Som et resultat, hvis kvikksølv skulle brytes, kunne det produseres nok mineraler til å vare på ubestemt tid.
Nærheten til solen betyr også at den kan utnytte en enorm mengde energi. Dette kan samles av orbitale solarrayer, som vil kunne utnytte energi konstant og stråle den til overflaten. Denne energien kan deretter stråles til andre planeter i solsystemet ved bruk av en serie overføringsstasjoner plassert ved Lagrange Points.
Det er også spørsmålet om Merkurius tyngdekraft, som er 38% prosent av jordens normale. Dette er over det dobbelte av det månen opplever, noe som betyr at kolonister ville ha en enklere tid å tilpasse seg den. Samtidig er den også lav nok til å gi fordeler for eksport av mineraler, siden skip som går fra overflaten vil trenge mindre energi for å oppnå rømningshastighet.
Til slutt er det avstanden til selve Merkur. Med en gjennomsnittlig avstand på omtrent 93 millioner km (58 millioner mi), varierer Merkur mellom å være 77,3 millioner km (48 millioner mi) til 222 millioner km (138 millioner mi) borte fra jorden. Dette plasserer det mye nærmere enn andre mulige ressursrike områder som Asteroidebeltet (329 - 478 millioner km unna), Jupiter og dets månesystem (628,7 - 928 millioner km), eller Saturns (1,2 - 1,67 milliarder km).
Dessuten oppnår Merkur en underordnet forbindelse - punktet der det er på sitt nærmeste punkt til Jorden - hver 116 dag, noe som er betydelig kortere enn enten Venus 'eller Mars'. I utgangspunktet kunne oppdrag som er bestemt til Merkur, skytes opp nesten hver fjerde måned, mens oppskytningsvinduer til Venus og Mars måtte finne sted hvert år for hver tredje år og 26. måned.
Når det gjelder reisetid, er det blitt montert flere oppdrag til Merkur som kan gi oss et anslag for hvor lang tid det kan ta. For eksempel det første romfartøyet som reiste til Mercury, NASAs Mariner 10 romfartøy (som ble lansert i 1973), tok omtrent 147 dager å komme dit.
Nylig har NASA BUDBRINGER romfartøy som ble lansert 3. august 2004 for å studere Merkur i bane, og gjorde sin første flyby 14. januar 2008. Det er totalt 1 260 dager å komme fra Jorden til Merkur. Den forlengede reisetiden skyldtes at ingeniører prøvde å plassere sonden i bane rundt planeten, så den trengte å fortsette med en lavere hastighet.
Utfordringer:
Selvfølgelig vil en koloni på Merkur fortsatt være en enorm utfordring, både økonomisk og teknologisk. Kostnadene for å etablere en koloni hvor som helst på planeten ville være enorme, og ville kreve at rikelig med materiale sendes fra jorden eller utvinnes på stedet. Uansett vil en slik operasjon kreve en stor flåte av romskip som er i stand til å gjøre reisen på en respektabel tid.
En slik flåte eksisterer ennå ikke, og kostnadene for å utvikle den (og den tilhørende infrastrukturen for å få alle nødvendige ressurser og forsyninger til Merkur) ville være enorm. Å stole på roboter og ressursutnyttelse på stedet (ISRU) ville helt sikkert kuttet kostnadene og redusert mengden materialer som måtte sendes. Men disse robotene og deres operasjoner må beskyttes mot stråling og solens bluss til de fikk jobben gjort.
I utgangspunktet er situasjonen som å prøve å etablere et ly midt i tordenvær. Når det er fullført, kan du ta ly. Men i mellomtiden vil du sannsynligvis bli våt og skitten! Og selv når kolonien var fullstendig, ville kolonistene selv måtte takle de stadig tilstedeværende farene ved eksponering for stråling, dekompresjon og ekstreme temperaturer i varme og kulde.
Som sådan, hvis en koloni ble opprettet på Merkur, ville den være sterkt avhengig av teknologien (som måtte være ganske avansert). Inntil kolonien ble selvforsynt, ville de som bor der være avhengige av forsyningsforsendelser som måtte komme regelmessig fra Jorden (igjen, fraktkostnader!)
Likevel, når den nødvendige teknologien var utviklet, og vi kunne finne ut av en kostnadseffektiv måte å skape en eller flere bosetninger og skip til Merkur, kunne vi se frem til å ha en koloni som kunne gi oss ubegrensede energi og mineraler. Og vi vil ha en gruppe menneskelige naboer kjent som Hermians!
Som med alt annet knyttet til kolonisering og terraforming, når vi først har konstatert at det faktisk er mulig, er det eneste spørsmålet "hvor mye er vi villige til å bruke?"
Vi har skrevet mange interessante artikler om kolonisering her på Space Magazine. Her er grunnen til å kolonisere månen først ?, Kolonisere Venus med flytende byer, vil vi noen gang kolonisere Mars ?, og den definitive guiden for terrforming.
Astronomy Cast har også noen interessante episoder om emnet. Sjekk ut Episode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists, Episode 115: The Moon, Part 3 - Return to the Moon, Episode 381: Hollowing Asteroids in Science Fiction.
kilder:
- geoscienceworld.org/content/early/2014/10/14/G35916.1.full.pdf+html?ijkey=rxQlFflgdo/rY&keytype=ref&siteid=gsgeology
- Taylor, Richard L. S. (1992) Paraterraforming - Verdenshusbegrepet. Journal of the British Interplanetary Society, vol. 45, gnr. 8
- Viorel Badescu, Kris Zacny (red.). Indre solsystem: potensielle energi- og materielle ressurser. Springer, 2015
- nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/24oct_sleepyhollows/
- nasa.gov/centers/goddard/news/features/2010/biggest_crater.html
- nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/24oct_sleepyhollows/
