Velkommen tilbage til vores igangværende serie, "The Definitive Guide To Terraforming"! Vi fortsætter med et kig på Månen og diskuterer, hvordan det en dag kunne gøres egnet til menneskelig beboelse.
Lige siden begyndelsen af rumalderen har forskere og futurister udforsket tanken om at transformere andre verdener til at imødekomme menneskelige behov. Denne proces, der er kendt som terraforming, kræver anvendelse af miljøtekniske teknikker til at ændre en planet eller månens temperatur, atmosfære, topografi eller økologi (eller alt det ovenstående) for at gøre det mere "Jordlignende". Som Jordens nærmeste himmellegeme er månen længe blevet betragtet som et potentielt sted.
Alt i alt ville kolonisering og / eller terraformering af Månen være relativt let sammenlignet med andre kroppe. På grund af dens nærhed ville den tid det tager at transportere mennesker og udstyr til og fra overfladen blive reduceret markant, ligesom omkostningerne ved at gøre det. Derudover betyder det nærhed, at ekstraherede ressourcer og produkter, der er produceret på Månen, kunne sendes til Jorden på meget kortere tid, og en turistindustri ville også være mulig.
Lunar Colonization In Fiction:
Emnet for at etablere menneskelige bosættelser på Månen er et af de mest populære hæfteklammer i science fiction. Og hvorimod langt de fleste historier involverer månebygninger, der er bygget på overfladen ved hjælp af forseglede kupler eller under overfladen, er der nogle eksempler på, at månen selv er gjort til et miljø, der er beboeligt for mennesker.
Det tidligste kendte eksempel er måske novellen “La Journée d’un Parisien au XXIe siècle ”(“ En dag for en parisisk i det 21. århundrede ”), skrevet af den franske forfatter Octave Béllard. Denne historie blev udgivet i 1910 og indebærer, at gradvis skabes en atmosfære, og at vegetationen akklimatiseres for at gøre Månen til et fristed for truede arter og menneskelige kolonister.
I 1936 kom den amerikanske forfatter C.L. Moore skrev Lost Paradise, en af flere romaner, der finder sted i hendes “Northwest Smith” -univers, der centrerer om et rumskibspilot og smugler, der bor i et koloniseret solsystem. I denne roman præsenterer hun Månen som et engang frugtbart sted og beskriver, hvordan det gradvist blev et luftløst ødemark. I 1945 frigav den britiske forfatter og akademiker C. S. Lewis Den afskyelige styrke, hvor Månen (Sulva) beskrives som at være hjemsted for en race af ekstreme eugenikister.
Arthur C. Clarke skrev flere romaner og noveller, der omfattede månekolonier mellem 1950'erne og 1970'erne. I 1955 skrev han Earthlight, hvor en måneforligning er fanget i krydsbranden, når der opstår krig mellem Jorden og en alliance mellem Mars og Venus. I 1961 Et fald af moondust blev offentliggjort, hvor en turistcruiser (Selene) synker ned i et hav af månestøv.
I 1968 kom Clarkes seminalroman 2001: A Space Odyssey blev frigivet, hvoraf en del finder sted på en koloniseret måne, hvor en mystisk monolit findes (kendt som Tycho Magnetic Anomaly, eller TMA-1). Rendezvous med Rama, der blev frigivet i 1973, nævner også en koloniseret måne, som er en del af solsystemets spændende politet kendt som De Forenede Planeter.
Robert A. Heinlein skrev også omfattende om menneskelig bosættelse på Månen. En af hans tidligste var De rullende sten (1952), der koncentrerer sig om en ekstraordinær familie (Stones), der bor på en aflejret måne, men vælger at forlade for at udforske solsystemet. I 1966 frigav han den Hugo prisvindende roman Månen er en hård elskerinde, hvor en stort set underjordisk månekoloni forsyner Jorden med mad og mineraler.
Befolkningen, kendt som ”Lunies”, er for det meste efterkommere af fanger (især politiske fanger), der bor under en jordadministration. Ved hjælp af en kunstig intelligens lancerer en gruppe uafhængighedssøgende en oprør og kæmper for deres uafhængighed fra Jorden. En tredje rate, Katten, der gik gennem murene (1985) finder sted på en Free Luna flere år senere.
I 1988 frigav Kim Stanley Robinson The Lunatics, der beskæftiger sig med en gruppe af slaverne minearbejdere, der er tvunget til at arbejde under månens overflade og lancerer et oprør. Og i novellen "Byrd Land Six" (2010) beskriver den britiske forfatter Alastair Reynolds en månekoloni, der er baseret på udvindingen af helium-3. Listen fortsætter med bogstaveligt talt hundreder (hvis ikke tusinder) af eksempler på mennesker, der lever på Månen i den nærmeste og fjerne fremtid.
