Če želimo, da bo človeštvo živelo dlje časa, bomo morda morali kolonizirati druge planete. Ali bomo sami naredili Zemljo neobhodno ali pa bo preprosto prišla do naravnega konca in ne bo mogla podpirati življenja - nekega dne bomo primorani iskati nov dom.
Hollywoodski filmi, kot sta The Martian in Interstellar, nam dajo predstavo o tem, kaj bi nas lahko čakalo. Mars je daleč najbolj naseljen planet v našem osončju. Vendar pa na tisoče več eksoplanetov kroži druge zvezde, ki bi lahko nadomestile našo Zemljo. Katere tehnologije potrebujemo, da to omogočimo?
Imamo že eno vesoljsko kolonijo - Mednarodno vesoljsko postajo (ISS). Vendar se nahaja le 350 km od Zemlje in šest oseb, ki je tam, mora stalno oskrbovati z viri. Večina tehnologij, razvitih za ISS, na primer zaščita pred sevanjem, recirkulacijo vode in zraka ter pridobivanje sončne energije, bo zagotovo na voljo za prihodnja vesoljska naselja. Vendar bi ustvarjanje stalne vesoljske kolonije na površini drugega planeta ali lune lahko povzročilo številne nove težave.
Nenaravni habitat
Glavna zahteva za človeško naselje je habitat - izolirano okolje, ki lahko vzdržuje zračni tlak, njegovo sestavo (količino kisika) in temperaturo ter ščiti prebivalce pred sevanjem. To je verjetno razmeroma težko doseči.
Izmetavanje velikih in težkih predmetov v vesolje je drago in težko. Vesoljska plovila iz časov misij Apollo, ki so bila sestavljena iz več modulov, ki so bili sposobni odstranjevati in pristajati, so bili v vesolje poslani v kosih in jih sestavili astronavti. Toda glede na impresiven napredek pri avtonomnem nadzoru se bodo deli lahko sestavili neodvisno. Danes se manevri, kot je priklop Apolla, izvajajo popolnoma samodejno.
Promocijski video:
3D ohišja
Lahko pa s seboj vzamete majhen nabor orodij z Zemlje in ustvarite habitat z uporabo lokalno pridobljenih virov. Zlasti 3D-tiskalnike je mogoče uporabiti za pretvorbo mineralov iz lokalnih tal v fizične strukture. Mimogrede, to se je že začelo obravnavati kot možnost. Zasebno podjetje Planetary Resources je pokazalo, kako deluje 3D-tiskanje z uporabo asteroida, bogatega s kovinami, ki so ga našli na Zemlji na mestu udarca. NASA je na ISS namestila 3D tiskalnik, s katerim je pokazala, da ga je mogoče uporabiti v ničelni gravitaciji kot potencialno metodo za izdelavo komponent za vesoljska plovila v vesolju.
Voda kot vitalna sestavina
Ko bo habitat zgrajen, bo kolonija potrebovala stalno oskrbo z vodo, kisikom, energijo in hrano za vzdrževanje svojih prebivalcev. To bo potrebno v primeru, da kolonija ne bo zgrajena na idiličnem planetu, kot je Zemlja, kar zadeva obilje virov. Voda je, kot vemo, osnova za življenje. Lahko se uporablja tudi za pridobivanje goriva ali zaščito pred radioaktivnim sevanjem.
Prvo naselje bo moralo s seboj vzeti določeno količino vode in nato odstraniti vse tekoče odpadke. To že izvajajo na ISS-u, kjer ne zapravijo niti ene kapljice tekočine (vode po pranju, znoju, solzah ali celo urinu). Kolonija bo morda morala črpati vodo iz rezerv podzemne vode, ki lahko obstajajo na Marsu, ali ledu, ki ga najdemo pod površjem nekaterih asteroidov.
Voda služi tudi kot vir kisika. Na ISS kisik nastaja s postopkom, znanim kot elektroliza za ločevanje kisika od vodika v vodi. NASA si prizadeva razviti tudi metode za pridobivanje kisika iz ozračja zaradi stranskih produktov, kot je ogljikov dioksid, ki ga izdihujemo, ko dihamo.
Proizvodnja energije
Proizvodnja energije je verjetno tehnološki vidik ustvarjanja kolonij, na katerega smo najbolje pripravljeni zahvaljujoč fotovoltaičnim panelom (sončni paneli). Vendar pa bomo morda morali izboljšati to tehnologijo, odvisno od lokacije kolonije na planetu. Na razdalji Zemlje lahko dobimo približno 470V električne energije za vsak kvadratni meter sončnih panelov. Ta številka bo na površini Marsa nižja, ker se nahaja 50% dlje od Sonca kot Zemlja in ima gosto atmosfero, ki delno zastira sončno svetlobo.
Zlasti se v atmosferi Marsa občasno pojavljajo peščene nevihte, za katere je znano, da so problematične. Pesek še dodatno omeji količino prejete svetlobe in se lahko nabira tudi na ploščah. Toda rešitev tega problema se že loteva z nadgradnjo obstoječih Mars roverjev, ki jih pošiljamo na Mars. Na primer, Nasina dva Mars roverja Spirit and Opportunity sta bila zasnovana za 90 dni delovanja, vendar več kot 12 let kasneje še vedno delujeta. Ugotovljeno je bilo tudi, da marsovski veter občasno čisti prah s plošč.
Hidroponika
Kolonija mora biti samooskrbna, tako da je kmetijstvo tudi brez replikatorja Zvezdnih poti zelo pomembno za pridelavo hrane. Pridelki se lahko uporabljajo tudi za pretvorbo ogljikovega dioksida v zraku v kisik, ki diha. Gojenje rastlin na Zemlji ni tako težko, saj so se tisočem let prilagajali temu okolju. Vendar gojenje sadja in zelenjave v vesolju ali na drugem planetu ni tako enostavno.
Temperatura, tlak, vlaga, raven ogljikovega dioksida, sestava tal in gravitacija vplivajo na preživetje in rast rastlin v različnih stopnjah pri različnih vrstah. V teku je več raziskav in poskusov za gojenje rastlin v kontroliranih komorah, ki posnemajo okolje vesoljske kolonije. Hidroponika je ena od možnih rešitev tega problema, kar je bilo dokazano na Zemlji z redkvico, solato in zeleno čebulo. Hidroponika vključuje gojenje rastlin v bogati hranilni tekočini brez tal.
Sprememba podnebja
Končna zahteva za vesoljsko kolonijo je podnebje, primerno za življenje. Sestava ozračja in podnebja na drugih nebesnih telesih se zelo razlikuje od Zemlje. Na Luni ni ozračja ali asteroidov, na Marsu pa je ozračje večinoma ogljikov dioksid. Tu se površinske temperature gibljejo od 20 ° C vse do -153 ° C na polovicah pozimi, zračni tlak pa je le 0,6% temperature na Zemlji. V takšnih razmerah bodo naseljenci prisiljeni živeti v izoliranih habitatih, zunaj katerih bo mogoče le z uporabo vesoljskih oblek.
Ali lahko na Marsu ustvarimo življenje?
Lahko pa spremenimo podnebje planeta v velikem obsegu. "Geoinženiring" se že proučuje kot način odzivanja na podnebne spremembe na Zemlji. To zahteva ogromno napora, vendar je mogoče podobne metode razširiti in uporabiti na primer na drugih planetih, kot je Mars.
Potencialne rešitve so tudi bioinženirni organizmi, ki lahko pretvorijo ogljikov dioksid v atmosferi v kisik, ali zatemnejo Marsove polarne pokrovčke, da zmanjšajo količino sončne svetlobe, ki jo odsevajo in s tem dvignejo površinsko temperaturo. Poleg tega bo ustvarjanje velikega orbitiranega sončnega zrcala pomagalo odsevati sončno svetlobo v določena območja, kot so drogovi, za lokalizirano povišanje temperature. Nekateri verjamejo, da lahko tako razmeroma majhne temperaturne spremembe vplivajo na podnebne spremembe in ustvarijo veliko večji zračni tlak. To bi bil lahko prvi korak k oblikovanju Marsa.