Terraforming - membangun Bumi baru di tempat baru

Suatu hari mungkin ternyata jika terjadi bencana global, tidak mungkin memulihkan peradaban di Bumi atau kembali ke keadaan sebelum ancaman. Sangatlah berharga memiliki dunia baru sebagai cadangan dan membangun segala sesuatu yang baru di sana - lebih baik daripada yang kita lakukan di planet asal kita. Namun, kami tidak mengetahui benda langit yang siap untuk segera diselesaikan. Perlu diperhitungkan fakta bahwa beberapa pekerjaan akan diperlukan untuk menyiapkan tempat seperti itu.

1. Sampul cerita "Tabrakan di Orbit"

Terraforming sebuah planet, bulan, atau objek lain adalah hipotetis, di tempat lain (sepengetahuan kami) proses mengubah atmosfer, suhu, topografi permukaan, atau ekologi dari sebuah planet atau benda langit lain menyerupai lingkungan bumi dan membuatnya cocok untuk terestrial kehidupan.

Konsep terraforming telah berkembang baik di lapangan maupun dalam ilmu nyata. Istilah itu sendiri diperkenalkan Jack Williamson (Will Stewart) dalam cerita pendek "Collision Orbit" (1), diterbitkan pada tahun 1942.

Venus itu keren, Mars itu hangat

Dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Science pada tahun 1961, astronom Carl Sagan diajukan. Dia membayangkan penanaman ganggang di atmosfernya yang akan mengubah air, nitrogen, dan karbon dioksida menjadi senyawa organik. Proses ini akan menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer, yang akan mengurangi efek rumah kaca hingga suhu turun ke tingkat yang nyaman. Kelebihan karbon akan terlokalisasi di permukaan planet, misalnya dalam bentuk grafit.

Sayangnya, penemuan selanjutnya tentang kondisi Venus menunjukkan bahwa proses seperti itu tidak mungkin. Kalau saja karena awan di sana terdiri dari larutan asam sulfat yang sangat pekat. Bahkan jika alga secara teoritis dapat berkembang di lingkungan yang tidak bersahabat di atmosfer bagian atas, atmosfer itu sendiri terlalu padat—tekanan atmosfer yang tinggi akan menghasilkan oksigen molekul yang hampir murni, dan karbon akan terbakar, melepaskan COXNUMX.₂.

Namun, paling sering kita berbicara tentang terraforming dalam konteks potensi adaptasi Mars. (2). Dalam sebuah artikel "Planetary Engineering on Mars" yang diterbitkan dalam jurnal Icarus pada tahun 1973, Sagan menganggap Planet Merah sebagai tempat yang berpotensi layak huni bagi manusia.

2. Visi untuk tahap selanjutnya dari terraforming Mars

Tiga tahun kemudian, NASA secara resmi membahas masalah rekayasa planet, menggunakan istilah "ekosintesis planet". Sebuah studi yang diterbitkan menyimpulkan bahwa Mars dapat mendukung kehidupan dan menjadi planet yang layak huni. Pada tahun yang sama, sesi pertama konferensi tentang terraforming, yang saat itu juga dikenal sebagai "pemodelan planet", diselenggarakan.

Namun, baru pada tahun 1982 kata "terraforming" mulai digunakan dalam pengertian modernnya. ahli planet Christopher McKay (7) menulis "Terraforming Mars", yang muncul di Journal of the British Interplanetary Society. Makalah tersebut membahas prospek pengaturan diri biosfer Mars, dan kata yang digunakan oleh McKay sejak itu menjadi kata yang lebih disukai. Pada tahun 1984 James Lovelock i Michael Allaby menerbitkan buku Greening Mars, salah satu yang pertama menggambarkan metode baru memanaskan Mars menggunakan klorofluorokarbon (CFC) yang ditambahkan ke atmosfer.

Secara total, banyak penelitian dan diskusi ilmiah telah dilakukan tentang kemungkinan memanaskan planet ini dan mengubah atmosfernya. Menariknya, beberapa metode hipotetis untuk mengubah Mars mungkin sudah berada dalam kemampuan teknologi umat manusia. Akan tetapi, sumber daya ekonomi yang diperlukan untuk ini akan jauh lebih besar daripada yang bersedia dialokasikan oleh pemerintah atau masyarakat mana pun untuk tujuan tersebut.

