Войти
Концепция художника показывает терраформированный Марс в четырех стадиях развития. Терраформирование или терраформирование (буквально «формирование Земли») планеты, луны или другого тела является гипотетическим процесс преднамеренного изменения его атмосферы, температуры, рельефа поверхности или экологии, чтобы он был подобен окружающей среде Земли сделать его пригодным для жизни земной жизнью.
Концепция терраформирования возникла как из научной фантастики, так и из реальной науки. Этот термин был придуман Джеком Уильямсоном в научно-фантастическом рассказе («Орбита столкновения »), опубликованном в 1942 году в Astounding Science Fiction, но концепция может предшествует этой работе.
Даже если окружающая среда на планете могла быть изменена намеренно, возможность создания неограниченной планетарной среды, имитирующей Землю на другой планете, еще предстоит проверить. Марс обычно считается наиболее вероятным кандидатом на терраформирование. Было проведено много исследований, касающихся возможности нагрева планеты и изменения ее атмосферы, и НАСА даже провело дебаты по этому поводу. Некоторые потенциальные методы изменения климата Марса могут подпадать под технические возможности человечества, но в настоящее время требуемые для этого экономические ресурсы намного превышают те, которые любое правительство или общество готовы выделить для этого. Долгие сроки и практичность терраформирования являются предметом споров. Другие оставшиеся без ответа вопросы касаются этики, логистики, экономики, политики и методологии изменения окружающей среды. внеземного мира.
Астроном Карл Саган предложил планетную инженерию Венеры в статье, опубликованной в журнале Science в 1961 году. Саган представил, как засеять атмосферу Венеры водорослями, которые превратят воду, азот и углекислый газ в органические соединения. Поскольку этот процесс удаляет двуокись углерода из атмосферы, парниковый эффект будет уменьшаться до тех пор, пока температура поверхности не упадет до «комфортного» уровня. Образовавшийся углерод, предположил Саган, будет сожжен высокими температурами поверхности Венеры и, таким образом, будет секвестрирован в форме «графита или какой-либо нелетучей формы углерода» на поверхности планеты. Однако более поздние открытия условий на Венере сделали этот конкретный подход невозможным. Одна из проблем заключается в том, что облака Венеры состоят из высококонцентрированного раствора серной кислоты. Даже если бы атмосферные водоросли могли процветать во враждебной среде верхних слоев атмосферы Венеры, еще более непреодолимая проблема заключается в том, что ее атмосфера просто слишком толстая - высокое атмосферное давление привело бы к «атмосфере почти чистого молекулярного кислорода» и вызвало бы образование на планете поверхность должна быть покрыта толстым слоем мелкодисперсного графитового порошка. Эта изменчивая комбинация не могла сохраняться во времени. Любой углерод, который был зафиксирован в органической форме, снова высвободился бы в виде углекислого газа в результате сгорания, «замкнув» процесс терраформирования.
Саган также визуализировал, что Марс станет пригодным для жизни человека в " Планетарная инженерия на Марсе »(1973), статья опубликована в журнале Icarus. Три года спустя НАСА официально обратилось к проблеме планетарной инженерии в своем исследовании, но вместо этого использовало термин «планетарный экосинтез». Исследование пришло к выводу, что Марс мог поддерживать жизнь и превращаться в обитаемую планету. В том же году была организована первая сессия конференции по терраформированию, которая тогда называлась «Планетарное моделирование».
В марте 1979 года инженер и автор НАСА Джеймс Оберг организовал Первый коллоквиум по терраформированию, специальную сессию на конференции по изучению Луны и планет в Хьюстоне. Оберг популяризировал концепции терраформирования, обсуждавшиеся на коллоквиуме, среди широкой публики в своей книге «Новые Земли» (1981). Лишь в 1982 году слово терраформирование использовалось в названии опубликованной журнальной статьи. Планетолог Кристофер Маккей написал статью «Терраформирование Марса» для журнала Британского межпланетного общества. В документе обсуждались перспективы саморегулирующейся марсианской биосферы, и использование этого слова Маккеем с тех пор стало предпочтительным термином. В 1984 году Джеймс Лавлок и Майкл Аллаби опубликовали «Озеленение Марса». Книга Лавлока была одной из первых, в которой описан новый метод согрева Марса, при котором в атмосферу добавляются хлорфторуглероды (CFC).
