Hvis menneskeheden skal leve i lang tid, er vi muligvis nødt til at kolonisere andre planeter. Enten vil vi selv gøre jorden ubeboelig, eller så kommer den ganske enkelt til en naturlig ende og vil ikke være i stand til at støtte livet - en dag vil vi blive tvunget til at lede efter et nyt hjem.
Hollywood-film som The Martian og Interstellar giver os en idé om, hvad der kan vente os. Mars er langt den mest beboelige planet i vores solsystem. Der er dog tusinder flere exoplaneter, der kredser om andre stjerner, der kan erstatte vores Jorden. Hvilke teknologier har vi brug for for at gøre dette muligt?
Vi har allerede en rumskoloni - International Space Station (ISS). Den ligger dog kun 350 km fra Jorden, og besætningen på seks, der er der, skal konstant levere ressourcer. De fleste af de teknologier, der er udviklet til ISS, såsom strålingsafskærmning, genanvendelse af vand og luft og opsamling af solenergi, vil bestemt være tilgængelige til fremtidige rumopgørelser. Imidlertid kan skabelse af en permanent rumskoloni på overfladen af en anden planet eller måne forårsage mange nye problemer.
Unaturligt levested
Det vigtigste krav til en menneskelig bosættelse er et levested - et isoleret miljø, der kan opretholde lufttryk, dets sammensætning (mængde ilt) og temperatur og beskytte beboere mod stråling. Dette vil sandsynligvis være relativt vanskeligt at opnå.
At lancere store og tunge genstande i rummet er dyrt og vanskeligt. Rumfartøjer fra Apollo-missionens dage, der bestod af flere moduler, der var i stand til at løsne og docking, blev sendt i rummet i stykker og samlet af astronauter. I betragtning af de imponerende fremskridt inden for autonom kontrol, vil delene imidlertid kunne samles uafhængigt. I dag udføres manøvrer som Apollo-docking helt automatisk.
Salgsfremmende video:
3D-kabinetter
Alternativt kan du tage et lille sæt værktøjer fra Jorden med dig og skabe et levested med lokale høstede ressourcer. Især kan 3D-printere bruges til at omdanne mineraler fra lokal jord til fysiske strukturer. I øvrigt er dette allerede begyndt at blive betragtet som en mulighed. Det private firma Planetary Resources demonstrerede, hvordan 3D-udskrivning fungerer ved hjælp af en metalrig asteroide, der blev fundet på Jorden på påvirkningsstedet. NASA installerede en 3D-printer på ISS for at vise, at den kan bruges i tyngdekraft som en potentiel måde at fremstille komponenter til rumfartøjer i rummet.
Vand som en vigtig ingrediens
Når habitatet er bygget, vil kolonien kræve en konstant forsyning af vand, ilt, energi og mad for at opretholde dens indbyggere. Dette vil være nødvendigt, hvis kolonien ikke er bygget på en idyllisk planet som Jorden med hensyn til overflod af ressourcer. Vand er som bekendt grundlaget for livet. Det kan også bruges til at fremstille brændstof eller beskytte mod radioaktiv stråling.
Den første løsning skal tage en vis mængde vand med sig og derefter bortskaffe alt flydende affald. Dette praktiseres allerede på ISS, hvor ikke en enkelt dråbe væske (vand efter vask, sved, tårer eller endda urin) spildes. Kolonien kan også være nødt til at udvinde vand fra de grundvandsreserver, der kan findes på Mars, eller den is, der kan findes under overfladen af nogle asteroider.
Vand fungerer også som en kilde til ilt. På ISS genereres ilt ved en proces kendt som elektrolyse for at adskille ilt fra brint i vand. NASA arbejder også med at udvikle metoder til at genvinde ilt fra atmosfæren ved biprodukter som kuldioxid, som vi indånder, når vi indånder.
Energiproduktion
Energiproduktion er sandsynligvis det teknologiske aspekt ved skabelse af kolonier, som vi bedst er klar til takket være fotovoltaiske paneler (solpaneler). Afhængigt af placeringen af kolonien på planeten kan vi dog muligvis forbedre denne teknologi. På jordens afstand kan vi få omkring 470V elektricitet for hver kvadratmeter solcellepaneler. Dette antal vil være lavere på Mars's overflade, fordi det ligger 50% længere væk fra Solen end Jorden, og har en tyk atmosfære, der delvis afskærmer sollys.
Især forekommer sandstorme med jævne mellemrum i atmosfæren på Mars, som er kendt for at være problematiske. Sand begrænser yderligere den modtagne lysmængde og kan også samle sig på og dække panelerne. Imidlertid behandles løsningen på dette problem allerede ved at opgradere de eksisterende Mars-rovere, der sendes til Mars. For eksempel blev NASAs to Mars-rover Spirit og Opportunity designet til 90 dages drift, men mere end 12 år senere er de stadig i drift. Det har også vist sig, at Marsvinden med jævne mellemrum fjerner støv fra panelerne.
Hydroponics
Kolonien skal være selvbærende, så selv uden Star Trek Replicator er landbrug af stor betydning for fødevareproduktionen. Afgrøder kan også bruges til at omdanne kuldioxid i luften til åndbart ilt. Dyrkning af planter på Jorden er ikke så svært, fordi de har tilpasset sig dette miljø i tusinder af år. Imidlertid er det ikke så let at dyrke frugt og grøntsager i rummet eller på en anden planet.
Temperatur, tryk, fugtighed, kuldioxidniveauer, jordbundssammensætning og tyngdekraft påvirker alle planternes overlevelse og vækst i forskellig grad i forskellige arter. Flere undersøgelser og eksperimenter pågår for at dyrke planter i kontrollerede kamre, der efterligner miljøet i en rumskoloni. Hydroponics er en mulig løsning på dette problem, som det er blevet påvist på Jorden med radise, salat og grønne løg. Hydroponics involverer dyrkning af planter i en rig næringsvæske uden jord.
Klimaændring
Det endelige krav til en rumskoloni er et klima, der er egnet til liv. Sammensætningen af atmosfæren og klimaet på andre himmellegemer er meget forskellig fra Jorden. Der er ingen atmosfære på månen eller asteroider, og på Mars er atmosfæren for det meste kuldioxid. Her varierer overfladetemperaturer fra 20 ° C helt til -153 ° C ved polerne om vinteren, og lufttrykket er kun 0,6% af det på Jorden. Under sådanne forhold vil bosættere blive tvunget til at leve i isolerede levesteder, uden for hvilke det kun er muligt med brug af rumdragter.
Kan vi skabe liv på Mars?
Alternativt kan vi ændre planetens klima i stor skala. “Geoengineering” studeres allerede som en måde at reagere på Jordens klimaændringer. Dette kræver en enorm indsats, men lignende metoder kan udvides og anvendes f.eks. Til andre planeter som Mars.
Potentielle opløsninger er også bioingenierede organismer, der kan omdanne kuldioxid i atmosfæren til ilt, eller mørkere Mars 'polære hætter for at reducere mængden af sollys, de reflekterer og derved hæve overfladetemperaturer. Derudover vil skabelse af et stort kredsende solspejl hjælpe med at reflektere solens lys til specifikke regioner, såsom polerne, til lokal temperaturstigning. Nogle mener, at sådanne relativt små temperaturændringer kan påvirke klimaændringerne og skabe meget højere lufttryk. Dette kan være det første skridt mod terraformering af Mars.