Pendekatan metodis

Setelah terraforming masuk ke dalam sirkulasi konsep yang lebih luas, ruang lingkupnya mulai sistematis. Pada tahun 1995 Martin J kabut (3) dalam bukunya "Terraforming: Engineering the Planetary Environment" ia menawarkan definisi berikut untuk berbagai aspek yang terkait dengan bidang ini:

• teknik planet - penggunaan teknologi untuk mempengaruhi properti global planet ini;
• geoengineering - rekayasa planet yang diterapkan khusus ke Bumi. Ini hanya mencakup konsep rekayasa makro yang melibatkan perubahan parameter global tertentu seperti efek rumah kaca, komposisi atmosfer, radiasi matahari, atau fluks kejut;
• terraforming - proses rekayasa planet, yang ditujukan, khususnya, untuk meningkatkan kemampuan lingkungan planet ekstraterestrial untuk mendukung kehidupan dalam keadaan yang diketahui. Pencapaian terakhir di kawasan ini adalah terciptanya ekosistem planet terbuka yang meniru semua fungsi biosfer terestrial, yang sepenuhnya diadaptasi untuk tempat tinggal manusia.

Fogg juga mengembangkan definisi planet dengan berbagai tingkat kompatibilitas dalam hal kelangsungan hidup manusia di atasnya. Dia membedakan planet-planet:

• berpenghuni () - dunia dengan lingkungan yang cukup mirip dengan Bumi sehingga orang dapat hidup dengan nyaman dan bebas di dalamnya;
• biokompatibel (BP) - planet dengan parameter fisik yang memungkinkan kehidupan berkembang di permukaannya. Bahkan jika mereka pada awalnya tidak memilikinya, mereka dapat memuat biosfer yang sangat kompleks tanpa perlu terraforming;
• mudah diubah bentuknya (ETP) - planet yang dapat menjadi biokompatibel atau layak huni dan dapat didukung oleh serangkaian teknologi dan sumber daya rekayasa planet yang relatif sederhana yang disimpan di pesawat ruang angkasa terdekat atau misi perintis robot.

Fogg menunjukkan bahwa di masa mudanya, Mars adalah planet yang kompatibel secara biologis, meskipun saat ini tidak cocok dengan salah satu dari tiga kategori - terraforming itu di luar ETP, terlalu sulit, dan terlalu mahal.

Memiliki sumber energi adalah persyaratan mutlak untuk kehidupan, tetapi gagasan tentang kelangsungan hidup langsung atau potensial sebuah planet didasarkan pada banyak kriteria geofisika, geokimia, dan astrofisika lainnya.

Yang menarik adalah sekumpulan faktor yang, selain organisme yang lebih sederhana di Bumi, mendukung organisme multiseluler yang kompleks. hewan. Penelitian dan teori di bidang ini adalah bagian dari ilmu planet dan astrobiologi.

Anda selalu dapat menggunakan termonuklir

Dalam peta jalan untuk astrobiologi, NASA mendefinisikan kriteria utama untuk adaptasi terutama sebagai "sumber daya air cair yang memadai, kondisi yang kondusif untuk agregasi molekul organik kompleks, dan sumber energi untuk mendukung metabolisme." Ketika kondisi di planet ini menjadi cocok untuk kehidupan spesies tertentu, impor kehidupan mikroba dapat dimulai. Ketika kondisi menjadi lebih dekat dengan terestrial, kehidupan tanaman juga dapat diperkenalkan di sana. Ini akan mempercepat produksi oksigen, yang secara teori akan membuat planet ini akhirnya bisa mendukung kehidupan hewan.

Di Mars, kurangnya aktivitas tektonik mencegah resirkulasi gas dari sedimen lokal, yang menguntungkan atmosfer di Bumi. Kedua, dapat diasumsikan bahwa tidak adanya magnetosfer menyeluruh di sekitar Planet Merah menyebabkan kehancuran atmosfer secara bertahap oleh angin matahari (4).

4 Magnetosfer Lemah Tidak Melindungi Atmosfer Mars

Konveksi di inti Mars, yang sebagian besar adalah besi, awalnya menciptakan medan magnet, namun dinamo telah lama berhenti berfungsi dan medan Mars sebagian besar telah menghilang, mungkin karena kehilangan panas inti dan pemadatan. Saat ini, medan magnet adalah kumpulan bidang kecil seperti payung lokal, sebagian besar di sekitar belahan bumi selatan. Sisa-sisa magnetosfer menutupi sekitar 40% permukaan planet. Hasil Penelitian Misi NASA Spesialis menunjukkan bahwa atmosfer sedang dibersihkan terutama oleh lontaran massa korona matahari yang membombardir planet dengan proton berenergi tinggi.

