Populacja Ziemi stale rośnie: według różnych prognoz do 2050 roku może osiągnąć od 8 do 13 miliardów ludzi. Nie wiadomo, jak długo nasza planeta będzie w stanie utrzymać taką hordę. Pisarze science fiction od bardzo dawna - praktycznie od początku XX wieku - postrzegali kolonizację innych planet w Układzie Słonecznym jako rozwiązanie tego problemu. Spróbujmy dowiedzieć się, jak realistyczna jest taka perspektywa.
Ojczyzna - na zawsze ukochana, gdzie możesz znaleźć inną taką?
Zanim porozmawiamy o perspektywach rozwoju innych światów, warto zrozumieć, co umożliwiło pojawienie się życia na Ziemi.
Po pierwsze, Ziemia (która jest naturalna) jest planetą ziemską - to znaczy skalistym ciałem niebieskim, składającym się głównie z metali i krzemu.
Po drugie, Ziemia znajduje się w tzw. „Strefie nadającej się do zamieszkania” - innymi słowy, nie jest zbyt blisko Słońca ani zbyt daleko od niego. Dzięki temu Słońce ma zdolność ogrzania naszej planety, ale nie do ostrej skórki.
Po trzecie, Ziemia jest światem aktywnym geologicznie. Jest to ważne z kilku powodów jednocześnie. Obecność płynnego jądra zewnętrznego, składającego się ze stopionych metali, zapewnia Ziemi pole magnetyczne, które z kolei chroni powierzchnię planety przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym i erozją atmosferyczną przez tzw. Wiatr słoneczny (czyli strumień zjonizowanych cząstek emitowany przez Słońce). Aktywność geologiczna skorupy ziemskiej umożliwiła również zablokowanie dużej części węgla w skałach, a tym samym uniknięcie zbyt silnego efektu cieplarnianego.
Film promocyjny:
Po czwarte (a to częściowo wynika z „trzeciej”), Ziemia ma oddychającą atmosferę i dużą ilość wody, której obecność jest warunkiem utrzymania życia białkowego.
Obce światy
Przyjrzyjmy się teraz innym planetom w Układzie Słonecznym i porównajmy je z Ziemią.
Z punktu widzenia możliwości zamieszkania można od razu odrzucić tak zwane planety zewnętrzne - czyli Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Znajdują się zbyt daleko od Słońca, są przeważnie gazowe (dlatego nazywa się je „gazowymi gigantami”) i są zbyt masywne. Satelity gigantycznych planet również nie nadają się do życia, chociaż niektóre z nich (na przykład na Enceladusie) zawierają nawet wodę w postaci cieczy.
W przypadku planet wewnętrznych (z wyjątkiem Ziemi) wszystko jest również skomplikowane. Merkury zdecydowanie nie nadaje się do życia. Jest zbyt blisko Słońca, jego niewielka masa nie pozwoliła mu utrzymać atmosfery, a wszelka aktywność geologiczna już dawno ustała w wyniku ochłodzenia. Innymi słowy, Merkury to martwy kawałek skały bez perspektywy. To samo można powiedzieć o Księżycu. Ale na Marsie i Wenus warto przyjrzeć się bardziej szczegółowo.
czerwona Planeta
W wielu powieściach science fiction Mars figuruje jako obiekt kolonizacji lub jako źródło kłopotów w postaci agresywnych kosmitów. Czerwona planeta jest rzeczywiście pod wieloma względami podobna do Ziemi, a około 3 miliardy lat temu podobieństwo to było jeszcze bardziej uderzające: planeta miała gęstą atmosferę i dużą ilość ciekłej wody, rzeki płynęły wzdłuż kontynentów, a zagłębienia były morzami. Co się stało od tamtego czasu?
Po pierwsze, ze względu na swoje małe rozmiary i masę (około 11% masy Ziemi) Mars całkowicie się ochłodził, co doprowadziło do ustania aktywności geologicznej i utraty magnetosfery. Z powodu braku aktywności geologicznej atmosfera planety przestała być uzupełniana; z powodu małej masy planetarnej i wpływu wiatru słonecznego istniejąca atmosfera stopniowo wyparowała. Doprowadziło to do tego, że woda na planecie częściowo sublimowała do postaci gazowej, a częściowo zamarzła na skutek ochłodzenia towarzyszącego rozrzedzeniu atmosfery. Z kolei cząsteczki wody, które weszły do atmosfery Marsa, zostały zniszczone przez zjonizowane cząsteczki, co doprowadziło do utraty dużej części rezerw wodoru planety.
Tak więc terraformowanie Marsa wydaje się być bardzo czasochłonnym, można by rzec - prawie niemożliwym zadaniem, gdyż w tym celu trzeba odtworzyć atmosferę planety i albo ochronić ją przed erozją przez wiatr słoneczny, albo zapewnić jej ciągłe uzupełnianie. Brak magnetosfery spowoduje również bombardowanie powierzchni Marsa śmiertelnym promieniowaniem słonecznym. Ponadto Mars jest wystarczająco daleko od Słońca, więc nawet przy gęstej atmosferze i towarzyszącym jej efekcie cieplarnianym temperatura na powierzchni planety może nie być wystarczająco wysoka, aby zapewnić komfortowe życie. Z drugiej strony znaczną część tych problemów można rozwiązać, umieszczając ogromne lustra w punktach Lagrange'a na całej planecie - mogą one chronić Marsa przed wiatrem słonecznym,dodatkowo przy ich pomocy będzie można zorganizować „zewnętrzne ogrzewanie” powierzchni.
Na korzyść Marsa jako przyszłej siedziby ludzkości przemawia fakt, że czas trwania dnia na czerwonej planecie praktycznie pokrywa się z czasem trwania dnia na Ziemi, ponadto występuje przemienność pór roku, ponieważ kąt nachylenia osi planety jest bliski Ziemi. Generalnie życie na Marsie jest całkiem możliwe - ale tylko pod hermetycznie zamkniętymi kopułami. Nawiasem mówiąc, NASA już zamierza przeprowadzić taki eksperyment i wyhodować roślinę na Marsie w miniaturowej szklarni.
poranna gwiazda
Inną obiecującą planetą jest Wenus, często nazywana „bliźniaczką Ziemi”. Podobnie jak Ziemia, Wenus znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania, ponadto jest prawie identyczna z naszą planetą pod względem wielkości i masy.
W przeciwieństwie do Marsa, Wenus ma całkowicie luksusową atmosferę. Niestety, ta atmosfera sprawia, że planeta jest jeszcze mniej gościnna niż jej brak. Składa się głównie z dwutlenku węgla. W efekcie na skutek efektu cieplarnianego temperatura na powierzchni Wenus wynosi 467 stopni Celsjusza, a ciśnienie, ze względu na dużą gęstość atmosfery, wynosi około 93 bar (czyli 93 razy więcej niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi na poziomie morza). Atmosfera stale zawiera gęste chmury składające się z gazowego kwasu siarkowego. Ponieważ Wenus, podobnie jak Mars, nie ma magnetosfery, lekkie gazy, w tym para wodna, są stale wydmuchiwane przez wiatr słoneczny. Wreszcie dzień wenusjański trwa 116 dni i 18 godzin. W sumie niegościnne miejsce.
Terraformująca Wenus również wygląda na czasochłonne zadanie - nawet bardziej czasochłonne niż terraformowanie Marsa. W przeciwieństwie do Marsa, Wenus nie musi być podgrzewana, ale chłodzona - i jest to zawsze energicznie droższy proces. Obecna atmosfera będzie musiała się w większości pozbyć, co oznacza - gdzieś umieścić potworną ilość dwutlenku węgla. Ponownie musisz jakoś rozwiązać problem ochrony przed wiatrem słonecznym. Wreszcie Wenus będzie musiała zostać odwinięta, aby długość dnia Wenus osiągnęła rozsądną wartość. W rezultacie budżet energetyczny tego wydarzenia zostanie zawyżony do absolutnie niewyobrażalnych rozmiarów. Według różnych szacunków pełne terraformowanie Wenus może wymagać do 1040J, czyli o sześć rzędów wielkości więcej niż roczna ilość energii wytwarzanej przez Słońce.
Jest jednak dobra wiadomość. Na Wenus całkiem możliwe jest zbudowanie „latających miast”: szczelna bańka wypełniona ziemskim powietrzem w warunkach Wenus będzie w naturalny sposób unosiła się na wysokości 55-65 km nad powierzchnią planety. A ponieważ nasze miasto i tak lata, całkiem możliwe jest, aby latało wokół planety z częstotliwością odpowiadającą dniom na Ziemi.
Wniosek
Niestety, Układ Słoneczny - z wyjątkiem Ziemi - jest miejscem bardzo niegościnnym, więc ludzie mogą żyć na Marsie i Wenus tylko w zamkniętych koloniach, które oczywiście nie mogą być dobrym domem dla milionów (a nawet miliardów) Homo sapiens. Pod tym względem jedyną nadzieją ludzkości na pełnoprawną kolonizację w kosmosie są egzoplanety ziemskie - takie jak niedawno odkryta Kepler-186f - w połączeniu z rozwojem technologii podróży międzygwiazdowych. Przynajmniej na dzień dzisiejszy wygląda to bardziej realistycznie.