Руководствуясь книгой Лавлока, биофизик Роберт Хейнс работал за кулисами, продвигая терраформирование, и внес в него неологизм Экопоэзис, образовав слово из греческое οἶκος, oikos, «дом», и ποίησις, poiesis, «производство». Экопоэзис относится к происхождению экосистемы. В контексте освоения космоса Хейнс описывает экопоэзис как «создание устойчивой экосистемы на безжизненной и стерильной планете». Фогг определяет экопоэзис как тип планетарной инженерии и является одним из первых этапов терраформации. Этот первичный этап создания экосистемы обычно ограничивается первоначальным посевом микробной жизни. В отчете Лопеса, Пейшото и Росадо, опубликованном в 2019 году, микробиология вновь рассматривается как необходимый компонент любой возможной стратегии колонизации, основанной на принципах микробного симбиоза и их полезных экосистемных услуг. Когда условия приближаются к земным, может появиться растительная жизнь, и это ускорит производство кислорода, теоретически сделав планету в конечном итоге способной поддерживать жизнь животных.
В 1985 году Мартин Дж. Фогг начал публиковать несколько статей о терраформировании. Он также работал редактором полного выпуска журнала Британского межпланетного общества по терраформированию в 1992 году. В своей книге «Терраформирование: разработка планетных сред» (1995) Фогг предложил следующие определения для различных аспектов, связанных с терраформированием:
Фогг также разработал определения планет-кандидатов с различной степенью совместимости с людьми:
Фогг предполагает, что Марс был биологически совместимой планетой в молодости, но сейчас не в любую из этих трех категорий, потому что ее терраформировать труднее.
Абсолютным требованием для жизни является источник энергии, но понятие обитаемости на планете подразумевает, что многие другие должны быть выполнены геофизические, геохимические и астрофизические критерии, прежде чем поверхность астрономического тела сможет поддерживать жизнь. Особый интерес представляет набор факторов, благодаря которым на Земле обитают сложные многоклеточные животные в дополнение к более простым организмам. Исследования и теория в этом отношении являются составной частью планетологии и новой дисциплины астробиологии.
. В своей дорожной карте астробиологии НАСА определила основные критерии обитаемости как " протяженные области жидкой воды, условия, благоприятные для сборки сложных органических молекул, и источники энергии для поддержания метаболизма."
Как только условия станут более подходящими для жизнь интродуцированных видов может начаться завоз микробной жизни. По мере приближения условий к земным растительная жизнь также может быть занесена. Это ускорит производство кислорода, что теоретически сделает планету в конечном итоге способной поддерживать животную жизнь.
Художественная концепция терраформированный Марс Во многих отношениях Марс является самой земной планетой в Солнечной системе. Считается, что когда-то Марс повторная земная среда в начале своей истории, с более плотной атмосферой и обильным количеством воды, которая была потеряна в течение сотен миллионов лет.
Точный механизм этой потери до сих пор неясен, хотя три механизма в В частности, кажется вероятным: во-первых, всякий раз, когда присутствует поверхностная вода, углекислый газ (CO. 2) вступает в реакцию с горными породами с образованием карбонатов, тем самым оттягивая атмосферу и связывая ее с поверхностью планеты.. На Земле этому процессу противодействует, когда тектоника плит вызывает извержения вулканов, которые выбрасывают углекислый газ обратно в атмосферу. На Марсе отсутствие такой тектонической активности помогло предотвратить рециркуляцию газов, содержащихся в отложениях.
Во-вторых, отсутствие магнитосферы вокруг Марса могло позволить солнечной ветер, чтобы постепенно разрушать атмосферу. Конвекция в ядре Марса, которое состоит в основном из железа, первоначально генерировало магнитное поле. Однако динамо давно перестало функционировать, и магнитное поле Марса в значительной степени исчезло, вероятно, из-за «... потери тепла ядра, затвердевания большей части ядра и / или изменений в режим мантийной конвекции ". Результаты миссии НАСА MAVEN показывают, что атмосфера удалена в основном из-за событий Coronal Mass Ejection, когда выбросы протонов с высокой скоростью от Солнца сталкиваются с атмосферой. Марс все еще сохраняет ограниченную магнитосферу, которая покрывает примерно 40% его поверхности. Однако вместо того, чтобы равномерно покрывать и защищать атмосферу от солнечного ветра, магнитное поле принимает форму набора более мелких зонтичных полей, в основном сгруппированных вместе вокруг южного полушария планеты.
