متنوع

إنشاء حديقة على الكوكب الأحمر: كيف يمكننا استعمار / تعديل المريخ؟

إنشاء حديقة على الكوكب الأحمر: كيف يمكننا استعمار / تعديل المريخ؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لعب المريخ دورًا مهمًا في التقاليد الأسطورية والفلكية للثقافات البشرية منذ زمن بعيد. ولكن مع اختراع التلسكوب ، بدأ العلماء في تقدير كوكب المريخ على حقيقته: كوكب مشابه للأرض ، ويقع بجواره تقريبًا.

بحلول القرن التاسع عشر ، تحسنت دقة التلسكوبات لدرجة تمكن علماء الفلك من تمييز سمات السطح.

في عام 1877 ، تمكن عالم الفلك الإيطالي جيوفاني شياباريللي من إنشاء أول خريطة تفصيلية للمريخ ولاحظ وجود معالم غريبة أطلق عليها "كانالي" (القنوات).

ذات صلة: ناسا تدعوك لإرسال اسمك إلى المريخ

أدى هذا إلى ظهور أسطورة حضارة المريخ ، والتي استمرت حتى القرن العشرين. ولكن بفضل المهام الروبوتية العديدة التي تم إرسالها إلى الكوكب الأحمر منذ الستينيات ، اكتشف العلماء أن المريخ في الواقع مكان بارد جدًا وجاف وغير مضياف. لقد تعلموا أيضًا أن الأمر لم يكن دائمًا على هذا النحو ، وكان له غلاف جوي ومحيطات أكثر سمكًا على سطحه.

أدت الزيادة الأخيرة في عمليات الاستكشاف ، بالإضافة إلى الاكتشافات التي كانت صالحة للسكنى على كوكب المريخ ، إلى تجدد الاهتمام بإرسال البشر إلى المريخ ، وليس الاكتشاف فقط. حتى أن هناك خططًا لإرسال أشخاص إلى هناك لإنشاء وجود دائم هناك ، والذي قد يتضمن أو لا يشمل الهندسة البيئية للكوكب لجعله أكثر شبهاً بالأرض ؛ وهذا يعني إصلاحها.

ربما حان الوقت للتخلص من جميع المقترحات التي تم تقديمها على مر السنين ومعرفة ما إذا كانت لا تزال ذات قيمة!

مقترحات مبكرة

حتى قبل أن تبدأ البعثات الروبوتية في دراسة المريخ عن قرب - سواء كان ذلك من الفضاء أو المدار أو على الأرض - فكر العلماء في ما يتطلبه الأمر لإرسال مهمة مأهولة إلى الكوكب الأحمر.

مشروع المريخ (1952):

في عام 1952 ، أطلق عالم الصواريخ الألماني الأمريكي ويرنر فون براونمشروع المريخ ، أول أطروحة تقنية في العالم لمهمة مأهولة مقترحة إلى المريخ. جاء مصدر إلهام الأطروحة إلى حد كبير من الرحلات الاستكشافية الكبيرة في القطب الجنوبي التي كانت تُنظم في ذلك الوقت - لا سيما من قبل البحرية الأمريكية ، المسماة عملية Highjump (1946-47).

دعت الخطة إلى أسطول من 10 مركبات فضائية (7 سفن ركاب و 3 سفن شحن) يمكن تجميعها في مدار الأرض باستخدام مكوكات فضائية قابلة لإعادة الاستخدام. سيسافر الأسطول مع طاقم مكون من 70 شخصًا وسيبدأ في عام 1965 (حسب تقديره) وسيستغرق ثلاث سنوات للوصول إلى المريخ والعودة.

بمجرد الوصول إلى مدار حول المريخ ، سيستخدم الطاقم التلسكوبات للعثور على موقع مناسب لمعسكر قاعدتهم بالقرب من خط الاستواء.

ستستخدم مجموعة الهبوط بعد ذلك سلسلة من المراكب المجنحة ، والتي سيتم تثبيتها على السطح الخارجي للبدن ، وتنزلق إلى أحد أعمدة المريخ وتستخدم الزلاجات المثبتة على الهيكل للهبوط على الجليد.

باستخدام الزواحف ، كان الطاقم يسافر براً لمسافة 6500 كيلومتر (أكثر من 4000 ميل) إلى موقع معسكر القاعدة المحدد ويبدأ في بناء قطاع هبوط.

ثم ينزل بقية أفراد الطاقم الأرضي باستخدام طائرات شراعية بعجلات إلى مدرج الهبوط ، تاركين طاقم هيكل عظمي لتشغيل السفن.

بعد قضاء 443 يومًا على السطح في إجراء العمليات العلمية ، سيستخدم الطاقم الطائرات الشراعية كمركبة للصعود والعودة إلى الأسطول.

بسبب الطبيعة التفصيلية والحسابات والتخطيط ، مشروع المريخ لا يزال أحد أكثر الكتب تأثيرًا في تخطيط البعثات البشرية إلى المريخ.

أخيرًا ، قام فون براون بحساب حجم ووزن كل سفينة ، وكمية الوقود التي سيحتاجها كل منهم للرحلة ذهابًا وإيابًا وحتى حسب طول حروق الصواريخ اللازمة لأداء المناورات المطلوبة.

في تقرير عام 2001 أعده مركز جونسون للفضاء التابع لناسا ، وصفت الكاتبة آني بلاتوف فون براون بأنه "دون أدنى شك ، الشخصية الأكثر تأثيرًا في تاريخ التخطيط البشري لبعثة المريخ".

