Terraformación

Terraformación [1] (del lat.  terra  - tierra y forma  - vista) - un cambio intencional en las condiciones climáticas , la atmósfera , la temperatura , la topografía o la ecología de un planeta , satélite u otro cuerpo cósmico para traer la atmósfera , la temperatura y las condiciones ambientales en un estado adecuado para la habitación de los animales y plantas terrestres . Hoy en día, esta tarea es principalmente teórica .interés, pero en el futuro puede desarrollarse en la práctica.

El término "terraformación" fue acuñado por Jack Williamson en un relato de ciencia ficción publicado en 1942 en la revista Astounding Science Fiction [2] , aunque la idea de transformar planetas en hábitats terrestres ya había estado presente en trabajos anteriores de otros de ciencia ficción . escritores

Razones que pueden llevar a la necesidad de poblar otros planetas

La importancia práctica de la terraformación se debe a la necesidad de garantizar la existencia y el desarrollo normales de la humanidad. Con el tiempo, el crecimiento de la población de la Tierra, los cambios ambientales y climáticos pueden crear una situación en la que la falta de territorio habitable amenazará la existencia y el desarrollo continuos de la civilización de la Tierra. Tal situación, por ejemplo, será creada por los cambios inevitables en el tamaño y la actividad del Sol , que cambiarán dramáticamente las condiciones de vida en la Tierra. Por lo tanto, la humanidad naturalmente se esforzará por moverse a una zona más cómoda.

Además de los factores naturales, también pueden jugar un papel significativo las consecuencias de la propia actividad del hombre: la situación económica o geopolítica del planeta; una catástrofe global provocada por el uso de armas de destrucción masiva ; agotamiento de los recursos naturales del planeta y más.

La posibilidad de reasentamiento en colonias extraterrestres a lo largo del tiempo puede conducir a la formación de tradiciones culturales, donde el reasentamiento de personas en colonias continuará de forma continua durante muchas generaciones. Las tradiciones culturales pueden ser cambiadas por el progreso de la medicina , lo que puede conducir a una extensión significativa de la vida humana . Esto, a su vez, puede conducir a una “brecha generacional”, cuando los representantes de las generaciones más jóvenes y las más viejas comienzan a pelear entre ellos por recursos vitales. En general, la posibilidad de resolver los conflictos políticos a través de la emigración de disidentes a las colonias puede cambiar significativamente la estructura política de muchos estados democráticos. En este caso, el proceso de creación de nuevas colonias será similar al proceso de construcción de microdistritos de "élite" , cuando las estructuras comerciales crean colonias con la esperanza de recuperar el dinero; o viceversa, la construcción de viviendas públicas para los pobres para reducir el crimen en los barrios marginales y reducir la influencia de la oposición política en ellos. Tarde o temprano, los " bienes inmuebles " del sistema solar se dividirán, y el proceso de reasentamiento no se limitará a los objetos planetarios existentes en el sistema solar, sino que se dirigirá hacia otros sistemas estelares. La cuestión de la viabilidad de tales proyectos se basa en la capacidad de fabricación y la asignación de recursos suficientes. Como en cualquier otro súper proyecto (como la construcción de enormes centrales hidroeléctricas o vías férreas "de mar a mar", o, digamos, el Canal de Panamá ), el riesgo y el tamaño de la inversión son demasiado grandes para una organización y probablemente requerirán la intervención de organismos gubernamentales y atracción de inversiones apropiadas. El tiempo de implementación de proyectos para terraformar el espacio cercano a la Tierra puede medirse en el mejor de los casos en décadas o incluso siglos [3] .

Criterios para terraformar planetas

Los potencialmente adecuados para el asentamiento inmediato del planeta se pueden dividir en tres categorías principales [4] :

• Un planeta habitable ( un planeta de tipo Tierra ) que es más adecuado para ser habitado.
• Un planeta biológicamente comparable, es decir, un planeta en un estado similar al de la Tierra, hace miles de millones de años.
• Planeta fácilmente terraformable. Terraformar un planeta de este tipo se puede hacer a un costo mínimo. Por ejemplo, un planeta con una temperatura superior a la óptima para una biosfera similar a la Tierra puede enfriarse rociando polvo a la atmósfera en forma de " invierno nuclear ". Y un planeta con una temperatura insuficientemente alta, por el contrario, debería calentarse mediante la implementación de ataques nucleares dirigidos en depósitos de hidratos , lo que conduciría a la liberación de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

No todos los planetas pueden ser adecuados no solo para asentamientos, sino también para terraformación. Por ejemplo, en el sistema solar, los gigantes gaseosos no son aptos para la terraformación , porque no tienen una superficie sólida, y además tienen una alta gravedad (por ejemplo, Júpiter tiene  2,4 g , es decir, 23,54 m/s²) y una fuerte radiación fondo ( al acercarse a Júpiter, la nave espacial Galileo recibió una dosis de radiación 25 veces la dosis letal para los humanos). En el sistema solar , las condiciones más adecuadas para mantener la vida después de la terraformación se encuentran principalmente en Marte [5] . El resto de los planetas no son aptos para la terraformación o encuentran dificultades significativas para transformar las condiciones climáticas .

La idoneidad de los planetas para la terraformación depende de las condiciones físicas de su superficie. Las principales de estas condiciones son:

• Aceleración de la caída libre sobre la superficie del planeta [6] . La gravedad del planeta a terraformar debe ser suficiente para mantener una atmósfera con la composición de gas y la humedad adecuadas. Los planetas que son demasiado pequeños en tamaño y, por lo tanto, en masa son completamente inutilizables, ya que habrá una rápida fuga de la atmósfera hacia el espacio exterior . Además, es necesario cierto grado de atracción para la existencia normal de los organismos vivos en el planeta, su reproducción y desarrollo sostenible. Una gravedad demasiado alta también puede hacer que el planeta no sea apto para la terraformación debido a la imposibilidad de una existencia cómoda para las personas en él.
• La cantidad de energía solar recibida [7] . Para llevar a cabo trabajos de terraformación de planetas, se necesita una cantidad suficiente de energía solar para calentar la superficie y la atmósfera del planeta. En primer lugar, la iluminación del planeta por el Sol (así como por cualquier otra estrella madre) debería ser suficiente para calentar la atmósfera del planeta al menos hasta que se alcance un efecto invernadero artificial para mantener temperaturas en la superficie suficientes para la presencia estable. de agua en estado líquido. La iluminación también es necesaria para la implementación de la reproducción de energía mediante fotoconvertidores o convertidores térmicos y para realizar tareas de terraformación. Desde el punto de vista de la iluminación, la zona en la que hay la cantidad necesaria de energía solar y en la que se ubican los planetas adecuados llega a la órbita de Saturno, por lo que la terraformación es actualmente imposible en regiones más profundas del espacio. En el futuro, con la expansión del Sol, el nivel de energía suficiente para sustentar la vida a corto plazo (varios cientos de millones de años) estará dentro de la órbita de Plutón o incluso en las regiones cercanas del Cinturón de Kuiper .
• La presencia de agua . La cantidad de agua requerida para sustentar el asentamiento del planeta con plantas y animales es una de las condiciones invariables para la posibilidad de asentamiento y terraformación exitosa. No hay muchos planetas en el sistema solar que tengan suficientes volúmenes de agua, y en este sentido, además de la Tierra, solo se pueden mencionar Marte y los satélites de Júpiter ( Europa , Ganímedes , Calisto ) y Saturno. En otros casos, es necesario traer agua al planeta con la ayuda de medios técnicos o abandonar la terraformación. Los planetas con una cantidad excesiva de agua , así como los satélites de Júpiter y Saturno mencionados anteriormente, cubiertos con una capa continua de hielo, también pueden ser de poca utilidad para el asentamiento, por lo que los colonos tendrían que traer todo lo necesario. elementos de la tabla periódica con ellos, ya que todos los minerales estarían enterrados a muchos kilómetros bajo una capa de hielo.
• Fondo de radiación [8] en el planeta.
• Características de la superficie [9] . Obviamente, es casi imposible crear una superficie sólida en los planetas gigantes gaseosos. El nivel tecnológico para esto debería ser un orden de magnitud más alto que para "descongelar" un planeta similar a la Tierra rociando hollín en la superficie. Lo mismo se aplica a un planeta con glaciares de amoníaco de varios cientos de kilómetros de profundidad, o un planeta con alta actividad volcánica . Los problemas asociados con constantes erupciones de roca fundida, terremotos o maremotos (similares a los tsunamis en la Tierra) también crearán problemas significativos al terraformar.
• El planeta tiene un campo magnético . Recientemente, han aparecido datos de que, en ausencia de un campo magnético, el viento solar interactúa activamente con las capas superiores de la atmósfera. En este caso, las moléculas de agua se dividen en hidrógeno y un grupo hidroxilo OH . El hidrógeno sale del planeta, que está completamente deshidratado. Un mecanismo similar opera en Venus .
• Situación del asteroide [10] . En un sistema planetario en el que la situación de los asteroides sea peor que la nuestra, es decir, en el que el cinturón de asteroides esté peligrosamente cerca del lugar de asentamiento propuesto, el planeta puede estar bajo la amenaza de colisiones frecuentes con asteroides, lo que puede causar daños importantes. a la superficie del planeta y así devolverlo a su estado original (antes de la terraformación). Esto significa que en tal sistema, los terraformadores tendrían que crear los medios para "ajustar el movimiento de los asteroides", lo que requeriría un nivel tecnológico bastante alto.

"Condiciones de Habitabilidad para Flora y Fauna" por McKay [11] .

En 2005, se descubrió un sistema planetario cerca de la estrella Gliese 581 . La principal “atracción” del sistema es el primer exoplaneta de zona habitable descubierto por la humanidad ( en inglés  habitable zone ) ( Gliese 581 g ), es decir. que posean características físicas que hacen que el exoplaneta sea potencialmente habitable (en particular, para este planeta, la aceleración de caída libre es de 1,6 g, la temperatura es de -3 - 40 °C , etc.). La estrella tiene seis exoplanetas descubiertos. El cuarto planeta, el más cercano a la estrella y el más pequeño en masa, fue descubierto el 21 de abril de 2009. Su masa mínima es de 1,9 masas terrestres, el período de revolución alrededor de la estrella es de 3,15 días [12] .

Preterraformación

La preterraformación ( paraterraformación ) es un paso intermedio entre una estación planetaria y la terraformación final, por ejemplo, la construcción de una ciudad jardín , esencialmente una enorme biosfera artificial [13] . Tal invernadero -biosfera puede cubrir todo el planeta, especialmente en condiciones de baja gravedad, en las que su propia atmósfera no se mantiene alrededor del planeta. Esta solución tecnológica también elimina el problema de enfriar la atmósfera: la superficie interior del invernadero se puede cubrir con una capa de aluminio microscópicamente delgada que refleja la radiación infrarroja . Con esta opción de terraformación, los colonos obtienen condiciones de vida cómodas casi inmediatamente después de su llegada al planeta, ya que tecnológicamente no es difícil hacer una cúpula protectora de material liviano para que pueda transportarse en una sola nave de transporte de un tamaño aceptable. La cúpula puede estar hecha de un material blando y mantener su forma debido a la presión interna. Sin embargo, al colonizar planetas con una atmósfera densa (por ejemplo, Venus), esta opción no es aplicable. (En las condiciones de Venus o de un planeta similar con una atmósfera densa, es posible crear un asentamiento tipo cúpula gigante convertido en globo , ya que el aire de la tierra , es decir, una mezcla de nitrógeno con un 21% de oxígeno, pesa menos que la atmósfera de Venus , y la fuerza de sustentación del aire en la atmósfera de Venus es aproximadamente el 40% de la fuerza de sustentación del helio). Con una altura de techo de cúpula de varios kilómetros dentro de tal biosfera, el clima será similar al de la tierra. y se puede controlar. Se puede colocar una colonia similar en una depresión geológica, como un cráter o un valle , para colocar la base del domo sobre el fondo de la depresión. En las grandes ciudades modernas , la densidad de población alcanza a veces las 10.000 personas/km² [14] . Al mismo tiempo, hay un lugar para parques , jardines , playas y otras instalaciones recreativas que brindan a los residentes la oportunidad de relajarse . Para una colonia del tamaño de un millón de personas, será necesario construir una biosfera del orden de 100 km² , es decir, un hemisferio con un diámetro de 12 km y un peso (sin estrías, un marco y otros dispositivos de soporte ) de 15 mil toneladas o 15 kg por persona (es decir, menos equipaje de mano que pueden llevar los pasajeros del avión). Sin duda, habrá peligro de despresurización del sistema en situaciones de emergencia como la caída de un asteroide, el choque de una nave espacial o un ataque terrorista . En caso de hostilidades, la superficie de la cúpula será el primer objetivo del enemigo. Esto significa que dicha colonia se verá obligada a gastar recursos significativos en actividades de defensa. De una forma u otra , el concepto de la biosfera es bastante realista, teniendo en cuenta el desarrollo de las tecnologías modernas, y la cuestión de la viabilidad del proyecto se basa en la reducción del costo de entrega de bienes a la órbita "alta" de la Earth, que actualmente cuesta unos 10.000 dólares el kg.

