HVORDAN KOLONISERER VI SATURNS MåNER?

Send

Velkommen tilbake til vår serie om kolonisering av solsystemet! I dag tar vi en titt på den største av Saturns måner - Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus og Mimas.

Fra 1600-tallet og fremover gjorde astronomer noen dype funn rundt planeten Saturn, som de mente var den fjerneste planeten i solsystemet på den tiden. Christiaan Huygens og Giovanni Domenico Cassini var de første, og oppdaget de største månene fra Saturn - Titan, Tethys, Dione, Rhea og Iapetus. Flere funn fulgte; og i dag inkluderer det vi anerkjente som Saturn-systemet 62 bekreftede satellitter.

Det vi vet om dette systemet har vokst betydelig de siste tiårene, takket være oppdrag som Voyager og Cassini. Og med denne kunnskapen har det kommet flere forslag som hevder hvordan Saturns måner en dag skal koloniseres. I tillegg til å skryte av det eneste kroppen som har en tett, nitrogenrik atmosfære, er det også mange ressurser i dette systemet som kan utnyttes.

I likhet med ideen om å kolonisere månen, Mars, månene til Jupiter og andre organer i solsystemet, har ideen om å etablere kolonier på Saturns måner blitt utforsket mye i science fiction. Samtidig er det kommet vitenskapelige forslag som understreker hvordan kolonier vil være til nytte for menneskeheten, slik at vi kan montere oppdrag dypere i rommet og innlede en tid med overflod!

Eksempler i skjønnlitteratur:

Koloniseringen av Saturn har vært et tilbakevendende tema i science fiction gjennom flere tiår. For eksempel i Arthur C. Clarkes roman fra 1976 Imperial Earth, Titan er hjemsted for en menneskelig koloni på 250 000 mennesker. Kolonien spiller en viktig rolle i handel, der hydrogen tas fra atmosfæren i Saturn og brukes som drivstoff for interplanetarisk reise.

I Piers Anthony's Bio of a Space Tyrant serien (1983-2001), har Saturns måner blitt kolonisert av forskjellige nasjoner i en epost etter diaspora. I denne historien har Titan blitt kolonisert av japanerne, mens Saturn har blitt kolonisert av russere, kinesere og andre tidligere asiatiske nasjoner.

I romanen Titan (1997) av Stephen Baxter, sentrerer plottet på et NASA-oppdrag til Titan som må kjempe for å overleve etter krasj landing på overflaten. I de første kapitlene av Stanislaw Lem fiasco (1986) ender en karakter frossent på overflaten av Titan, hvor de sitter fast i flere hundre år.

I Kim Stanley Robinsons Mars Trilogy (1996) brukes nitrogen fra Titan i terraformingen av Mars. I romanen hans 2312 (2012) har menneskeheten kolonisert flere av Saturns måner, som inkluderer Titan og Iapetus. Flere referanser vises til "Enceladian biota" i historien, som er mikroskopiske fremmede organismer som noen mennesker inntar på grunn av deres antatte medisinske verdi.

Som en del av Grand Tour-serien, Ben Bovas romaner Saturn (2003) og Titan (2006) tok for seg koloniseringen av det croniske systemet. I disse historiene blir Titan utforsket av en kunstig intelligent rover som på mystisk vis begynner å fungere, mens en mobil menneskelig romfarekoloni utforsker ringene og andre måner.

Foreslåtte metoder:

I boka hans Entering Space: Opprette en romfartssivilisasjon (1999) tok Robert Zubrin til orde for å kolonisere det ytre solsystemet, en plan som inkluderte gruvedrift av atmosfærene til de ytre planetene og etablering av kolonier på månene deres. I tillegg til Uranus og Neptune, ble Saturn utpekt som en av de største kildene til deuterium og helium-3, noe som kunne drive den ventende fusjonsøkonomien.

Han identifiserte videre Saturn som den viktigste og mest verdifulle av de tre på grunn av sin relative nærhet, lave stråling og utmerkede månesystem. Zubrin hevdet at Titan er en fremste kandidat for kolonisering fordi det er den eneste månen i solsystemet som har en tett atmosfære og er rik på karbonholdige forbindelser.

9. mars 2006 fant NASAs Cassini-romsonde mulige bevis for flytende vann på Enceladus, som ble bekreftet av NASA i 2014. Ifølge data hentet fra sonden, kommer dette vannet ut fra jetfly rundt Enceladus 'sørpol, og er ikke mer enn titalls meter under overflaten på bestemte steder. Dette ville gjort å samle vann betydelig enklere enn på en måne som Europa, der isisen er flere km tykk.

Data innhentet av Cassini pekte også på tilstedeværelsen av flyktige og organiske molekyler. Og Enceladus har også en høyere tetthet enn mange av Saturns måner, noe som indikerer at den har en større gjennomsnittlig silikatkjerne. Alle disse ressursene vil vise seg å være veldig nyttige for å bygge en koloni og gi grunnleggende operasjoner.

I oktober 2012 avduket Elon Musk konseptet sitt for en Mars Colonial Transporter (MCT), som var sentralt i hans langsiktige mål om å kolonisere Mars. Musk uttalte på det tidspunktet at den første ubemannede flyreisen fra Mars transport-romfartøyet skulle finne sted i 2022, etterfulgt av det første bemannede MCT-oppdraget som avgang i 2024.

I september 2016, under den internasjonale astronautiske kongressen i 2016, avslørte Musk ytterligere detaljer om planen hans, som inkluderer design for et interplanetært transportsystem (ITS) og estimerte kostnader. Dette systemet, som opprinnelig var ment å transportere nybyggere til Mars, hadde utviklet seg i sin rolle å transportere mennesker til fjernere steder i solsystemet - som kunne inkludere joviske og croniske måner.

Potensielle fordeler:

Sammenlignet med andre steder i solsystemet - som det joviske systemet - er Saturns største måner utsatt for betydelig mindre stråling. For eksempel er Jupiters måner av Io, Ganymede og Europa alle utsatt for intens stråling fra Jupiters magnetfelt - fra 3600 til 8 rems dag. Denne mengden eksponering vil være dødelig (eller i det minste veldig farlig) for mennesker, noe som krever at betydelige motforanstaltninger er på plass.

Derimot er Saturns strålingsbelter betydelig svakere enn Jupiters - med en ekvatorial feltstyrke på 0,2 gauss (20 mikrotesla) sammenlignet med Jupiters 4,28 gauss (428 mikrotesla). Dette feltet strekker seg fra rundt 139 000 km fra Saturns sentrum ut til en avstand på omtrent 362 000 km - sammenlignet med Jupiters, som strekker seg til en avstand på omtrent 3 millioner km.

Av Saturns største måner faller Mimas og Enceladus innenfor dette beltet, mens Dione, Rhea, Titan og Iapetus alle har baner som plasserer dem fra rett utenfor Saturns strålingsbelter til langt utenfor det. Titan, for eksempel, går i bane rundt Saturn i en gjennomsnittsavstand (halv-hovedakse) på 1221 870 km, og plasserer den trygt utenfor rekkevidden til bensigigantens energiske partikler. Og den tykke atmosfæren kan være nok til å beskytte innbyggerne mot kosmiske stråler.

I tillegg kan frosne flyktige stoffer og metan som høstes fra Saturns måner brukes for å terraformere andre steder i solsystemet. Når det gjelder Mars er nitrogen, ammoniakk og metan blitt foreslått som et middel til å tykne atmosfæren og utløse en drivhuseffekt for å varme opp planeten. Dette vil føre til at vannis og frossen CO² ved polene sublimerer - noe som skaper en selvopprettholdende prosess med økologisk endring.

Kolonier på Saturns måner kan også tjene som baser for høsting av deuterium og helium-3 fra Saturns atmosfære. De store kildene til vannis på disse månene kan også brukes til å lage rakettbrensel, og dermed tjene som stoppested og tanking. På denne måten kan en kolonisering av Saturn-systemet gi drivstoff til jordas økonomi og lette letingen dypere i det ytre solsystemet.

Utfordringer:

Naturligvis er det mange utfordringer med å kolonisere Saturns måner. Disse inkluderer avstanden som er involvert, de nødvendige ressursene og infrastrukturen og de naturlige farene koloniene på disse månene ville måtte takle. For det første, selv om Saturn kan være rik på ressurser og nærmere Jorden enn enten Uranus eller Neptun, er det fortsatt veldig langt.

I gjennomsnitt ligger Saturn omtrent 1 429 milliarder km fra Jorden; eller ~ 8,5 AU, tilsvarer åtte og en halv ganger den gjennomsnittlige avstanden mellom Jorden og Solen. For å sette det i perspektiv, tok det Voyager 1 sonde omtrent åtte og åtte måneder for å nå Saturn-systemet fra Jorden. For romfartøy som er bemannet og fraktet kolonister og alt utstyret som trengs for å kolonisere overflaten, vil det ta betydelig lengre tid å komme dit.

Disse skipene, for å unngå å bli for store og dyre, måtte stole på kryogen eller dvalemiddelrelatert teknologi for å spare plass på lagring og innkvartering. Mens denne typen teknologi blir undersøkt for besetningsoppdrag til Mars, er det fortsatt veldig mye i forsknings- og utviklingsfasen.

Alle fartøyer som er involvert i koloniseringsarbeidet, eller brukt til å sende ressurser til og fra det croniske systemet, vil også måtte ha avanserte fremdriftssystemer for å sikre at de kunne reise turene på en realistisk tidsperiode. Gitt avstandene som er involvert, vil dette sannsynligvis kreve raketter som brukte kjernefysisk termisk fremdrift, eller noe enda mer avansert (som antistoff-raketter).

Og selv om det førstnevnte er teknisk mulig, er det ikke bygget noen slike fremdriftssystemer ennå. Noe mer avansert vil kreve mange flere år med forskning og utvikling, og et stort engasjement for ressurser. Alt dette reiser på sin side det avgjørende spørsmålet om infrastruktur.

I utgangspunktet ville enhver flåte som opererer mellom Jorden og Saturn, kreve et nettverk av baser mellom hit og dit for å holde dem forsynt og drevet. Så virkelig, alle planer for å kolonisere Saturns måner måtte vente på opprettelsen av permanente baser på Månen, Mars, asteroidebeltet, og mest sannsynlig de joviske månene. Denne prosessen vil være straks kostbar etter gjeldende standarder og (igjen) kreve en flåte av skip med avanserte drivsystemer.

Og selv om stråling ikke er en stor trussel i det croniske systemet (i motsetning til rundt Jupiter), har månene vært utsatt for store konsekvenser i løpet av historien. Som et resultat vil alle bosetninger som er bygget på overflaten trolig trenge ekstra beskyttelse i bane, som en streng forsvarssatellitter som kan omdirigere kometer og asteroider før de nådde bane.

Gitt dets rike ressurser, og mulighetene det vil gi for å utforske dypere i solsystemet (og kanskje til og med utenfor), er Saturn og dets månesystem intet mindre enn en stor premie. På toppen av det er utsiktene til å kolonisere det mye mer attraktivt enn andre steder som har større farer (dvs. Jupiters måner).

En slik innsats vil imidlertid være skremmende og kreve et stort engasjement på flere generasjoner. Og en slik innsats vil mest sannsynlig måtte vente på bygging av kolonier og / eller baser på steder nærmere Jorden først - for eksempel på Månen, Mars, Asteroidebeltet og rundt Jupiter. Men vi kan absolutt holde ut håpet på lang sikt, ikke sant?

Vi har skrevet mange interessante artikler om kolonisering her på Space Magazine. Her er hvorfor kolonisere månen først ?, Hvordan koloniserer vi kvikksølv ?, Hvordan koloniserer vi Venus?, Koloniserer Venus med flytende byer, vil vi noen gang kolonisere Mars?, Hvordan koloniserer vi Jupiters måner ?, og den definitive guiden for terrforming.

Astronomy Cast har også mange interessante episoder om emnet. Sjekk ut Episode 59: Saturn, Episode 61: Saturn's Moons, Episode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists, Episode 115: The Moon, Part 3 - Return to the Moon, and Episode 381: Hollowing Asteroids in Science Fiction.

kilder: