Vítejte zpět u prvního seriálu o kolonizaci sluneční soustavy! Nejprve se podíváme na to horké, pekelné místo, které se nachází nejblíže Slunci – planetu Merkur!
Lidstvo dlouho snilo o tom, že se usadí na jiných světech, ještě předtím, než jsme začali letět do vesmíru. Mluvili jsme o kolonizaci Měsíce, Marsu a dokonce o usazení se na exoplanetách ve vzdálených hvězdných systémech. Ale co ostatní planety na našem vlastním dvorku? Pokud jde o sluneční soustavu, je tam spousta potenciálních nemovitostí, o kterých ve skutečnosti neuvažujeme.
Dobře, zvažte Merkur. I když by to většina lidí netušila, planeta nejblíže našemu Slunci je ve skutečnosti potenciálním kandidátem na osídlení. Zatímco zažívá extrémní teploty – gravitaci mezi teplem, které by mohlo člověka okamžitě uvařit na chlad, který by mohl bleskově zmrazit maso během několika sekund – ve skutečnosti má potenciál jako startovací kolonie.
Příklady v beletrii:
Myšlenkou kolonizace Merkuru se spisovatelé sci-fi zabývali již téměř století. Avšak teprve od poloviny 20. století se kolonizace začala řešit vědeckým způsobem. Některé z prvních známých příkladů tohoto zahrnují povídky Leigha Bracketta a Isaaca Asimova během 40. a 50. let 20. století.
V práci prvního jmenovaného je Merkur slapově uzamčená planeta (což v té době astronomové věřili), která má „pás soumraku“ charakterizovaný extrémními teplotami, chladem a slunečními bouřemi. Některé z Asimovových raných prací zahrnovaly povídky, kde byl dějištěm podobně přílivově uzamčený Merkur, nebo postavy pocházely z kolonie umístěné na planetě.
Merkur, jak jej zobrazila kosmická loď MESSENGER, odhalující části, které lidské oči nikdy neviděly. Poděkování: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Patří mezi ně „Runaround“ (napsáno v roce 1942 a později zahrnuto v Já robot ), která se soustředí na robota, který je speciálně navržen tak, aby se vyrovnal s intenzivním zářením Merkuru. V Asimovově vražedně-tajemném příběhu „The Dying Night“ (1956) – ve kterém tři podezřelí pocházejí z Merkuru, Měsíce a Ceres – jsou podmínky každého místa klíčem k odhalení, kdo je vrah.
V roce 1946 Ray Bradbury publikoval „Frost and Fire“, povídku, která se odehrává na planetě popisované jako blízko Slunce. Podmínky na tomto světě odkazují na Merkur, kde jsou extrémně horké dny, extrémně chladné noci a lidé žijí jen osm dní. Arthura C. Clarka Ostrovy na obloze (1952) obsahuje popis tvora, který žije na tom, co se v té době považovalo za trvale temnou stránku Merkuru, a občas navštíví oblast soumraku.
Ve svém pozdějším románu Setkání s Rámou (1973), Clarke popisuje kolonizovanou Sluneční soustavu, která zahrnuje Hermiany, otužilou větev lidstva, která žije na Merkuru a daří se jí exportovat kovy a energii. Stejné prostředí a planetární identity jsou použity v jeho románu z roku 1976 Imperiální Země .
V románu Kurta Vonneguta Sirény Titanu (1959), část příběhu se odehrává v jeskyních na temné straně planety. Povídka Larryho Nivena „The Coldest Place“ (1964) dráždí čtenáře tím, že představuje svět, o kterém se říká, že je nejchladnějším místem ve Sluneční soustavě, jen aby odhalil, že je to temná strana Merkuru (a nikoli Pluta, jak je obecně se předpokládá).
„Láva Falls on Mercury“ (od Kena Fagga) pro časopis If, červen 1954. Kredit: Public Domain
Mercury také slouží jako místo v mnoha románech a povídkách Kim Stanley Robinson. Tyto zahrnují Paměť bělosti (1985), Modrý Mars (1996) a 2312 (2012), ve kterém je Merkur domovem rozlehlého města zvaného Terminátor. Aby se město vyhnulo škodlivému záření a teplu, otáčí se kolem rovníku planety po kolejích a drží krok s rotací planety tak, aby zůstalo před Sluncem.
V roce 2005 vydal Ben Bova Rtuť (jeho část velká cena série), která se zabývá průzkumem Merkuru a jeho kolonizací za účelem využití sluneční energie. Román Charlese Strosse z roku 2008 Saturnovy děti zahrnuje podobný koncept jako Robinsonův2312,kde město zvané Terminátor křižuje povrch po kolejích a drží krok s rotací planety.
Navrhované metody:
Pro kolonii na Merkuru existuje řada možností, vzhledem k povaze její rotace, oběžné dráze, složení a geologické historii. Například pomalá rotační perioda Merkuru znamená, že jedna strana planety je po delší dobu obrácena ke Slunci – dosahuje teplotních maxim až 427 °C (800 °F) – zatímco strana odvrácená zažívá extrémní chlad (- 193 °C; -315 °F).
Navíc rychlá oběžná doba planety 88 dní v kombinaci s její siderickou rotací 58,6 dne znamená, že trvá zhruba 176 pozemských dní, než se Slunce vrátí na stejné místo na obloze (tj. sluneční den). V podstatě to znamená, že jeden den na Merkuru trvá stejně dlouho jako dva z jeho let. Takže kdyby bylo město umístěno na noční straně a mělo pásová kola, aby se mohlo neustále pohybovat, aby zůstalo před Sluncem, lidé by mohli žít beze strachu, že shoří.
Snímky severní polární oblasti Merkuru poskytl MESSENGER. Poděkování: NASA/JPL
Navíc velmi nízký axiální sklon Merkuru (0,034°) znamená, že jeho polární oblasti jsou trvale zastíněné a dostatečně chladné, aby obsahovaly vodní led. V severní oblasti byla NASA pozorována několik kráterů Sonda MESSENGER v roce 2012 která potvrdila existenci vodního ledu a organických molekul. Vědci se domnívají, že na jižním pólu Merkuru může být také led, a tvrdí, že na obou pólech může existovat odhadem 100 miliard až 1 bilion tun vodního ledu, který může být místy až 20 metrů silný.
V těchto regionech by mohla být kolonie postavena pomocí procesu zvaného „paraterraforming“ – koncept vynalezený britským matematikem Richardem Taylorem v roce 1992. V článku nazvaném „ Paraterraforming – The Worldhouse Concept “, Taylor popsal, jak by mohl být přetlakový kryt umístěn nad použitelnou oblastí planety, aby se vytvořila samostatná atmosféra. Postupem času mohla být ekologie uvnitř této kupole pozměněna tak, aby vyhovovala lidským potřebám.
V případě Merkuru by to zahrnovalo načerpání dýchatelné atmosféry a následné rozpuštění ledu za účelem vytvoření vodní páry a přirozeného zavlažování. Nakonec by se oblast uvnitř kupole stala obyvatelným stanovištěm s vlastním vodním cyklem a uhlíkovým cyklem. Alternativně by se voda mohla odpařit a vytvořit plynný kyslík vystavením slunečnímu záření (proces známý jako fotolýza).
Další možností by byla stavba pod zemí. NASA si léta pohrává s myšlenkou budování kolonií ve stabilních podzemních lávových trubkách o kterých je známo, že existují na Měsíci. A geologická data získaná sondou MESSENGER během průletů, které provedla v letech 2008 až 2012, vedla ke spekulacím, že stabilní lávové trubice by mohly existovat i na Merkuru.
Předchozí snímek prohlubní uvnitř kráteru Tyagaraja v aplikaci MESSENGER. Poděkování: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
To zahrnuje informace získané během průletu sondy kolem Merkuru v roce 2009, které odhalily, že planeta byla mnohem geologicky aktivní v minulosti, než se dříve myslelo. Navíc MESSENGER začal na povrchu objevovat zvláštní rysy podobné švýcarskému sýru v roce 2011 . Tyto díry, které jsou známé jako „dutiny“, by mohly naznačovat, že podzemní trubky existují i na Merkuru.
Kolonie postavené uvnitř stabilních lávových trubic by byly přirozeně chráněny před kosmickým a slunečním zářením, extrémními teplotami a mohly by být pod tlakem, aby vytvořily dýchatelnou atmosféru. Navíc v této hloubce Merkur zažívá mnohem méně teplotních změn a byl by dostatečně teplý, aby byl obyvatelný.
Potenciální výhody:
Na první pohled vypadá Merkur podobně jako pozemský Měsíc, takže jeho usazení by záviselo na mnoha stejných strategiích pro zřízení měsíční základny. Nabízí také bohaté nerosty, které by mohly pomoci posunout lidstvo směrem k post-nedostatkové ekonomice. Stejně jako Země je to a terestrická planeta , což znamená, že je tvořeno silikátovými horninami a kovy, které se rozlišují mezi železným jádrem a silikátovou kůrou a pláštěm.
Merkur se však skládá ze 70 % kovů, zatímco složení Země je ze 40 % kovů. A co víc, Merkur má zvláště velké jádro ze železa a niklu, které tvoří 42 % jeho objemu. Pro srovnání, jádro Země tvoří pouze 17 % jejího objemu. V důsledku toho, pokud by se těžil Merkur, mohlo by se vyrobit dostatek minerálů, které by lidstvu vydržely na neurčito.
Různé barvy na tomto snímku Merkuru z MESSENGER indikují chemické, mineralogické a fyzikální rozdíly planety. Poděkování: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.
Jeho blízkost ke Slunci také znamená, že by mohl využít obrovské množství energie. To by mohly sbírat orbitální solární pole, která by byla schopna neustále využívat energii a vysílat ji na povrch. Tato energie by pak mohla být přenášena na jiné planety ve sluneční soustavě pomocí řady přenosových stanic umístěných v Lagrangeových bodech.
Je tu také otázka gravitace Merkuru, která tvoří 38 % gravitace Země. To je více než dvojnásobek toho, co zažívá Měsíc, což znamená, že kolonisté by se tomu snadněji přizpůsobili. Zároveň je také dostatečně nízká, aby představovala výhody, pokud jde o export nerostů, protože lodě vyplouvající z povrchu by potřebovaly méně energie k dosažení únikové rychlosti.
Nakonec je zde vzdálenost k samotnému Merkuru . Při průměrné vzdálenosti asi 93 milionů km (58 milionů mi) se Merkur pohybuje mezi 77,3 miliony km (48 milionů mi) až 222 miliony km (138 milionů mi) od Země. Díky tomu je mnohem blíže než jiné možné oblasti bohaté na zdroje, jako je Pás asteroidů (vzdálený 329 – 478 milionů km), Jupiter a jeho soustava měsíců (628,7 – 928 mil. km), popř Saturnův (1,2 – 1,67 mld. km).
Merkur také dosahuje nižší konjunkce – bod, kde je nejblíže k Zemi – každých 116 dní, což je výrazně kratší doba než u Venuše nebo Marsu. V zásadě by mise určené pro Merkur mohly startovat téměř každé čtyři měsíce, zatímco starty na Venuši a Mars by se musely konat každých 1,6 roku a 26 měsíců.
Kosmická loď MESSENGER je na oběžné dráze kolem Merkuru od března 2011 – ale její dny jsou sečteny. Poděkování: NASA/JHUAPL/Carnegie Institution of Washington
Pokud jde o dobu cestování, k Merkuru bylo nasazeno několik misí, které nám mohou poskytnout orientační odhad, jak dlouho to může trvat. Například první kosmická loď, která cestovala k Merkuru, NASA Námořník 10 kosmické lodi (která odstartovala v roce 1973) trvalo asi 147 dní, než se tam dostala.
V poslední době NASA POSEL kosmická loď odstartovala 3. srpnard2004 ke studiu Merkuru na oběžné dráze a svůj první průlet provedl 14. ledna 2008. To je celkem 1260 dní, než se dostat ze Země na Merkur. Prodloužená doba cesty byla způsobena inženýry, kteří se snažili umístit sondu na oběžnou dráhu kolem planety, takže musela postupovat pomaleji.
výzvy:
Kolonie na Merkuru by samozřejmě stále představovala obrovskou výzvu, jak ekonomickou, tak technologickou. Náklady na založení kolonie kdekoli na planetě by byly obrovské a vyžadovaly by přepravu velkého množství materiálů ze Země nebo těžbu na místě. Tak či onak by taková operace vyžadovala velkou flotilu vesmírných lodí, které by cestu zvládly za úctyhodný čas.
Taková flotila zatím neexistuje a náklady na její vývoj (a související infrastrukturu pro získání všech potřebných zdrojů a zásob na Merkur) by byly ohromné. Spoléhat se na roboty a využití zdrojů in-situ (ISRU) by jistě snížilo náklady a snížilo množství materiálů, které by bylo třeba přepravovat. Ale tito roboti a jejich operace budou muset být chráněni před radiací a slunečními erupcemi, dokud svou práci nesplní.
Snímek kráterů Munch, Sander a Poe ve vylepšených barvách uprostřed sopečných plání (oranžové) poblíž Caloris Basin. Poděkování: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
V zásadě je to situace, jako když se snažíte zřídit úkryt uprostřed bouřky. Jakmile bude hotovo, můžete se ukrýt. Ale mezitím se pravděpodobně zmoknete a ušpiníte! A i když bude kolonie dokončena, sami kolonisté se budou muset vypořádat se všudypřítomným nebezpečím vystavení radiaci, dekompresi a extrémním teplotám a mrazu.
Pokud by tedy byla na Merkuru založena kolonie, byla by silně závislá na jeho technologii (která by musela být poměrně pokročilá). Do doby, než se kolonie stane soběstačná, budou také ti, kteří tam žijí, závislí na zásobách, které by musely pravidelně přicházet ze Země (opět náklady na dopravu!)
Přesto, jakmile byla vyvinuta potřebná technologie a mohli bychom přijít na nákladově efektivní způsob, jak vytvořit jednu nebo více osad a poslat loď na Merkur, mohli bychom se těšit na kolonii, která by nám mohla poskytnout neomezenou energii a minerály. A měli bychom skupinu lidských sousedů známých jako Hermiáni!
Stejně jako u všeho ostatního, co se týká kolonizace a terraformace, jakmile zjistíme, že je to skutečně možné, zbývá pouze otázka „kolik jsme ochotni utratit?
Napsali jsme mnoho zajímavých článků o kolonizaci zde na Universe Today. Zde je Proč nejprve kolonizovat Měsíc?, Kolonizace Venuše plovoucími městy , Kolonizujeme někdy Mars? , a Definitivní průvodce Terraformingem .
Astronomy Cast má také několik zajímavých epizod na toto téma. Překontrolovat Epizoda 95: Lidé na Mars, část 2 – Kolonisté , Epizoda 115: Měsíc, část 3 – Návrat na Měsíc , Epizoda 381: Duté asteroidy ve sci-fi .
Prameny:
- Taylor, Richard L. S. (1992) Paraterraforming – The worldhouse concept. Journal of the British Interplanetary Society, sv. 45, č. 8
- Viorel Badescu, Kris Zacny (eds.). Vnitřní sluneční soustava: Perspektivní energetické a materiálové zdroje. Springer, 2015
- NASA – Podivné prohlubně objevené na Merkuru
- NASA – Největší a nejhlubší kráter odhaluje skrytý, starověký Měsíc
- NASA – Co je planeta Merkur?
- Věda NASA – Merkur v číslech