Terraforming Mars harus melibatkan dua proses simultan yang besar - penciptaan atmosfer dan pemanasannya.

Atmosfer yang lebih tebal dari gas rumah kaca seperti karbon dioksida akan menghentikan radiasi matahari yang masuk. Karena peningkatan suhu akan menambah gas rumah kaca ke atmosfer, kedua proses ini akan saling memperkuat. Namun, karbon dioksida saja tidak akan cukup untuk menjaga suhu di atas titik beku air - sesuatu yang lain akan dibutuhkan.

Probe Mars Lain Yang Baru-baru Ini Dinamai Ketekunan dan akan diluncurkan tahun ini, akan mengambil mencoba menghasilkan oksigen. Kita tahu bahwa atmosfer yang dijernihkan mengandung 95,32% karbon dioksida, 2,7% nitrogen, 1,6% argon, dan sekitar 0,13% oksigen, ditambah banyak elemen lain dalam jumlah yang bahkan lebih kecil. Percobaan yang disebut kegembiraan (5) adalah menggunakan karbon dioksida dan mengekstraksi oksigen darinya. Tes laboratorium telah menunjukkan bahwa ini secara umum mungkin dan layak secara teknis. Anda harus mulai di suatu tempat.

5. Modul kuning untuk eksperimen MOXIE pada rover Perseverance.

bos ruang angkasa, Elon Musk, dia tidak akan menjadi dirinya sendiri jika dia tidak memasukkan dua sennya ke dalam diskusi tentang terraforming Mars. Salah satu ide Musk adalah turun ke kutub Mars. bom hidrogen. Pemboman besar-besaran, menurutnya, akan menciptakan banyak energi panas dengan mencairkan es, dan ini akan melepaskan karbon dioksida, yang akan menciptakan efek rumah kaca di atmosfer, menjebak panas.

Medan magnet di sekitar Mars akan melindungi marsonaut dari sinar kosmik dan menciptakan iklim ringan di permukaan planet. Tapi Anda pasti tidak bisa memasukkan sepotong besar besi cair ke dalamnya. Oleh karena itu, para ahli menawarkan solusi lain - masukkan w titik librasi L1 dalam sistem Mars-Matahari generator yang hebat, yang akan menciptakan medan magnet yang cukup kuat.

Konsep tersebut dipresentasikan pada workshop Planetary Science Vision 2050 oleh Dr. Jim Green, direktur Divisi Ilmu Planet, divisi eksplorasi planet NASA. Seiring waktu, medan magnet akan menyebabkan peningkatan tekanan atmosfer dan suhu rata-rata. Peningkatan hanya 4°C akan mencairkan es di daerah kutub, melepaskan CO . yang tersimpan₂ini akan menyebabkan efek rumah kaca yang kuat. Air akan mengalir di sana lagi. Menurut pencipta, waktu nyata untuk pelaksanaan proyek adalah 2050.

Pada gilirannya, solusi yang diusulkan Juli lalu oleh para peneliti di Universitas Harvard tidak menjanjikan untuk mengubah seluruh planet sekaligus, tetapi bisa menjadi metode bertahap. Para ilmuwan datang dengan pendirian kubah terbuat dari lapisan tipis aerogel silika, yang akan transparan dan pada saat yang sama memberikan perlindungan dari radiasi UV dan menghangatkan permukaan.

Selama simulasi, ternyata lapisan tipis aerogel 2-3 cm cukup untuk memanaskan permukaan hingga 50 °C. Jika kita memilih tempat yang tepat, maka suhu pecahan Mars akan meningkat menjadi -10 ° C. Itu masih akan rendah, tetapi dalam kisaran yang bisa kami tangani. Selain itu, mungkin akan menjaga air di wilayah ini dalam keadaan cair sepanjang tahun, yang dikombinasikan dengan akses konstan ke sinar matahari, seharusnya cukup bagi vegetasi untuk melakukan fotosintesis.

Terraforming ekologis

Jika ide untuk menciptakan kembali Mars agar terlihat seperti Bumi terdengar fantastis, maka potensi terraforming dari benda-benda kosmik lain meningkatkan tingkat fantastis ke tingkat ke-n.