Наконец, примерно между 4,1 и 3,8 миллиарда лет назад столкновения с астероидом во время поздней тяжелой бомбардировки вызвали значительные изменения в поверхностной среде объектов Солнечной системы. Низкая гравитация Марса предполагает, что эти удары могли выбросить большую часть марсианской атмосферы в глубокий космос.
Терраформирование Марса повлечет за собой два основных переплетенных изменения: создание атмосферы и ее нагрев. Более плотная атмосфера парниковых газов, таких как углекислый газ, будет улавливать поступающее солнечное излучение. Поскольку повышение температуры приведет к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу, эти два процесса будут дополнять друг друга. Одного углекислого газа недостаточно для поддержания температуры выше точки замерзания воды, поэтому можно было бы создать смесь специализированных парниковых молекул.
Художественная концепция терраформированной Венеры Терраформирование Венеры требует двух основных изменений; удаление большей части плотной атмосферы из углекислого газа с плотностью 9 МПа (1300 фунтов на квадратный дюйм) и снижение температуры поверхности планеты до 450 ° C (842 ° F). Эти цели тесно взаимосвязаны, поскольку считается, что экстремальная температура Венеры связана с парниковым эффектом, вызванным ее плотной атмосферой. Секвестрация атмосферного углерода, вероятно, также решит проблему температуры.
Художественная концепция Луны (передний план) и Меркурия (фон) терраформирована Хотя гравитация на луне Земли слишком низок, чтобы удерживать атмосферу в течение геологических промежутков времени, если бы он был задан, он сохранял бы ее в течение промежутков времени, долгих по сравнению с продолжительностью жизни человека. Таким образом, Ландис и другие предположили, что терраформировать Луну можно, хотя не все согласны с этим предложением. По оценке Ландиса, для атмосферы чистого кислорода в 1 фунт / кв.дюйм на Луне потребуется порядка двухсот триллионов тонн кислорода, и предполагает, что он может быть получен путем восстановления кислорода из количества лунного камня, эквивалентного кубу примерно в пятидесяти километрах на расстоянии. край. В качестве альтернативы он предполагает, что водное содержание «от пятидесяти до ста комет» размером с комету Галлея будет работать, «если предположить, что вода не разбрызгивается, когда кометы падают на Луну». Точно так же Бенфорд подсчитал, что для терраформирования Луны потребуется «около 100 комет размером с комету Галлея».
Недавно было высказано предположение, что из-за эффектов изменения климата, интервенционистская программа может быть разработана для возвращения Земли к ее обычным и более благоприятным климатическим параметрам. Для достижения этого было предложено несколько решений, таких как управление солнечным излучением, секвестрация углекислого газа с использованием методов геоинженерии, а также разработка и устранение климатических изменений генно-инженерные организмы.
Другие возможные кандидаты на терраформирование (возможно, только частичное или паратерраформирование) включают Титан, Каллисто, Ганимед, Европа и даже Меркурий, спутник Сатурна Энцелад и карликовая планета Церера.
Многие предложения по планетарной инженерии включают использование генно-инженерных бактерий.
Поскольку синтетическая биология созревает в будущем Спустя десятилетия может стать возможным создание дизайнерских организмов с нуля, которые напрямую эффективно производят желаемые продукты. Лиза Нип, доктор философии Кандидат в группу «Молекулярные машины» MIT Media Lab сказал, что с помощью синтетической биологии ученые могут генетически спроектировать людей, растения и бактерии для создания земных условий на другой планете.
Гэри. Кинг, микробиолог из Государственного университета Луизианы, изучающий самые экстремальные организмы на Земле, отмечает, что «синтетическая биология дала нам замечательный инструментарий, который можно использовать для создания новых видов организмов, специально подходящих для систем, которые мы хотим план "и обрисовывает перспективы терраформирования, говоря" мы хотим исследовать выбранные нами микробы, найти гены, которые кодируют необходимые нам свойства выживания и терраформирования (такие как радиация и засухоустойчивость ), а затем использовать эти знания для генетической инженерии специально созданных марсианами микробов ». Он видит самое серьезное препятствие для проекта в способности генетически изменять и адаптировать нужные микробы, полагая, что для решения этого препятствия может потребоваться «десятилетие или больше». Он также отмечает, что было бы лучше создать «не один вид микробов, а набор из нескольких, которые работают вместе».