مقترحات ناسا

بين الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، طرحت ناسا العديد من المفاهيم لإرسال رواد فضاء إلى المريخ. كخطوة منطقية تالية بعد المهمات المأهولة إلى القمر (برنامج أبولو) ، كان من الطبيعي فقط تقييم ما قد تستلزمه مثل هذه المهمة ، وما إذا كانت ممكنة تقنيًا أم لا.

مشروع أوريون:

من عام 1957 إلى عام 1962 ، تم تقديم اقتراحين كان من الممكن أن يجعلا مهمات مأهولة إلى المريخ ممكنة. الأول كان مشروع أوريون ، الذي اقترح مركبة فضائية ذات دفع نبضي نووي (NPP) والتي سيكون لها رؤوس حربية نووية تدفع نفسها إلى كواكب أخرى (وحتى أنظمة نجمية أخرى) خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا.

مثل هذه المهمة ، التي كان من الممكن أن تحمل حمولات أثقل بكثير ، كانت ستجعل المهمات إلى المريخ ممكنة.

ومع ذلك ، فإن معاهدة الحظر المحدود للتجارب لعام 1963 منعت استخدام الرؤوس الحربية النووية في الفضاء وتم التخلي عن المشروع.

مشروع EMPIRE والمركبة الفضائية النووية:

في عام 1962 ، أطلق مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا "مشروع إمبير" (الرحلات الاستكشافية المأهولة المبكرة بين الكواكب والكواكب) ، والذي دعا شركاء الصناعة إلى تقديم مقترحات لبعثات المريخ المحتملة.

كانت هذه الدراسات هي الأولى التي استفادت من الرحلات الفضائية الفعلية لوكالة ناسا وأشارت إلى أن مثل هذه المهمة يمكن القيام بها باستخدام ثمانية معززات ساتيرن 5 ، أو صاروخ مطور.

أرست هذه الدراسات الأساس لمزيد من العمل النظري حول هذا الموضوع. في سبعينيات القرن الماضي ، بعد نجاح برنامج أبولو ، دعا فون براون إلى مهمة مأهولة إلى المريخ بحلول الثمانينيات. ستعتمد المهام على صواريخ Saturn V ذات المرحلة العليا التي تعمل بالطاقة النووية.

ستأخذ هذه المرحلة من الصاروخ طاقمًا ومركبة هبوط / عودة طوال الطريق إلى المريخ باستخدام مفاعلات المحرك النووي لتطبيق المركبات الصاروخية (نيرفا). تم النظر في هذا الاقتراح من قبل الرئيس نيكسون لكنه تم تمريره لصالح برنامج مكوك الفضاء.

مارس دايركت (1990):

في عام 1990 ، كتب مهندسو الطيران روبرت زوبرين وديفيد بيكر ورقة بحثية بعنوان "مارس دايركت "، قدموا فيها مقترحات لخطة فعالة من حيث التكلفة لإرسال مهمة إلى المريخ باستخدام التكنولوجيا الحالية.

في عام 1996 ، أصدر زوبرين نسخة مختصرة من الدراسة للجمهور بعنوان حالة المريخ: خطة توطين الكوكب الأحمر ولماذا يجب علينا.

في الكتاب ، يرسم زوبرين صورة لسلسلة من البعثات المريخية المنتظمة التي تندمج في النهاية في جهود الاستعمار. سيبدأ ذلك بترك رواد الفضاء وحدات سكنية على السطح لاستخدام أطقم المستقبل.

سيتبع ذلك بناء موائل كبيرة تحت السطح ، حيث سيكون لدى الناس درع طبيعي من الإشعاع.

بمرور الوقت ، سيتم نشر القباب الجيوديسية البلاستيكية الصلبة (المقاومة للإشعاع والتآكل) على السطح لإنشاء وحدات أكبر ومحاصيل داخلية.

ستبدأ الصناعات المحلية أيضًا في استخدام الموارد المحلية لتصنيع البلاستيك والسيراميك والزجاج. ستجذب هذه الصناعات والفرص التجارية المستوطنين والعمال والاستثمار إلى كوكب المريخ.

بالنسبة للأجيال القليلة الأولى ، أشار زوبرين إلى أن المستعمرة ستظل تعتمد إلى حد كبير على الأرض في الإمدادات. ولكن في نهاية المطاف ، يمكن أن تكون مستوطنة المريخ قادرة على أن تصبح مربحة بسبب مخابئها الكبيرة للمعادن الثمينة وحقيقة أن تركيزات الديوتيريوم أعلى بخمس مرات على سطح المريخ من الأرض ، والتي يمكن تحويلها إلى وقود الهيدروجين والأكسجين السائل.

المقترحات السوفيتية / الروسية

بين عامي 1956 و 1962 ، أجريت سلسلة من الدراسات أوصى فيها رائد الصواريخ السوفيتي ميخائيل تيخونرافوف باتخاذ الخطوات اللازمة للقيام برحلة استكشافية إلى المريخ.

وشمل ذلك إنشاء مجمع المريخ التجريبي (MPK) واستخدام صاروخ N1 المقترح آنذاك - وهي مركبة إطلاق ثقيل مصممة لإرسال رواد فضاء سوفياتي إلى القمر.

خلال الستينيات من القرن الماضي ، تم تقديم مقترحات أيضًا لمركبة فضائية ثقيلة بين الكواكب (TMK باللغة الروسية) والتي سيتم استخدامها لإرسال أطقم إلى المريخ والزهرة دون هبوط.

بين MPK و TMK ، تم تصميم البعثات التي تتصور رحلة ذهاب وعودة إلى المريخ لمدة ثلاث سنوات أو 21 شهرًا. لم ينجح أي من المشروعين لأن صاروخ N-1 لم يتم إطلاقه بنجاح.

المقترحات الحالية

بحلول مطلع القرن ، بدأت وكالة ناسا ووكالات الفضاء الأخرى في التفكير بجدية في اتخاذ "القفزة العظيمة التالية".

في حين أن هذا قد ينطوي على إجراء بعثات متجددة إلى سطح القمر ، كان يُنظر إلى القمر على أنه نقطة انطلاق في هذه المرحلة. لنقتبس من رائد فضاء أبولو الشهير باز ألدرين ، الرجل الثاني الذي يمشي على القمر ومؤيدًا رئيسيًا لاستكشاف المريخ:

"تبنى برنامج Apollo التابع لوكالة ناسا إستراتيجية سباق الفضاء المباشر في عجلة من أمره ، والتي تركت الاتحاد السوفيتي السابق في غبار القمر. وكان القيام بذلك يعني عدم إضاعة الوقت في تطوير إمكانية إعادة الاستخدام. فلنغلق هذا الفصل في استكشاف الفضاء كتب التاريخ ... من وجهة نظري ، من الأفضل إنفاق موارد الولايات المتحدة على التحرك نحو ترسيخ وجود بشري على المريخ ".

رحلة ناسا إلى المريخ (2010 - 2030):

بدأت مهمة الطاقم المقترحة من وكالة ناسا إلى المريخ بشكل جدي مع مرور قانون وكالة ناسا لعام 2010 وسياسة الفضاء الوطنية الأمريكية التي صدرت في نفس العام. من بين أمور أخرى ، وجه القانون وكالة ناسا لاتخاذ جميع الخطوات اللازمة:

"عند تطوير التقنيات والقدرات ... قد يقوم المسؤول باستثمارات في تقنيات الفضاء مثل الدفع المتقدم ، ومستودعات الوقود ، واستخدام الموارد في الموقع ، والحمولات أو القدرات الروبوتية التي تمكن البشر من إرسال بعثات خارج مدار أرضي منخفض تؤدي في النهاية إلى المريخ."

كان من المتصور أصلاً أن تتم المهام المأهولة خلال 2030 باستخدام نظام الإطلاق الفضائي (SLS) ومركبة Orion متعددة الأغراض (MPCV). دعت الخطة إلى ثلاث مراحل وإطلاق ما مجموعه 32 SLS بين عامي 2018 و 2030 لإرسال جميع المكونات الضرورية إلى الفضاء القمري والفضاء القريب من المريخ قبل إرسال مهمة مأهولة إلى السطح.

المرحلة الاولى - متكل على الأرض": تتضمن هذه المرحلة استعادة قدرة الإطلاق المحلية إلى الولايات المتحدة مع استكمال SLS و Orion. كما تضمن الاستخدام المستمر لمحطة الفضاء الدولية حتى عام 2024 لاختبار تقنيات الفضاء السحيق ودراسة الآثار التي تحدثها الرحلات الفضائية الطويلة الأمد (والتعرض المتزايد للإشعاع الشمسي والكوني الناتج) على جسم الإنسان.

المرحلة الثانية - "أرضية الإثبات": بمجرد أن تصبح المركبة الفضائية SLS والمركبة الفضائية Orion جاهزة للانطلاق ، ستبدأ ناسا في تنفيذ سلسلة من المهام إلى الفضاء القمري لاختبار الأنظمة وتطوير الخبرة اللازمة. من المقرر أن تتم أول مهمة استكشاف ، يطلق عليها اسم مهمة الاستكشاف -1 (EM-1) ، في يونيو من عام 2020.

ستشهد هذه المهمة غير المأهولة إطلاق كبسولة Orion بواسطة SLS لأول مرة وإرسالها في رحلة حول القمر. ستكون مهمة الاستكشاف 2 (EM-2) ، المقرر إجراؤها في يونيو 2022 ، أول مهمة مأهولة من Orion ، وستشمل أيضًا المركبة الفضائية التي تحلق حول القمر.

بحلول عام 2024 ، ستشمل مهمة الاستكشاف 3 طاقم أوريون يطير إلى القمر لتسليم أول قطعة من عدة أجزاء من البوابة المدارية القمرية (LOP-G) - القطعة الكبيرة التالية من بنية المهمة الشاملة. يُعرف LOP-G سابقًا باسم Deepspace Gateway ، وهو مشروع دولي تقوده وكالة ناسا لإنشاء وحدة سكن تعمل بالطاقة الشمسية في مدار القمر.

من المقرر أن تكتمل المحطة بحلول منتصف عام 2020 وهي جزء لا يتجزأ من خطة ناسا لإجراء استكشافات متجددة للقمر ، بالإضافة إلى مهام طويلة الأمد إلى المريخ ومواقع أخرى. سيتم إجراء هذه المهام بمجرد دمج Deep Space Transport (DST) في المحطة.

ستتألف هذه المركبة الفضائية - مركبة النقل المريخية (MTV) - من عنصرين: كبسولة أوريون ووحدة سكنية مدفوعة. في الأساس ، بعد إطلاق طاقم من الأرض على متن مركبة فضائية أوريون ، سوف يلتقون مع LOP-G ويعيدون دمج الكبسولة في DST للسفر إلى المريخ.

سيتم بعد ذلك استخدام التوقيت الصيفي لنقل المكونات الضرورية إلى المريخ بحيث يمكن بناء الجزء الأخير من بنية المهمة: معسكر قاعدة المريخ ولاندر ، وكلاهما طورتهما شركة لوكهيد مارتن.

المرحلة الثالثة - "مستقل عن الأرض": في هذه المرحلة الأخيرة من "الرحلة" ، سيجمع رواد الفضاء موطنًا آخر في مدار حول المريخ. المعروف باسم معسكر قاعدة المريخ (MBC) ، سيكون هذا الموطن مشابهًا لـ LOP-G ، ويتألف من سلسلة من الوحدات المتكاملة ويتم تشغيله بواسطة صفائف شمسية.

ستحتوي المحطة على جميع وسائل الراحة اللازمة لطاقم مكون من أربعة أفراد وستشمل وحدة معملية لإجراء العمليات العلمية الرئيسية على سطح المريخ. سيعتمد الطاقم أيضًا على المريخ القابل لإعادة الاستخدام للقيام برحلات من وإلى السطح.

بمجرد اكتمالها ، ستسمح هذه البنية التحتية بمهام متكررة إلى المريخ ، والتي ستتجاوز وكالة ناسا وتشمل شركاء دوليين وتجاريين. تم تلخيص الخطة جيدًا بواسطة Buzz Aldrin:

"أتصور خطة شاملة من شأنها أن تؤدي إلى استيطان بشري دائم على المريخ في السنوات الخمس والعشرين المقبلة. وللبدء في العمل ، يمكن لمحطة الفضاء الدولية أن تكون بمثابة قاعدة اختبار لدعم الحياة على المدى الطويل وللتقنيات التي يمكن أن تكون آمنة وموثوق بها وتنقل أطقم العمل بشكل روتيني إلى الشواطئ البعيدة للمريخ. لقد دافعت عن إنشاء مركبة فضائية لتوضع في حلقات مستمرة بين المريخ والأرض ، وبالتالي وضع مسارًا للاستدامة يربط الكوكبين إلى الأبد ".

وكالة الفضاء الأوروبية:

لدى وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا خطط طويلة الأجل للمريخ ، على الرغم من أنها لم تبني بعد مركبة فضائية مأهولة. ومع ذلك ، بين عامي 2007 و 2011 ، تعاونت وكالة الفضاء الأوروبية مع Roscosmos لإجراء دراسة Mars500 ، وهي سلسلة من تجارب العزلة التعاونية التي تهدف إلى محاكاة مهمة طويلة الأمد إلى المريخ.

بالإضافة إلى ذلك ، أشارت وكالة الفضاء الأوروبية في الماضي إلى أنها تأمل في إرسال رواد فضاء إلى المريخ بحلول منتصف عام 2030. سيحدث ذلك بعد إجراء مهمات مأهولة إلى القمر وإكمال وكالة الفضاء الأوروبية عددًا من المهام الروبوتية إلى سطح المريخ. المقترح آريان 5 سيكون الصاروخ الثقيل هو المرشح المحتمل لمركبة الإطلاق.

إدارة الفضاء الوطنية الصينية:

تتركز جهود الصين المستقبلية في المقام الأول على القمر ( يتغيرون البرنامج) الذي يأمل في تسريع وتيرته في العقود القادمة. سيتوج برنامج استكشاف القمر هذا المكون من ثلاث مراحل ، والذي أرسل العديد من المركبات المدارية ، ومركبات الإنزال ، والمركبات الجوالة إلى السطح ، بعينة من مهمة العودة.

بمجرد الانتهاء من ذلك ، تأمل CNSA في إرسال رواد فضاء صينيين ("رواد فضاء") إلى سطح القمر وربما التعاون مع وكالات مثل وكالة الفضاء الأوروبية لبناء قاعدة على سطح القمر.

حتى الآن ، كانت جميع الخطط الخاصة بمهمة إلى المريخ غامضة إلى حد ما ، حيث من المتوقع أن تتم المهام الآلية بين عامي 2020 وأوائل 2030 ، تليها مهمات مأهولة بين 2040 و 2060.

روسكوزموس:

وبالمثل ، ذكر الروس أنهم يأملون في إجراء مهمات مأهولة إلى القمر في العقود المقبلة وتأجيل الرحلات إلى المريخ حتى منتصف القرن.

في عام 2011 ، أشار النائب الأول نيكولاي بانيشكين من المعهد المركزي للبحوث لبناء الآلات - وهو معهد روسكوزموس - إلى أن البعثات القمرية المأهولة كانت متوقعة بحلول عام 2030 ، مع رحلة استكشافية إلى المريخ في 2040 أو 2045.

في أبريل 2013 ، قال رئيس Roskosmos ، فلاديمير بوبوفكين ، إن أحدث التصاميم المفاهيمية للوكالة تصور إرسال مجمع استكشافي يبلغ وزنه 450 طنًا إلى المريخ.

ستشمل هذه الخطة إنشاء أسطول صغير من مركبات الإطلاق الثقيلة للغاية والقابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا والتي من شأنها إيصال المكونات إلى المدار.

تسعى روسيا أيضًا إلى اتباع مفاهيم الدفع النووي الكهربائي منذ عام 2009 ، والتي من شأنها أن تتيح مهمات طويلة الأمد إلى المريخ وما بعده. سيكون لها قدرة حمولة لنقل المكونات الثقيلة ، مثل وحدات الموائل التي تصورها بوبوفكين.

مقترحات أخرى

بصرف النظر عن وكالات الفضاء الفيدرالية ، قام عدد من شركات الطيران أيضًا بصياغة خطط لاستعمار الكوكب الأحمر. يتماشى هذا مع عصر الفضاء الجديد ، حيث تتولى الصناعة الخاصة دورًا أكبر من أي وقت مضى ، وأصبح استكشاف الفضاء نفسه تجاريًا.

المريخ واحد:

في عام 2012 ، كشفت مجموعة من رواد الأعمال الهولنديين عن خطط لحملة تمويل جماعي لإنشاء قاعدة بشرية على كوكب المريخ ، بدءًا من عام 2023.

دعت الخطة المعروفة باسم MarsOne ، إلى سلسلة من المهمات ذات الاتجاه الواحد لإنشاء مستعمرة دائمة وموسعة على المريخ ، والتي سيتم تمويلها بمساعدة مشاركة وسائل الإعلام.

قاعدة مدعومة بـ 3000 متر مربع من الألواح الشمسية وسيتم استخدام صاروخ SpaceX Falcon 9 Heavy لإطلاق الأجهزة. كان من المقرر أن يهبط أول طاقم مكون من 4 رواد فضاء في عام 2025 ، يليه 4 أفراد طاقم إضافي كل عامين.

لسوء الحظ ، تسببت مشكلات الإعسار في قيام شركة MarsOne بإعلان إفلاسها في عام 2019.

سبيس اكس:

كان إيلون ماسك صريحًا بشأن خططه طويلة المدى لإنشاء مستعمرة على سطح المريخ لسنوات عديدة. وبينما كان تطوير الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام وكبسولة طاقم Dragon بمثابة نقطة انطلاق لتحقيق هذا الهدف ، فإن التطورات الأخيرة مع المركبة الفضائية و ثقيل جدا نظام إطلاق قابل لإعادة الاستخدام تمامًا بدأت مهام SpaceX's Mars في التبلور حقًا.

حاليًا ، تأمل شركة SpaceX في بدء مهام الشحن باستخدامالمركبة الفضائية و ثقيل جدا في وقت مبكر من عام 2022 ، تليها أول رحلة مأهولة في عام 2024.

وفقًا لتصريحات ماسك الأخيرة ، فإنه يأمل في إنشاء بؤرة استيطانية دائمة (Mars Base Alpha) بحلول عام 2028.

مجموعة فيرجن:

اشتهر ريتشارد برانسون ، الرئيس التنفيذي لشركة فيرجن ، بجهوده في إنشاء صناعة طيران قابلة للحياة. لكن بالنظر إلى المستقبل ، فقد أعرب أيضًا عن اهتمامه بإنشاء مشروع سياحي من شأنه أن يأخذ العملاء إلى المريخ. كما أوضح في مقابلة عام 2013 مع CBS This Morning:

"في حياتي ، أنا مصمم على أن أكون جزءًا من بدء مجموعة سكانية على المريخ. أعتقد أن هذا أمر واقعي تمامًا. سيحدث. أعتقد أنه خلال العشرين عامًا القادمة ، سننقل مئات الآلاف من الأشخاص إلى الفضاء و ستوفر لنا الموارد المالية للقيام بأشياء أكبر ".

صنع الحياة على المريخ

أدت التحديات التي تفرضها المسافة بين المريخ والأرض والمخاطر الطبيعية للكوكب إلى بعض الاقتراحات الإبداعية.

على وجه الخصوص ، هناك أفكار لموائل المريخ التي ستوفر الحماية ضد البيئة والإشعاع ، والتي يمكن بناؤها باستخدام الموارد المحلية - وهي عملية تعرف باسم استخدام الموارد في الموقع (ISRU). في النهاية ، يجب أن يفي أي موطن على كوكب المريخ بقائمة طويلة من المتطلبات.

الهواء والحرارة والدرع:

بالنسبة للمبتدئين ، يجب أن يكون كل شيء محكم الإغلاق ومحكم الإغلاق للحفاظ على جو من الهواء المضغوط (22٪ أكسجين و 78٪ نيتروجين) من التسرب. سيتم إعادة تدوير هذا الغلاف الجوي ، الأمر الذي يستلزم أجهزة غسل الكربون للتأكد من إزالة فائض ثاني أكسيد الكربون.

سيحتاج كل موطن أيضًا إلى غرفة معادلة الضغط لضمان احتواء الجو الداخلي ، وبدلات ضغط للسماح للسكان باستكشاف الخارج.

ستحتاج الموائل أيضًا إلى أن تكون لطيفة ومريحة حيث سيتم بناؤها على كوكب حيث يجعل متوسط ​​درجة حرارة السطح ليلة باردة في القارة القطبية الجنوبية تبدو معتدلة بالمقارنة (-63 درجة مئوية ؛ -82 درجة فهرنهايت). وهذا يعني الكثير من التدفئة الداخلية ، والتي يمكن توفيرها باستخدام وحدات التدفئة الشمسية ، والجدران العازلة السميكة ، والملابس الدافئة.

الحماية من الإشعاع هي أيضًا أمر لا بد منه وستتطلب إما بطانة الرصاص أو اليورانيوم المستنفد أو بعض مواد التدريع الأخرى على السطح الخارجي للموئل. خلاف ذلك ، سيتعين بناء المستوطنات تحت السطح ، مع الاستفادة من الحماية الطبيعية التي يوفرها الثرى.

يجب أيضًا أن يكون الوقت بالخارج محدودًا ، وسيتعين على المستوطنين المريخيين مراقبة مستويات الإشعاع لديهم بشكل روتيني (وعلى الأرجح تناول الأدوية المضادة للإشعاع).

المواقع المحتملة:

بصرف النظر عن الاعتماد على التكنولوجيا وطرق البناء لمعرفة احتياجاتنا على المريخ ، يمكن أيضًا استخدام الجغرافيا كإجراء دفاعي.

كما لاحظ العلماء عدة مرات ، هناك مواقع متعددة على سطح المريخ من شأنها أن تكون مواقع أساسية جيدة لأنها توفر درعًا طبيعيًا ، وستكون أسهل في الضغط ، أو الوصول إلى الماء ، أو تكون أكثر دفئًا بشكل طبيعي.

على سبيل المثال ، مثل الأرض والقمر ، يحتوي المريخ على عدد من أنابيب الحمم الثابتة الناتجة عن نشاط بركاني سابق.

في منطقة Arsia Mons ، بالقرب من المنطقة المرتفعة المعروفة باسم Tharsis Bulge ، لوحظ وجود العديد من "المناور" التي تشير إلى وجود أنابيب الحمم البركانية تحت الأرض.

يعتبر الكثيرون هذه الأنابيب موقعًا مثاليًا لبناء قاعدة. لن تسمح المناور بالوصول إلى السطح فحسب ، بل إن الألحان نفسها بعيدة بما يكفي تحت السطح لتوفير الحماية ضد الإشعاع ودرجات الحرارة الموسمية. سيكون من السهل أيضًا الضغط عليها لأن الجدران صلبة صخرية.

تشمل المزايا الأخرى لبناء المستوطنات في المنطقة الاستوائية ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة. خلال الصيف ومنتصف النهار ، تصل درجات الحرارة إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) ، وهي حارة مثل درجة حرارة المريخ.

وهنا أيضًا تكون التغيرات في درجات الحرارة هي الأقل تطرفاً. أشارت الدراسات الحديثة أيضًا إلى أنه قد يكون هناك إمدادات وفيرة من جليد الماء تحت السطح في خط الاستواء وحوله.

تكمن الفكرة في إنشاء قواعد في المناطق القطبية وخطوط العرض المنخفضة ، حيث توفر التربة الصقيعية والقمم الجليدية القطبية إمدادات وفيرة من المياه. فكرة أخرى هي بناء مستوطنات في نظام الوادي الضخم المعروف باسم Valles Marineris ، حيث يكون ضغط الهواء أعلى بنسبة 25 ٪ في المتوسط ​​من بقية الكوكب.

أطلقت وكالة ناسا العديد من التحديات التحفيزية في السنوات القليلة الماضية. إنهم يركزون على الحصول على مدخلات عامة حول إنشاء مساكن المريخ. وتشمل هذه (واستضافتها) Journey to Mars Challenge (NASA) و Makerbot Mars Base Challenge (NASA و Makerbot) وتحدي الموئل ثلاثي الأبعاد (NASA and America Makes).

سعت هذه المسابقات معًا إلى مقترحات من شأنها الاستفادة من التطورات التكنولوجية الحديثة ، مثل التصنيع الإضافي (الطباعة ثلاثية الأبعاد) وطرق ISRU لإنشاء موائل مصنوعة من الثرى والجليد والوحدات النمطية مسبقة التشكيل التي من شأنها توفير الحماية مع السماح أيضًا بالراحة والعمل والبحث و الترفيهية.

المناصرة والتدريب

محاكاة ومحاكاة استكشاف الفضاء في هاواي (المعروف أيضًا باسم Hi-SEAS):

بتمويل من برنامج ناسا للبحوث البشرية ، يتكون هذا البرنامج من موطن على سفوح بركان ماونا لوا في هاواي.

يعمل هذا الموطن كنظير لرحلات الفضاء البشرية للمريخ ، حيث يقيم أطقمه لمدة تصل إلى عام ويقومون بمهام بحثية مصممة لمحاكاة مهمة مأهولة إلى المريخ.

يقع الموقع التناظري على ارتفاع 2500 متر (8200 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، في بيئة صخرية جافة شديدة البرودة وخاضعة لهطول قليل جدًا (مثل المريخ كثيرًا). تعيش أطقم العمل في موطن مغلق يشبه القبة ويرتدون بدلات الفضاء عند السفر في الهواء الطلق للاستكشاف.

لإكمال هذا الوهم ، يستخدم الطاقم مراحيض سماد تحول برازهم إلى مصدر محتمل للأسمدة للطاقم التالي. يتم إجراء الاتصالات من خلال عناوين البريد الإلكتروني الصادرة عن وكالة ناسا - مع تأخير اصطناعي لمحاكاة الفاصل الزمني من المريخ.

جمعية المريخ:

في عام 1998 ، أسس الدكتور روبرت زوبرين وزملاؤه جمعية المريخ ، وهي مجموعة مناصرة غير ربحية تعمل على تثقيف الجمهور ووسائل الإعلام والحكومة حول فوائد استكشاف المريخ. مثل Hi-SEAS ، يقومون أيضًا بإجراء برامج بحث وتدريب لمحاكاة تحديات تركيب مهمة مأهولة إلى المريخ.

تتضمن هذه المهمات أطقمًا مكونة من ستة أو سبعة أشخاص يتدربون معًا في محطة أبحاث مارس الصحراء (MDRS) في جنوب ولاية يوتا. بمجرد اكتمال تدريبهم ، يتم إرسال الطاقم إلى محطة Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) ، الواقعة في جزيرة ديفون في شمال كندا.

هنا أيضًا ، تشارك الأطقم في أنشطة مصممة لمحاكاة الظروف على كوكب آخر. طوال المدة ، سيعيشون ويعملون في محطة أبحاث تمثيلية للمريخ (MARS) - موطن نموذج أولي تخطط جمعية المريخ للهبوط عليه في النهاية على المريخ يومًا ما.

جعل المريخ أخضر (الاستصلاح)

إذا كانت البشرية تنوي جعل المريخ بؤرة أمامية دائمة لحضارتنا ، فهناك فرصة جيدة لأن يحاول السكان جعل الكوكب أكثر قابلية للتواجد البشري. وسيشمل ذلك هندسة بيئية واسعة النطاق ، والمعروفة باسم الاستصلاح ، لجعل المريخ أكثر "شبهاً بالأرض".

نظرًا لأننا نعلم أن المريخ كان يتمتع بجو أكثر كثافة وكان دافئًا بدرجة كافية للحفاظ على الأنهار والبحيرات والمحيطات ، فإن إعادة تأهيل المريخ ستكون بمثابة استعادة ماضيها.

ولكن في هذه العملية ، سنقوم أيضًا بتدمير المناظر الطبيعية للمريخ المحفوظة تمامًا وإحداث خلل في التوازن الطبيعي للكوكب. إذا كان هناك أي حياة هناك اليوم ، فمن المؤكد أنها ستتأثر أيضًا.

لكن بغض النظر عن أخلاقيات الاستصلاح ، فإن السؤال الوحيد المتبقي هو "هل يمكن القيام بذلك؟" على مدى عقود ، كان العلماء يحاولون الإجابة على هذا السؤال بالذات والتوصل إلى طرق ممكنة للقيام بذلك.

ما خلصوا إليه هو ، إذا أردنا تعديل المريخ ، فنحن بحاجة إلى القيام بثلاثة أشياء:

  • إحماء الكوكب
  • يثخن الجو
  • اجعل الجو يسمح بمرور الهواء

لحسن الحظ بالنسبة لنا ، هذه الأهداف الثلاثة متكاملة. كل ما في الأمر أن جعل الكرة تتدحرج على أي منهم سيتطلب جهدًا جبارًا من جانبنا ، ناهيك عن التزام هائل بالوقت والموارد.

فكيف نبدأ؟

يتفق معظم العلماء على أن أفضل رهان لتسخين الكوكب هو إحداث تأثير الاحتباس الحراري. جاء اقتراح مبكر من مهندس الفضاء الأمريكي والمستقبلي Dandridge M. Cole في عام 1964. في دراسته ، "الجزر في الفضاء: تحدي الكواكب ، العمل الرائد" ، أوصى كول باستيراد جليد الأمونيا من النظام الشمسي الخارجي ثم التأثير منهم على السطح.

بالإضافة إلى كونها من غازات الدفيئة القوية ، فإن الأمونيا (NH³) هي في الغالب نيتروجين بالوزن. لذلك ، يمكن أن يوفر الغاز العازل الضروري الذي ، عندما يقترن بغاز الأكسجين ، من شأنه أن يخلق جواً جيد التهوية للبشر.

هناك طريقة أخرى تتعلق بتقليل البياض ، حيث يتم طلاء سطح المريخ بمواد داكنة من أجل زيادة كمية ضوء الشمس التي يمتصها. كان كارل ساجان أحد أعظم المؤيدين لذلك الفلكي الشهير والمؤلف والمراسل العلمي.

في عام 1973 ، نشر ساجان مقالًا بعنوان "هندسة الكواكب على المريخ" ، حيث اقترح سيناريوهين لتغميق سطح المريخ: نقل مادة منخفضة البياض و / أو زرع نباتات داكنة على القمم الجليدية القطبية لضمان امتصاصها مزيدًا من الحرارة وذوبانها. ، وتحويل الكوكب إلى "ظروف شبيهة بالأرض".

في عام 1976 ، أنتجت وكالة ناسا دراستها الخاصة بعنوان "حول قابلية المريخ للسكن: نهج للتخليق البيئي للكواكب" ، والتي خلصوا فيها إلى أن كائنات التمثيل الضوئي ، وذوبان القمم الجليدية القطبية ، وإدخال غازات الاحتباس الحراري يمكن استخدامها جميعها في خلق جو أكثر دفئًا من الأكسجين والغني بالأوزون.

في عام 1982 ، كتب كريستوفر مكاي ، عالم الكواكب في مركز أبحاث أميس التابع لناسا ، ورقة بعنوان "استكشاف المريخ" ، حيث أوصى ببناء محيط حيوي على كوكب المريخ ذاتي التنظيم ، والذي تضمن الطرق المطلوبة للقيام بذلك وأخلاقياته.

في عام 1984 ، كتب عالم البيئة الشهير جيمس لوفلوك (الذي اقترح أيضًا فرضية غايا) ومايكل ألابي الرواية تخضير المريخ. كان هذا سردًا خياليًا للمريخ في المستقبل حيث تم تحويل الكوكب إلى كوكب شبيه بالأرض بفضل استيراد مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) لإحداث الاحتباس الحراري.

في عام 1993 ، شارك الدكتور روبرت إم. زوبرين وكريستوفر مكاي في كتابة "المتطلبات التكنولوجية لاستكشاف المريخ" ، حيث اقترحوا استخدام المرايا المدارية لتسخين القطبين وتسامي ثاني أكسيد الكربون المتجمد هناك ، مما يساهم في الاحتباس الحراري. كما ناقشوا كيف يمكن إعادة توجيه الكويكبات لتؤثر على السطح ، فتلتقط الغبار وتسخن الغلاف الجوي.

في عام 2001 ، أنتج فريق من العلماء من قسم العلوم الجيولوجية والكواكب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا دراسة بعنوان "الحفاظ على حرارة المريخ بغازات دفيئة جديدة فائقة". وهنا ، أوصوا باستخدام غازات مثل مركبات الفلور لتسخين الكوكب ، والتي من شأنها أيضًا أن تعمل كعامل استقرار طويل الأمد للمناخ.

استيراد الميثان والمواد الهيدروكربونية الأخرى من النظام الشمسي الخارجي - على سبيل المثال من قمر زحل تيتان - تم اقتراحه أيضًا. هناك أيضًا إمكانية تعدينها محليًا ، وذلك بفضل اكتشاف المركبة Curiosity "ارتفاعًا بمقدار عشرة أضعاف" من الميثان الذي يشير إلى مصدر تحت الأرض.

في عام 2014 ، بدأ برنامج معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة (NAIC) وشركة Techshot Inc. العمل على مفهوم يسمى "سرير اختبار المريخ Ecopoiesis". استلزم ذلك إنشاء بيودومات مختومة مبنية على سطح المريخ حيث تنمو مستعمرات البكتيريا الزرقاء والطحالب المنتجة للأكسجين.

إذا ثبت نجاح ذلك ، تخطط وكالة ناسا و Techshot لبناء عدة بيودومات كبيرة على المريخ لإنتاج وحصاد الأكسجين للمهام البشرية المستقبلية إلى المريخ.

على الرغم من أن الهندسة البيئية ليست من الناحية الفنية ، فقد صرح يوجين بولاند (كبير العلماء في Techshot Inc.) بأنها خطوة في هذا الاتجاه:

"Ecopoiesis هو مفهوم بدء الحياة في مكان جديد ؛ بتعبير أدق ، إنشاء نظام بيئي قادر على دعم الحياة. إنه مفهوم بدء "الاستصلاح" باستخدام الوسائل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية بما في ذلك إدخال كائنات رائدة في بناء النظام الإيكولوجي ... وستكون هذه أول قفزة كبيرة من الدراسات المختبرية إلى تنفيذ الكواكب التجريبية (مقابل التحليلية) في الموقع البحث الأكثر أهمية لبيولوجيا الكواكب ، والتكوين البيئي ، وإعادة التأهيل ".

في عام 2015 ، اقترح Elon Musk استخدام الأسلحة النووية الحرارية كوسيلة أسرع لإذابة القمم الجليدية القطبية لإطلاق ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في الغلاف الجوي. سيكون لهذا تأثير زيادة سماكة الغلاف الجوي للمريخ ، وخلق ماء سائل على السطح ، وإطلاق ظاهرة الاحتباس الحراري. الجانب السلبي لهذه الخطة "السريعة" هو التداعيات. على الرغم من أن معظم الإشعاع من المحتمل أن يهرب إلى الفضاء.

خلال ورشة عمل رؤية علوم الكواكب 2050 في فبراير 2017 ، اقترح عالم ناسا جيم جرين مفهومًا لوضع درع مغناطيسي اصطناعي في Sun-Mars L1 Lagrange Point. سيمنع هذا الدرع تجريد الغلاف الجوي الهش للمريخ بواسطة الرياح الشمسية ، مما سيسمح للكوكب بتجديد غلافه الجوي.

وفقًا لحساباتهم ، سيؤدي ذلك إلى زيادة متوسط ​​درجة الحرارة بحوالي 4 درجات مئوية (~ 7 درجة فهرنهايت) ، وهو ما سيكون كافياً لإذابة جليد ثاني أكسيد الكربون في الغطاء الجليدي الشمالي. سيؤدي هذا إلى إحداث ظاهرة الاحتباس الحراري ، مما يؤدي إلى زيادة احترار الغلاف الجوي وتسبب في ذوبان الجليد المائي في القمم القطبية.

الكلمة الأخيرة:

من الواضح أنه لا يوجد نقص في الأفكار عندما يتعلق الأمر بجعل المريخ أكثر ملاءمة لسكن الإنسان. وعندما نؤسس تواجدًا بشريًا على المريخ ، سنحتاج إلى معرفة ما إذا كنا نعتزم وضع أي منها موضع التنفيذ. هذا سوف يثير جميع أنواع الأسئلة. ليس أقلها ، والتي هي أخلاقية.

ولكن بافتراض أنه يمكننا تغيير بيئة المريخ بضمير نظيف ، فلا تزال هناك تحديات لوجستية ومقدار لا يُصدق من الوقت والطاقة.

In the end, only time will tell if humanity chooses to make Mars a "backup location" for humanity, or leave it alone.

  • Mars Society - Mars Direct
  • National Space Society - Islands in Space
  • NYT - The Call of Mars, by Buzz Aldrin (2013)
  • Icarus - Planetary Engineering on Mars (by Carl Sagan)
  • RussianSpaceWeb - Russian human space flight in the 2010s
  • PNAS - Keeping Mars warm with new super greenhouse gases
  • NASA - On the habitability of Mars: An approach to planetary ecosynthesis
  • NASA - Eyes on the Red Planet: Human Mars Mission Planning, 1952-1970 (2001)
  • Robert Zubrin and Christopher McKay - Technical Requirements for Terraforming Mars


شاهد الفيديو: #برنامجالسديم: استصلاح المريخ الحلقة 29 (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Gregos

    أوائل الخريف هو وقت التغيير. آمل ألا يترك هذه المدونة جانبا.

  2. Jeanne

    ربما سأصمت فقط

  3. Desiderio

    نعم لديك موهبة :)

  4. Macfie

    فيك العقل الفضولي :)

  5. Acrisius

    شكرًا جزيلاً على مساعدتك في هذه المشكلة. لم أكن أعلم أنه.



اكتب رسالة