Venus telah disebutkan. Kurang terkenal adalah pertimbangannya terraforming bulan. Geoffrey A. Landis dari NASA menghitung pada tahun 2011 bahwa menciptakan atmosfer di sekitar satelit kita dengan tekanan 0,07 atm dari oksigen murni akan membutuhkan pasokan 200 miliar ton oksigen dari suatu tempat. Peneliti menyarankan bahwa ini dapat dilakukan dengan menggunakan reaksi reduksi oksigen dari batuan bulan. Masalahnya adalah karena gravitasi rendah, dia akan cepat kehilangannya. Sejauh menyangkut air, rencana sebelumnya untuk membombardir permukaan bulan dengan komet mungkin tidak berhasil. Ternyata ada banyak H lokal di tanah bulan₂0, terutama di sekitar Kutub Selatan.

Kandidat lain yang mungkin untuk terraforming - mungkin hanya sebagian - atau paraterraforming, yang terdiri dari pembuatan benda luar angkasa asing habitat tertutup untuk manusia (6) ini adalah: Titan, Callisto, Ganymede, Europa dan bahkan Merkurius, bulan Saturnus Enceladus dan planet kerdil Ceres.

6. Visi artistik dari terraforming parsial

Jika kita melangkah lebih jauh, ke planet ekstrasurya, di antaranya kita semakin menemukan dunia yang sangat mirip dengan Bumi, maka kita tiba-tiba memasuki tingkat diskusi yang sama sekali baru. Kita dapat mengidentifikasi planet seperti ETP, BP, dan bahkan mungkin HP di sana dari kejauhan, mis. yang tidak kita miliki di tata surya. Kemudian mencapai dunia seperti itu menjadi masalah yang lebih besar daripada teknologi dan biaya terraforming.

Banyak proposal rekayasa planet melibatkan penggunaan bakteri yang dimodifikasi secara genetik. Gary King, ahli mikrobiologi Universitas Negeri Louisiana yang mempelajari organisme paling ekstrem di Bumi, mencatat bahwa:

"Biologi sintetik telah memberi kita seperangkat alat luar biasa yang dapat kita gunakan untuk menciptakan jenis organisme baru yang secara khusus disesuaikan dengan sistem yang ingin kita rencanakan."

Ilmuwan menguraikan prospek terraforming, menjelaskan:

"Kami ingin mempelajari mikroba terpilih, menemukan gen yang bertanggung jawab untuk kelangsungan hidup dan kegunaan untuk terraforming (seperti ketahanan terhadap radiasi dan kekurangan air), dan kemudian menerapkan pengetahuan ini untuk merekayasa genetika mikroba yang dirancang khusus."

Ilmuwan melihat tantangan terbesar dalam kemampuan untuk memilih dan mengadaptasi mikroba yang sesuai secara genetik, percaya bahwa dibutuhkan "sepuluh tahun atau lebih" untuk mengatasi hambatan ini. Dia juga mencatat bahwa cara terbaik adalah mengembangkan "bukan hanya satu jenis mikroba, tetapi beberapa yang bekerja sama."

Alih-alih terraforming atau selain terraforming lingkungan asing, para ahli telah menyarankan bahwa manusia dapat beradaptasi dengan tempat-tempat ini melalui rekayasa genetika, bioteknologi, dan peningkatan sibernetik.

Liza Nip dari MIT Media Lab Molecular Machines Team, mengatakan biologi sintetik dapat memungkinkan para ilmuwan untuk secara genetik memodifikasi manusia, tumbuhan, dan bakteri untuk menyesuaikan organisme dengan kondisi di planet lain.

Martin J. Fogg, Carl Sagan puasa Robert Zubrin i Richard L.S. TyloSaya percaya bahwa menjadikan dunia lain layak huni - sebagai kelanjutan dari sejarah kehidupan lingkungan yang berubah di Bumi - sama sekali tidak dapat diterima. kewajiban moral kemanusiaan. Mereka juga menunjukkan bahwa planet kita pada akhirnya akan berhenti hidup. Dalam jangka panjang, Anda harus mempertimbangkan kebutuhan untuk pindah.

Meskipun para pendukung percaya bahwa tidak ada hubungannya dengan terraforming planet tandus. masalah etika, ada pendapat bahwa bagaimanapun juga tidak etis untuk mengganggu alam.

Mengingat penanganan manusia sebelumnya terhadap Bumi, yang terbaik adalah tidak mengekspos planet lain ke aktivitas manusia. Christopher McKay berpendapat bahwa terraforming secara etis benar hanya ketika kita benar-benar yakin bahwa planet asing tidak menyembunyikan kehidupan asli. Dan bahkan jika kita berhasil menemukannya, kita tidak boleh mencoba mengubahnya untuk penggunaan kita sendiri, tetapi bertindak sedemikian rupa sehingga beradaptasi dengan kehidupan asing ini. Tidak berarti sebaliknya.

Lihat juga: