Przestrzeń

Ekologizacja na czerwonej planecie: jak możemy zbudować gospodarkę na Marsie?

Ekologizacja na czerwonej planecie: jak możemy zbudować gospodarkę na Marsie?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

W nadchodzących dziesięcioleciach agencje kosmiczne i prywatne przedsięwzięcia chcą zacząć wysyłać ludzi na Marsa. Niektóre z tych organizacji aktywnie planują założenie tam pierwszej osady ludzkiej.

Przy całym tym planowaniu można śmiało powiedzieć, że idea kolonizacji Marsa może przenosić się z królestwa science fiction do królestwa prawdziwych możliwości. Jednak powoduje to również różnego rodzaju problemy, które wykraczają daleko poza zwykłe przeszkody techniczne i oceny kosztów.

Istnieją również ważne pytania o to, czy ludzie mogą przetrwać na Marsie w dłuższej perspektywie. Istnieją również pytania natury etycznej dotyczące tego, jak ludzie mogą zmienić środowisko Marsa - nie tylko poprzez terraformację na pełną skalę, ale poprzez wszelkie zmiany w marsjańskim krajobrazie.

Biorąc to wszystko pod uwagę, istnieje również całkowicie uzasadnione pytanie, czy kolonia na Marsie byłaby ekonomicznie opłacalna w dłuższej perspektywie. Najpoważniejsze propozycje stworzenia osady marsjańskiej dotyczą kwestii samowystarczalności w zakresie zasobów.

Dlatego ważne jest, aby zastanowić się, czy możemy zbudować na Marsie działającą gospodarkę, która współgra z ludzką osadą. Jakie wyzwania trzeba pokonać, aby to osiągnąć i (przede wszystkim) czy jest to warte całego zamieszania?

Mars jako „nowa granica”

Entuzjastom kolonizacji marsjańskiej często budzi się nadzieja na „nową granicę”, porównywalną z eksploracją i kolonizacją Ameryki Północnej. Odkładając na bok wiele brzydkich aspektów tej fazy naszej historii (tj. Podbojów, ludobójstwa i niewolnictwa), które w żadnym wypadku nie zostaną powtórzone na Marsie, istnieje jasna logika tego podejścia.

Przedstawiając marsjański krajobraz jako nową granicę, zwolennicy kolonizacji marsjańskiej odwołują się do ludzkiego poczucia przygody. Życie w takim środowisku byłoby dużym wyzwaniem, ale właśnie to sprawia, że ​​jest to atrakcyjne dla wielu ludzi.

Podróżując na Marsa i będąc pierwszymi na Czerwonej Planecie, marsjańscy koloniści byliby faktycznie „pionierami”. I jest coś do powiedzenia na temat tego, jak trudne zadania wydobywają z ludzi to, co najlepsze. Jak powiedział prezydent John F. Kennedy w swoim słynnym przemówieniu na Uniwersytecie Rice w 1963 r .:

„Decydujemy się polecieć na Księżyc. Decydujemy się polecieć na Księżyc w tej dekadzie i robić inne rzeczy, nie dlatego, że są łatwe, ale dlatego, że są trudne, ponieważ ten cel posłuży do zorganizowania i zmierzenia najlepszej naszej energii i umiejętnościponieważ jest to wyzwanie, które jesteśmy gotowi przyjąć, takie, którego nie chcemy odkładać, i jedno, które zamierzamy wygrać, i inne także ”.

Naturalne bogactwo na Marsie

Innym interesującym aspektem, który często towarzyszy tej „pogranicznej” rozmowie, jest pomysł, że Mars jest bogaty w zasoby. Z obfitym bogactwem mineralnym są tacy, którzy wierzą, że koloniści podróżujący na Marsa wezmą udział w kolejnej „gorączce złota” lub innym napędzanym minerałami boomie gospodarczym.

Z pozoru ten argument ma pewną wartość. Pod względem struktury i składu Mars jest bardzo podobny do Ziemi. Składa się głównie z metali i minerałów krzemianowych, które różnią się między rdzeniem metalicznym a płaszczem i skorupą krzemianową.

Ponadto istnieją dowody na istnienie na Marsie dużej ilości metali, które mogą być przydatne w zastosowaniach przemysłowych. Dowody na obecność tych minerałów obejmują badania meteorytów marsjańskich, a także dowody zebrane przez robotyczne lądowniki i łaziki działające na powierzchni.

Misje NASA, takie jak Viking I i II lądowniki, a także Mars Pathfinder, Duch i Okazja łaziki zidentyfikowali glin, żelazo, magnez i tytan podczas badania próbek marsjańskiej gleby. Naukowcy znaleźli również dowody na śladowe ilości innych minerałów, takich jak chrom, lit, kobalt, nikiel, miedź, cynk, wolfram i złoto.

Ponadto Okazja łazik znalazł na powierzchni małe kuliste struktury (zwane „jagodami”). Były wykonane z hematytu, powszechnej formy tlenku żelaza. Obie Duch i Okazja znaleźli również meteoryty składające się z żelazo-niklu osadzone na powierzchni. To wszystko może być zbierane i zbierane przez kolonistów.

Sprawdzenie autentyczności

Oczywiście jest druga strona tej monety. Jeśli o to chodzi, Mars ma niewiele wspólnego z ziemskimi „granicami”. Po pierwsze, środowisko jest całkowicie wrogie dla życia, jakie znamy, i ma warunki, które sprawiają, że nawet najtrudniejsze środowiska na Ziemi wyglądają przyjemnie w porównaniu.

Atmosfera na Marsie jest niewiarygodnie rzadka, od niskiego poziomu 30 Pa na Olympus Mons do szczytu 1,155 Pa (1,155 kPa) w Hellas Planitia (jednym z największych kraterów uderzeniowych na Marsie). Średnio ciśnienie atmosferyczne wynosi około 0,636 kPa na powierzchni, która jest mniejsza niż 1% tego, co mamy na Ziemi (101,325 kPa).

Marsjańska atmosfera jest nie tylko niezwykle cienka, ale także toksyczna dla ludzi i ssaków. Natomiast atmosfera ziemska składa się z 78% azot i około 21% gaz tlenowy, z którego składa się atmosfera Marsa 96% dwutlenek węgla i śladowe ilości argonu, azotu i pary wodnej.

Mars jest również bardzo wyschnięty, do tego stopnia, że ​​w porównaniu z nim pustynie na Ziemi wydają się mokre. Przeciętnie para wodna stanowi ułamek procenta atmosfery (0,0210%). Na Ziemi to się zmienia, ale para wodna w naszej atmosferze wciąż jest w przybliżeniu 1%. W rzeczywistości ogromna większość wody na planecie jest uwięziona w biegunach w postaci lodu.

Wahania temperatury są również bardzo ekstremalne na Marsie, począwszy od 20 ° C (70 ° F) w południe wokół równika do minimum -153 ° C (-225 ° F) wokół biegunów. A ponieważ atmosfera jest tak rzadka, ciepło słoneczne łatwo ucieka. Aby to zilustrować, osoba stojąca wokół równika na Marsie w południe miałaby ciepłe stopy (24 ° C; 75 ° F), ale bardzo zimną głowę (0 ° C; 32 ° F).

Z powodu sezonowych wahań temperatury na Marsie często występują burze piaskowe, które mogą stać się wystarczająco silne, aby pokryć całą planetę. Mogą one trwać miesiącami i mogą stać się tak intensywne, że uniemożliwiają dotarcie światła słonecznego na powierzchnię, co prowadzi do miesięcy ciemności i ekstremalnego zimna. Jedna taka burza, która miała miejsce w 2018 roku, spowodowała Okazja łazik do zaprzestania działalności.

Promieniowanie to kolejne poważne zagrożenie na powierzchni Marsa. W krajach rozwiniętych ludzie na Ziemi są narażeni średnio na 0,62 radów (6,2 mSv) promieniowania rocznie. Ze względu na rzadką atmosferę Marsa i fakt, że nie ma on ochronnej magnetosfery, powierzchnia odbiera dookoła 24,45 radów (244,5 mSv) rocznie.

Sytuacja staje się jeszcze bardziej ekstremalna podczas zdarzeń związanych z protonami słonecznymi (tzw. Rozbłyskami słonecznymi). Długotrwałe narażenie na ten poziom promieniowania dramatycznie zwiększyłoby ryzyko ostrej choroby popromiennej, raka, uszkodzeń genetycznych, a nawet śmierci.

Następnie masz grawitację na Marsie, która jest z grubsza 38% tego, czego doświadczamy tutaj na Ziemi (lub 0,3794 sol). Chociaż nie wiadomo, jakie może być długotrwałe narażenie na ten poziom ciężkości, przeprowadzono wiele badań dotyczących długoterminowych skutków narażenia na mikrograwitację, a wyniki nie są zachęcające.

Znany popularyzator nauki, Bill Nye (naukowiec), poruszył te wyzwania podczas jednej ze swoich wielu wykładów na ten temat. Jak to ujął:

„Czy znasz stanowe motto Kalifornii? Eureka! (Ludzie odkryli) łososia, który wypływa z rzeki Sacramento w ten sposób (wyciąga szeroko ramiona). To białko po prostu wpada Ci na kolana. I w końcu odkryli, że ich skały są zrobione ze złota… Dlatego (ich motto stanowe to) Eureka. OK. Chłopaki. Jeśli pojedziesz na Marsa, to tak nie jest… Otwierasz drzwi statku kosmicznego (wydaje dźwięk), jest przynajmniej 20 stopni Celsjusza poniżej ... Jeśli naprawdę myślisz, że fajnie jest lecieć na Marsa, być pionierem lub osadnikiem, rozbić obóz i żyć poza lądem, po prostu jedź na Antarktydę… Weź wszystkie butle do nurkowania, których potrzebujesz na dwa lata i zobacz, czy myślisz, że to naprawdę dla ciebie. "

Jednak być może najbardziej przekonującym argumentem przeciwko zakładaniu sklepu na Marsie (lub Księżycu lub w Pasie Asteroid, jeśli o to chodzi), jest odległość. Kiedy Mars i Ziemia znajdują się w najbliższym punkcie swoich orbit, są (średnio) około 54,6 mln km (33,9 miliona mil) od siebie.

Nazywa się to „opozycją”, która odnosi się do faktu, że w tych okresach Słońce i Mars znajdują się po przeciwnych stronach nieba (obserwowane z Ziemi). Dzieje się to mniej więcej raz na dwa lata. W innych przypadkach Mars znajduje się poza Słońcem (względem nas) i pojawia się w tej samej części nieba.

W takich sytuacjach, znanych jako „koniunkcja”, Ziemia i Mars mogą być aż takie 401 mln km (249 milionów mil) od siebie. To bardzo długa droga, aby zebrać rudę (lub inny metal szlachetny) i przetransportować ją z powrotem na Ziemię.

Co więcej, cena za założenie kolonii wspierającej te działania wydobywcze byłaby astronomiczna. Według własnych szacunków Elona Muska (głównego zwolennika kolonizacji marsjańskiej) może to kosztować nawet 10 bilionów dolarów!

W tych okolicznościach o wiele bardziej ekonomiczny sens ma pozostanie tutaj i dalsze wydobywanie surowców z Ziemi.

Ale czy można to zrobić?

Biorąc to wszystko pod uwagę, wciąż istnieją sposoby na zbudowanie kolonii na Marsie, a także wokół niej gospodarki. Jeśli chodzi o metale szlachetne i rudy, istnieje wiele metod, które pozwoliłyby kolonistom na badanie, wydobywanie i rafinację rud marsjańskich.

