مرحبًا بك مرة أخرى في الحلقة الأولى من سلسلتنا حول استعمار النظام الشمسي! أولاً ، نلقي نظرة على هذا المكان الجحيم الحار الأقرب إلى الشمس - كوكب عطارد!
لطالما حلمت البشرية بتأسيس نفسها في عوالم أخرى ، حتى قبل أن نبدأ في الفضاء. لقد تحدثنا عن استعمار القمر والمريخ وحتى تأسيس أنفسنا على الكواكب الخارجية في أنظمة النجوم البعيدة. ولكن ماذا عن الكواكب الأخرى في فنائنا الخلفي؟ عندما يتعلق الأمر بالنظام الشمسي ، هناك الكثير من العقارات المحتملة التي لا نعتبرها حقًا.
فكر جيدًا في عطارد. في حين أن معظم الناس لن يشكوا في ذلك ، فإن أقرب كوكب من شمسنا هو في الواقع مرشح محتمل للتسوية. في حين أنه يعاني من درجات حرارة شديدة - انجذاب بين الحرارة التي يمكن أن تطهي الإنسان على الفور إلى البرودة التي يمكن أن تجمد اللحم في ثوانٍ - إلا أنه في الواقع لديه إمكانات كمستعمرة بداية.
أمثلة في الخيال:
تم استكشاف فكرة استعمار عطارد من قبل كتاب الخيال العلمي لمدة قرن تقريبًا. ومع ذلك ، لم يتم التعامل مع الاستعمار بطريقة علمية إلا منذ منتصف القرن العشرين. بعض من أقدم الأمثلة المعروفة لهذا تشمل القصص القصيرة عن Leigh Brackett و Isaac Asimov خلال الأربعينيات والخمسينيات.
في عمل الأول ، كوكب عطارد هو كوكب مغلق بشكل كبير (وهو ما كان يعتقده الفلكيون في ذلك الوقت) ولديه "حزام الشفق" الذي يتميز بأقصى درجات الحرارة والعواصف الباردة والعاصفة الشمسية. تضمنت بعض أعمال Asimov المبكرة قصصًا قصيرة حيث كان هناك عطارد مقفل بشكل مشابه ، أو جاءت شخصيات من مستعمرة تقع على هذا الكوكب.
وشملت هذه "Runaround" (كتب في عام 1942 ، وأدرجت لاحقًا في أنا روبوت) ، التي تتمحور حول الروبوت المصمم خصيصًا للتعامل مع الإشعاع الشديد للزئبق. في قصة أسيموف الغامضة عن القتل "ليلة الموت" (1956) - التي ينحدر فيها المشتبه بهم الثلاثة من عطارد والقمر وسيريس - تعتبر ظروف كل موقع أساسية لمعرفة هوية القاتل.
في عام 1946 ، نشر راي برادبري "Frost and Fire" ، وهي قصة قصيرة تدور أحداثها على كوكب موصوف بأنه بجانب الشمس. تلمح الظروف في هذا العالم إلى عطارد ، حيث تكون الأيام شديدة الحرارة والليالي شديدة البرودة ويعيش البشر لمدة ثمانية أيام فقط. آرثر سي كلارك جزر في السماء (1952) يحتوي على وصف لمخلوق يعيش على ما كان يعتقد في ذلك الوقت إلى جانب ميركوري المظلم بشكل دائم ويزور أحيانًا منطقة الشفق.
في روايته اللاحقة ، موعد مع راما (1973) ، يصف كلارك نظامًا شمسيًا مستعمرًا يضم Hermians ، وهو فرع متشدد من البشرية يعيش على عطارد ويزدهر من تصدير المعادن والطاقة. تم استخدام نفس الإعداد والهويات الكوكبية في روايته لعام 1976 إمبراطورية الأرض.
في رواية كورت فونيجوت صفارات الإنذار من تيتان (1959) ، تم تعيين جزء من القصة في كهوف تقع على الجانب المظلم من الكوكب. تثير قصة لاري نيفن القصيرة "أبرد مكان" (1964) القارئ من خلال تقديم عالم يقال أنه أبرد مكان في المجموعة الشمسية ، فقط للكشف عن أنه الجانب المظلم من عطارد (وليس بلوتو ، كما هو يفترض عموما).
يعمل ميركوري أيضًا كموقع في العديد من روايات كيم ستانلي روبنسون وقصصه القصيرة. وتشمل هذه ذكرى البياض (1985), بلو مارس (1996) ، و 2312 (2012) ، حيث يعتبر ميركوري موطنًا لمدينة شاسعة تسمى Terminator. لتجنب الإشعاع والحرارة الضارين ، تدور المدينة حول خط الاستواء على الكوكب على المسارات ، مواكبة دوران الكوكب بحيث يبقى قبل الشمس.
في عام 2005 ، نشر بن بوفاالزئبق (جزء منه جراند تور سلسلة) التي تتعامل مع استكشاف عطارد واستعمارها من أجل تسخير الطاقة الشمسية. رواية تشارلز ستروس لعام 2008 أطفال زحل يتضمن مفهومًا مشابهًا لمفهوم روبنسون 2312, حيث تجتاز مدينة تسمى Terminator السطح على القضبان ، مواكبة دوران الكوكب.
الطرق المقترحة:
يوجد عدد من الاحتمالات لمستعمرة على عطارد ، نظرا لطبيعة دورانها ومدارها وتكوينها وتاريخها الجيولوجي. على سبيل المثال ، تعني فترة دوران عطارد البطيئة أن جانبًا واحدًا من الكوكب يواجه الشمس لفترات طويلة من الزمن - يصل إلى درجات حرارة عالية تصل إلى 427 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت) - بينما يواجه الجانب المواجه للبرودة شديدة البرودة (- 193 درجة مئوية ؛ -315 درجة فهرنهايت).
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفترة المدارية السريعة للكوكب التي تبلغ 88 يومًا ، جنبًا إلى جنب مع فترة الدوران الفلكي 58.6 يومًا ، تعني أن الشمس تستغرق 176 يومًا تقريبًا حتى تعود الشمس إلى نفس المكان في السماء (أي يوم شمسي). يعني هذا بشكل أساسي أن يوم واحد على عطارد يستمر لمدة سنتين من سنواته. لذلك إذا تم وضع المدينة على الجانب الليلي ، ولديها عجلات تتبع حتى تتمكن من الاستمرار في التحرك للبقاء أمام الشمس ، يمكن للناس العيش دون خوف من الاحتراق.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميل المحوري المنخفض للغاية لعطارد (0.034 درجة) يعني أن المناطق القطبية مظللة بشكل دائم وباردة بما يكفي لاحتواء الجليد المائي. في المنطقة الشمالية ، تم رصد عدد من الحفر بواسطة مسبار MESSENGER التابع لناسا في عام 2012 والذي أكد وجود جليد الماء والجزيئات العضوية. يعتقد العلماء أن القطب الجنوبي لعطارد قد يحتوي أيضًا على ثلج ، ويزعمون أن ما يقدر بـ 100 مليار إلى 1 تريليون طن من الجليد المائي يمكن أن يوجد في كلا القطبين ، والذي قد يصل سمكه إلى 20 مترًا في الأماكن.
في هذه المناطق ، يمكن بناء مستعمرة باستخدام عملية تسمى "paraterraforming" - وهو مفهوم ابتكره عالم الرياضيات البريطاني ريتشارد تايلور في عام 1992. في ورقة بعنوان "Paraterraforming - The Worldhouse Concept" ، وصف تايلور كيف يمكن وضع العلبة المضغوطة المنطقة القابلة للاستخدام من كوكب لخلق جو قائم بذاته. بمرور الوقت ، يمكن تغيير البيئة داخل هذه القبة لتلبية الاحتياجات البشرية.
في حالة الزئبق ، قد يشمل ذلك الضخ في جو قابل للتنفس ، ثم ذوبان الجليد لخلق بخار الماء والري الطبيعي. في نهاية المطاف ، ستصبح المنطقة الموجودة داخل القبة موطنًا صالحًا للعيش ، مكتملًا بدورة المياه الخاصة به ودورة الكربون. بالتناوب ، يمكن تبخير الماء ، وخلق غاز الأكسجين عن طريق تعريضه للإشعاع الشمسي (عملية تعرف باسم التحلل الضوئي).
احتمال آخر هو بناء تحت الأرض. لسنوات ، كانت ناسا تتعامل مع فكرة بناء مستعمرات في أنابيب الحمم البركانية المستقرة والمعروفة بوجودها على القمر. وأدت البيانات الجيولوجية التي حصل عليها مسبار MESSENGER خلال التحليق الجوي الذي أجراه بين عامي 2008 و 2012 إلى تكهنات بأن أنابيب الحمم المستقرة قد تكون موجودة على عطارد أيضًا.
يتضمن ذلك المعلومات التي تم الحصول عليها أثناء تحليق المسبار عطارد عام 2009 ، والتي كشفت أن الكوكب كان أكثر نشاطًا جيولوجيًا في الماضي مما كان يعتقد سابقًا. بالإضافة إلى ذلك ، بدأ MESSENGER في اكتشاف ملامح غريبة تشبه الجبن السويسري على السطح في عام 2011. يمكن أن تكون هذه الثقوب ، المعروفة باسم "التجاويف" ، مؤشرًا على وجود أنابيب تحت الأرض على عطارد أيضًا.
ستتم حماية المستعمرات التي بنيت داخل أنابيب الحمم المستقرة بشكل طبيعي من الإشعاع الكوني والشمسي ، ودرجات الحرارة القصوى ، ويمكن الضغط عليها لخلق أجواء قابلة للتنفس. بالإضافة إلى ذلك ، في هذا العمق ، يختبر عطارد أقل بكثير من حيث التغيرات في درجات الحرارة وسيكون دافئًا بما يكفي ليكون صالحًا للسكن.
الفوائد المحتملة:
في لمحة ، يبدو كوكب عطارد مشابهًا لقمر الأرض ، لذا فإن استقراره سيعتمد على العديد من الاستراتيجيات نفسها لإنشاء قاعدة قمرية. كما أن لديها معادن وفيرة لتقديمها ، والتي يمكن أن تساعد في تحريك الإنسانية نحو اقتصاد ما بعد الندرة. مثل الأرض ، إنه كوكب أرضي ، مما يعني أنه يتكون من صخور سيليكات ومعادن متباينة بين قلب الحديد وقشرة سيليكات وعباءة.
ومع ذلك ، يتألف عطارد من 70٪ من المعادن ، بينما يتكون تكوين الأرض من 40٪ من المعادن. ما هو أكثر من ذلك ، أن عطارد لديه قلب كبير خاص من الحديد والنيكل ، والذي يمثل 42 ٪ من حجمه. وبالمقارنة ، يمثل جوهر الأرض 17٪ فقط من حجمه. ونتيجة لذلك ، إذا تم تعدين الزئبق ، فيمكن إنتاج ما يكفي من المعادن لاستمرار البشرية إلى أجل غير مسمى.
كما أن قربها من الشمس يعني أنها تستطيع تسخير كمية هائلة من الطاقة. يمكن جمع هذا بواسطة صفائف شمسية مدارية ، والتي ستكون قادرة على تسخير الطاقة باستمرار ونقلها إلى السطح. يمكن بعد ذلك توجيه هذه الطاقة إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي باستخدام سلسلة من محطات النقل الموضوعة في Lagrange Points.
أيضًا ، هناك مسألة جاذبية عطارد ، والتي تمثل 38٪ من الأرض الطبيعية. هذا أكثر من ضعف ما يختبره القمر ، مما يعني أن المستعمرين سيكون لديهم وقت أسهل للتكيف معه. وفي الوقت نفسه ، فهي منخفضة بما يكفي لتقديم فوائد فيما يتعلق بتصدير المعادن ، حيث أن السفن التي تغادر من سطحها ستحتاج إلى طاقة أقل لتحقيق سرعة الهروب.
أخيرًا ، هناك المسافة إلى عطارد نفسه. على مسافة متوسطة تبلغ حوالي 93 مليون كيلومتر (58 مليون ميل) ، يتراوح عطارد بين 77.3 مليون كيلومتر (48 مليون ميل) إلى 222 مليون كيلومتر (138 مليون ميل) عن الأرض. وهذا يجعلها أقرب كثيرًا من المناطق الأخرى الغنية بالموارد المحتملة مثل حزام الكويكبات (329 - 478 مليون كيلومترًا بعيدًا) ، والمشتري ونظام أقماره (628.7 - 928 مليون كيلومتر) ، أو زحل (1.2 - 1.67 مليار كيلومتر).
أيضًا ، يحقق عطارد اقترانًا أدنى - النقطة التي يكون فيها أقرب نقطة إلى الأرض - كل 116 يومًا ، وهو أقصر بكثير من كوكب الزهرة أو المريخ. بشكل أساسي ، يمكن أن يتم إطلاق المهام المتجهة إلى Mercury كل أربعة أشهر تقريبًا ، في حين أن إطلاق النوافذ إلى كوكب الزهرة والمريخ يجب أن يتم كل 1.6 سنة و 26 شهرًا على التوالي.
من حيث وقت السفر ، تم تحميل العديد من المهام إلى Mercury التي يمكن أن تعطينا تقديرًا ملاعبًا للوقت الذي قد يستغرقه. على سبيل المثال ، أول مركبة فضائية تسافر إلى ميركوري ، وكالة ناسا مارينر 10 استغرق وصول المركبة الفضائية (التي انطلقت عام 1973) حوالي 147 يومًا للوصول إلى هناك.
في الآونة الأخيرة ، وكالة ناسا رسول أطلقت المركبة الفضائية في 3 أغسطس 2004 لدراسة عطارد في المدار ، وقامت بأول رحلة طيران لها في 14 يناير 2008. أي ما مجموعه 1260 يومًا للانتقال من الأرض إلى عطارد. كان وقت السفر الممتد يرجع إلى المهندسين الذين يسعون إلى وضع المسبار في مدار حول الكوكب ، لذلك كان عليه المضي قدما بسرعة أبطأ.
التحديات:
بالطبع ، ستظل مستعمرة على عطارد تحديًا كبيرًا ، اقتصاديًا وتكنولوجيًا. ستكون تكلفة إنشاء مستعمرة في أي مكان على هذا الكوكب هائلة ، وستتطلب شحن مواد وفيرة من الأرض ، أو استخراجها في الموقع. في كلتا الحالتين ، تتطلب مثل هذه العملية أسطولًا كبيرًا من سفن الفضاء القادرة على القيام بالرحلة في فترة زمنية محترمة.
لا يوجد مثل هذا الأسطول بعد ، وستكون تكلفة تطويره (والبنية التحتية المرتبطة به للحصول على جميع الموارد والإمدادات اللازمة لعطارد) هائلة. من المؤكد أن الاعتماد على الروبوتات واستخدام الموارد في الموقع (ISRU) سيخفض التكاليف ويقلل من كمية المواد التي تحتاج إلى الشحن. لكن هذه الروبوتات وعملياتها يجب أن تكون محمية من الإشعاع والتوهجات الشمسية حتى يتم إنجاز المهمة.
في الأساس ، يشبه الموقف محاولة إنشاء مأوى في وسط عاصفة رعدية. بمجرد اكتماله ، يمكنك اللجوء إلى المأوى. ولكن في هذه الأثناء ، من المحتمل أن تبتل أو تتسخ! وحتى بمجرد اكتمال المستعمرة ، سيتعين على المستعمرين أنفسهم التعامل مع الأخطار الحالية من التعرض للإشعاع ، وتخفيف الضغط ، والتطرف في الحرارة والبرودة.
على هذا النحو ، إذا تم إنشاء مستعمرة على عطارد ، فستعتمد بشكل كبير على تقنيتها (التي يجب أن تكون متقدمة إلى حد ما). أيضًا ، حتى تصبح المستعمرة مكتفية ذاتيًا ، سيعتمد أولئك الذين يعيشون هناك على شحنات الإمدادات التي يجب أن تأتي بانتظام من الأرض (مرة أخرى ، تكاليف الشحن!)
ومع ذلك ، بمجرد تطوير التكنولوجيا اللازمة ، ويمكننا اكتشاف طريقة فعالة من حيث التكلفة لإنشاء مستوطنة واحدة أو أكثر والشحن إلى عطارد ، يمكننا أن نتطلع إلى وجود مستعمرة يمكن أن تزودنا بالطاقة والمعادن غير المحدودة. ولدينا مجموعة من الجيران البشريين تعرف باسم Hermians!
كما هو الحال مع كل شيء آخر يتعلق بالاستعمار والتضاريس ، بمجرد أن نثبت أنه من الممكن في الواقع ، فإن السؤال الوحيد المتبقي هو "كم نحن مستعدون لإنفاقه؟"
لقد كتبنا العديد من المقالات المثيرة للاهتمام حول الاستعمار هنا في مجلة الفضاء. إليك سبب استعمار القمر أولاً؟ ، استعمار كوكب الزهرة مع المدن العائمة ، هل سنستعمر المريخ؟ ، والدليل النهائي للتضاريس.
يلقي علم الفلك أيضًا بعض الحلقات المثيرة للاهتمام حول هذا الموضوع. تحقق من الحلقة 95: البشر إلى المريخ ، الجزء 2 - المستعمرون ، الحلقة 115: القمر ، الجزء 3 - العودة إلى القمر ، الحلقة 381: تفريغ الكويكبات في الخيال العلمي.
مصادر:
- geoscienceworld.org/content/early/2014/10/14/G35916.1.full.pdf+html؟ijkey=rxQlFflgdo/rY&keytype=ref&siteid=gsgeology
- تايلور ، ريتشارد ل. س. (1992) Paraterraforming - The worldhouse مفهوم. مجلة جمعية الكواكب البريطانية ، المجلد. 45 ، لا. 8
- فيوريل باديسكو ، كريس زاكني (محرران). النظام الشمسي الداخلي: الطاقة المستقبلية والموارد المادية. سبرينغر ، 2015
- nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/24oct_sleepyhollows/
- nasa.gov/centers/goddard/news/features/2010/biggest_crater.html
- nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/24oct_sleepyhollows/
