Терраформирование. Скорее всего, вы слышали это слово ранее в контексте какой-либо научно-фантастической статьи или рассказа. Тем не менее, в последние годы, благодаря росту интереса к космосу и его освоению, это слово используется и в более серьёзных изданиях. Исследователи всё чаще говорят о том, что терраформирование других миров является одной из главных целей в обозримом будущем.
Например, Илон Маск (Elon Musk) утверждает, что человечество нуждается в “наличии резервной планеты для выживания”, поэтому частные проекты такие как MarsOne собираются отправить людей, в одностороннее путешествие, колонизировать Красную планету, а космические агентства такие как НАСА и ЕКА обсуждают перспективы долгосрочных обитаемых баз на Марсе или Луне. Терраформирование – это еще одно понятие, пришедшее к нам из научной фантастики.
Но к чему же в итоге приведёт терраформирование? Где именно мы могли бы использовать этого процесс? Какие технологии будут необходимы для этого и существуют ли они на данный момент? Сколько ресурсов для этого потребуется? И прежде всего, каковы шансы на успех? Ответ на любой из этих вопросов порождает новые поскольку у человечества ещё нет опыта в этой области.
Происхождение термина
Терраформирование – это процесс, посредством которого враждебное окружение (то есть, например, планета на которой слишком холодно, или слишком жарко, или атмосфера на ней непригодна для дыхания) изменяется для того, чтобы стать пригодным для жизни человека. Этот процесс может включать в себя изменение температуры, атмосферы, топографии поверхности, экологии – или всё вышеперечисленное вместе – для того, чтобы планета или спутник стали более похожими на Землю.
Этот термин был придуман Джеком Уильямсоном (Jack Williamson), американским писателем-фантастом, которого также называют “деканом научной фантастики”. Впервые термин появился в рассказе под названием Collision Orbit, который был опубликован в 1942 году в журнале Astounding Science Fiction.
В художественной литературе упоминания о подобной концепции можно встретить и ранее, например, в “Войне миров” (Герберт Уэллс): марсианские захватчики начинают преобразовывать экологию Земли для возможности долгосрочного проживания на ней. В произведении “Последний и первый человек” (Олаф Стэплдон, 1930, две главы посвящены описанию того, как потомки человечества терраформируют Венеру после того, как Земля становится непригодной для проживания.
В 1950-ых и 60-ых годах, в связи с началом космической эры, описание терраформирования всё чаще появляется в произведениях научной фантастики. Например, в “Фермер в небе” (Роберт Хайнлайн, 1950), рассказывается о том, как Ганимед трансформируется в сельскохозяйственное поселение. В этом романе понятие терраформирования представлено с научной точки зрения, а не как простая фантазия. В 1951 году Артуром Кларком был написан роман, в котором описывалось терраформирование Марса. Названный “Пески Марса”, роман рассказывает нам о том, как марсианские поселенцы нагревают планету путём преобразования Фобоса во второе Солнце.
Иллюстрация, показывающая спутник Ганимед, вращающийся вокруг Юпитера. Авторы и права: NASA / Esa.
На сегодня можно найти бесчисленное количество таких примеров в массовой культуре, начиная от телевидения и печатных изданий и заканчивая фильмами и видеоиграми.
В статье, опубликованной в журнале Science в 1961 году, известный астроном Карл Саган (Carl Sagan) предложил использовать планетарную инженерию для трансформации Венеры. Идея включала в себя посев в атмосфере Венеры водорослей, которые преобразовали бы воду, азот и диоксид углерода в атмосфере планеты в органические соединения, тем самым уменьшая парниковый эффект на Венере. В 1973 году он опубликовал свою другую статью под названием “Планетарная инженерия на Марсе” в журнале Icarus в которой было предложено два сценария для преобразования Марса. Они включали в себя транспортировку материала с низким альбедо и/или посадку растений на полярных ледяных шапках, что позволило бы поглощать больше тепла и привело бы к таянию льда, что в конечном итоге превратило бы Марс в планету с более “земными условиями”.
В 1976 году в НАСА вопрос о планетарной инженерии был рассмотрен официально в исследовании под названием “Об обитаемости Марса: подход к планетарному экосинтезу”. В исследовании делается вывод, что фотосинтезирующие организмы, таяние полярных льдов, а также введение парниковых газов могут быть использованы для повышения температуры на Красной планете, а также повышения концентрации кислорода и озона в её атмосфере. Первая конференция по терраформированию была организована в том же году.
В последующие годы концепция терраформирования не раз публиковалась в различных научных изданиях, в которых кроме полного терраформирования планеты предлагалось также и строительство закрытых городов.
Потенциальные кандидаты
В Солнечной системе существует несколько возможных мест, которые подходят для терраформирования – это, например, Марс или Венера, условия на которых, при правильном использовании экологической инженерии, могут стать весьма похожими на земные. Однако кроме планет такими кандидатами являются и некоторые спутники газовых гигантов, например, Каллисто. Ганимед, Европа, Титан или Тритон.
Существует даже предположение, что Меркурий и Луна (или по крайней мере некоторые районы) могут быть подвергнуты терраформированию для того, чтобы стать пригодными для человеческого поселения. В этих случаях терраформирование потребует не только изменения поверхности, но, возможно, и изменения скорости их вращения.
Будущие колонизаторы Марса в представлении художника. Авторы и права: NASA.
Наиболее выгодными с точки зрения терраформирования являются планеты земной группы поскольку они расположены ближе к Солнцу, и, таким образом поглощают больше энергии. Кроме того, они богаты силикатами и минералами, а это именно то, благодаря чему любые будущие колонии смогут выращивать пищу и строить поселения. Также стоит отметить, что две из этих планет (Венера и Марс) расположены в пределах обитаемой зоны Солнца.
Читать еще: Цитаты о героях войны. Цитаты о героях
Во внешней части солнечной системы имеется несколько мест, которые могут стать хорошими целями для терраформирования. В частности, у Юпитера и Сатурна, есть ряд массивных спутников – некоторые из которых даже больше, чем Меркурий – на которых к тому же очень много воды в виде льда (а в некоторых случаях, возможно, даже имеются подповерхностные океаны).
Не стоит забывать и про экзопланеты, которые также являются кандидатами для колонизации будущими поколениями землян. Например, Gliese 581 D, которая находится в обитаемой зоне своей звезды – области где на поверхности планеты может существовать вода в жидком виде. Расстояние до системы Gliese 581 составляет всего 20 световых лет.
Терраформирование планет и спутников
Сейчас я хотел бы вам рассказать про терраформирование планет
и спутников нашей Солнечной системы но сначало я расскажу что это.
Терраформирование (лат. terra — земля и forma — вид) — изменение климатических условий планеты, спутника или же иного космического тела для приведения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений. Сегодня эта задача представляет в основном теоретический интерес, но в будущем может получить развитие и на практике.
Потенциально пригодные к немедленному заселению планеты можно разделить на три основные категории[3]:
Обитаемая планета (планета типа Земли), наиболее пригодная к заселению.
Биологически сопоставимая планета, то есть планета в состоянии, подобном земному, миллиарды лет назад.
Легко терраформируемая планета. Терраформирование планеты такого типа возможно провести с минимальными затратами. Например, планету с температурой, превышающей оптимум для биосферы Земного типа, можно охладить путём распыления пыли в атмосфере по принципу «ядерной зимы». А планету с недостаточно высокой температурой, наоборот, нагреть путём осуществления направленных ядерных ударов в залежи гидратов, что привело бы к выбросу в атмосферу парниковых газов.
