چگونه انسان می‌تواند سیارات دیگر را استعمار کند؟ + تصاویر

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از Business Insider، اگر نژاد بشر در بلند مدت نجات یابد و زنده بماند، احتمالا مجبور به استعمار سیارات دیگر خواهد شد. چه خود ما انسان‌ها زمین را غیر قابل سکونت کنیم، چه این سیاره به سادگی به پایان طبیعی خود برسد و دیگر قادر به حمایت از حیات نباشد؛ بالاخره روزی مجبور به پیدا کردن خانه جدیدی برای خود خواهیم بود.

فیلم‌های هالیوودی مانند «مریخی» و «بین ستاره‌ای» نگاه اجمالی از آنچه در سیارات دیگر در پیش رو خواهیم داشت را روی پرده نقره‌ای به نمایش گذاشته‌اند. مطمئنا سیاره مریخ قابل سکونت‌ترین مقصد در منظومه شمسی برای ماست اما هزاران سیاره خارجی (سیاره فراخورشیدی) نیز وجود دارد که در حال چرخش به دور ستاره‌های دیگر هستند و می‌توانند جایگزین مناسبی برای زمین ما باشند. حالا سوال اینجاست: به چه تکنولوژی نیاز داریم تا این کار ممکن شود؟

در حال حاضر یک مستعمره فضایی داریم: ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS). اما این ایستگاه تنها 350 کیلومتر از زمین فاصله دارد و برای فراهم کردن منابع مورد نیاز خدمه 6 نفره‌اش وابسته به زمین است. بیشتر تکنولوژی‌هایی که برای ایستگاه فضایی بین‌المللی توسعه یافته‌اند مانند حفاظ پرتویی، بازیافت هوا و آب، مجموعه انرژی خورشیدی، مطمئنا قادر به انتقال به شهرک‌های فضایی آینده هستند. هرچند یک مستعمره فضایی دائمی در سطح یک سیاره دیگر یا ماه مجموعه جدیدی از چالش‌ها را به همراه خواهد داشت.

زیستگاه غیرطبیعی

اولین نیاز برای یک اجتماع انسانی یک زیستگاه است، محیطی جداگانه که قادر به حفظ فشار، ترکیب (مقدار اکسیژن) و دمای هوا باشد و همچنین محافظ ساکنان زیستگاه در برابر پرتوهای مضر باشد. این امر به احتمال زیاد به ساختاری نسبتا بزرگ و سنگین ختم می‌شود.

پرتاب اشیای بزرگ و سنگین به فضا، کاری سخت و پرهزینه است. فضاپیمایی که در ماموریت‌های آپولو مورد استفاده قرار گرفت و شامل چندین ماژول برای جداسازی و اتصال می‌شد، به صورت تکه تکه به فضا فرستاده شد و توسط فضانوردان مونتاژ شد. اما با در نظر گرفتن پیشرفت‌های قابل توجهی که در فناوری کنترل مستقل کرده‌ایم، ممکن است قطعه‌ای از یک زیستگاه استعماری خود قادر به مونتاژ شدن باشد. امروزه، مانورهای مشابه به اتصال آپولو کاملا به صورت اتوماتیک انجام می‌گیرند.

مورد جایگزین، جعبه ابزار کوچکی را از زمین با خود حمل خواهد کرد و با استفاده از منابع گردآوری شده محلی اقدام به ساخت زیستگاه می‌کند. پرینترهای سه‌بعدی به خصوص در تبدیل مواد معدنی از خاک محلی به ساختارهای فیزیکی قابل استفاده خواهند بود. در واقع همین حالا در پی ممکن ساختن این اتفاق هستیم.

شرکت خصوصی منابع سیاره‌ای پرینتر سه‌بعدی را به نمایش گذاشته که از مواد خام، نمونه‌های غنی از استروئید یافت شده در یک سایت روی زمین، استفاده می‌کند. ناسا نیز یک پرینتر سه‌بعدی در ایستگاه فضایی بین‌المللی نصب کرده تا نشان دهد این دستگاه در وضعیت جاذبه صفر نیز قابل استفاده، به عنوان راهی موثر برای ساخت قطعات فضاپیماها در فضا، است.

تاسیسات مایع

زمانی که زیستگاه ساخته شد، اگر فرض کنیم که روی سیاره‌ای مانند زمین با منابع زیاد ساخته نشده باشد، این

کلونی دائما به تدارکاتی از جمله آب، اکسیژن، انرژی و غذا نیاز دارد تا ساکنان زنده بمانند. همانطور که می‌دانیم، آب نقش اساسی در حیات دارد اما این مایع حیاتی در ساخت حفاظ پیشران یا پرتویی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نخستین نیاز یک اجتماع، حمل مقدار معینی آب و بازیافت تمام ضایعات مایع است. در حال حاضر این پدیده در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شده و حتی یک قطره مایع، آب شست و شو، عرق، اشک و حتی ادرار، نیز به هدر نمی‌رود. اما به احتمال زیاد یک کلونی سعی بر استخراج آب نیز دارد؛ احتمالا از منابع زیرزمینی مایع مانند سیاره مریخ یا یخ که زیر سطح سیارک‌های مشخصی یافت می‌شود.

همچنین آب یک منبع اکسیژن را فراهم می‌کند. در ایستگاه فضایی بین‌المللی، اکسیژن با استفاده از فرآیندی به نام «الکترولیز» تولید می‌شود و اکسیژن آب را از هیدروژن آن جدا می‌کند. ناسا نیز در حال توسعه روشی است که اکسیژن را از فرآورده‌های جانبی اتمسفر، مانند کربن دی اکسیدی که در حین بازدم تولید می‌کنیم، بازسازی کند.

کشاورزی انرژی

احتمالا تولید انرژی جنبه فنی آغاز یک کلونی است که به لطف پنل‌های خورشیدی فتوولتائی برای این کار نیز آماده شده‌ایم. اما بسته به محل سیاره استعماری، شاید نیاز داشته باشیم این تکنولوژی را بهبود بخشیده و پیشرفته‌تر کنیم. در فاصله زمین، در ازای هر مترمربع از سلول‌های خورشیدی قادر به کسب تقریبا 470 وات انرژی الکتریکی هستیم. این مقدار در سطح مریخ کمتر است چرا که این سیاره به نسبت زمین 50 درصد دورتر از خورشید قرار دارد و همچنین دارای اتمسفر ضخیمی است که در برابر نور خورشید مانند سپر عمل می‌کند.

در واقع، اتمسفر مریخ علت اصلی طوفان‌های شن مکرر است که به شدت مشکل‌ساز هم هستند چراکه شن مقدار نور دریافتی از خورشید را محدود می‌کند و همچنین روی پنل‌ها انباشه شده و سطح آنها را می‌پوشاند. اما همین حالا هم، در حین طراحی مریخ نورد فعلی، در حال دست و پنجه نرم کردن با این مشکلات هستیم. برای مثال، «مریخ نورد اکتشاف روح و فرصت» ناسا طراحی شده بود تا 90 روز دوام بیاورد اما حالا پس از گذشت بیش از 12 سال، آنها هنوز هم قابل استفاده و فعال هستند. همچنین متوجه شدیم بادهای مریخ متناوبا گرد و خاک روی پنل‌ها را تمیز می‌کنند.

یک مستعمره نیاز دارد که خود قادر به ادامه حیات باشد، البته بدون استفاده از یک واساز (دستگاهی تخیلی در سریال پیشتازان فضا که با تنظیم و فشردن دکمه‌ای اشیا مورد نظر را می‌سازد یا بازیافت می‌کند)، بنابراین کشاورزی برای تولید غذا ضروری است. همچنین می‌توان از محصولات زراعی در تبدیل دی‌اکسید کربن موجود در هوا به اکسیژن قابل تنفس نیز استفاده کرد. رشد گیاهان روی زمین به نسبت آسان است چراکه این محیطی است که گیاهان به مدت هزاران سال با آن سازگار شده‌اند اما پرورش میوه و سبزیجان در فضا یا سیارات دیگر به این راحتی‌ها نیست.

دما، فشار، رطوبت، سطح کربن دی‌اکسید، ترکیب خاک و جاذبه بر بقا و رشد گیاهان، روی گونه‌های مختلف تاثیر متفاوت دارد، موثر هستند. هم‌اکنون مطالعات و آزمایش‌های بسیاری در حال اجرا هستند که سعی در پرورش گیاهان در اتاق کنترل، تقلیدی از محیط کلونی فضایی، دارند. یک راه حل موثر که همین حالا هم روی زمین با پرورش تربچه، کاهو و پیاز سبز خود را ثابت کرده، کشاورزی هیدروپونیک یا کشاورزی آبکشی است. این روش شامل پرورش گیاهان در سیال غنی از مواد مغذی است که فاقد هر گونه خاکی می‌شود.

تغییرات آب و هوایی

آخرین نیاز یک مستعمره فضایی حفظ آب و هوای زیست‌پذیر است. ترکیبات اتمسفری و آب و هوایی در دیگر اجرام آسمانی به نسبت زمین بسیار متفاوت است. هیچ اتمسفری در ماه یا سیارک‌ها وجود ندارد و بخش اعظمی از اتمسفر مریخ متشکل از کربن دی‌اکسید است که در نتیجه دمای سطح آن در طول زمستان از 20 درجه سانتی‌گراد به 153 درجه سانتی‌گراد در قطب‌ها می‌رسد و فشار هوا این سیاره تنها 0/6 درصد از فشار هوای زمین است.

در چنین شرایط بازدارنده‌ای، مهاجران محدود به زندگی در زیستگاه‌های ایزوله می‌شوند و تنها در صورت استفاده از یک لباس فضایی قادر به گشت و گذار در فضای بیرونی خواهند بود.

شاید راه حلی جایگزین قادر به تغییر آب و هوای سیاره در مقیاسی بزرگ باشد. همین حالا هم در حال مطالعه «ژئو مهندسی» به عنوان واکنشی به تغییرات آب و هوایی زمین هستیم. شاید این امر نیازمند تلاش عظیمی باشد اما می‌توان تکنیک‌های مشابه را سنجید و برای مثال در سیارات دیگری مانند مریخ به کار برد.

روش‌های احتمالی شامل زیست مهندسی موجودات برای تبدیل کربن دی‌اکسید موجود در اتمسفر به اکسیژن یا تیره‌سازی کلاهک‌های قطبی مریخ به منظور کاهش میزان نور بازتابی و افزایش دمای سطحی می‌شود.

یک راه دیگر، ساختار بزرگی از آینه‌های خورشیدی چرخشی است که قادر به تابش نور خورشید به مناطقی خاص مانند قطب‌ها باشد تا منجر به افزایش دمای محلی شود. بعضی گمان می‌کنند که چنین تغییرات دمایی کوچکی می‌تواند منجر به وارد شدن این سیاره به وضعیت جدیدی، با فشار هوای به نسبت بالاتری، شود که این امر اولین گام به سوی «زمینی‌‌سازی» مریخ است.

گزارش از: هانا حیدری