A jeśli chodzi o największe wyzwania, logistykę i transport, są też rozwiązania. Zacznijmy od logistyki i transportu. W przypadku wszystkich misji bez załogi, które zostały wystrzelone w kierunku Marsa, zwykle zajmował czas potrzebny na dotarcie na miejsce 150 do 300 dni.

Jednak to były bezkręgowy misje, co oznacza, że ​​mają znacznie mniejszą masę niż statek kosmiczny z załogą i mogą podróżować znacznie szybciej. Aby rozwiązać ten problem, ludzkość musiałaby opracować nowe koncepcje napędu, takie jak napęd jądrowo-termiczny i jądrowo-elektryczny (NTP / NEP).

Prawidłowo zrealizowany statek kosmiczny wyposażony w silniki jądrowe mógłby odbyć podróż na Marsa w zaledwie 100 dni. Wciąż nie jest wystarczająco szybkie, aby wydobycie na Marsie lub inne tego typu przedsięwzięcia były opłacalne, ale mimo wszystko jest to ulepszenie.

Innym środkiem obniżającym koszty byłaby przeróbka rud na miejscu i zlecenie jej wykonania robotom. W niedawnych badaniach planetolog Gary Stewart opisał, w jaki sposób w kraterze bogatym w metale na Marsie można stworzyć zautomatyzowany obiekt, który byłby odpowiedzialny za pomiary, wydobycie i rafinację metali w celu wytworzenia gotowych materiałów i produktów.

Baza wykorzystywałaby farmy paneli słonecznych, lokalne złoża lodu i soli oraz wykorzystanie zasobów in-situ (ISRU), aby być samowystarczalnymi. Po wydobyciu rudy przez robotycznych górników trafiałyby do zautomatyzowanych odlewni, które wykorzystywałyby techniki druku 3D do tworzenia produktów ze stopów żelaza.

Podobnie z metali szlachetnych, takich jak złoto, można wytwarzać złoto, elementy elektroniczne, a nawet wyroby jubilerskie. Według szacunków Stewarta, dzienna produkcja złota „równa 0,001 m³ może przełożyć się na wielomiliardowe dochody roczne ze wszystkich produktów z metali szlachetnych ”.

Z biegiem czasu obiekt ten nie tylko zwróciłby się na siebie, ale pozwoliłby także na budowę kolejnych zautomatyzowanych obiektów górniczych. Te z kolei mogłyby ułatwić utworzenie osady marsjańskiej poprzez ustanowienie z wyprzedzeniem podstaw gospodarki eksportowej.

Mówiąc o założeniu marsjańskiej kolonii, to właśnie z tego powodu (oprócz ożywienia eksploracji kosmosu) Elon Musk założył prywatną firmę lotniczą o nazwie SpaceX w 2002. Nieodłącznym elementem tego jest rozwój etapów rakiet wielokrotnego użytku, które SpaceX osiągnął z ich Falcon 9 i Falcon Heavy miotacze.

W latach 1970-2000 koszt kilograma wystrzelenia ładunków lub załóg w kosmos pozostawał względnie stabilny - średni $18,500 za kilogram (8390 USD za funt). Dla Falcon 9 i Falcon Heavy, koszt wysłania ładunków na niską orbitę okołoziemską (LEO) jest po prostu $2,720 za kg (1236 USD za funt) i około $1400 (640 USD za funt).

Wraz z rozwojem platformy Starship i Super ciężki rakieta nośna - system całkowicie wielokrotnego użytku - SpaceX zbliża się do punktu, w którym będzie w stanie świadczyć załogowe usługi startowe na orbitę, Księżyc i Marsa. Jak podają na swojej stronie internetowej, harmonogram misji rozpocznie się od misji eksploracyjnej w 2022:

„Celem pierwszej misji będzie potwierdzenie zasobów wodnych, zidentyfikowanie zagrożeń i wprowadzenie początkowej infrastruktury energetycznej, górniczej i podtrzymującej życie. Druga misja, obejmująca zarówno ładunek, jak i załogę, jest skierowana na 2024 r., A jej główne cele to: budowanie magazynu paliwa i przygotowywanie się do przyszłych lotów załogi. Statki z tych początkowych misji posłużą również za początek pierwszej bazy na Marsie, z której będziemy mogli zbudować kwitnące miasto i ostatecznie samowystarczalną cywilizację na Marsie. "

W ostatnich latach Musk wskazał, że ta pierwsza baza (Mars Base Alpha) mogłaby zostać zbudowana już w 2028 r. Zgodnie z wizją Muska, miasto zajęłoby około 20 wymagałoby lat budowy 1000 Statki kosmiczne. Musk ma nadzieję, że do 2050 r. Będzie przewodniczył tworzeniu pełnoprawnego marsjańskiego miasta liczącego milion mieszkańców.

Jeśli chodzi o gospodarkę tego miasta, Musk też się nad tym zastanawiał. Zgadza się, że górnictwo i gospodarka eksportowa nie będą funkcjonować w najbliższej przyszłości. W związku z tym marsjańska gospodarka byłaby w dużej mierze oparta na zakupie nieruchomości.

Kluczem do tego jest uatrakcyjnienie przeprowadzki na Marsa. Jak powiedział Musk podczas swojego słynnego przemówienia „Making Humans a Multi-Planetary Species”, które wygłosił na Międzynarodowym Kongresie Astronautycznym 2016

„Jeśli uda nam się wyliczyć koszt przeprowadzki na Marsa do kosztu średniej ceny domu w USA, która wynosi około 200 000 USD, to myślę, że prawdopodobieństwo powstania samowystarczalnej cywilizacji jest bardzo wysokie ... Prawie każdy, jeśli zaoszczędzili i to był ich cel, mogli ostatecznie zaoszczędzić wystarczająco dużo pieniędzy, kupić bilet i przenieść się na Marsa - a Marsowi przez długi czas brakowałoby siły roboczej, więc miejsc pracy nie byłoby za mało ”.

Te odczucia odzwierciedlają to, co słynny inżynier lotniczy i autor Robert Zubrin miał do powiedzenia na temat budowania marsjańskiej gospodarki. Jak podsumował w opracowaniu na ten temat, coraz tańsze usługi startowe pozwoliłyby na emigrację na Marsa po założeniu samowystarczalnej kolonii.

„Ich motywy działania będą pod wieloma względami zbieżne z historycznymi motywami Europejczyków i innych osób przybyłych do Ameryki, w tym wyższe stawki płac w gospodarce, w której brakuje siły roboczej, ucieczka od tradycji i ucisku, a także wolność korzystania tworzyć w nieokiełznanym i nieokreślonym świecie. W warunkach imigracji na tak dużą skalę sprzedaż nieruchomości będzie stanowić znaczące źródło dochodu dla gospodarki planety ”.

Według Zubina inny aspekt gospodarki marsjańskiej sprowadzałby się do innowacji i pomysłów. Zasadniczo wyzwanie związane z życiem na Marsie, w połączeniu ze swobodą możliwości, zamieniłoby marsjańską kolonię w „szybkowar do wynalazków”.

Licencje na te wynalazki zapewniłyby stałe źródło dochodu osadom marsjańskim (umożliwiając budowę dodatkowych osiedli) i przyczyniły się do podniesienia standardów życia zarówno na Ziemi, jak i na Marsie.

Zapomnij o modelu kolonii!

Z drugiej strony, być może idea marsjańskiej gospodarki to okrągły kołek, który próbujemy wbić w kwadratową dziurę. Zamiast próbować budować gospodarkę wokół pozyskiwania i eksportowania zasobów, być może powinniśmy starać się budować gospodarkę „od podstaw”.

