Kolonizacja asteroid - Colonization of the asteroids

Sugerowano, że asteroidy , w tym te w pasie asteroid, mogą być potencjalnym miejscem kolonizacji człowieka. Niektóre z sił napędowych tych wysiłków zmierzających do skolonizowania asteroid to przetrwanie ludzkości, a także bodźce ekonomiczne związane z wydobyciem asteroid . Proces kolonizacji asteroid wiąże się z wieloma przeszkodami, które należy pokonać, aby zamieszkać przez ludzi, w tym odległością transportu, brakiem grawitacji, temperaturą, promieniowaniem i problemami psychologicznymi.

Siły napędowe

Przetrwanie ludzkości

Jednym z głównych argumentów za kolonizacją asteroid jest zapewnienie długoterminowego przetrwania gatunku ludzkiego. W przypadku egzystencjalnego zagrożenia na Ziemi, takiego jak nuklearny holokaust i następująca po nim nuklearna zima lub erupcja superwulkanu , kolonia na asteroidzie pozwoliłaby gatunkowi ludzkiemu trwać dalej. Michael Griffin, administrator NASA w 2006 roku, stwierdził w następujący sposób znaczenie kolonizacji kosmosu :

„… celem nie jest tylko naukowa eksploracja… to także rozszerzenie zasięgu ludzkiego siedliska z Ziemi do Układu Słonecznego w miarę postępu w czasie… Na dłuższą metę gatunek jednoplanetarny będzie nie przeżyć… Jeśli my, ludzie, chcemy przetrwać setki tysięcy lub miliony lat, musimy ostatecznie zaludnić inne planety”.

Kolejnym argumentem za kolonizacją jest potencjalny zysk ekonomiczny z wydobycia asteroid . Asteroidy zawierają znaczną ilość cennych materiałów, w tym rzadkich minerałów i metali szlachetnych , które można wydobyć i przetransportować z powrotem na Ziemię w celu sprzedaży. Mając w przybliżeniu tyle żelaza, ile świat produkuje w ciągu 100 000 lat, 16 Psyche jest jedną z takich asteroid o wartości około 10 trylionów dolarów w metalicznym żelazie i niklu. NASA szacuje, że w pasie planetoid o średnicy większej niż 1 kilometr znajduje się od 1,1 do 1,9 miliona asteroid oraz miliony mniejszych asteroid. Około 8% tych asteroid ma podobny skład do 16 Psyche. Jedna firma, Planetary Resources, już zamierza opracować technologie, które mają na celu wykorzystanie ich do wydobywania asteroid. Planetary Resources szacuje, że niektóre 30-metrowe asteroidy zawierają platynę o wartości od 25 do 50 miliardów dolarów.

Transport

Głównym wyzwaniem związanym z transportem do pasa asteroid jest odległość od Ziemi, 204,43 miliona mil. Podobnym wyzwaniem jest wysłanie ludzi na Marsa , który znajduje się 57,6 miliona km (35,8 miliona mil) od Ziemi. Podróż na Marsa trwała 253 dni, w oparciu o misję łazika marsjańskiego . Rosja, Chiny i Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziły eksperyment o nazwie MARS-500 w latach 2007-2011, aby ocenić fizyczne i psychologiczne ograniczenia załogowych lotów kosmicznych. Eksperyment doszedł do wniosku, że 18 miesięcy samotności to limit dla załogowej misji kosmicznej. Przy obecnej technologii podróż do pasa asteroid trwałaby dłużej niż 18 miesięcy, co sugeruje, że misja załogowa może wykraczać poza nasze obecne możliwości technologiczne.

Lądowanie

Lista mniejszych planet odwiedzanych przez statek kosmiczny

Asteroidy nie są wystarczająco duże, aby wytworzyć znaczną grawitację, co utrudnia lądowanie statku kosmicznego. Ludzie muszą jeszcze wylądować statkiem kosmicznym na asteroidzie w pasie asteroid, ale tymczasowo wylądowali na kilku asteroidach, z których pierwszą w 2001 r. była 433_Eros , NEA z grupy Amor, a ostatnio 162173 Ryugu , kolejna NEA z Grupa Apollo. Była to część misji Hayabusa2 prowadzonej przez Japońską Agencję Kosmiczną . Lądowanie było możliwe dzięki wykorzystaniu czterech słonecznych silników jonowych i czterech kół reakcyjnych do napędu. Ta technologia pozwoliła na kontrolę orientacji i kontrolę orbity statku kosmicznego, który poprowadził go do lądowania na Ryugu. Technologie te można zastosować do udanego, podobnego lądowania w pasie asteroid.

Wyzwania dla bytowania ludzi

Powaga

Brak grawitacji ma wiele negatywnych skutków dla ludzkiej biologii. Przechodzące pola grawitacyjne mogą potencjalnie wpływać na orientację przestrzenną , koordynację, równowagę, lokomocję i wywoływać chorobę lokomocyjną . Asteroidy bez sztucznej grawitacji nie mają grawitacji w porównaniu z Ziemią. Bez grawitacji działającej na ludzki organizm kości tracą minerały, a gęstość kości spada o 1% miesięcznie. Dla porównania, wskaźnik utraty masy kostnej u osób starszych wynosi od 1-1,5% rocznie. Wydalanie wapnia z kości w przestrzeni kosmicznej również powoduje, że osoby o niskiej grawitacji są bardziej narażone na kamienie nerkowe . Dodatkowo brak grawitacji powoduje, że płyny w ciele przemieszczają się w kierunku głowy, co może powodować ucisk w głowie i problemy ze wzrokiem.

Ogólna sprawność fizyczna również ulega obniżeniu, a prawidłowe odżywianie staje się o wiele ważniejsze. Bez grawitacji mięśnie są mniej zaangażowane, a ogólny ruch jest łatwiejszy. Bez celowego treningu zmniejszy się masa mięśniowa, kondycja układu krążenia i wytrzymałość.

Sztuczna grawitacja

Sztuczna grawitacja oferuje rozwiązanie niekorzystnego wpływu zerowej grawitacji na ludzkie ciało. Jedna z propozycji zastosowania sztucznej grawitacji na asteroidach, zbadana w badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Wiedeńskiego, obejmuje drążenie i obracanie ciała niebieskiego . Koloniści żyliby wtedy wewnątrz asteroidy, a siła odśrodkowa symulowałaby ziemską grawitację. Naukowcy odkryli, że chociaż może być niejasne, czy asteroidy będą wystarczająco silne, aby utrzymać niezbędną prędkość wirowania, nie mogli wykluczyć takiego projektu, gdyby wymiary i skład asteroidy mieściły się na akceptowalnym poziomie.

Obecnie nie ma praktycznych zastosowań sztucznej grawitacji na dużą skalę do lotów kosmicznych lub kolonizacji ze względu na problemy z rozmiarami i kosztami. Jednak wiele laboratoriów badawczych i organizacji przeprowadziło szereg testów wykorzystujących ludzkie wirówki w celu zbadania wpływu długotrwałej, trwałej lub przerywanej sztucznej grawitacji na organizm, próbując określić wykonalność przyszłych misji, takich jak długoterminowe loty kosmiczne i kolonizacja kosmiczna . Zespół badawczy z University of Colorado Boulder odkrył, że był w stanie sprawić, że wszyscy uczestnicy badania czuli się komfortowo przy około 17 obrotach na minutę w ludzkiej wirówce, bez choroby lokomocyjnej, która ma tendencję do nękania większości prób zastosowań na małą skalę sztuczna grawitacja. Daje to alternatywną metodę, która może być bardziej wykonalna, biorąc pod uwagę znacznie obniżony koszt w porównaniu z większymi konstrukcjami.

Temperatura

Większość asteroid znajduje się w pasie asteroid , pomiędzy Marsem a Jowiszem . Jest to zimny region, gdzie temperatury wahają się od -73 do -103 stopni Celsjusza. Życie ludzkie będzie wymagało stałego źródła energii dla ciepła.

Promieniowanie

W kosmosie promienie kosmiczne i rozbłyski słoneczne tworzą śmiertelne środowisko promieniowania. Promieniowanie kosmiczne może potencjalnie zwiększać ryzyko chorób serca , raka , zaburzeń ośrodkowego układu nerwowego i ostrego zespołu popromiennego . Na Ziemi chroni nas pole magnetyczne i nasza atmosfera , ale asteroidom brakuje tej obrony.

Jedną z możliwości obrony przed tym promieniowaniem jest życie wewnątrz asteroidy. Szacuje się, że ludzie byliby wystarczająco chronieni przed promieniowaniem, zakopując się na głębokości 100 metrów w asteroidzie. Jednak skład asteroid stwarza problem dla tego rozwiązania. Wiele asteroid to luźno zorganizowane sterty gruzu o bardzo małej integralności strukturalnej .

Psychologia

Podróże kosmiczne mają ogromny wpływ na psychikę człowieka, w tym zmiany w strukturze mózgu, połączeniach neuronalnych i zachowaniu.

Promieniowanie kosmiczne ma zdolność oddziaływania na mózg i było szeroko badane na szczurach i myszach. Badania te pokazują, że zwierzęta cierpią na pogorszenie pamięci przestrzennej , połączeń nerwowych i pamięci. Dodatkowo zwierzęta wykazywały wzrost niepokoju i strachu.

Izolacja przestrzeni i trudności ze snem w otoczeniu również przyczyniają się do oddziaływań psychologicznych. Trudność w rozmowie z ludźmi na ziemi może przyczyniać się do samotności, niepokoju i depresji . Rosyjskie badanie symulowało psychologiczne skutki przedłużonej podróży kosmicznej. Sześciu zdrowych mężczyzn z różnych krajów, ale z podobnym wykształceniem do astronautów, mieszkało w zamkniętym module przez 520 dni w latach 2010-11. Członkowie ankiety zgłaszali objawy umiarkowanej depresji, nieprawidłowe cykle snu, bezsenność i wyczerpanie fizyczne.

Ponadto NASA donosi, że misje na skalę globalną zakończyły się lub zostały wstrzymane z powodu problemów psychicznych. Niektóre z tych problemów obejmują wspólne urojenia psychiczne, depresję i przygnębienie po nieudanych eksperymentach.

Jednak u wielu astronautów podróże kosmiczne mogą mieć pozytywny wpływ na psychikę. Wielu astronautów donosi o wzroście uznania dla planety, celu i duchowości . Wynika to głównie z widoku Ziemi z kosmosu.

Zobacz też

• Kolonizacja Marsa
• Wydobycie asteroid
• Kolonizacja kosmosu
• Pas asteroid

Bibliografia