Velkommen tilbage til den første i vores serie om kolonisering af solsystemet! Først og fremmest kigger vi på det varme, helvede sted, der ligger tættest på Solen - planeten Merkur!
Humanitet har længe drømt om at etablere sig på andre verdener, selv før vi begyndte at gå ud i rummet. Vi har talt om at kolonisere månen, Mars og endda etablere os på exoplaneter i fjerne stjernesystemer. Men hvad med de andre planeter i vores egen baghave? Når det kommer til solsystemet, er der en masse potentielle ejendomme derude, som vi ikke rigtig overvejer.
Overvej godt Merkur. Mens de fleste ikke ville have mistanke om det, er den nærmeste planet til vores Sol faktisk en potentiel kandidat til afvikling. Mens den oplever ekstreme temperaturer - graviterer mellem varme, der øjeblikkeligt kunne koge et menneske til kulde, der kunne bluse-fryse kød på få sekunder - har det faktisk potentiale som en startkoloni.
Eksempler i fiktion:
Ideen om at kolonisere Merkur blev undersøgt af science fiction-forfattere i næsten et århundrede. Imidlertid er det først siden midten af det 20. århundrede, at koloniseringen er blevet behandlet på en videnskabelig måde. Nogle af de tidligste kendte eksempler på dette inkluderer novellerne til Leigh Brackett og Isaac Asimov i 1940'erne og 50'erne.
I den førstnævnte arbejde er Mercury en tidligt låst planet (som astronomerne troede på det tidspunkt), der har et "Twilight Belt", der er kendetegnet ved ekstremer i varme, kulde og solstorme. Nogle af Asimovs tidlige værker omfattede noveller, hvor en lignende tidligt låst Merkur var omgivelserne, eller tegn kom fra en koloni beliggende på planeten.
Disse omfattede ”Runaround” (skrevet i 1942 og senere inkluderet i Jeg, robot), der centrerer om en robot, der er specifikt designet til at klare den intense stråling af Mercury. I Asimovs drabshistorie "The Dying Night" (1956) - hvor de tre mistænkte kommer fra Merkur, Månen og Ceres - er forholdene på hvert sted nøglen til at finde ud af, hvem morderen er.
I 1946 udgav Ray Bradbury ”Frost and Fire”, en novelle, der finder sted på en planet, der er beskrevet som ved siden af solen. Forholdene på denne verden henviser til Merkur, hvor dagene er ekstremt varme, nætterne ekstremt kolde, og mennesker lever kun otte dage. Arthur C. Clarke's Øer i himlen (1952) indeholder en beskrivelse af en skabning, der lever på det, der på det tidspunkt blev troet på Mercurys permanent mørke side og lejlighedsvis besøger skumringsområdet.
I hans senere roman, Rendezvous med Rama (1973) beskriver Clarke et koloniseret solsystem, der inkluderer hermianerne, en hærdet gren af menneskeheden, der lever på Merkur og trives med at eksportere metaller og energi. Den samme ramme og planetariske identiteter bruges i hans roman fra 1976 Imperial Earth.
I Kurt Vonneguts roman Sirens of Titan (1959) er et afsnit af historien placeret i huler placeret på den mørke side af planeten. Larry Nivens novelle “Det koldeste sted” (1964) driller læseren ved at præsentere en verden, der siges at være den koldeste placering i solsystemet, kun for at afsløre, at det er den mørke side af Merkur (og ikke Pluto, som det er generelt antaget).
Mercury fungerer også som en placering i mange af Kim Stanley Robinsons romaner og noveller. Disse inkluderer Hukommelsen af hvidhed (1985), Blue Mars (1996) og 2312 (2012), hvor Mercury er hjemsted for en enorm by kaldet Terminator. For at undgå den skadelige stråling og varme ruller byen rundt om klodens ækvator på spor og holder trit med planetens rotation, så den forbliver foran solen.
I 2005 offentliggjorde Ben BovaKviksølv (en del af hans Grand Tour serie), der beskæftiger sig med efterforskning af Merkur og kolonisering af den med henblik på at udnytte solenergi. Charles Stross 'roman fra 2008 Saturns børn involverer et lignende koncept som Robinsons 2312, hvor en by kaldet Terminator krydser overfladen på skinner og holder trit med planetens rotation.
Foreslåede metoder:
Der findes en række muligheder for en koloni på Merkur på grund af dens karakter af dens rotation, bane, sammensætning og geologiske historie. F.eks. Betyder Merkurius langsomme rotationsperiode, at den ene side af planeten vender mod solen i længere perioder - når temperaturer er op til 427 ° C (800 ° F) - mens den side, der vender væk, oplever ekstrem kulde (- 193 ° C; -315 ° F).
