Ha az emberiség hosszú ideig él, akkor előfordulhat, hogy más bolygókat gyarmatosítani kell. Vagy mi maguk teszik a Földet lakhatatlanná, vagy egyszerűen csak természeti véget ér, és nem lesz képes az élet támogatására - egy nap kénytelen leszünk új otthont keresni.
Az olyan hollywoodi filmek, mint a Mars és a Csillagközi, képet adnak arról, hogy mi lehet nekünk raktáron. A Mars messze a leginkább lakható bolygó a naprendszerünkben. Ugyanakkor még több ezer olyan exoplaneta létezik, amelyek más csillagokat keringnek, amelyek helyettesíthetik a Földünket. Milyen technológiákra van szükségünk ennek lehetővé tételéhez?
Van már egy űrkolóniánk - a Nemzetközi Űrállomás (ISS). Azonban csak 350 km-re fekszik a Földtől, és a hat személyzetnek, aki ott van, folyamatosan kell forrásokat szolgáltatnia. Az ISS-hez kifejlesztett technológiák nagy része, mint például a sugárvédelem, a víz- és a levegő újrahasznosítása, valamint a napenergia gyűjtése, minden bizonnyal elérhető lesz a jövőbeli űrlakások számára. Ha azonban állandó bolygóhelyet létesít egy másik bolygó vagy hold felszínére, sok új problémát okozhat.
Természetellenes élőhely
Az emberi település fő követelménye az élőhely - egy izolált környezet, amely fenntartja a légnyomást, annak összetételét (oxigénmennyisége) és a hőmérsékletet, és megóvja a lakosokat a sugárzástól. Ezt valószínűleg viszonylag nehéz elérni.
Nagy és nehéz tárgyak űrbe történő elindítása költséges és nehéz. Az Apollo missziók napjaiból származó, több leválasztásra és dokkolásra képes modulból álló űrhajókat darabokra küldték és űrhajósok összeszereltek. Tekintettel az autonóm vezérlés lenyűgöző fejlődésére, az alkatrészek képesek lesznek egymástól függetlenül összeszerelni. Manapság az olyan manővereket, mint az Apollo dokkoló, teljesen automatikusan hajtják végre.
Promóciós videó:
3D házak
Alternatív megoldásként vehet magával egy kis szerszámkészletet a Földről, és helyileg betakarított források felhasználásával létrehozhat élőhelyet. Különösen a 3D nyomtatók felhasználhatók az ásványok helyi talajból fizikai struktúrákká történő átalakítására. Mellesleg, ezt már lehetőségként kezdették tekinteni. A Planetary Resources magánvállalat bebizonyította, hogyan működik a 3D nyomtatás egy fémben gazdag aszteroidával, amelyet a földön találtak az ütközés helyén. A NASA 3D nyomtatót telepített az ISS-be, hogy megmutassa, hogy nulla gravitációban felhasználható-e potenciális módszerként az űrhajók alkotóelemeinek előállításához az űrben.
A víz mint alapvető alkotóelem
Az élőhely felépítését követően a kolóniának állandó vízellátással, oxigénnel, energiával és élelmiszerekkel kell ellátnia a lakosság fenntartását. Erre akkor van szükség, ha a kolóniát nem olyan idilli bolygón építik fel, mint a Föld, az erőforrások bősége szempontjából. A víz, amint tudjuk, az élet alapja. Használható üzemanyag előállítására vagy radioaktív sugárzás elleni védelemre.
Az első településnek bizonyos mennyiségű vizet kell vennie magával, majd az összes folyékony hulladékot el kell dobnia. Ezt már az ISS-en gyakorolják, ahol egyetlen csepp folyadékot (vizet mosás után, izzadságot, könnyeket vagy akár a vizeletet sem vesztenek el). Lehet, hogy a kolóniának ki kell vonnia a vizet a felszín alatti vízkészletekből, amelyek a Marson léteznek, vagy a jégből, amely egyes aszteroidák felszíne alatt található.
A víz oxigénforrásként is szolgál. Az ISS-en az oxigént elektrolízis néven ismert folyamat révén állítják elő, amely elválasztja az oxigént és a hidrogént a vízben. A NASA azon túlmenően dolgozik, hogy módszereket fejlesszen ki az oxigénnek a légkörből olyan melléktermékek révén történő visszanyerésére, mint például a szén-dioxid, amelyet lélegzetünk során kilégzünk.
Energiatermelés
Az energiatermelés valószínűleg a kolónia létrehozásának technológiai aspektusa, amelyre a fotovoltaikus panelek (napelemek) révén vagyunk a legjobban felkészülve. A kolónia bolygón való elhelyezkedésétől függően azonban szükség lehet a technológia fejlesztésére. A Föld távolsága körülbelül 470 V áramot képes beszerezni minden négyzetméter napelemekre. Ez a szám alacsonyabb lesz a Mars felszínén, mivel az a Naptól 50% -kal távolabb helyezkedik el, mint a Föld, sűrű légkörrel rendelkezik, amely részben kiszűri a napfényt.
Különösen a Mars légkörében időszakosan előfordulnak homokviharok, amelyekről ismert, hogy problematikusak. A homok tovább korlátozza a beérkező fénymennyiséget, és felhalmozódhat a paneleken és eltakarhatja azokat. Ennek a problémának a megoldásával azonban már foglalkoznak a Marsra küldött meglévő Mars rover korszerűsítésével. Például a NASA két Mars roverét, a Spirit and Opportunity 90 napos üzemeltetésre tervezték, de több mint 12 évvel később még mindig működnek. Azt is megállapították, hogy a marsi szél időről időre eltávolítja a port a panelekről.
Hydroponics
A kolóniának önfenntartónak kell lennie, hogy még a Star Trek replikátor nélkül is a mezőgazdaság nagy jelentőségű legyen az élelmiszer-előállítás szempontjából. A növények felhasználhatók a levegőben lévő szén-dioxid lélegző oxigénné történő átalakítására. A növények termesztése a Földön nem olyan nehéz, mert évezredek óta alkalmazkodnak ehhez a környezethez. A gyümölcs és zöldség termesztése az űrben vagy más bolygón azonban nem olyan egyszerű.
A hőmérséklet, a nyomás, a páratartalom, a szén-dioxid szintje, a talaj összetétele és a gravitáció különféle mértékben befolyásolja a növények túlélését és növekedését. Számos tanulmány és kísérlet folyik növények termesztésére ellenőrzött kamrákban, amelyek utánozzák az űrkolónia környezetét. A hidroponika egy lehetséges megoldás erre a problémára, amint ezt a Földön retek, saláta és zöldhagyma bizonyította. A hidroponika magában foglalja a növények gazdag tápanyagfolyadékban történő talaj nélküli növesztését.
Az éghajlat megváltozása
Az űrkolónia végső követelménye az életre alkalmas éghajlat. A többi égitest légköre és éghajlata összetétele nagyon különbözik a Földtől. A Holdon nincs légkör vagy aszteroidák, és a Marson a légkör többnyire széndioxid. Itt a felszíni hőmérséklet 20 ° C-tól egészen -153 ° C-ig terjed a télen a pólusokon, és a levegőnyomás csak a Föld 0,6% -át teszi ki. Ilyen körülmények között a telepesek kénytelenek lesznek izolált élőhelyekben élni, amelyek kívül csak űrruhákkal lehetséges.
Megteremthetjük az életet a Marson?
Alternatív megoldásként nagymértékben megváltoztathatjuk a bolygó éghajlatát. A „földmérnöki tevékenységet” már vizsgálják, hogy hogyan lehet reagálni a Föld éghajlatváltozására. Ez óriási erőfeszítést igényel, de hasonló módszerek kiterjeszthetők és alkalmazhatók például más bolygókra, például a Marsra.
A potenciális megoldások olyan biológiailag fejlett szervezetek is, amelyek a légkörben lévő szén-dioxidot oxigénné alakíthatják, vagy a Mars poláris sapkáinak sötétebbé tételével csökkentik a visszatükrözött napfény mennyiségét, és ezáltal növelik a felületi hőmérsékletet. Ezen túlmenően egy nagy, keringő napelemtükör létrehozása elősegíti a napfény visszatükröződését bizonyos régiókba, például a pólusokhoz, a lokális hőmérséklet-emelkedéshez. Egyesek úgy vélik, hogy az ilyen viszonylag kis hőmérsékleti változások befolyásolhatják az éghajlatváltozást, sokkal magasabb légnyomást idézhetnek elő. Ez lehet az első lépés a Mars kialakulása felé.