DARPA проводит исследования с использованием фотосинтезирующих растений, бактерий и водорослей, выращенных непосредственно на поверхности Марса, которые может согреть и уплотнить его атмосферу. В 2015 году агентство и некоторые из его партнеров по исследованиям создали программное обеспечение под названием «Google Maps из геномов », в котором геномы нескольких организмов могут быть включены в программу для сразу покажет список известных генов и их расположение в геноме. По словам Алисии Джексон, заместителя директора Управления биологических технологий DARPA, тем самым они разработали «технологический инструментарий для преобразования не только враждебных мест на Земле, но и для выхода в космос не только для посещения, но и для того, чтобы остаться. ".
Также известное как концепция« дома мира », паратерраформирование включает в себя строительство жилого корпуса на планете, которая охватывает большую часть пригодной для использования площади планеты. Ограждение будет состоять из прозрачной крыши, удерживаемой на высоте одного или нескольких километров над поверхностью, герметизированной воздухопроницаемой атмосферой и закрепленной с помощью опор и тросов через равные промежутки времени. Концепция дома-мира похожа на концепцию куполообразной среды обитания, но охватывает всю (или большую часть) планеты.
Также было высказано предположение, что вместо или в дополнение к терраформированию враждебной среды люди могут адаптироваться к этим местам с помощью генной инженерии, биотехнология и кибернетические усовершенствования.
Отсутствие магнитосферы на Марсе означает, что красная планета постоянно подвергается взрывам с солнечным излучением. Земля имеет хорошо сформированную магнитосферу, которая делает возможной любую жизнь на Земле. Это также делает практически невозможным любое путешествие на Марс (или куда-нибудь еще). Люди, оставшиеся на Марсе даже на самое короткое время, будут вынуждены жить глубоко под поверхностью планеты. Этот вопрос удобно исключить из обсуждений межзвездных путешествий среди НАСА, Space X и других организаций, которые в значительной степени полагаются на перспективы будущих путешествий на Марс.
В рамках биологии и экологии ведутся философские дебаты о том, является ли терраформирование других миров этическим усилием. С точки зрения a, это включает в себя баланс между необходимостью сохранения человеческой жизни и внутренней ценностью существующей планетарной экологии.
Что касается протерраформирующей стороны аргумента, есть такие, как Роберт Зубрин, Мартин Дж. Фогг, Ричард Л.С. Тейлор и покойный Карл Саган, которые считают, что моральная обязанность человечества - сделать другие миры пригодными для жизни, как продолжение истории жизни, трансформирующей окружающую среду на Земле. Они также указывают на то, что Земля в конечном итоге будет уничтожена, если природа пойдет своим чередом, так что человечество стоит перед очень долгим выбором между терраформированием других миров или вымиранием всей земной жизни . Утверждается, что терраформирование абсолютно бесплодных планет не является морально неправильным, поскольку не влияет на любую другую жизнь.
Противоположный аргумент утверждает, что терраформирование было бы неэтичным вмешательством в природу, и что, учитывая прошлое отношение человечества к Земле, другим планетам может быть лучше без вмешательства человека. Третьи находят золотую середину, такие как Кристофер Маккей, который утверждает, что терраформирование этически разумно только после того, как мы полностью убедились, что чужая планета не питает собственной жизнью; но если это произойдет, мы не должны пытаться переделать его для наших собственных нужд, а должны спроектировать его среду, чтобы искусственно питать инопланетную жизнь и помогать ей процветать и совместно развиваться или даже сосуществовать с людьми. Даже это будет рассматриваться как тип терраформирования для самых строгих экоцентристов, которые скажут, что вся жизнь имеет право в своей биосфере развиваться без внешнего вмешательства.
Первоначальная стоимость таких проектов, как планетарное терраформирование, была бы колоссальной, и инфраструктуру такого предприятия пришлось бы строить с нуля. Такая технология еще не разработана, не говоря уже о финансовой целесообразности на данный момент. Джон Хикман указал, что почти ни одна из нынешних схем терраформирования не включает экономические стратегии, и большинство их моделей и ожиданий кажутся весьма оптимистичными.
Национальные гордость, соперничество между народами и политика связей с общественностью в прошлом были основными мотивами для разработки космических проектов. Разумно предположить, что эти факторы также будут присутствовать в усилиях по терраформированию планет.
Терраформирование - распространенное понятие в научной фантастике, начиная с телевидения, фильмов и <19.>романы с по видеоигры.
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Терраформированием. |