Derudover betyder planetens hurtige orbitalperiode på 88 dage kombineret med dens sideriske rotationsperiode på 58,6 dage, at det tager ca. 176 jorddage for solen at vende tilbage til det samme sted på himlen (dvs. en soldag). I det væsentlige betyder det, at en enkelt dag på Merkur varer så længe som to af dens år. Så hvis en by blev placeret på nattsiden og havde sporhjul, så den kunne bevæge sig for at holde sig foran Solen, kunne folk leve uden frygt for at brænde op.
Derudover betyder Merkurius meget lave aksiale hældning (0,034 °), at dens polære områder er permanent skraverede og kolde nok til at indeholde vandis. I den nordlige region blev et antal kratre observeret af NASAs MESSENGER-sonde i 2012, som bekræftede eksistensen af vandis og organiske molekyler. Videnskabsmænd mener, at Merkuris sydpol også kan have is, og hævder, at der anslås 100 milliarder til 1 billioner ton vandis ved begge poler, som kan være op til 20 meter tykke steder.
I disse regioner kunne en koloni bygges ved hjælp af en proces kaldet "paraterraforming" - et koncept opfundet af den britiske matematiker Richard Taylor i 1992. I et papir med titlen "Paraterraforming - The Worldhouse Concept" beskrev Taylor, hvordan et trykluk kunne indplaceres over det anvendelige område af en planet til at skabe en selvstændig atmosfære. Over tid kan økologien inde i denne kuppel ændres for at imødekomme menneskelige behov.
I tilfælde af kvikksølv vil dette omfatte pumpning i en åndbar atmosfære og derefter smelte isen for at skabe vanddamp og naturlig kunstvanding. Til sidst ville regionen inde i kuppelen blive et beboeligt levesteder, komplet med sin egen vandcyklus og kulstofcyklus. Alternativt kan vandet fordampes og iltgas skabes ved at udsætte det for solstråling (en proces, der kaldes fotolyse).
En anden mulighed ville være at bygge under jorden. I årevis har NASA leget med ideen om at bygge kolonier i stabile, underjordiske lavarør, der vides at eksistere på Månen. Og geologiske data, der blev indhentet af MESSENGER-sonden under flybys, den udførte mellem 2008 og 2012, førte til spekulationer om, at der også kan findes stabile lavarør på Mercury.
Dette inkluderer oplysninger, der blev indhentet under sondens flyby af Merkur i 2009, som afslørede, at planeten var meget mere geologisk aktiv i fortiden end tidligere antaget. Derudover begyndte MESSENGER at opdage underlige schweiziske ostlignende funktioner på overfladen i 2011. Disse huller, der er kendt som ”hulder”, kan også være en indikation af, at der også findes underjordiske rør på Merkur.
Kolonier, der er bygget inde i stabile lavaslanger, ville være naturligt afskærmede mod kosmisk og solstråling, ekstreme temperaturer og kunne tryksættes for at skabe åndbar atmosfære. Derudover oplever Mercury på denne dybde langt mindre i vejen for temperaturvariationer og ville være varm nok til at være beboelig.
Potentielle fordele:
På et øjeblik ligner Merkur ligner Jordens måne, så ved at sætte den ville stole på mange af de samme strategier for at etablere en månebase. Det har også rigelige mineraler at tilbyde, hvilket kan hjælpe med at bevæge menneskeheden mod en økonomi efter knaphed. Ligesom Jorden er det en jordbunden planet, hvilket betyder, at den består af silikatklipper og metaller, der er differentieret mellem en jernkerne og silikatskorpe og kappe.
Kviksølv er dog sammensat af 70% metaller, mens jordens sammensætning er 40% metal. Derudover har Mercury en særlig stor kerne af jern og nikkel, og som tegner sig for 42% af dens volumen. Til sammenligning tegner Jordens kerne kun 17% af dens volumen. Som et resultat, hvis Mercury skulle udvindes, kunne der produceres nok mineraler til at vare menneskeheden på ubestemt tid.
Dets nærhed til Solen betyder også, at den kan udnytte en enorm mængde energi. Dette kunne samles ved orbital solarrays, som konstant kan udnytte energi og stråle den til overfladen. Denne energi kunne derefter stråles til andre planeter i solsystemet ved hjælp af en række overførselsstationer placeret ved Lagrange-punkter.
Der er også spørgsmålet om Merkurius tyngdekraft, som er 38% procent af Jorden normal. Dette er over to gange, hvad Månen oplever, hvilket betyder, at kolonister ville have en lettere tid på at tilpasse sig den. På samme tid er det også lavt til at give fordele for eksport af mineraler, da skibe, der afgår fra dens overflade, ville have brug for mindre energi for at opnå flugthastighed.