«Условия пригодности для обитания флоры и фауны» по МакКею[10]
Параметр Значение Пояснение
Средняя температура 0 — 30 °C Средняя температура поверхности должна составлять около 15 °C
Флора
Среднее атмосферное давление > 10 кПа Основными компонентами атмосферы должны быть водяной пар, O2, N2, CO2
Парциальное давление O2 > 0,1 кПа Дыхание растений
Парциальное давление CO2 > 15 Па Нижний предел для условия протекания реакции фотосинтеза; нет однозначного верхнего предела
Парциальное давление N2 > 0,1-1 кПа Азотфиксация
Фауна
Среднее атмосферное давление > 5 кПа
25 кПа
Парциальное давление CO2 30 кПа Буферное содержание
Орбиты планет в системе Глизе 581
В 2005 году возле звезды Глизе 581 была открыта планетная система. Главная «достопримечательность» системы — первая открытая человечеством экзопланета обитаемой зоны (англ. habitable zone) (Глизе 581 g), т. e. обладающая физическими характеристиками, делающими экзопланету потенциально обитаемой (в частности для данной планеты ускорение свободного падения — 1,6 g, температура — 3 — 40 °С и пр.). У звезды открыто шесть экзопланет. Четвёртая планета — ближайшая к звезде и самая маленькая по массе — открыта 21 апреля 2009 г. Её минимальная масса — 1,9 масс Земли, период обращения вокруг звезды — 3,15 дня.
Список планет и спутников из Солнечной системы:
1.Луна — это естественный спутник Земли и самый близкий естественный объект к Земле, и в обозримом будущем вероятность её терраформирования достаточно велика. Площадь поверхности Луны составляет 37,9 млн км (больше, чем площадь Африки), а ускорение свободного падения на поверхности 1,62 м/с. Луна способна удержать в течение неопределённо долгого срока лишь атмосферу из наиболее тяжёлых газов, таких, как ксенон[источник не указан 445 дней]; в силу невысокой гравитации атмосфера, состоящая из кислорода и азота, будет быстро (в течение десятков тысяч лет) рассеиваться в космическом пространстве[источник не указан 445 дней]. Приблизительные расчёты скорости молекул газов при прогреве, например, до 25-30 °C оказываются в пределах нескольких сотен метров в секунду, в то же время вторая космическая скорость на Луне около 2 км/сек, что обеспечивает длительное удержание искусственно созданной атмосферы (время падения плотности атмосферы в 2 раза для воздуха составляет около 10 000 лет). Луна не имеет магнитосферы и не может противостоять солнечному ветру. Экономически выгодно оставить Луну в прежнем виде. Она может иметь роль своеобразного «космопорта» Земли.
Основные способы терраформирования Луны[править | править исходный текст]
Бомбардировка астероидами: водно-аммиачные льды.
Биогенное воздействие: введение земных бактерий и водорослей, устойчивых к первичной искусственной атмосфере Луны и условиям жёсткой солнечной радиации.
2.Марс является наиболее подходящим кандидатом на терраформирование (площадь поверхности равна 144,8 млн км, что является 28,4 % от поверхности Земли). Ускорение свободного падения на поверхности Марса составляет 3,72 м/с, а количество солнечной энергии, принимаемой поверхностью Марса, составляет 43 % от количества, принимаемого поверхностью Земли. На данный момент Марс представляет собой, возможно, безжизненную планету. В то же время, полученный объём информации о Марсе позволяет говорить о том, что природные условия на нём были некогда благоприятны для зарождения и поддержания жизни[14]. Марс располагает значительными количествами водного льда и несёт на своей поверхности многочисленные следы благоприятного климата в прошлом: высохшие речные долины, залежи глины и многое другое. Многие современные учёные сходятся в едином мнении о том, что планету возможно нагреть, и создать на ней относительно плотную атмосферу, и NASA даже проводит дискуссии по этому поводу[15].
3Современные условия на Венере[править | править исходный текст]
Температура и давление на различных высотах от поверхности Венеры
Средняя температура + 467 °C (Венера — одна из самых горячих планет Солнечной системы), атмосферное давление — около 93 атм (бар), состав атмосферы: углекислый газ — 96 %, азот — 3,5 %, угарный газ и сернистый газ — 0,3 %, кислород и водяной пар — 0,12 %.
Привлекательность освоения[править | править исходный текст]
Читать еще: Рисунки черной ручкой по этапам. Татуировки ручкой
Венера — сестра-близнец нашей планеты: диаметр Венеры 12104 км (95 % диаметра Земли), масса 4,87·1024 кг (81,5 % массы Земли), ускорение силы тяжести 8,9 м/с (91 % земной силы тяжести).
Венера является ближайшей к нам планетой Солнечной системы.
На Венеру попадает много солнечной энергии, которую потенциально можно использовать для терраформирования.
Трудности освоения и терраформирования[править | править исходный текст]
Давление на Венере на различных высотах
На Венере очень жарко — средняя температура на поверхности +467 °C (жарче, чем на Меркурии).
Давление на поверхности Венеры 93 атмосферы.
Атмосфера Венеры состоит на 97 % из CO2.
На Венере практически нет воды, поэтому её необходимо доставить туда искусственным путём. Например, из комет или астероидов, либо найти способ синтеза воды (например, из атмосферного CO2 и водорода).
Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землёй и другими планетами Солнечной системы, наклон оси вращения к перпендикуляру плоскости орбиты составляет 178°. Из-за такого необычного сочетания направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца смена дня и ночи на Венере происходит за 117 земных суток, поэтому день и ночь продолжаются по 58,5 земных суток.
Магнитосфера Венеры значительно слабее земной, кроме того, Венера расположена ближе к Солнцу, чем Земля. Вследствие этого в ходе терраформирования (при уменьшении массы атмосферы) уровень радиации на поверхности планеты может оказаться повышенным в сравнении с Землей.
4.Терраформирование Меркурия представляет собой несравненно более тяжёлую задачу, чем терраформирование Луны, Марса или Венеры. Площадь поверхности Меркурия составляет 75 млн км, как Северная Америка и Евразия, а ускорение свободного падения — 3,7 м/с. Он способен удержать относительно плотную атмосферу, изготовленную из привозного материала (водно-аммиачные льды). Наибольшими препятствиями на пути терраформирования Меркурия являются его близкое положение к Солнцу и крайне медленное вращение вокруг оси. Уровень солнечной энергии, падающей на поверхность Меркурия, весьма различен и в зависимости от времени года и широты составляет от 0 (в кратерах на полюсах, которые никогда не видят солнечного света) до 11 кВт/м. При точно рассчитанной бомбардировке Меркурия астероидами эти недостатки могут быть устранены, но потребуют очень больших расходов энергии и времени. Вполне вероятно, в отдалённом будущем человечество будет обладать возможностями смещать планеты со своих орбит. Наиболее предпочтительно было бы «поднять» орбиту Меркурия на 20—30 млн км от её нынешнего положения. Важную роль в терраформировании Меркурия может сыграть солнечная энергия, которую уже на современном этапе развития технологий можно эффективно использовать. Меркурий — планета достаточно плотная и содержит большое количество металлов (железо, никель), и, возможно, значительное количество ядерного топлива (уран, торий), которые могут быть использованы для освоения планеты. К тому же, близость Меркурия к Солнцу позволяет предполагать наличие значительных запасов гелия-3 в поверхностных породах.
5.Основная сложность в колонизации Европы заключается в наличии у Юпитера сильного радиационного пояса. Находящийся на поверхности Европы человек (без скафандра) получил бы смертельную дозу радиации меньше, чем за 10 минут[2].
Имеются концепции по колонизации Европы. В частности, в рамках проекта «Артемис»[3][4] предлагается использовать жилища типа иглу либо размещать базы на внутренней стороне ледяной коры (создавая там «воздушные пузыри»); океан предполагается исследовать с помощью подводных лодок. Политолог и инженер авиакосмической техники Т. Гэнгэйл разработал календарь для европеанских колонистов[5].
В отдалённой перспективе возможно также терраформирование Европы.
6.Ганимед[править | править исходный текст]
Ганимед, спутник Юпитера, является неплохим местом для колонизации в отдалённом будущем. Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе и, кроме того, единственный спутник Юпитера, обладающий магнитосферой, способной защитить потенциальных колонизаторов от губительного воздействия радиации.
Извините что без фотографий прото ещё не умею
Вот и всё!
Если захотите ещё пишите.
Как безжизненную планету превратить в обитаемую? Терраформирование
На Земле мы можем облагородить и окультурить практически любой участок нашей планеты. Во Вселенной процесс изменения враждебной и чужой среды в подходящую для жизни человека, намного сложнее. Тем не менее, это не помешало ученым исследовать разные способы, создать земную среду на других планетах, астероидах и лунах. Зачем? Причина проста: если мы, люди, должны избавиться от наших земных оков, чтобы исследовать обширную Вселенной, нам нужно будет найти способы создания портов для захода космических кораблей. Один из способов сделать это — возиться с окружающей средой чужого мира и сделать его пригодным для жизни путешественникам в космосе. Это процесс, называется терраформированием . Когда вы читаете эти слова, ученые пытаются выяснить механизмы создания источников кислорода, воды и растительной жизни, чтобы спроектировать подходящую среду обитания человека в далеких мирах. Они участвуют в этом, потому что, в конце концов, Земля не всегда будет нам домом, к сожалению. Во-первых, мы сами активно разрушаем оптимальные условия жизни на Земле. Во-вторых, существуют угрозы из космоса. Как же можно облагородить другую планету для жизни человека.
Цианобактерий
Жизнь и работа на других планетах были мечтой людей, с тех пор как мы начали смотреть на небосвод. Многие люди мечтали создавать базы на Луне, а также на Марсе и других планетах. Это не такая надуманная идея. Хотя одно дело строить базы в чужом мире и совсем другое, чтобы изменить всю планету.
Во-первых, мы должны найти так называемую биосовместимую планету, которая уже имеет необходимые строительные блоки для жизни. Это в значительной степени то, что НАСА пытается делать на протяжении десятилетий, поскольку различные космические корабли, в том числе марсианские роверы, ищут воду, углерод и кислород на чужих ландшафтах. Агентство также следит за перспективными экзопланетами, любезно предоставленными космической обсерваторией Кеплер и тому подобным.
Читать еще: Самые популярные произведения бунина. И.А
Чтобы начать процесс терраформирования, нам, возможно, придется засеять планету бактериями и другими организмами. И если бы мы действительно хотели ускорить процесс, мы могли бы использовать цианобактерии для производства кислорода. Эти небольшие организмы могут питаться в экстремальных условиях. Эти крошечные твари помогли создать богатую кислородом среду на Земле, начиная примерно с 3,5 миллиардов лет назад. Как долго этот процесс займет на другом планетарном теле — это догадки.
После начала терраформирования цианобактерии ускорили бы процесс приближения к условиям Земли. В конечном итоге планета дойдет до такой степени, что можно будет выращивать растительность на поверхности, что также ускорит производство жизнеобеспечивающего кислорода. Когда придет время, мы могли бы даже построить межзвездный ноев ковчег и высадить животных на поверхность.
Терраформирование Марса
Еще один способ создать среду обитания – это найти планету, которая может быть терраформирована довольно легко, используя ресурсы планеты.
В нашей Солнечной системе Марс часто упоминается, как наилучший кандидат на терраформирование. Некоторые люди подсчитали, что это будет стоить около 3 триллионов долларов и занять 100-200 лет, чтобы сделать на Марсе атмосферу достаточно плотной и горячей достаточной, чтобы растопить льды марсианских полюсов и в почве, тем самым создавая моря. Как только это случится, еще от 200 до 600 лет может пройти, прежде чем микробы и водоросли озеленили бы планету.
Один из возможных способов изменить пустынный пейзаж заключается в подогреве марсианской атмосферы, полной парниковых газов. Эти газы, такие как углекислый газ, будет удерживать тепло от Солнца, чтобы поднять температуру планеты, что позволило бы фауне и флоре процветать. Для этого с Земли придется отправить фабрики на солнечных батареях на Марс, чтобы подогреть газ в атмосфере. Когда Марс нагреется, его полярные шапки, которые состоят из углекислого газа, начнут таять, климата потеплеет до 70 градусов Цельсия. Лед превратиться в воду и кислород, основные ингредиенты для жизни.
Еще один способ нагреть красную планету заключается в направлении гигантских зеркал, отражающих солнечное излучение на полярные льды, чтобы растопить углекислый газ в полярных шапках и начать процесс экологизации.
Терраформирование Венеры
Все же, Марс не является лучшим кандидатом на терраформирование. Некоторые ученые говорят, что Венера может быть проще. Венера и Земля имеют много общего. У каждой есть плотная атмосфера, и обе имеют почти одинаковую массу и размер. В отличие от Марса, атмосфера на Венере дала бы ученым почву для работы.
Венера имеет атмосферу, в основном, состоящую из углекислого газа. Она охватывает планету, как одеяло с электроподогревом, отапливая поверхность до средней температуры 467 градусов Цельсия. На Венере так жарко, что большинство форм жизни, включая человека, не может существовать. Некоторые организмы, однако, процветают в таких суровых условиях. Они называются гипертермофилы, и они могут выжить при температуре выше 80 градусов Цельсия.
Некоторые ученые считают, если мы заселим Венеру этими крошечными, теплолюбивыми существами, они будут процветать на негостеприимной планете, превращая серу и углекислый газ в кислород, чтобы другие формы жизни могли его использовать для роста и процветания.
Еще одно предложение подразумевает затенение Венеры гигантскими парусами, чтобы охладить атмосферу, пока весь углекислый газ не попадет на поверхность. Некоторые идеи заключаются в строительстве гигантского плавучего города, чтобы высасывать углекислый газ из атмосферы, затем разделяя его молекулы на кислород и углерод. Много таких городов, согласно этой теории, отбрасывают больше тени на поверхность. В результате, атмосфера быстрее остывает.
Конечно, на Венере нет воды, а вода необходима для жизни. Так что же делать? Хлопнуть несколько комет на планету, конечно. Почему мы должны это делать? Недостаток водорода на Венере потому, что весь он сбежал в космос, когда планета формировалась. Следовательно, нет никакой воды. Но кометы – это грязные снежки, которые содержат лед. Если бы мы могли подтолкнуть несколько комет к Венере, так что льдины откололись и с грохотом упали на поверхность, молекулы воды в конечном итоге сформируются на планете. Кометы также богаты углекислым газом, водой, метаном и аммиаком.
Терраформирование Луны
Тот же процесс с кометами могли бы работать на Луне тоже. В самом деле, Луна может быть лучшим местом для облагораживания. Мы должны найти какой-то способ управления кометами и не только. До удара, мы должны найти способ разбить комету на части.
Как только мы это сделаем, крошечные осколки льда полетели бы от кометы и развеялись по поверхности Луны, дав зачатки примитивной атмосфере. В итоге столкновения кометы бы заставить Луну вращаться быстрее, и возможно, чисто теоретически, подтолкнуть ось наклона, что бы создать смену сезонов, которыми мы наслаждаемся на Земле. Затем ученые будут посылать водоросли и других организмы на поверхности Луны, которые могли бы помочь в создании кислорода. После миллиардов лет или около того, в море Спокойствия было бы действительно море.
Допустим, у нас есть возможность терраформировать Луну или некоторые другие планетарные тела. Но! Должен ли человек вмешиваться в природную среду? С одной стороны, это в наших интересах. Земля не будет существовать вечно, и нам нужен еще один дом для существования. С другой стороны, люди могут просто испортить терраформированный мир, оставив его еще в худшем состоянии, чем раньше. Однозначных ответов нет.
Терраформирование — это все-таки, пока, настоящая научная фантастика, и в то же время это интересная работа. Но, прежде всего, мы должны решить наши собственные проблемы экологии на Земле. И прежде чем мы продолжим играть в бога с другими мирами, мы должны думать долго и упорно о последствиях.
Источники:
http://universetoday.ru/2018/09/10/%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BC%D0%B8%D1%84-%D0%B8-%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C/
http://pikabu.ru/story/terraformirovanie_planet_i_sputnikov_1828723
http://zen.yandex.ru/media/id/5a99923c3dceb774ad79c965/5ab949d4482677f4e71ee974