Undersøgelse af Lunar Settlement:
I løbet af de sidste par årtier er der fremsat adskillige forslag til opførelse af en koloni (eller kolonier) på Månen. De fleste opstod med fremkomsten af rumalderen og Apollo-programmet. Og i de senere år med forslag om at vende tilbage til Månen i 2020'erne er der blevet fornyet interesse for at skabe en permanent bosættelse. Der er dog nogle videnskabelige forslag, der foregik i det 20. århundrede.
For eksempel skrev biskop John Wilkins - en engelsk præst, naturforsker og medlem af The Royal Society - i 1638 En diskurs om en ny verden og en anden planet, hvor han forudsagde en menneskelig koloni på Månen. Den berømte russiske raket- og astronautikforsker Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) - som først foreslog konceptet om en rumløft - antydede også, at en månebygning ville være et vigtigt skridt i at menneskeheden bliver en rumfarende art.
I 1950'erne og 60'erne begyndte forslag på at snebold med oprettelsen af Apollo-programmet, hvor planerne om placering af astronauter på Månen naturligvis førte til ideer til oprettelse af permanente baser og endda bosættelser der. I 1954 foreslog Arthur C. Clarke, at der kunne oprettes en månebase ved hjælp af oppustelige moduler, der derefter ville blive dækket af månestøv til isolering.
Den oprindelige bosættelse ville involvere astronauter, der bygger iglo-lignende strukturer og en oppustelig radiomast, som efterfølges af oprettelsen af en større, permanent kuppel. Hans forslag opfordrede også til luftrensning leveret af et algebaseret filter, en atomreaktor til at levere strøm og elektromagnetiske kanoner (dvs. massedrivere), der lader fragt og brændstof udsættes for interplanetære fartøjer i rummet.
I 1959 offentliggjorde John S. Rinehart - direktøren for Mining Research Laboratory ved Colorado School of Mines - et forslag med titlen "Grundlæggende kriterier for månebygning" i Journal of the British Interplanetary Society. Dette koncept til en "flydende base" bestod af en halvcylinder med halvkuppler i begge ender og et mikrometeoroidskærm placeret over basen. Dette koncept var baseret på den den gang accepterede teori om, at der var støvhav på Månen, som var op til en og en halv kilometer dyb i nogle områder.
Flere planer opstod også i denne æra for militære installationer på Månen. Disse omfattede Project Horizon (1959), en plan fra den amerikanske hær om at bygge et fort på Månen i 1967. Den amerikanske luftvåben foreslog også Lunex-projektet i 1961, som forestod oprettelsen af en underjordisk flyvåbenbase på Månen af 1968.
I 1962 offentliggjorde John DeNike (programleder for NASAs avancerede programmer) og Stanley Zahn (teknisk direktør for Lunar Basing Studies i Martin Company's Space Division) et forslag med titlen "Lunar Basing". Deres koncept opfordrede til en underoverfladebase beliggende ved Havet af ro, som ville stole på atomreaktorer til kraft og et algebaseret luftfiltreringssystem.
I de senere år har flere rumfartsbureauer tegnet forslag til opbygning af kolonier på Månen. I 2006 annoncerede Japan planer for en månebase i 2030. Rusland fremsatte et lignende forslag i 2007, som skulle bygges mellem 2027-32. I 2007 foreslog Jim Burke fra Det Internationale Rumuniversitet i Frankrig at oprette en Lunar Noah's Ark for at sikre, at den menneskelige civilisation ville overleve en kataklysmisk begivenhed.
I august 2014 mødtes repræsentanter fra NASA med branchens ledere for at diskutere omkostningseffektive måder at opbygge en Lunar-base i de polære regioner i 2022. I 2015 skitserede NASA et koncept for måneforebyggelse, der ville stole på robotarbejdere (kendt som Trans -Formere) og heliostatser for at skabe en månebygning omkring Månens sydlige polære region. Og i 2016 foreslog Johann-Dietrich Wörner, den nye chef for ESA, en international landsby på Månen som efterfølger for den internationale rumstation.
Potentielle metoder:
Når det kommer til terraformering af Månen, ligner mulighederne og udfordringerne tæt på Mercury. For det første har Månen en atmosfære, der er så tynd, at den kun kan omtales som en eksosfære. Derudover er de flygtige elementer, der er nødvendige for livet, mangelvare (dvs. brint, nitrogen og kulstof).
Disse problemer kunne løses ved at fange kometer, der indeholder vandis og flygtige stoffer og gå ned i overfladen. Kometerne ville sublimere og sprede disse gasser og vanddamp for at skabe en atmosfære. Disse påvirkninger vil også frigøre vand, der er indeholdt i månens regolit, som til sidst kan samle sig på overfladen for at danne naturlige vandmasser.
Overførslen af fart fra disse kometer ville også få månen til at rotere hurtigere og fremskynde dens rotation, så den ikke længere ville være tidligt låst. En måne, der blev fremkaldt for at rotere en gang på sin akse hver 24. time, ville have en jævn dagskredsløb, hvilket ville gøre kolonisering og tilpasning til livet på Månen lettere.
Der er også muligheden for at paraterreforme dele af Månen på en måde, der ligner terraforming af Merkuris polære region. I månens tilfælde ville dette finde sted i Shackleton-krateret, hvor forskere allerede har fundet bevis for vandis. Ved hjælp af solspejle og en kuppel kunne dette krater omdannes til et mikroklima, hvor planter kunne dyrkes og en åndbar atmosfære skabes.
Potentielle fordele:
Sammenlignet med andre planeter og måner i solsystemet er der flere fordele ved at kolonisere og terraformere månen. Det mest åbenlyse er dens nærhed til Jorden. Sammenlignet med Mars, Venus, Mercury eller det ydre solsystem ville omkostningerne og den tid det tager at transportere mennesker og materialer til og fra Månen være betydeligt lavere.
Derudover kunne bombardering af overfladen med kometer levere både en atmosfære og det momentum, der var nødvendigt for at dreje planeten op til en jordlignende cyklus. Sammenlignet med planetens som Mars og Venus, ville det også tage betydeligt mindre kometer for at opnå dette - anslået 100 mod flere tusinder.
Tilstedeværelsen af vandis i månens jord og de store cacher rundt om det sydlige polære område ville også give mulighed for skabelse af overfladevand (når en drivhuseffekt først blev udløst). Sammen med kometer, der bombarderer overfladen, kunne dette gøres ved at indføre metan- og ammoniak-is, som kunne høstes fra månens som Titan og Kuiper Belt. Det ville også være lettere at overvåge terraformeringsindsatsen takket være Månens nærhed og kræve langt mindre infrastruktur.
I mellemtiden ville kolonier på Månen byde på flere fordele. Den lokale ressourcebase ville give muligheder for ressourceudnyttelse in situ såvel som råmaterialer, der er nødvendige til missioner dybere ud i rummet. Da månen for eksempel ligner sammensætningen som Jorden, har den en rigelig forsyning med mineraler, der kunne udvindes til brug tilbage på Jorden. Lunar regolit høstet fra overfladen kunne bruges til at skabe strålingsafskærmning og kuppelbygninger på overfladen.
Månens forsyning med vandis, der er særligt rigeligt i den sydlige polare region, ville også tjene som en stabil vandkilde for kolonister. Helium-3 kunne let høstes, da det er rigeligt i det øverste lag af Månens regolit til brug i fusionsreaktorer, hvilket giver en ren og stabil energiforsyning både til månekolonier og Jorden.
En månebase kunne også fungere som mellemlanding for missioner længere ind i solsystemet. NASA har estimeret, at der ved at skabe en måneforpost, der kunne udnytte lokalt vand til at skabe brintbrændstof, kunne spare milliarder af dollars. En sådan udpost ville også være et iboende stykke infrastruktur, når det kommer til montering af bemande missioner til Mars og i opførelsen af en marianbosættelse.
Månens lavere tyngdekraft og flugthastighed betyder også, at missioner, der blev lanceret fra Månen, ville kræve langt mindre drivmiddel for at nå rummet. Denne samme fordel kunne muliggøre konstruktion af en massedriver, en Lunar Elevator eller andre projekter, der anses for for dyre eller udfordrende at bygge på Jorden. En sådan struktur ville reducere omkostningerne ved bevægelse af materialer og satellitter (som f.eks. Rumbaserede solenergi-arrays) endnu billigere.
Til sidst, men ikke mindst, kan oprettelsen af en månebygning også give værdifuld information, især om de langsigtede virkninger af at leve i et miljø med lavere tyngdekraft. Disse oplysninger kan vise sig at være nyttige til etablering af en permanent base på Mars eller andre solsystemsystemer, hvor overfladetyngdekraften er mindre end 1 g.
Tilstedeværelsen af stabile månens lavarør, der er store nok til at rumme hele byer, er også en fordel. Disse underjordiske miljøer kunne være under tryk for at skabe en åndbar atmosfære og ville give naturlig afskærmning mod solstråling.
Potentielle udfordringer:
Terraformering af månen er også fyldt med sin andel af udfordringer. For det første ville høst af kometer og / eller is fra det ydre solsystem kræve infrastruktur, der endnu ikke findes, og det ville være meget dyrt at oprette. Grundlæggende ville hundreder af rumskibe være nødvendige for at trække alle ressourcerne, og de skulle være udstyret med drevsystemer, der kunne foretage turen på kort tid (som også ikke findes endnu).
Selvom det vides at udbredte tidsperioder i mikrogravitationsmiljøer forårsage muskeldegenerering og tab af knogletæthed, er det uklart, hvilken virkning lavtyngdekraften ville have for permanente beboere og børn født i sådanne miljøer. Det er blevet antydet, at landplanter og dyr kunne genetisk konstrueres til at leve i månemiljøet, men det er uklart, om dette ville være en succes.
Og selvfølgelig ville omkostningerne ved alt dette være astronomiske og kræve et multinationalt engagement i betragtning af den tid, der kræves til at konvertere Månens økologi. Som sådan er det usandsynligt, at forpligtelser, der er indgået af en regering eller internationalt organ, kunne opretholdes mellem en generation og den næste.
For en overfladekoloni er der også mange udfordringer. De lange månenætter (354 timer lange) ville betyde, at afhængighed af solenergi ville blive hindret et andet sted end de polære regioner. Derudover ville de betydelige variationer i temperatur være noget, der skal bygges kolonier for at modstå. Solstråling ville også være et problem i enhver bosættelse beliggende på overfladen.
Manglen på en atmosfære øger chancerne for, at overfladen bliver ramt af kometer og udsættelse for Solar Flares. Månen passerer med jævne mellemrum jordens magnethale og skaber et plasmaplade, der pisker over overfladen. På lyssiden forårsager bombardement med elektroner frigivelse af UV-fotoner og en opbygning af en negativ ladning på den mørke side. Dette kan være farligt for enhver bosættelse på overfladen.
Som bemærket kunne nogle af disse problemer løses ved at bygge bosættelser under overfladen. Dog antages det, at disse bosættelser var afhængige af solenergi, skulle de bygges tæt på de polære områder for at drage fordel af det nær evigt lys i disse regioner. Alternativet ville være at bygge fusionsreaktorer, som kunne bruge lokalt fremskaffet helium-3. Og også her vil omkostningerne og tiden, der er behov for at opbygge en sådan bygning, være meget høje.
Endnu en gang er vi tvunget til at spørge, hvorfor i betragtning af alle de udfordringer, der er involveret, skal en sådan virksomhed gøres? I tilfælde af Månen er svaret ganske enkelt. I dette tilfælde kan terraformering og kolonisering udføres billigere, lettere og på meget mindre tid. Hvad mere er, fordelene ved at have en menneskelig tilstedeværelse på Månen er adskillige og inkluderer nogle temmelig lukrative aspekter såsom helium-3 høstning, månemynning, månens soloperationer og endda oprettelsen af en månens turistindustri.
Men måske vigtigst er, at en menneskelig tilstedeværelse på Månen (som vi gerne vil kalde Luna, hvis og når en findes) let kunne tjene som et springbræt mod at skabe en menneskelig tilstedeværelse på Mars, Venus og andre steder i solsystemet. Med faciliteter på plads til at give tankning, forsyning og reparationer ville omkostningerne ved at sende skibe dybere ud i rummet blive reduceret dramatisk.
Endnu et skridt i søgen efter at gøre menneskeheden til et interplanetært - og måske endda interstellært - race!
Vi har skrevet mange interessante artikler om terraforming her på Space Magazine. Her er den definitive guide til terraforming, skal vi terraformere Mars?, Hvordan terraformere vi Mars?, Hvordan terraformerer vi Venus ?, og studerende ønsker at terraformere Mars ved hjælp af Cyanobacteria.
Sørg også for at tjekke Ja, der er vand på månen og vand på månen blev sprængt af af solvind.
Vi har også fået artikler, der udforsker den mere radikale side af terraforming, som Could We Terraform Jupiter ?, Could We Terraform The Sun ?, og Could We Terraform A Black Hole?
For mere information, se NASAs månekolonisering - Energi og magt og liv på månen.
