Ak má ľudstvo žiť dlhý čas, možno budeme musieť kolonizovať ďalšie planéty. Buď my sami urobíme Zem neobývateľnou, alebo jednoducho príde k prirodzenému koncu a nebude schopná podporovať život - jedného dňa budeme nútení hľadať nový domov.
Hollywoodske filmy ako Marťan a Medzihviezdnik nám dávajú predstavu o tom, čo by nás mohlo čakať. Mars je zďaleka najobývateľnejšou planétou v našej slnečnej sústave. Existujú však tisíce ďalších exoplanet obiehajúcich ďalšie hviezdy, ktoré by mohli nahradiť našu Zem. Aké technológie potrebujeme, aby to bolo možné?
Už máme jednu vesmírnu kolóniu - Medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS). Nachádza sa však len 350 km od Zeme a posádka šiestich, ktorá tam je, musí neustále zásobovať zdroje. Väčšina technológií vyvinutých pre ISS, ako napríklad ochrana pred žiarením, recyklácia vody a vzduchu a získavanie slnečnej energie, bude určite k dispozícii pre budúce vesmírne dohody. Vytvorenie stálej vesmírnej kolónie na povrchu inej planéty alebo mesiaca by však mohlo spôsobiť mnoho nových problémov.
Neprirodzené prostredie
Hlavnou požiadavkou na ľudské osídlenie je biotop - izolované prostredie, ktoré dokáže udržiavať tlak vzduchu, jeho zloženie (množstvo kyslíka) a teplotu a chrániť obyvateľov pred žiarením. Toto bude pravdepodobne pomerne ťažké dosiahnuť.
Uvedenie veľkých a ťažkých predmetov do vesmíru je nákladné a náročné. Kozmická loď z dní misií Apollo, ktoré pozostávali z viacerých modulov schopných oddelenia a dokovania, bola rozmiestnená do vesmíru po častiach a zostavená astronautmi. Vzhľadom na pôsobivý pokrok v oblasti autonómnej kontroly sa však tieto časti budú môcť zostaviť nezávisle. V súčasnosti sa manévre, ako je dokovacia stanica Apollo, vykonávajú úplne automaticky.
Propagačné video:
Prílohy v 3D
Prípadne si môžete vziať so sebou z krajiny malú množinu nástrojov a vytvoriť miestnu lokalitu s využitím miestnych zdrojov. 3D tlačiarne sa môžu použiť najmä na transformáciu minerálov z miestnej pôdy na fyzikálne štruktúry. Mimochodom, už sa to začalo vnímať ako možnosť. Súkromná spoločnosť Planetary Resources demonštrovala, ako funguje 3D tlač pomocou asteroidu bohatého na kovy, ktorý sa našiel na Zemi v mieste dopadu. NASA nainštalovala na ISS 3D tlačiareň, aby ukázala, že sa dá použiť v nulovej gravitácii ako potenciálna metóda výroby komponentov pre vesmírnu loď.
Voda ako životne dôležitá zložka
Po vybudovaní biotopu bude kolónia potrebovať neustále zásobovanie vodou, kyslíkom, energiou a potravou, aby si udržala svojich obyvateľov. Bude to potrebné v prípade, že kolónia nebude vybudovaná na idylickej planéte, ako je Zem, z hľadiska množstva zdrojov. Voda, ako vieme, je základom života. Môže sa tiež použiť na výrobu paliva alebo na ochranu pred rádioaktívnym žiarením.
Prvá osada bude musieť vziať so sebou určité množstvo vody a potom zlikvidovať všetok tekutý odpad. Toto sa už praktizuje na ISS, kde sa nestráca ani jedna kvapka tekutiny (voda po umytí, pot, slzy alebo dokonca moč). Kolónia bude pravdepodobne musieť extrahovať vodu z rezerv podzemných vôd, ktoré môžu existovať na Marse, alebo z ľadu, ktorý sa nachádza pod hladinou niektorých asteroidov.
Voda tiež slúži ako zdroj kyslíka. Na ISS sa kyslík generuje procesom známym ako elektrolýza na oddelenie kyslíka od vodíka vo vode. NASA tiež pracuje na vývoji metód na získavanie kyslíka z atmosféry vedľajšími produktmi, ako je oxid uhličitý, ktoré pri dýchaní vydýchame.