Taki jest pomysł zaproponowany w badaniu z 2018 roku przez Matthew Weinzierla, profesora z Harvard Business School. Zatytułowany „Space, the Final Economic Frontier”, Weinzierl zajął się rozwojem komercyjnego przemysłu kosmicznego (inaczej New Space) i procesem decentralizacji u jego podstaw.

Po zakończeniu procesu budowy infrastruktury, która zapewni przetrwanie, koloniści będą mogli od podstaw zbudować lokalną gospodarkę i systemy polityczno-społeczne. Jak twierdzi Weinzierl:

„Jeśli takie wizje gospodarki kosmicznej zostaną choćby częściowo zrealizowane, konsekwencje dla społeczeństwa - i ekonomistów - będą ogromne. W końcu będzie to nasza najlepsza szansa w historii ludzkości, aby tworzyć i badać społeczeństwa gospodarcze z (prawie) pustej karty. Choć ekonomiści powinni traktować perspektywę rozwiniętej gospodarki kosmicznej ze zdrowym sceptycyzmem, traktowanie jej jako fantastyki naukowej byłoby nieodpowiedzialne ”.

W międzyczasie

Niestety, jest jeszcze wiele do zrobienia, zanim będzie można zbudować samowystarczalną kolonię marsjańską i wokół niej opłacalną gospodarkę. Jak już wspomniano, sam koszt wysyłania misji na Marsa iz Marsa musi zostać znacznie obniżony.

I chociaż rakiety wielokrotnego użytku to dobry początek, istnieje również kwestia ustanowienia infrastruktury między Ziemią a Marsem, która sprawi, że podróże w obie strony będą tańsze. W tym celu wystarczą nie mniej niż siedliska okrążające Księżyc i Marsa (a także stacje benzynowe na obu).

Działająca flota statków kosmicznych wielokrotnego użytku, takich jak Elon Musk Starship lub planowane przez NASA-Transport kosmiczny jest również konieczne. Biorąc pod uwagę czas i opłacalne sposoby transportu ludzi na Marsa iz niego, z czasem może powstać kolonia.

Zakładając, że ta kolonia dobrze się rozwija, a jej mieszkańcy są w stanie wydobyć znaczne ilości „czerwonego złota” z Czerwonej Planety, być może mógłby się rozpocząć eksport. To z kolei prawdopodobnie doprowadziłoby do rozwoju prawdziwej gospodarki międzyplanetarnej i zakończenia znanego nam niedoboru!

  • SpaceX - Making Life Multiplanetary
  • Forbes - Czy na Marsie można zrobić fortunę?
  • Rynek - Ekonomika kolonizacji Marsa
  • Explore Mars - The Humans to Mars Report 2019
  • Reuters - Mars pokazuje człowiekowi ostatnią granicę gospodarki o obiegu zamkniętym
  • ESA - Wyzwania przyszłych osad miejskich na Księżycu i Marsie
  • Harvard - Kosmos, ostateczna granica ekonomiczna - Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars - model ekonomiczny dla tysiącletniej kolonii marsjańskiej
  • Lockheed Martin Astronautics - „Ekonomiczna opłacalność kolonizacji Marsa” - Robert Zubrin
  • „Czerwone złoto - praktyczne metody badania metali szlachetnych, odkrywkowego wydobycia i rafinacji na Marsie”. - Gary Stewart (2019)


Obejrzyj wideo: Zycie Na Marsie (Lipiec 2022).


Uwagi:

  1. Penleigh

    Gdybym był tobą, poprosiłbym użytkowników tego forum o pomoc.

  2. Farley

    Dziękuję za pomocny materiał. Dodam do zakładek swojego bloga.

  3. Fonzie

    Autorytatywna wiadomość :), pokusa ...



Napisać wiadomość