Til sidst er der afstanden til selve Merkur. I en gennemsnitlig afstand på ca. 93 millioner km (58 millioner mi) spænder Merkur mellem at være 77,3 millioner km (48 millioner mi) til 222 millioner km (138 millioner mi) væk fra Jorden. Dette placerer det meget tættere end andre mulige ressourcerige områder som Asteroidebæltet (329 - 478 millioner km væk), Jupiter og dets månesystem (628,7 - 928 millioner km) eller Saturns (1,2 - 1,67 milliarder km).
Kviksølv opnår også en underordnet sammenhæng - det punkt, hvor det er på det nærmeste punkt til Jorden - hver 116 dage, hvilket er væsentligt kortere end enten Venus 'eller Mars'. Grundlæggende kunne missioner bestemt til Mercury lancere næsten hver fjerde måned, hvorimod lanceringsvinduer til Venus og Mars skulle finde sted hvert andet år og 26 måneder.
Med hensyn til rejsetid er der monteret flere missioner til Merkur, der kan give os et skøn over skøn over hvor lang tid det kan tage. For eksempel det første rumfartøj, der rejser til Mercury, NASA's Mariner 10 rumfartøj (der blev lanceret i 1973) tog cirka 147 dage at komme dertil.
For nylig er NASA'erne BUDBRINGER rumfartøj, der blev lanceret den 3. august 2004 for at studere Mercury i kredsløb, og lavede sin første flyby den 14. januar, 2008. Det er i alt 1.260 dage at komme fra Jorden til Merkur. Den forlængede rejsetid skyldtes, at ingeniører forsøgte at placere sonden i kredsløb omkring planeten, så det var nødvendigt at gå videre med en langsommere hastighed.
Udfordringer:
Naturligvis ville en koloni om Merkur stadig være en enorm udfordring, både økonomisk og teknologisk. Omkostningerne ved etablering af en koloni hvor som helst på planeten ville være enorme og kræve, at rigelige materialer sendes fra Jorden eller udvindes på stedet. Uanset hvad, ville en sådan operation kræve en stor flåde af rumskibe, der er i stand til at foretage rejsen i en respektabel mængde tid.
En sådan flåde findes ikke endnu, og omkostningerne ved at udvikle den (og den tilhørende infrastruktur til at få alle de nødvendige ressourcer og forsyninger til Mercury) ville være enorme. At stole på robotter og ressourceudnyttelse in situ (ISRU) ville helt sikkert skære ned på omkostningerne og reducere mængden af materialer, der skulle sendes. Men disse robotter og deres operationer skulle være afskærmet fra stråling og solbrænding, indtil de fik arbejdet gjort.
Grundlæggende er situationen som at prøve at etablere et husly midt i tordenvejr. Når den er færdig, kan du tage ly. Men i mellemtiden vil du sandsynligvis blive våd og beskidt! Og selv når kolonien var fuldstændig, ville kolonisterne selv være nødt til at tackle de stadigt nærværende farer ved stråleeksponering, dekomprimering og ekstremer i varme og kulde.
Som sådan, hvis der blev oprettet en koloni på Merkur, ville den være stærkt afhængig af dens teknologi (som skulle være temmelig avanceret). Indtil kolonien blev selvforsynende, ville de, der bor der, også være afhængige af forsyningsforsendelser, der skulle komme regelmæssigt fra Jorden (igen, forsendelsesomkostninger!)
Når den nødvendige teknologi blev udviklet, og vi kunne finde ud af en omkostningseffektiv måde at skabe en eller flere bosættelser og skib til Mercury, kunne vi stadig se frem til at få en koloni, der kunne give os ubegrænset energi og mineraler. Og vi ville have en gruppe menneskelige naboer kendt som Hermians!
Som med alt andet, der vedrører kolonisering og terraformering, når vi først har konstateret, at det faktisk er muligt, er det eneste resterende spørgsmål "hvor meget er vi villige til at bruge?"
Vi har skrevet mange interessante artikler om kolonisering her på Space Magazine. Her er hvorfor kolonisere månen først ?, Kolonisere Venus med flydende byer, vil vi nogensinde kolonisere Mars? Og den definitive guide til terraforming.
Astronomy Cast har også nogle interessante episoder om emnet. Tjek afsnit 95: Mennesker til Mars, del 2 - Kolonister, afsnit 115: Månen, del 3 - Vend tilbage til månen, Afsnit 381: Hule asteroider i 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 - Verdenshus-konceptet. Journal of the British Interplanetary Society, vol. 45, nr. 8
- Viorel Badescu, Kris Zacny (red.). Indre solsystem: potentielle energi- og materialeressourcer. 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/