Výroba energie
Výroba energie je pravdepodobne technologickým aspektom vytvárania kolónií, na ktorý sme najlepšie pripravení vďaka fotovoltaickým panelom (solárne panely). V závislosti od umiestnenia kolónie na planéte však možno budeme musieť túto technológiu zlepšiť. Vo vzdialenosti Zeme môžeme získať asi 470 V elektrickej energie na každý štvorcový meter solárnych panelov. Toto číslo bude nižšie na povrchu Marsu, pretože sa nachádza 50% ďalej od Slnka ako Zem a má silnú atmosféru, ktorá čiastočne vylučuje slnečné svetlo.
Najmä v morskom prostredí sa pravidelne vyskytujú piesočné búrky, o ktorých je známe, že sú problematické. Piesok ďalej obmedzuje množstvo prijatého svetla a môže sa tiež akumulovať a zakrývať panely. Riešenie tohto problému sa však už rieši modernizáciou existujúcich vozoviek Mars, ktoré sa odosielajú na Mars. Napríklad dva NASA lietadlá Spirit a Opportunity spoločnosti NASA boli navrhnuté na 90 dní prevádzky, ale o viac ako 12 rokov sú stále v prevádzke. Tiež sa zistilo, že marťanský vietor pravidelne čistí prach z panelov.
Hydroponie
Kolónia musí byť sebestačná, takže aj bez replikátora Star Trek má poľnohospodárstvo pre produkciu potravín veľký význam. Plodiny sa môžu tiež použiť na premenu oxidu uhličitého vo vzduchu na priedušný kyslík. Pestovanie rastlín na Zemi nie je také ťažké, pretože sa prispôsobili tomuto prostrediu tisíce rokov. Pestovanie ovocia a zeleniny vo vesmíre alebo na inej planéte však nie je také ľahké.
Teplota, tlak, vlhkosť, hladiny oxidu uhličitého, zloženie pôdy a gravitácia ovplyvňujú prežitie a rast rastlín v rôznej miere v rôznych druhoch. Prebieha niekoľko štúdií a experimentov zameraných na pestovanie rastlín v kontrolovaných komorách, ktoré napodobňujú prostredie vesmírnej kolónie. Hydroponika je jedným z možných riešení tohto problému, ako sa ukázalo na Zemi s reďkovkami, šalátom a zelenou cibuľkou. Hydroponika zahŕňa pestovanie rastlín v bohatej výživnej tekutine bez pôdy.
Zmena podnebia
Poslednou požiadavkou na vesmírnu kolóniu je klíma vhodná na celý život. Zloženie atmosféry a podnebia na iných nebeských telách je veľmi odlišné od Zeme. Na Mesiaci alebo asteroidoch nie je atmosféra a na Marse je väčšinou oxid uhličitý. Tu sa povrchová teplota pohybuje v rozmedzí od 20 ° C až po -153 ° C na póloch v zime a tlak vzduchu je iba 0,6% tlaku na Zemi. V takýchto podmienkach budú osadníci nútení žiť v izolovaných biotopoch, mimo ktorých bude možné iba s využitím vesmírnych oblekov.
Môžeme vytvoriť život na Marse?
Prípadne môžeme vo veľkej miere zmeniť klímu planéty. „Geoinžinierstvo“sa už študuje ako spôsob reagovania na klimatické zmeny Zeme. Vyžaduje si to obrovské úsilie, ale podobné metódy možno rozšíriť a uplatniť napríklad na iné planéty, ako napríklad Mars.
Potenciálnymi riešeniami sú tiež bioinžinierske organizmy, ktoré môžu prevádzať oxid uhličitý v atmosfére na kyslík alebo stmavovať polárne čiapky Marsu, aby sa znížilo množstvo slnečného svetla, ktoré odrážajú, a tým sa zvýšila povrchová teplota. Okrem toho vytvorenie veľkého obiehajúceho slnečného zrkadla pomôže odraziť slnečné svetlo do konkrétnych oblastí, ako sú póly, na zvýšenie lokalizovanej teploty. Niektorí sa domnievajú, že takéto relatívne malé zmeny teploty môžu mať vplyv na zmenu podnebia a spôsobiť oveľa vyšší tlak vzduchu. Toto by mohol byť prvý krok smerom k vytvoreniu Marsu.