HVORDAN KOLONISERER VI SATURNS MåNER?

Send

Velkommen tilbage til vores serie om kolonisering af solsystemet! I dag ser vi på den største af Saturns måner - Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus og Mimas.

Fra det 17. århundrede og fremefter gjorde astronomer nogle dybe opdagelser omkring planeten Saturn, som de mente var den fjerneste planet i solsystemet på det tidspunkt. Christiaan Huygens og Giovanni Domenico Cassini var de første, der opdagede de største måner fra Saturn - Titan, Tethys, Dione, Rhea og Iapetus. Flere opdagelser fulgte; og i dag inkluderer det, vi anerkendte som Saturn-systemet, 62 bekræftede satellitter.

Det, vi kender til dette system, er vokset markant i de senere årtier takket være missioner som Voyager og Cassini. Og med denne viden er der kommet flere forslag, der hævder, hvordan Saturns måner en dag skal koloniseres. Ud over at have det eneste andet organ end Jorden med en tæt, kvælstofrig atmosfære, er der også rigelige ressourcer i dette system, der kunne udnyttes.

Ligesom ideen om at kolonisere Månen, Mars, Jupiters måner og andre organer i solsystemet, er ideen om at etablere kolonier på Saturns måner blevet udforsket i vid udstrækning inden for science fiction. Samtidig er der fremsat videnskabelige forslag, der understreger, hvordan kolonier ville være til gavn for menneskeheden, så vi kan montere missioner dybere ud i rummet og indlede en tid med overflod!

Eksempler i fiktion:

Koloniseringen af Saturn har været et tilbagevendende tema inden for science fiction gennem årtier. 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 vigtig rolle i handel, hvor brint tages fra Saturn-atmosfæren og bruges som brændstof til interplanetær rejse.

I Piers Anthony's Bio of a Space Tyrant serie (1983-2001), Saturns måner er blevet koloniseret af forskellige nationer i en post-diaspora æra. I denne historie er Titan blevet koloniseret af japanerne, mens Saturn er blevet koloniseret af russerne, kineserne og andre tidligere asiatiske nationer.

I romanen Titan (1997) af Stephen Baxter, centrerer plotten på en NASA-mission til Titan, som skal kæmpe for at overleve efter nedbrud på overfladen. I de første par kapitler af Stanislaw Lems Fiasco (1986) ender en karakter frosset på overfladen af Titan, hvor de sidder fast i flere hundrede år.

I Kim Stanley Robinsons Mars Trilogy (1996) bruges kvælstof fra Titan til terraformering af Mars. I hans roman 2312 (2012) har menneskeheden koloniseret flere af Saturns måner, der inkluderer Titan og Iapetus. Der henvises også til ”Enceladian biota” i historien, som er mikroskopiske fremmede organismer, som nogle mennesker indtager på grund af deres antatte medicinske værdi.

Som en del af hans Grand Tour-serie, Ben Bovas romaner Saturn (2003) og Titan (2006) vedrører koloniseringen af det croniske system. I disse historier udforskes Titan af en kunstigt intelligent rover, som på mystisk vis begynder at fungere, mens en mobil menneskelig rumskoloni udforsker ringe og andre måner.

Foreslåede metoder:

I hans bog Indtastning i rummet: Oprettelse af en rumfarts civilisation (1999), talsmand for Robert Zubrin for at kolonisere det ydre solsystem, en plan, der omfattede minedrift af de ydre planetes atmosfærer og etablering af kolonier på deres måner. Ud over Uranus og Neptune blev Saturn udpeget som en af de største kilder til deuterium og helium-3, der kunne drive den verserende fusionsøkonomi.

Han identificerede yderligere Saturn som værende den vigtigste og mest værdifulde af de tre på grund af dens relative nærhed, lav stråling og fremragende månesystem. Zubrin hævdede, at Titan er en vigtig kandidat til kolonisering, fordi det er den eneste måne i solsystemet, der har en tæt atmosfære og er rig på kulstofholdige forbindelser.

Den 9. marts 2006 fandt NASAs Cassini-rumsonde mulige tegn på flydende vand på Enceladus, som blev bekræftet af NASA i 2014. Ifølge data, der stammer fra sonden, kommer dette vand ud fra jetfly omkring Enceladus 'sydpol, og er ikke mere end tit tit meter under overfladen på bestemte steder Dette ville gøre opsamling af vand betydeligt lettere end på en måne som Europa, hvor isfladen er flere km tyk.

Data indhentet af Cassini pegede også på tilstedeværelsen af flygtige og organiske molekyler. Og Enceladus har også en højere tæthed end mange af Saturns måner, hvilket indikerer, at den har en større gennemsnitlig silikatkerne. Alle disse ressourcer ville vise sig meget nyttige med henblik på at opføre en koloni og tilvejebringe basale operationer.

I oktober 2012 afslørede Elon Musk sit koncept for en Mars Colonial Transporter (MCT), som var centralt for hans langsigtede mål om at kolonisere Mars. På det tidspunkt erklærede Musk, at den første ubemandede flyvning af Mars-transport rumfartøjet ville finde sted i 2022, efterfulgt af den første bemande MCT-mission, der afgang i 2024.

I september 2016, under den internationale astronautiske kongres i 2016, afslørede Musk yderligere detaljer om sin plan, som omfattede designet til et interplanetært transportsystem (ITS) og estimerede omkostninger. Dette system, der oprindeligt var beregnet til at transportere bosættere til Mars, havde udviklet sig i sin rolle til at transportere mennesker til fjernere steder i solsystemet - som kunne omfatte joviske og croniske måner.

Potentielle fordele:

Sammenlignet med andre placeringer i solsystemet - ligesom det joviske system - udsættes Saturns største måner for betydeligt mindre stråling. For eksempel er Jupiters måner af Io, Ganymede og Europa alle udsat for intens stråling fra Jupiters magnetfelt - lige fra 3600 til 8 rems dag. Denne eksponeringsmængde ville være dødelig (eller i det mindste meget farlig) for mennesker, hvilket kræver, at betydelige modforanstaltninger er på plads.

I modsætning hertil er Saturns strålingsbælter markant svagere end Jupiters - med en ækvatorial feltstyrke på 0,2 gauss (20 mikrotesla) sammenlignet med Jupiters 4,28 gauss (428 mikrotesla). Dette felt strækker sig fra ca. 139.000 km fra Saturns centrum ud til en afstand af ca. 362.000 km - sammenlignet med Jupiters, der strækker sig til en afstand på ca. 3 millioner km.

Af Saturns største måner falder Mimas og Enceladus inden for dette bælte, mens Dione, Rhea, Titan og Iapetus alle har baner, der placerer dem lige uden for Saturns strålingsbælter til langt ud over det. Titan kredser for eksempel Saturn i en gennemsnitlig afstand (semi-større akse) på 1.221.870 km, hvilket sætter det sikkert uden for rækkevidden af gasgigantens energiske partikler. Og dens tykke atmosfære kan være nok til at beskytte beboere mod kosmiske stråler.

Derudover kunne frosne flygtige stoffer og metan høstet fra Saturns måner bruges med henblik på terraformering af andre placeringer i solsystemet. I tilfælde af Mars er nitrogen, ammoniak og metan blevet foreslået som et middel til at fortykkelse af atmosfæren og udløse en drivhuseffekt til at varme planeten. Dette ville få vandis og frosset CO² ved polerne til at sublimere - hvilket skaber en selvbærende proces med økologisk ændring.

Kolonier på Saturns måner kunne også tjene som baser til høst af deuterium og helium-3 fra Saturns atmosfære. De rigelige kilder til vandis på disse måner kunne også bruges til at fremstille raketbrændstof og således tjene som mellemlanding og tankningspunkter. På denne måde kunne en kolonisering af Saturn-systemet brænde Jordens økonomi og lette udforskningen dybere ind i det ydre solsystem.

Udfordringer:

Der er naturligvis adskillige udfordringer ved at kolonisere Saturns måner. Disse inkluderer den involverede afstand, de nødvendige ressourcer og infrastruktur og de naturlige farer, som kolonierne på disse måner skulle have at gøre med. For det første, selvom Saturn måske er rig med ressourcer og tættere på Jorden end enten Uranus eller Neptun, er det stadig meget langt.

I gennemsnit er Saturn ca. 1.429 milliarder km væk fra Jorden; eller ~ 8,5 AU, svarende til otte og en halv gang den gennemsnitlige afstand mellem Jorden og Solen. For at sætte det i perspektiv tog det Voyager 1 sonde ca. otteogtredive måneder for at nå Saturn-systemet fra Jorden. For bemandet rumfartøj, der transporterer kolonister og alt det nødvendige udstyr til at kolonisere overfladen, ville det tage betydeligt længere tid at komme dertil.

Disse skibe, for at undgå at blive for store og dyre, ville være nødt til at stole på kryogenisk eller dvale-relateret teknologi for at spare plads på opbevaring og opholdsrum. Mens denne type teknologi undersøges for besatte missioner til Mars, er det stadig meget i forsknings- og udviklingsfasen.

Alle skibe, der er involveret i koloniseringsbestræbelserne, eller bruges til at sende ressourcer til og fra det croniske system, skulle også have avancerede fremdrivningssystemer for at sikre, at de kunne foretage ture i en realistisk tidsperiode. I betragtning af de involverede afstande ville dette sandsynligvis kræve raketter, der brugte nuklear-termisk fremdrift, eller noget endnu mere avanceret (som antistof-raketter).

Og selvom det førstnævnte er teknisk muligt, er der endnu ikke blevet bygget sådanne fremdrivningssystemer. Noget mere avanceret ville kræve mange flere års forskning og udvikling og et stort engagement i ressourcerne. Alt dette rejser på sin side det afgørende spørgsmål om infrastruktur.

Grundlæggende vil enhver flåde, der opererer mellem Jorden og Saturn, kræve et netværk af baser mellem her og der for at holde dem forsynet og brændstof. Så virkelig ville enhver plan for at kolonisere Saturns måner skulle vente på oprettelsen af permanente baser på Månen, Mars, Asteroidebæltet og sandsynligvis de joviske måner. Denne proces ville være strafbar efter de nuværende standarder og (igen) kræve en flåde af skibe med avancerede drevsystemer.

Og selvom stråling ikke er en stor trussel i det croniske system (i modsætning til omkring Jupiter), har månerne været udsat for en hel del påvirkninger i løbet af deres historie. Som et resultat vil enhver bosættelse, der er bygget på overfladen, sandsynligvis have brug for yderligere beskyttelse i kredsløb, som en række forsvarssatellitter, der kunne omdirigere kometer og asteroider, inden de nåede til bane.

I betragtning af dets rigelige ressourcer og de muligheder, det giver, til at udforske dybere i solsystemet (og måske endda ud over), er Saturn og dets månesystem intet mindre end en stor præmie. Dertil kommer, at udsigten til at kolonisere der er meget mere tiltalende end andre steder, der har større farer (dvs. Jupiters måner).

En sådan indsats ville imidlertid være skræmmende og kræve et massivt multinationalt engagement. Og enhver sådan indsats ville sandsynligvis være nødt til at vente på opførelsen af kolonier og / eller baser på steder tættere på Jorden først - såsom på Månen, Mars, Asteroidebæltet og omkring Jupiter. Men vi kan bestemt holde ud håbet på lang sigt, ikke?

Vi har skrevet mange interessante artikler om kolonisering her på Space Magazine. Her er hvorfor kolonisere månen først?, Hvordan koloniserer vi kviksølv ?, Hvordan koloniserer vi Venus?, Koloniserer Venus med flydende byer, vil vi nogensinde kolonisere Mars?, Hvordan koloniserer vi Jupiters måner ?, og den definitive guide til terraforming.

Astronomy Cast har også mange interessante episoder om emnet. Tjek afsnit 59: Saturn, afsnit 61: Saturns måner, afsnit 95: Mennesker til Mars, del 2 - kolonister, afsnit 115: Månen, del 3 - vende tilbage til månen, og afsnit 381: Hule asteroider i science fiction.

Kilder: