Terraforming. Wahrscheinlich haben Sie dieses Wort schon einmal gehört, höchstwahrscheinlich im Zusammenhang mit einer Science-Fiction-Geschichte. In den letzten Jahren wird dieses Wort jedoch dank des erneuten Interesses an der Weltraumforschung immer ernster verwendet. Und anstatt wie eine weit entfernte Perspektive darüber gesprochen zu werden, wird das Thema Terraforming anderer Welten als eine Möglichkeit in naher Zukunft angesprochen.
Ob es Elon Musk ist, der behauptet, die Menschheit brauche ein „ Backup-Speicherort ” um zu überleben, private Unternehmungen wie Mars eins Menschen auf eine einseitige Mission schicken wollen, um den Roten Planeten zu kolonisieren, oder Weltraumorganisationen wie die NASA und die ESA diskutieren die Aussicht auf langfristige Bewohnbarkeit auf dem Mars oder der Mond , Terraforming ist ein weiteres Science-Fiction-Konzept, das sich in Richtung Science-Facts zu bewegen scheint.
Aber was beinhaltet Terraforming? Wo genau könnten wir dieses Verfahren anwenden? Welche Technik würden wir brauchen? Gibt es eine solche Technologie bereits oder müssen wir warten? Wie viel Ressourcen würden dafür benötigt? Und vor allem, wie stehen die Erfolgschancen? Um eine oder alle dieser Fragen zu beantworten, müssen wir ein wenig nachforschen. Terraforming ist nicht nur ein altbewährtes Konzept, sondern wie sich herausstellt, hat die Menschheit bereits einiges an Erfahrung auf diesem Gebiet!
Herkunft des Begriffs:
Um es abzubauen, ist Terraforming der Prozess, bei dem eine feindliche Umgebung (d. Dies könnte eine Änderung der Temperatur, Atmosphäre, Oberflächentopographie, Ökologie – oder alles oben genannten – beinhalten, um einen Planeten oder Mond „erdähnlicher“ zu machen.
Venus wird von vielen als Hauptkandidat für Terraforming angesehen. Bildnachweis: NASA/JPL/io9.com
Der Begriff wurde von Jack Williamson geprägt, einem amerikanischen Science-Fiction-Autor, der nach dem Tod von Robert Heinlein 1988 auch „der Dekan der Science-Fiction“ genannt wird. Der Begriff erschien als Teil einer Science-Fiction-Geschichte mit dem Titel „Collision Orbit“, die in den 1942er Ausgaben des Magazins veröffentlicht wurde Erstaunliche Science-Fiction . Dies ist die erste bekannte Erwähnung des Konzepts, obwohl es zuvor Beispiele in der Fiktion gibt.
Terraforming in der Fiktion:
Science-Fiction ist voll von Beispielen für die Veränderung planetarischer Umgebungen, um sie für das menschliche Leben besser geeignet zu machen, von denen viele viele Jahrzehnte älter sind als die wissenschaftlichen Studien. Zum Beispiel in H. G. Wells’ Krieg der Welten ,Er erwähnt an einer Stelle, wie die Mars-Invasoren damit beginnen, die Ökologie der Erde im Interesse einer langfristigen Besiedlung zu verändern.
In Olaf Stapletons Letzte und erste Männer (1930) sind zwei Kapitel der Beschreibung gewidmet, wie die Nachkommen der Menschheit die Venus terraformieren, nachdem die Erde unbewohnbar wird; und begehen dabei Völkermord an der einheimischen Wasserwelt. In den 1950er und 60er Jahren, bedingt durch den Beginn der Weltraumzeitalter , Terraforming tauchte immer häufiger in Science-Fiction-Werken auf.
Ein solches Beispiel ist Bauer im Himmel (1950) von Robert A. Heinlein. In diesem Roman bietet Heinlein eine Vision von Jupiters Mond Ganymed, der in eine landwirtschaftliche Siedlung umgewandelt wird. Dies war ein sehr bedeutendes Werk, da es das erste war, in dem das Konzept des Terraforming als ernsthafte und wissenschaftliche Angelegenheit und nicht als bloßes Fantasiethema präsentiert wurde.
Szene aus 2010: The Year We Make Contact, die Verfilmung von Clarkes Roman. Bildnachweis: Metro-Goldwyn-Mayer
1951 schrieb Arthur C. Clarke den ersten Roman, in dem die Terraformung des Mars in Fiktion dargestellt wurde. Betitelt Der Sand des Mars ,Die Geschichte handelt von Mars-Siedlern, die den Planeten aufheizen, indem sie den Marsmond Phobos in eine zweite Sonne umwandeln, und Pflanzen anbauen, die den Marssand abbauen, um Sauerstoff freizusetzen. In seinem wegweisenden Buch 2001: Eine Odyssee im Weltraum – und es ist eine Fortsetzung, 2010: Odyssee Zwei – Clarke präsentiert eine Rasse alter Wesen („Erstgeborener“), die Jupiter in eine zweite Sonne verwandeln, damit Europa zu einem lebenserhaltenden Planeten wird.
Poul Anderson schrieb in den 1950er Jahren auch ausführlich über Terraforming. In seinem Roman von 1954Der große Regen, Venus wird über einen sehr langen Zeitraum durch planetarische Engineering-Techniken verändert. Das Buch war so einflussreich, dass der Begriff „Großer Regen“ inzwischen synonym mit der Terraformung der Venus ist. Es folgte 1958 die Schnee von Ganymed , wo die Ökologie des Jupitermondes durch einen ähnlichen Prozess bewohnbar gemacht wird.
In Issac Asimovs Roboter Serie, Kolonisierung und Terraforming wird von einer mächtigen Rasse von Menschen durchgeführt, die als 'Spacer' bekannt ist und diesen Prozess auf fünfzig Planeten im bekannten Universum durchführt. In seinem Stiftung Serie hat die Menschheit jeden bewohnbaren Planeten der Galaxie effektiv kolonisiert und sie terraformiert, um Teil des Galaktischen Imperiums zu werden.
1984 schrieben James Lovelock und Michael Allaby eines der einflussreichsten Bücher über Terraforming. Betitelt Die Ergrünung des Mars , erforscht der Roman die Entstehung und Entwicklung von Planeten, den Ursprung des Lebens und die Biosphäre der Erde. Die in dem Buch vorgestellten Terraforming-Modelle haben tatsächlich zukünftige Debatten über die Ziele von Terraforming vorweggenommen.
Die Red-Mars-Trilogie von Kim Stanley Robinson. Bildnachweis: vielfalt.com
In den 1990er Jahren veröffentlichte Kim Stanley Robinson seine berühmte Trilogie, die sich mit der Terraforming des Mars beschäftigt. Bekannt als Mars-Trilogie -Roter Mars, Grüner Mars, Blauer Mars– Im Mittelpunkt dieser Serie steht die Verwandlung des Mars im Laufe vieler Generationen in eine blühende menschliche Zivilisation. Dies wurde im Jahr 2012 mit der Veröffentlichung von 2312 , das sich mit der Kolonisierung des Sonnensystems beschäftigt – einschließlich der Terraformierung der Venus und anderer Planeten.
Unzählige weitere Beispiele finden sich in der Populärkultur, von Fernsehen und Print bis hin zu Filmen und Videospielen.
Studium des Terraforming:
In einem Artikel der Zeitschrift Wissenschaft 1961 schlug der berühmte Astronom Carl Sagan vor, Techniken der Planetentechnik zu verwenden, um die Venus zu transformieren. Dies beinhaltete die Aussaat der Atmosphäre der Venus mit Algen, die die reichlichen Vorräte der Atmosphäre an Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid in organische Verbindungen umwandeln und den außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt der Venus reduzieren würden.
1973 veröffentlichte er einen Artikel in der Zeitschrift Icarus mit dem Titel „ Planetentechnik auf dem Mars “, wo er zwei Szenarien für die Transformation des Mars vorschlug. Dazu gehörten der Transport von Material mit geringer Albedo und/oder das Pflanzen dunkler Pflanzen auf den polaren Eiskappen, um sicherzustellen, dass es mehr Wärme absorbiert, geschmolzen und den Planeten in „erdähnlichere Bedingungen“ umgewandelt hat.
1976 befasste sich die NASA offiziell in einer Studie mit dem Titel „ Zur Bewohnbarkeit des Mars: Ein Ansatz zur planetaren Ökosynthese “. Die Studie kam zu dem Schluss, dass photosynthetische Organismen, das Abschmelzen der polaren Eiskappen und die Einführung von Treibhausgasen genutzt werden könnten, um eine wärmere, sauerstoff- und ozonreiche Atmosphäre zu schaffen. Im selben Jahr wurde die erste Konferenzsitzung zum Thema Terraforming organisiert, die damals als „Planetary Modeling“ bezeichnet wurde.
Künstlerisches Konzept eines „lebenden“ Mars. Bildnachweis: Kevin Gill
Und dann, im März 1979, organisierte der NASA-Ingenieur und Autor James Oberg das First Terraforming Colloquium – eine Sondersitzung am 10 Konferenz für Mond- und Planetenwissenschaften , die jährlich in Houston, Texas stattfindet. 1981 machte Oberg die im Kolloquium diskutierten Konzepte in seinem Buch populär Neue Erden:Umstrukturierung der Erde und anderer Planeten .
1982 schrieb der Planetologe Christopher McKay „Terraforming Mars“, ein Papier für die Zeitschrift der Britischen Interplanetaren Gesellschaft .Darin diskutierte McKay die Aussichten einer selbstregulierenden Mars-Biosphäre, die sowohl die dafür erforderlichen Methoden als auch deren Ethik umfasste. Dies war das erste Mal, dass das Wort Terraforming im Titel eines veröffentlichten Artikels verwendet wurde und wurde fortan zum bevorzugten Begriff.
Es folgten James Lovelock und Michael AllabyDie Ergrünung des Mars1984. Dieses Buch war eines der ersten, das eine neuartige Methode zur Erwärmung des Mars beschrieb, bei der der Atmosphäre Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zugesetzt werden, um die globale Erwärmung auszulösen. Dieses Buch motivierte den Biophysiker Robert Haynes, Terraforming als Teil eines umfassenderen Konzepts namens . zu fördernÖkopoiese.
Abgeleitet von den griechischen Wörternoikos(„Haus“) undpoiesis(„Produktion“) bezeichnet dieses Wort den Ursprung eines Ökosystems. Im Zusammenhang mit der Weltraumforschung handelt es sich um eine Form der Planetentechnik, bei der ein nachhaltiges Ökosystem aus einem ansonsten sterilen Planeten hergestellt wird. Wie von Haynes beschrieben, beginnt dies mit der Aussaat eines Planeten mit mikrobiellem Leben, was zu Bedingungen führt, die denen einer Urerde nahekommen. Darauf folgt der Import von Pflanzen, was die Sauerstoffproduktion beschleunigt und in der Einführung von tierischem Leben gipfelt.
Ein Ingenieur schlägt vor, ein Dach über einem kleinen Planeten zu bauen, damit erdähnliche Bedingungen aufrechterhalten werden können. Bildnachweis: Karl Tate/space.com
2009 stellte Kenneth Roy – ein Ingenieur des US-Energieministeriums – sein Konzept für eine „Shell World“ in einem bei der Zeitschrift für britische interplanetare Wissenschaften . Mit dem Titel „ Shell Worlds – Ein Ansatz zur Terraforming Monde, kleine Planeten und Plutoide “ untersuchte sein Artikel die Möglichkeit, eine fremde Welt mit einer großen „Hülle“ zu umhüllen und ihre Atmosphäre lange genug eingeschlossen zu halten, damit langfristige Veränderungen Wurzeln schlagen können.
Es gibt auch Konzepte, bei denen ein nutzbarer Teil eines Planeten in eine Kuppel eingeschlossen wird, um seine Umgebung zu verändern, was als „Paraterraforming“ bekannt ist. Dieses Konzept, das ursprünglich vom britischen Mathematiker Richard L.S. Talyor in seiner Veröffentlichung von 1992 Paraterraforming – Das Welthauskonzept , könnte verwendet werden, um Abschnitte mehrerer Planeten zu terraformen, die ansonsten unwirtlich sind oder nicht im Ganzen verändert werden können.
Potenzielle Sites:
Innerhalb des Sonnensystems gibt es mehrere mögliche Standorte, die sich für Terraforming gut eignen könnten. Bedenken Sie die Tatsache, dass außerdem Erde , Venus und März liegen auch innerhalb der Sonne Bewohnbare Zone (auch bekannt als 'Goldlöckchen-Zone'). Jedoch aufgrund Der außer Kontrolle geratene Treibhauseffekt der Venus , und Fehlen einer Magnetosphäre auf dem Mars , ihre Atmosphären sind entweder zu dick und heiß oder zu dünn und kalt, um Leben, wie wir es kennen, zu erhalten. Dies könnte jedoch theoretisch durch das richtige ökologische Engineering geändert werden.
Andere potenzielle Orte im Sonnensystem sind einige der Monde, die die Gasriesen umkreisen. Mehrere Jovian (d. h. in der Umlaufbahn des Jupiter) und Cronian (in der Umlaufbahn des Saturn) Monde haben eine Fülle von Wassereis, und Wissenschaftler haben spekuliert, dass bei einer Erhöhung der Oberflächentemperaturen durch Elektrolyse und die Einführung von Puffergasen lebensfähige Atmosphären geschaffen werden könnten.
Künstlerische Vorstellung eines terraformierten Mars. Bildnachweis: Ittiz/Wikimedia Commons
Es gibt sogar Spekulationen, dass Quecksilber und der Mond (oder zumindest Teile davon) könnten terraformiert werden, um für menschliche Besiedlung geeignet zu sein. In diesen Fällen müsste beim Terraforming nicht nur die Oberfläche verändert, sondern möglicherweise auch deren Rotation angepasst werden. Am Ende bietet jeder Fall seinen eigenen Anteil an Vorteilen, Herausforderungen und Erfolgschancen. Betrachten wir sie in der Reihenfolge ihrer Entfernung von der Sonne.
Inneres Sonnensystem:
Die terrestrische Planeten unseres Sonnensystems bieten die besten Möglichkeiten für Terraforming. Sie befinden sich nicht nur näher an unserer Sonne und können ihre Energie besser aufnehmen, sondern sie sind auch reich an Silikaten und Mineralien – die alle zukünftigen Kolonien für den Anbau von Nahrung und den Bau von Siedlungen benötigen. Und wie bereits erwähnt, befinden sich zwei dieser Planeten (Venus und Mars) innerhalb der bewohnbaren Zone der Erde.
Quecksilber:
Die überwiegende Mehrheit der Merkuroberfläche ist lebensfeindlich, wo die Temperaturen zwischen extrem heiß und kalt schwanken – d. h. 700 K (427 °C; 800 °F) 100 K (-173 °C; -280 °F). Dies liegt an seiner Nähe zur Sonne, dem fast völligen Fehlen einer Atmosphäre und seiner sehr langsamen Rotation. An den Polen sind die Temperaturen jedoch aufgrund der dauerhaften Beschattung konstant niedrig -93 °C (-135 °F).
Bilder der nördlichen Polarregion des Merkur, bereitgestellt von MESSENGER. Bildnachweis: NASA/JPL
Das Vorkommen von Wassereis und organischen Molekülen in der nördlichen Polarregion wurde auch dank der Daten bestätigt, die von der BOTE Mission. Daher könnten in den Regionen Kolonien errichtet und begrenztes Terraforming (auch bekannt als Paraterraforming) stattfinden. Wenn beispielsweise Kuppeln (oder eine einzelne Kuppel) von ausreichender Größe über den Kratern Kandinsky, Prokofjew, Tolkien und Tryggvadottir gebaut werden könnten, könnte die nördliche Region für menschliche Besiedlung verändert werden.
Theoretisch könnte dies durch die Verwendung von Spiegeln erreicht werden, um das Sonnenlicht in die Kuppeln umzuleiten, was die Temperatur allmählich erhöhen würde. Das Wassereis würde dann schmelzen, und in Kombination mit organischen Molekülen und fein gemahlenem Sand könnte Erde entstehen. Pflanzen könnten dann gezüchtet werden, um Sauerstoff zu produzieren, der in Kombination mit Stickstoffgas eine atembare Atmosphäre erzeugen würde.
Venus:
Wie ' Zwilling der Erde “, es gibt viele Möglichkeiten und Vorteile zu Terraforming Venus . Der erste, der dies vorschlug, war Sagan mit seinem Artikel von 1961 inWissenschaft. Spätere Entdeckungen – wie die hohen Schwefelsäurekonzentrationen in Die Wolken der Venus – machte diese Idee nicht realisierbar. Selbst wenn Algen in einer solchen Atmosphäre überleben könnten, würde die Umwandlung der extrem dichten CO²-Wolken in Sauerstoff zu einer zu dichten Sauerstoffumgebung führen.
Darüber hinaus würde Graphit ein Nebenprodukt der chemischen Reaktionen werden, das sich wahrscheinlich zu einem dicken Pulver auf der Oberfläche bilden würde. Dieses würde durch die Verbrennung wieder zu CO² werden und damit den gesamten Treibhauseffekt neu starten. Es wurden jedoch neuere Vorschläge gemacht, die die Verwendung von Kohlenstoffsequestrierungstechniken befürworten, die wohl viel praktischer sind.
In diesen Szenarien würde man sich auf chemische Reaktionen verlassen, um die Atmosphäre der Venus in etwas Atmungsaktives umzuwandeln und gleichzeitig ihre Dichte zu reduzieren. In einem Szenario würden Wasserstoff- und Eisenaerosol eingeführt, um das CO² in der Atmosphäre in Graphit und Wasser umzuwandeln. Dieses Wasser würde dann an die Oberfläche fallen, wo es etwa 80 % des Planeten bedeckt – da die Venus nur geringe Höhenunterschiede aufweist.
Ein anderes Szenario sieht vor, dass riesige Mengen an Kalzium und Magnesium in die Atmosphäre gelangen. Dadurch würde Kohlenstoff in Form von Calcium- und Magnesiumkarboniten gebunden. Und dieser Plan hat den Vorteil, dass die Venus bereits Vorkommen beider Mineralien in ihrem Mantel hat, die dann durch Bohrungen der Atmosphäre ausgesetzt werden könnten. Allerdings müssten die meisten Mineralien aus dem Jenseits kommen, um Temperatur und Druck auf ein nachhaltiges Niveau zu senken.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, das atmosphärische Kohlendioxid bis zur Verflüssigung – wo es Trockeneis bildet – einzufrieren und an der Oberfläche ansammeln zu lassen. Dort könnte es vergraben werden und würde aufgrund von Druck in einem festen Zustand bleiben und sogar für den lokalen und außerirdischen Gebrauch abgebaut werden. Und dann besteht die Möglichkeit, die Oberfläche mit eisigen Kometen (die von einem der Jupiter- oder Saturnmonde abgebaut werden könnten) zu bombardieren, um einen flüssigen Ozean auf der Oberfläche zu erzeugen, der Kohlenstoff binden und bei jedem anderen der oben genannten Prozesse helfen würde.
Zuletzt gibt es das Szenario, in dem die dichte Atmosphäre der Venus entfernt werden könnte. Dies könnte als der direkteste Ansatz zur Ausdünnung einer Atmosphäre bezeichnet werden, die für eine menschliche Beschäftigung viel zu dicht ist. Durch die Kollision großer Kometen oder Asteroiden mit der Oberfläche könnten einige der dichten CO²-Wolken in den Weltraum gesprengt werden und so weniger Atmosphäre umgewandelt werden.
Künstlerische Konzeption einer terraformierten Venus, die eine größtenteils von Ozeanen bedeckte Oberfläche zeigt. Bildnachweis: Wikipedia Commons/Ittiz
Eine langsamere Methode könnte mit Massentreibern (auch bekannt als elektromagnetische Katapulte) oder Weltraumaufzügen erreicht werden, die die Atmosphäre nach und nach aufheben und entweder in den Weltraum heben oder von der Oberfläche abfeuern würden. Und neben der Veränderung oder Entfernung der Atmosphäre gibt es auch Konzepte, die eine Reduzierung der Hitze und des Drucks erfordern, indem sie entweder das Sonnenlicht begrenzen (z. B. mit Sonnenblenden) oder die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten ändern.
Das Konzept der Sonnenblenden besteht darin, entweder eine Reihe kleiner Raumfahrzeuge oder eine einzelne große Linse zu verwenden, um das Sonnenlicht von der Oberfläche eines Planeten abzulenken und so die globalen Temperaturen zu senken. Für die Venus, die doppelt so viel Sonnenlicht absorbiert wie die Erde, wird angenommen, dass die Sonnenstrahlung eine wichtige Rolle bei dem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt gespielt hat, der sie zu dem gemacht hat, was sie heute ist.
Ein solcher Schatten könnte weltraumbasiert sein und sich in der Sonne-Venus befinden L1 Lagrange-Punkt , wo es nicht nur einen Teil des Sonnenlichts daran hindern würde, die Venus zu erreichen, sondern auch dazu dient, die Strahlungsmenge zu reduzieren, der Venus ausgesetzt ist. Alternativ könnten Sonnenblenden oder Reflektoren in der Atmosphäre oder auf der Oberfläche platziert werden. Dies könnte aus großen reflektierenden Ballons, Platten aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder Graphen oder Material mit geringer Albedo bestehen.
Das Platzieren von Schirmen oder Reflektoren in der Atmosphäre bietet zwei Vorteile: Zum einen könnten atmosphärische Reflektoren mit lokalem Kohlenstoff vor Ort gebaut werden. Zweitens ist die Atmosphäre der Venus dicht genug, dass solche Strukturen leicht auf den Wolken schweben könnten. Die Materialmenge müsste jedoch groß sein und noch lange nach der Veränderung der Atmosphäre an Ort und Stelle bleiben. Da die Venus bereits stark reflektierende Wolken hat, müsste jede Annäherung ihre aktuelle Albedo (0,65) deutlich übertreffen, um einen Unterschied zu machen.
Sonnenblenden in der Umlaufbahn der Venus sind ein mögliches Mittel zur Terraformung des Planeten. Bildnachweis: IEEE Spectrum/John MacNeill
Auch die Idee, die Rotation der Venus zu beschleunigen, ist als mögliches Mittel zum Terraforming im Umlauf. Wenn die Venus bis zu dem Punkt gedreht werden könnte, an dem sie Tag-Nacht-Zyklus denen der Erde ähneln, könnte der Planet gerade beginnen, ein stärkeres Magnetfeld zu erzeugen. Dies hätte den Effekt, dass die Menge des Sonnenwinds (und damit der Strahlung) vom Erreichen der Oberfläche abgehalten wird, wodurch sie für terrestrische Organismen sicherer wird.
Der Mond:
Als nächstgelegener Himmelskörper der Erde wäre die Besiedlung des Mondes im Vergleich zu anderen Himmelskörpern vergleichsweise einfach. Aber wenn es darum geht Terraforming des Mondes , sind die Möglichkeiten und Herausforderungen denen von Merkur sehr ähnlich. Zunächst einmal hat der Mond eine Atmosphäre, die so dünn ist, dass man ihn nur als Exosphäre bezeichnen kann. Außerdem sind die lebensnotwendigen flüchtigen Elemente knapp (z. B. Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoff).
Diese Probleme könnten angegangen werden, indem Kometen, die Wassereis und flüchtige Stoffe enthalten, eingefangen und auf die Oberfläche geschossen werden. Die Kometen würden sublimieren und diese Gase und Wasserdampf zerstreuen, um eine Atmosphäre zu schaffen. Diese Auswirkungen würden auch befreien Wasser, das im Mondregolith enthalten ist , die sich schließlich an der Oberfläche zu natürlichen Gewässern ansammeln könnten.
Die Impulsübertragung von diesen Kometen würde den Mond auch schneller drehen lassen, wodurch seine Rotation beschleunigt würde, sodass er nicht mehr durch die Gezeiten blockiert wäre. Ein Mond, der alle 24 Stunden einmal um seine Achse rotiert, hätte einen stetigen Tageszyklus, der die Besiedlung und die Anpassung an das Leben auf dem Mond erleichtern würde.
Es besteht auch die Möglichkeit, Teile des Mondes auf ähnliche Weise zu paraterraforming wie die Polarregion des Merkur. Im Fall des Mondes würde dies im Shackleton-Krater passieren, wo Wissenschaftler bereits gefunden haben Hinweise auf Wassereis . Mithilfe von Sonnenspiegeln und einer Kuppel könnte dieser Krater in ein Mikroklima verwandelt werden, in dem Pflanzen angebaut und eine atembare Atmosphäre geschaffen werden könnte.
März:
Wenn es um Terraforming geht, ist der Mars am meisten beliebtes Ziel . Dafür gibt es mehrere Gründe, angefangen von der Nähe zur Erde, seiner Ähnlichkeiten mit der Erde , und die Tatsache, dass es einst eine Umgebung hatte, die der der Erde sehr ähnlich war – einschließlich eine dickere Atmosphäre und die Anwesenheit von warmes, fließendes Wasser an der Oberfläche. Schließlich wird derzeit angenommen, dass der Mars zusätzliche Quellen für Wasser unter seiner Oberfläche .
Kurz gesagt, der Mars hat einen Tages- und Jahreszeitenzyklus, der dem, was wir hier auf der Erde erleben, sehr nahe kommt. Im ersteren Fall dauert ein einzelner Tag auf dem Mars 24 Stunden und 40 Minuten. Im letzteren Fall und aufgrund der ähnlich geneigten Achse des Mars (25,19° gegenüber 23° der Erde) erfährt der Mars jahreszeitliche Veränderungen, die denen der Erde sehr ähnlich sind. Obwohl eine einzelne Jahreszeit auf dem Mars ungefähr doppelt so lange dauert, ist die daraus resultierende Temperaturschwankung sehr ähnlich – ±178 °C (320 °F) im Vergleich zur Erde±160 °C (278 °F).
Darüber hinaus müsste der Mars enorme Transformationen durchmachen, damit die Menschen auf seiner Oberfläche leben können. Die Atmosphäre müsste drastisch verdickt und ihre Zusammensetzung geändert werden. Derzeit besteht die Marsatmosphäre zu 96 % aus Kohlendioxid, 1,93% Argon und 1,89 % Stickstoff, und der Luftdruck entspricht nur 1 % des Erddrucks auf Meereshöhe.
Vor allem fehlt dem Mars eine Magnetosphäre, wodurch seine Oberfläche deutlich mehr Strahlung empfängt, als wir es hier auf der Erde gewohnt sind. Darüber hinaus wird angenommen, dass der Mars einst eine Magnetosphäre hatte und dass das Verschwinden dieses Magnetfelds zu Sonnenwind zum Abstreifen der Marsatmosphäre . Dies wiederum hat dazu geführt, dass der Mars zu dem kalten, ausgetrockneten Ort wurde, der er heute ist.
Wissenschaftler konnten die Wasserverlustrate auf dem Mars messen, indem sie das Verhältnis von Wasser und HDO von heute und vor 4,3 Milliarden Jahren maßen. Bildnachweis: Kevin Gill
Letztendlich bedeutet dies, dass, damit der Planet nach menschlichen Maßstäben bewohnbar wird, seine Atmosphäre erheblich verdickt und der Planet deutlich erwärmt werden müsste. Auch die Zusammensetzung der Atmosphäre müsste sich ändern, von der derzeitigen CO²-schweren Mischung auf eine Stickstoff-Sauerstoff-Bilanz von etwa 70/30. Und vor allem müsste die Atmosphäre von Zeit zu Zeit aufgefüllt werden, um Verluste auszugleichen.
Glücklicherweise sind die ersten drei Anforderungen weitgehend komplementär und bieten eine breite Palette möglicher Lösungen. Zunächst einmal könnte die Marsatmosphäre verdickt und der Planet erwärmt werden, indem seine Polarregionen mit Meteoriten bombardiert werden. Diese würden die Pole zum Schmelzen bringen, ihre Ablagerungen aus gefrorenem Kohlendioxid und Wasser an die Atmosphäre abgeben und einen Treibhauseffekt auslösen.
Die Einführung flüchtiger Elemente wie Ammoniak und Methan würde auch dazu beitragen, die Atmosphäre zu verdicken und eine Erwärmung auszulösen. Beide könnten von den eisigen Monden des äußeren Sonnensystems abgebaut werden, insbesondere von den Monden von Ganymed , Kallisto , und Titan . Diese könnten auch über Meteoriteneinschläge an die Oberfläche gelangen.
Nach dem Aufprall auf der Oberfläche würde das Ammoniakeis sublimieren und in Wasserstoff und Stickstoff zerfallen – der Wasserstoff reagiert mit dem CO² zu Wasser und Graphit, während der Stickstoff als Puffergas fungiert. Das Methan hingegen würde als Treibhausgas wirken, das die globale Erwärmung weiter verstärken würde. Darüber hinaus würden die Einschläge Tonnen von Staub in die Luft werfen und den Erwärmungstrend weiter anheizen.
Mit der Zeit werden die reichlich vorhandenen Wassereisvorräte des Mars – die nicht nur in den Polen, sondern in riesigen Mengen zu finden sind unterirdische Ablagerungen von Permafrost – würden alle zu warmem, fließendem Wasser sublimieren. Und bei einem deutlich erhöhten Luftdruck und einer wärmeren Atmosphäre könnten sich Menschen möglicherweise ohne Druckanzüge an die Oberfläche wagen.
Die Atmosphäre muss jedoch noch in etwas Atmungsaktives umgewandelt werden. Dies wird weitaus zeitaufwändiger sein, da der Prozess der Umwandlung des atmosphärischen CO² in Sauerstoffgas wahrscheinlich Jahrhunderte dauern wird. Auf jeden Fall wurden mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen, darunter die Umwandlung der Atmosphäre durch Photosynthese – entweder mit Cyanobakterien oder Erdpflanzen und Flechten.
Andere Vorschläge umfassen den Bau von Orbitalspiegeln, die in der Nähe der Pole platziert werden und Sonnenlicht auf die Oberfläche richten, um einen Erwärmungszyklus auszulösen, indem die polaren Eiskappen schmelzen und ihr CO²-Gas freisetzen. Es wurde auch vorgeschlagen, dunklen Staub von Phobos und Deimos zu verwenden, um die Albedo der Oberfläche zu reduzieren, damit sie mehr Sonnenlicht absorbieren kann.
Kurz gesagt, es gibt viele Möglichkeiten, den Mars zu terraforming. Und viele von ihnen sind, wenn auch nicht ohne weiteres verfügbar, zumindest auf dem Tisch…
Äußeres Sonnensystem:
Über den Inneres Sonnensystem , gibt es mehrere Standorte, die sich auch für gute Terraforming-Ziele eignen würden. Besonders um Jupiter und Saturn herum gibt es mehrere große Monde – von denen einige größer als Merkur sind –, die eine Fülle von Wasser in Form von Eis (und in einigen Fällen vielleicht sogar innere Ozeane) aufweisen.
Die Monde des Sonnensystems, maßstabsgetreu dargestellt. Bildnachweis: planetary.org
Gleichzeitig enthalten viele dieser Monde andere notwendige Bestandteile für funktionierende Ökosysteme, wie gefrorene flüchtige Stoffe – wie Ammoniak und Methan. Aus diesem Grund und als Teil unseres ständigen Wunsches, unser Sonnensystem weiter zu erforschen, wurden viele Vorschläge gemacht, diese Monde mit Basen und Forschungsstationen auszusäen. Einige Pläne sehen sogar ein mögliches Terraforming vor, um sie für eine langfristige Besiedlung geeignet zu machen.
Die Jupitermonde:
Jupiters größte Monde, das , Europa , Ganymed und Kallisto - bekannt als Galiläer , nach ihrem Gründer ( Galileo Galilei ) – sind seit langem Gegenstand von wissenschaftlichem Interesse. Seit Jahrzehnten spekulieren Wissenschaftler über die mögliche Existenz von ein unterirdischer Ozean auf Europa , basierend auf Theorien über die Gezeitenerwärmung des Planeten (eine Folge seiner exzentrischen Umlaufbahn und Umlaufresonanz mit den anderen Monden).
Analyse der von der . bereitgestellten Bilder Reisen 1 und Galilei Sonden fügten dieser Theorie Gewicht hinzu und zeigten Regionen, in denen der unterirdische Ozean anscheinend durchgeschmolzen war. Darüber hinaus hat die Anwesenheit dieses warmen Wasserozeans auch zu Spekulationen über die Existenz von Leben unter der eisigen Kruste Europas geführt – möglicherweise in der Umgebung hydrothermale Quellen an der Kern-Mantel-Grenze.
Aufgrund dieses Bewohnbarkeitspotenzials wurde Europa auch als möglicher Standort für Terraforming vorgeschlagen. Wenn die Oberflächentemperatur erhöht und das Oberflächeneis geschmolzen wäre, könnte der gesamte Planet zu einer Ozeanwelt werden. Die Sublimation des Eises, die Wasserdampf und gasförmige flüchtige Stoffe freisetzen würde, würde dann einer Elektrolyse unterzogen (die bereits eine dünne Sauerstoffatmosphäre erzeugt).
Europa hat jedoch keine eigene Magnetosphäre und liegt im starken Magnetfeld des Jupiter. Infolgedessen ist seine Oberfläche erheblichen Strahlungsmengen ausgesetzt – 540 rem Strahlung pro Tag im Vergleich zu ca. 0,0030 rem pro Jahr hier auf der Erde – und jede Atmosphäre, die wir schaffen, würde beginnen, von Jupiter entfernt zu werden. Ergo müsste ein Strahlenschutz installiert werden, der den Großteil dieser Strahlung ablenken könnte.
Und dann ist da noch Ganymed, der drittfernste der galiläischen Monde des Jupiter. Ähnlich wie Europa ist es ein potenzieller Ort für Terraforming und bietet zahlreiche Vorteile. Zum einen ist es die größter Mond in unserem Sonnensystem , größer als unser eigener Mond und sogar größer als der Planet Merkur. Darüber hinaus hat es auch reichlich Wassereis, es wird angenommen, dass es einen inneren Ozean hat, und sogar hat eine eigene Magnetosphäre .
Wenn also die Oberflächentemperatur erhöht und das Eis sublimiert würde, könnte sich die Atmosphäre von Ganymed verdicken. Wie Europa würde es auch ein Ozeanplanet werden, und seine eigene Magnetosphäre würde es ihm ermöglichen, mehr von seiner Atmosphäre zu behalten. Das Magnetfeld des Jupiter übt jedoch immer noch einen starken Einfluss auf den Planeten aus, was bedeutet, dass weiterhin Strahlungsschilde benötigt werden.
Schließlich gibt es noch Callisto, den viertfernsten der Galiläer. Auch hier weisen reichliche Vorräte an Wassereis, flüchtigen Stoffen und die Möglichkeit eines inneren Ozeans auf das Potenzial für Bewohnbarkeit hin. Aber im Fall von Callisto gibt es den zusätzlichen Vorteil, dass es außerhalb des Magnetfelds von Jupiter liegt, was die Gefahr von Strahlung und atmosphärischem Verlust verringert.
Künstlerische Schnittdarstellung der inneren Struktur von Ganymed. Quelle: Wikipedia Commons/kelvinsong
Der Prozess würde mit einer Oberflächenheizung beginnen, die das Wassereis und Callistos Vorräte an gefrorenem Ammoniak sublimieren würde. Aus diesen Ozeanen würde durch Elektrolyse eine sauerstoffreiche Atmosphäre entstehen, und das Ammoniak könnte in Stickstoff umgewandelt werden, das als Puffergas dient. Da der Großteil von Callisto jedoch aus Eis besteht, würde dies bedeuten, dass der Planet erheblich an Masse verliert und keine Kontinente hat. Auch hier würde ein Ozeanplanet entstehen, der schwimmende Städte oder riesige Kolonieschiffe erforderte.
Die Cronians-Monde:
Ähnlich wie die Jupitermonde bieten die Saturnmonde (auch als Cronian bekannt) Möglichkeiten für Terraforming. Dies ist wiederum auf das Vorhandensein von Wassereis, inneren Ozeanen und flüchtigen Elementen zurückzuführen. Titan , Saturns größter Mond, hat auch Methan im Überfluss, das in flüssiger Form vorliegt ( die Methanseen um seine nördliche Polarregion) und in gasförmig in seiner Atmosphäre. Groß Caches von Ammoniak Es wird angenommen, dass sie auch unter dem Oberflächeneis existieren.
Titan ist auch der einzige natürliche Satellit mit einem dichte Atmosphäre (eineinhalb Mal der Druck der Erde) und der einzige Planet außerhalb der Erde, auf dem die Atmosphäre stickstoffreich ist. Eine so dicke Atmosphäre würde bedeuten, dass es viel einfacher wäre, den Druck auf die Lebensräume auf dem Planeten auszugleichen. Darüber hinaus glauben Wissenschaftler, dass diese Atmosphäre eine präbiotische Umgebung reich an organischer Chemie – also ähnlich der frühen Erdatmosphäre (nur viel kälter).
Diagramm der inneren Struktur von Titan nach dem vollständig differenzierten Modell des dichten Ozeans. Bildnachweis: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Daher wäre es möglich, es in etwas Erdähnliches umzuwandeln. Zunächst müsste die Oberflächentemperatur erhöht werden. Da Titan sehr weit von der Sonne entfernt ist und bereits eine Fülle von Treibhausgasen enthält, konnte dies nur durch Orbitalspiegel erreicht werden. Dies würde das Oberflächeneis sublimieren und Ammoniak darunter freisetzen, was zu einer stärkeren Erwärmung führen würde.
Der nächste Schritt würde darin bestehen, die Atmosphäre in etwas Atmungsaktives umzuwandeln. Wie bereits erwähnt, ist die Atmosphäre von Titan stickstoffreich, was die Einführung eines Puffergases überflüssig machen würde. Und mit der Verfügbarkeit von Wasser könnte Sauerstoff durch Elektrolyse eingebracht werden. Gleichzeitig müssten das Methan und andere Kohlenwasserstoffe sequestriert werden, um eine explosive Mischung mit dem Sauerstoff zu verhindern.
Aber angesichts der Dicke und Vielschichtigkeit von Titans Eis, das schätzungsweise die Hälfte seiner Masse ausmacht, wäre der Mond ein Ozeanplanet – d. h. ohne Kontinente oder Landmassen, auf denen man aufbauen könnte. Also müssten alle Lebensräume entweder die Form von schwimmenden Plattformen oder großen Schiffen haben.
Enceladus ist eine weitere Möglichkeit, dank der kürzlichen Entdeckung von a unterirdischer Ozean . Die Analyse der aus der südlichen Polarregion ausbrechenden Wasserfahnen durch die Raumsonde Cassini zeigte auch die Anwesenheit von organische Moleküle . Als solches wäre Terraforming ähnlich dem Terraforming von Jupiters Mond Europa und würde einen ähnlichen Ozeanmond ergeben.
Künstlerische Darstellung einer möglichen hydrothermalen Aktivität, die auf und unter dem Meeresboden von Enceladus stattfinden könnte. Bildnachweis: NASA/JPL
Auch dies müsste angesichts der Entfernung von Enceladus von unserer Sonne wahrscheinlich Orbitalspiegel beinhalten. Sobald das Eis zu sublimieren begann, würde die Elektrolyse Sauerstoffgas erzeugen. Die Anwesenheit von Ammoniak im unterirdischen Ozean würde ebenfalls freigesetzt werden, die Temperatur erhöhen und als Stickstoffquelle dienen, um die Atmosphäre zu puffern.
Exoplaneten:
Neben dem Sonnensystem extrasolare Planeten (auch bekannt als Exoplaneten) sind auch potenzielle Orte für Terraforming. Des 1.941 bestätigte Exoplaneten Bisher wurden diese Planeten als „erdähnlich“ bezeichnet. Mit anderen Worten, sie sind terrestrische Planeten, die Atmosphären haben und wie die Erde die Region um einen Stern besetzen, in der die durchschnittliche Oberflächentemperatur flüssiges Wasser zulässt (auch bekannt als habitable Zone).
Der erste Planet, der von Kepler bestätigt wurde, dass er eine durchschnittliche Umlaufbahnentfernung hat, die ihn innerhalb der bewohnbaren Zone seines Sterns platzierte, war Kepler-22b . Dieser Planet befindet sich etwa 600 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus , wurde erstmals am 12. Mai 2009 beobachtet und dann am 5. Dezember 2011 bestätigt. Basierend auf allen erhaltenen Daten glauben Wissenschaftler, dass diese Welt ungefähr das 2,4-fache des Radius der Erde hat und wahrscheinlich von Ozeanen bedeckt ist oder eine flüssige oder gasförmige äußere Hülle.
Darüber hinaus gibt es Sternensysteme mit mehreren „erdähnlichen“ Planeten, die ihre bewohnbaren Zonen besetzen. Gliese 581 ist ein gutes Beispiel, ein Roter Zwergstern, der sich 20,22 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet Sternbild Waage . Hier existieren drei bestätigte und zwei mögliche Planeten, von denen angenommen wird, dass zwei innerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns kreisen. Dazu gehört der bestätigte Planet Gliese 581 d und das hypothetische Gliese 581 g .
Tau Ceti ist ein weiteres Beispiel. Dieser Stern der G-Klasse, der sich etwa 12 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild befindet Cetus , hat fünf mögliche Planeten, die es umkreisen. Zwei davon sind Super-Erden von denen angenommen wird, dass sie die bewohnbare Zone des Sterns umkreisen – Tau Ceti e und Tau Ceti f . Es wird jedoch angenommen, dass Tau Ceti e zu nahe ist, als dass auf seiner Oberfläche andere als venusähnliche Bedingungen existieren könnten.
In allen Fällen würde das Terraforming der Atmosphären dieser Planeten höchstwahrscheinlich die gleichen Techniken beinhalten, die auch für die Terraforming von Venus und Mars verwendet wurden, wenn auch in unterschiedlichem Maße. Für diejenigen, die sich am äußeren Rand ihrer bewohnbaren Zonen befinden, könnte Terraforming erreicht werden, indem Treibhausgase eingeführt oder die Oberfläche mit Material mit geringer Albedo bedeckt wird, um die globale Erwärmung auszulösen. Auf der anderen Seite könnten Sonnenschutz und Techniken zur Kohlenstoffbindung die Temperaturen so weit senken, dass der Planet als gastfreundlich gilt.
Die neueste Liste potenziell bewohnbarer Exoplaneten, mit freundlicher Genehmigung von The Planetary Habitability Laboratory. Bildnachweis: phl.upr.edu
Mögliche Vorteile:
Beim Thema Terraforming stellt sich unweigerlich die Frage: „Warum sollten wir?“ Welche Gründe gibt es angesichts des Ressourcenaufwands, des Zeitaufwands und anderer natürlich auftretender Herausforderungen (siehe unten) für Terraforming? Wie bereits erwähnt, gibt es die von Musk angeführten Gründe für die Notwendigkeit eines 'Backup-Standorts', um zu verhindern, dass eine bestimmte Katastrophe die gesamte Menschheit beansprucht.
Abgesehen von der Aussicht auf einen nuklearen Holocaust besteht auch die Wahrscheinlichkeit, dass das Leben auf bestimmten Teilen unseres Planeten im kommenden Jahrhundert unhaltbar wird. Wie die NOAA in März 2015 , hat der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre jetzt 400 ppm überschritten, ein Wert, den es seit dem Pliozän nicht mehr gegeben hat – als die globalen Temperaturen und der Meeresspiegel deutlich höher waren.
Und als Reihe von Szenarien, die von der NASA berechnet wurden zeigen, dürfte sich dieser Trend bis 2100 fortsetzen, mit schwerwiegenden Folgen. In einem Szenario werden sich die Kohlendioxidemissionen gegen Ende des Jahrhunderts bei etwa 550 ppm einpendeln, was zu einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2,5 °C (4,5 °F) führt. Im zweiten Szenario steigen die Kohlendioxidemissionen auf etwa 800 ppm, was zu einem durchschnittlichen Anstieg von etwa 4,5 °C (8 °F) führt. Während die im ersten Szenario prognostizierten Zunahmen nachhaltig sind, wird im zweiten Szenario das Leben auf vielen Teilen der Erde unhaltbar.
Die NASA prognostiziert, dass die Temperaturen auf Grundlage der aktuellen Emissionsraten bis 2100 um bis zu 4,5 Grad Celsius steigen könnten. Quelle: svs.gsfc.nasa.gov
Infolgedessen kann es notwendig sein, auf dem Mars, dem Mond, der Venus oder anderswo im Sonnensystem eine langfristige Heimat für die Menschheit zu schaffen. Kolonien auf anderen Welten zu haben, könnte nicht nur uns andere Orte bieten, um Ressourcen zu gewinnen, Nahrung anzubauen und als mögliches Ventil für den Bevölkerungsdruck den Unterschied zwischen langfristigem Überleben und Aussterben bedeuten.
Es gibt auch das Argument, dass die Menschheit bereits mit der Veränderung planetarischer Umgebungen vertraut ist. Seit Jahrhunderten hat die Abhängigkeit der Menschheit von Industriemaschinen, Kohle und fossilen Brennstoffen messbare Auswirkungen auf die Umwelt der Erde. Und während der Treibhauseffekt, den wir hier ausgelöst haben, nicht beabsichtigt war, könnten unsere Erfahrungen und unser Wissen, ihn hier auf der Erde zu erzeugen, auf Planeten genutzt werden, auf denen die Oberflächentemperaturen künstlich erhöht werden müssen.
Darüber hinaus wurde argumentiert, dass die Arbeit mit Umgebungen, in denen ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt auftritt – z. B. Venus – wertvolles Wissen liefern könnte, das wiederum hier auf der Erde verwendet werden könnte. Sei es der Einsatz extremer Bakterien, die Einführung neuer Gase oder mineralischer Elemente zur Bindung von Kohlenstoff, der Test dieser Methoden auf der Venus könnte uns helfen, den Klimawandel hier zu Hause zu bekämpfen.
Es wurde auch argumentiert, dass die Ähnlichkeiten des Mars mit der Erde ein guter Grund sind, ihn zu terraformen. Im Wesentlichen ähnelte der Mars einst der Erde, bis seine Atmosphäre entfernt wurde, wodurch er praktisch alles verlor flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche. Ergo wäre Terraforming gleichbedeutend damit, ihm seinen einst warmen und wässrigen Glanz zurückzugeben. Das gleiche Argument könnte man von der Venus anführen, wo Bemühungen, sie zu verändern, sie zu dem machen würden, was sie war, bevor ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt sie in die raue, extrem heiße Welt verwandelte, die sie heute ist.
Künstlerisches Konzept für einen SpaceX Mars Colonization Transport (MCT). (Credit: Reddit-Benutzer P3rkoz)
Nicht zuletzt wird argumentiert, dass die Kolonisierung des Sonnensystems ein Zeitalter der „Postknappheit“ einleiten könnte. Wenn die Menschheit Außenposten aufbauen und auf anderen Welten aufbauen würde, den Asteroidengürtel abbauen und die Ressourcen des Äußeren Sonnensystems ernten würde, hätten wir effektiv genug Mineralien, Gase, Energie und Wasserressourcen, um uns auf unbestimmte Zeit zu ernähren. Es könnte auch dazu beitragen, eine massive Beschleunigung der menschlichen Entwicklung auszulösen, die durch sprunghafte technologische und soziale Fortschritte bestimmt wird.
Mögliche Herausforderungen:
Im Endeffekt leiden alle oben aufgeführten Szenarien unter einem oder mehreren der folgenden Probleme:
- Sie sind mit vorhandener Technik nicht möglich
- Sie erfordern einen massiven Einsatz von Ressourcen
- Sie lösen ein Problem, nur um ein anderes zu schaffen
- Sie bieten keinen nennenswerten Return on Investment
- Sie würden wirklich, WIRKLICH lange brauchen
Alle potenziellen Ideen für das Terraforming von Venus und Mars beinhalten beispielsweise eine Infrastruktur, die noch nicht existiert und deren Erstellung sehr teuer wäre. Zum Beispiel erfordert das Konzept der Orbitalschatten, das die Venus kühlen würde, eine Struktur, die den vierfachen Durchmesser der Venus selbst haben müsste (wenn sie auf L1 positioniert wäre). Dafür bräuchte es Megatonnen Material, das alles vor Ort zusammengebaut werden müsste.
Alle von Raumfahrzeugen besuchten Asteroiden und Kometen, Stand November 2010. Credits: Emily Lakdawalla/NASA/JPL/Ted Stryk/ESA/OSIRIS Team/JHUAPL/ISAS/JAXA/RAS/UMD
Im Gegensatz dazu würde eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Venus um viele Größenordnungen mehr Energie erfordern als der Bau von Sonnenspiegeln im Orbit. Wie bei der Entfernung der Atmosphäre der Venus würde der Prozess auch eine beträchtliche Anzahl von Impaktoren erfordern, die aus dem äußeren Sonnensystem – hauptsächlich aus dem Cooper Gürtel .
Um dies zu tun, wäre eine große Flotte von Raumschiffen erforderlich, um sie zu transportieren, und sie müssten mit fortschrittlichen Antriebssystemen ausgestattet sein, die die Reise in angemessener Zeit bewältigen könnten. Derzeit gibt es solche Antriebe nicht, konventionelle Verfahren – vom Ionentriebwerk bis hin zu chemischen Treibmitteln – sind weder schnell noch wirtschaftlich genug.
Zur Veranschaulichung, die NASA Neue Horizonte Mission dauerte mehr als 11 Jahre, um ihr historisches Rendezvous mit zu machen Pluto im Kuipergürtel mit konventionellen Raketen und dem Gravitationsunterstützungsmethode . Inzwischen ist die Dämmerung Mission, die auf Ionenantrieb beruhte, dauerte fast vier Jahre, um zu erreichen Vesta in dem Asteroidengürtel . Keine der Methoden ist praktikabel, um wiederholte Reisen zum Kuipergürtel zu unternehmen und eisige Kometen und Asteroiden zurückzuholen, und die Menschheit hat bei weitem nicht die Anzahl von Schiffen, die wir dafür benötigen würden.
Die Nähe des Mondes macht ihn zu einer attraktiven Option für Terraforming. Aber auch hier müssten die benötigten Ressourcen – zu denen wahrscheinlich mehrere hundert Kometen gehören – wieder aus dem äußeren Sonnensystem importiert werden. Und während die Ressourcen von Merkur vor Ort geerntet oder von der Erde gebracht werden könnten, um seine nördliche Polarregion paraterraformieren zu können, erfordert das Konzept immer noch eine große Flotte von Schiffen und Roboterbauern, die es noch nicht gibt.
Die Saturnmonde von links nach rechts: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea; Titan im Hintergrund; Iapetus (oben) und Hyperion (unten). Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute
Das äußere Sonnensystem stellt ein ähnliches Problem. Um mit dem Terraforming dieser Monde zu beginnen, bräuchten wir eine Infrastruktur zwischen hier und dort, was Basen auf dem Mond, dem Mars und innerhalb des Asteroidengürtels bedeuten würde. Hier könnten Schiffe auftanken, während sie Materialien zu den Cronian-Sandsystemen von Jupiter transportieren, und Ressourcen könnten von allen drei dieser Orte sowie innerhalb der Systeme selbst geerntet werden.
Aber natürlich würde es viele, viele Generationen (oder sogar Jahrhunderte) dauern, um all das zu bauen, und das zu erheblichen Kosten. Ergo, alle Versuche, die äußeres Sonnensystem würde warten müssen, bis die Menschheit das innere Sonnensystem effektiv kolonisiert hatte. Und das Terraforming des Inneren Sonnensystems wird nicht möglich sein, bis die Menschheit genügend Raumtransporter zur Hand hat, ganz zu schweigen von schnellen!
Auch die Notwendigkeit von Strahlenschutzschilden stellt ein Problem dar. Die Größe und die Kosten für die Herstellung von Schilden, die das Magnetfeld des Jupiter ablenken könnten, wären astronomisch. Und während die Ressourcen aus dem nahegelegenen Asteroidengürtel geerntet werden könnten, würde ihr Transport und ihre Montage im Weltraum um die Jupitermonde wieder viele Schiffe und Roboter erfordern. Und wieder müsste es eine umfangreiche Infrastruktur zwischen der Erde und dem Jupitersystem geben, bevor dies geschehen konnte.
Was Punkt drei angeht, gibt es viele Probleme, die sich aus dem Terraforming ergeben könnten. Zum Beispiel könnte es sinnlos sein, die Monde von Jupiter und Saturn in Ozeanwelten zu verwandeln, da das Volumen an flüssigem Wasser einen großen Teil des Gesamtradius des Mondes ausmachen würde. In Kombination mit ihrer geringen Oberflächengravitation, hohen Umlaufgeschwindigkeiten und den Gezeitenwirkungen ihrer Mutterplaneten könnte dies zu stark hohen Wellen auf ihrer Oberfläche führen. Tatsächlich könnten diese Monde durch Veränderungen völlig instabil werden.
Mars-bemanntes Missionsfahrzeug (NASA Human Exploration of Mars Design Reference Architecture 5.0) Februar 2009. Quelle: NASA
Es gibt auch mehrere Fragen zur Ethik des Terraforming. Grundsätzlich wirft die Veränderung anderer Planeten, um sie den menschlichen Bedürfnissen anzupassen, die natürliche Frage auf, was mit den bereits dort lebenden Lebensformen passieren würde. Wenn tatsächlich März und andere Körper des Sonnensystems indigenes mikrobielles (oder komplexeres) Leben haben, was viele Wissenschaftler vermuten, dann könnte eine Veränderung ihrer Ökologie diese Lebensformen beeinträchtigen oder sogar auslöschen. Kurz gesagt, zukünftige Kolonisten und terrestrische Ingenieure würden effektiv Völkermord begehen.
Ein weiteres Argument, das oft gegen Terraforming vorgebracht wird, ist, dass jeder Versuch, die Ökologie eines anderen Planeten zu verändern, keinen unmittelbaren Nutzen bringt. Welchen möglichen Anreiz gibt es angesichts der damit verbundenen Kosten, so viel Zeit, Ressourcen und Energie in ein solches Projekt zu investieren? Während die Idee, die Ressourcen des Sonnensystems zu nutzen, langfristig sinnvoll ist, sind die kurzfristigen Gewinne weit weniger greifbar.
Grundsätzlich sind geerntete Ressourcen aus anderen Welten wirtschaftlich nicht rentabel, wenn Sie sie hier zu Hause für viel weniger abbauen können. Und Immobilien sind nur dann die Basis eines Wirtschaftsmodells, wenn die Immobilie selbst wünschenswert ist. Während Mars eins hat uns sicherlich gezeigt, dass es viele Menschen gibt, die bereit sind, eine einfache Reise zum Mars zu unternehmen, um den Roten Planeten, die Venus oder anderswo in eine „neue Grenze“ zu verwandeln, an der Menschen Land kaufen können, erfordert es zunächst einige ernsthafte Fortschritte in der Technologie, etwas ernsthaftes Terraforming oder beides.
So wie es aussieht, sind die Umgebungen von Mars, Venus, Mond und dem äußeren Sonnensystem lebensfeindlich, wie wir es kennen. Selbst mit dem erforderlichen Einsatz von Ressourcen und Menschen, die bereit sind, die „erste Welle“ zu sein, wäre das Leben für die Menschen dort draußen sehr schwierig. Und diese Situation würde sich über Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende nicht ändern. Wie dem auch sei, die Umgestaltung der Ökologie eines Planeten ist eine sehr langsame und mühsame Arbeit.
Künstlerisches Konzept eines Mars-Astronauten, der außerhalb des Lebensraums Mars One steht. Bildnachweis: Bryan Versteeg/Mars One
Abschluss:
Also… nachdem wir all die Orte in Betracht gezogen haben, an denen die Menschheitkönntenkolonisieren und terraformieren, was ist das?möchtendies zu erreichen, und die Schwierigkeiten dabei, bleibt uns noch einmal eine wichtige Frage. Wieso densollenwir? Angenommen, unser Überleben steht nicht auf dem Spiel, welche möglichen Anreize gibt es für die Menschheit, eine interplanetare (oder interstellare) Spezies zu werden?
Vielleicht gibt es keinen guten Grund. Ähnlich wie Astronauten zum Mond zu schicken, in die Lüfte zu steigen und den höchsten Berg der Erde zu besteigen, ist die Kolonisierung anderer Planeten möglicherweise nichts anderes als etwas, das wir für notwendig erachten. Wieso den? Weil wir können! Ein solcher Grund war in der Vergangenheit gut genug und wird wahrscheinlich in nicht allzu ferner Zukunft wieder ausreichen.
Dies sollte uns nicht davon abhalten, die ethischen Implikationen, die damit verbundenen Kosten oder das Kosten-Nutzen-Verhältnis zu berücksichtigen. Aber mit der Zeit werden wir vielleicht feststellen, dass wir keine andere Wahl haben, als da rauszukommen, einfach weil die Erde einfach zu stickig und überfüllt für uns wird!
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über Terraforming geschrieben. Hier ist Könnten wir den Mond terraformieren? , Sollten wir den Mars terraformieren? , Wie terraformieren wir den Mars? , Wie terraformieren wir die Venus? , und Studententeam will den Mars mit Cyanobakterien terraformieren .
Wir haben auch Artikel, die die radikalere Seite des Terraforming untersuchen, wie zum Beispiel Könnten wir Jupiter terraformieren? , Könnten wir die Sonne terraformieren? , und Könnten wir ein Schwarzes Loch terraformieren?
Astronomy Cast hat auch gute Folgen zu diesem Thema, wie zum Beispiel Folge 96: Humans to Mar, Teil 3 – Terraforming Mars
Weitere Informationen finden Sie unter Terraforming Mars und NASA-Quest! und Die Reise der NASA zum Mars .