Perspectivas para terraformar los planetas y satélites del sistema solar

Luna

La Luna es un satélite natural de la Tierra y el objeto natural más cercano a la Tierra, y en un futuro previsible la probabilidad de su terraformación es bastante alta. El área de la superficie de la Luna es de 37,9 millones de km² (más grande que el área de África ), y la aceleración de caída libre en la superficie es de 1,62 m/s² . La luna es capaz de mantener por un período indefinidamente largo solo una atmósfera de los gases más pesados, como el xenón. ; Debido a la baja gravedad, la atmósfera, que consiste en oxígeno y nitrógeno , se disipará rápidamente (durante decenas de miles de años) en el espacio exterior. . Los cálculos aproximados de la velocidad de las moléculas de gas durante el calentamiento, por ejemplo, a 25-30 ° C, resultan ser de unos pocos cientos de metros por segundo, mientras que la segunda velocidad espacial en la Luna es de aproximadamente 2 km / s , lo que asegura retención a largo plazo de una atmósfera creada artificialmente (tiempo de caída 2 veces la densidad de la atmósfera para el aire es de unos 10.000 años ). La luna no tiene magnetosfera y no puede resistir el viento solar . Es económicamente ventajoso dejar la Luna como está. Puede desempeñar el papel de una especie de "puerto espacial" de la Tierra. .

Los principales métodos propuestos para terraformar la Luna son:

• Bombardeo de asteroides con hielos de agua y amoníaco;
• Impacto biogénico de bacterias y algas terrestres resistentes a la atmósfera artificial primaria de la Luna y condiciones de radiación solar severa .

Marte

Marte es el candidato más adecuado para la terraformación (el área de superficie es de 144,8 millones de km², que es el 28,4% del área de superficie de la Tierra y aproximadamente igual a su área terrestre). La aceleración gravitacional en el ecuador de Marte es de 3,711 m/s² y la cantidad de energía solar recibida por la superficie de Marte es el 43% de la cantidad recibida por la superficie de la Tierra. Por el momento, Marte es un planeta posiblemente sin vida . Al mismo tiempo, la cantidad de información recibida sobre Marte nos permite decir que las condiciones naturales en él fueron una vez favorables para el origen y mantenimiento de la vida [15] . Marte tiene cantidades significativas de hielo de agua y lleva en su superficie numerosos rastros de un clima favorable en el pasado: valles de ríos secos, depósitos de arcilla y mucho más. Muchos científicos modernos están de acuerdo en que es posible calentar el planeta y crear una atmósfera relativamente densa en él, y la NASA incluso mantiene discusiones sobre esto [16] .

El principal problema para la colonización es la falta de un campo magnético planetario en Marte, lo que conduce a una fuerte influencia del viento solar sobre él.

Venus

La colonización de Venus ha sido el tema de muchas obras de ciencia ficción desde antes del amanecer de los vuelos espaciales, y todavía se discute tanto desde un punto de vista fantástico como científico. Sin embargo, con el descubrimiento del entorno superficial extremadamente hostil de Venus, la atención se ha desplazado en gran medida a la colonización de la Luna y Marte, y las propuestas para Venus se centran en las colonias que flotan en la atmósfera media superior [17] y la terraformación.

Mercurio

Terraformar Mercurio es una tarea incomparablemente más difícil que terraformar la Luna, Marte o Venus. La superficie de Mercurio es de 75 millones de km², como América del Norte y Eurasia , y la aceleración de caída libre promedia unos 3,7 m/s² . Es capaz de contener una atmósfera relativamente densa hecha de material importado (hielo de agua y amoníaco). Los mayores obstáculos para la terraformación de Mercurio son su posición cercana al Sol y su rotación extremadamente lenta alrededor de su eje. El nivel de energía solar que incide sobre la superficie de Mercurio es muy diferente y, según la época del año y la latitud, oscila entre 0 (en los cráteres de los polos que nunca ven la luz del sol) y 11 kW/m² . Con un bombardeo de Mercurio con asteroides calculado con precisión, estas deficiencias pueden eliminarse, pero requerirán grandes gastos de energía y tiempo. Es probable que en un futuro lejano, la humanidad tenga la capacidad de desplazar planetas de sus órbitas. Sería más preferible "elevar" la órbita de Mercurio entre 20 y 30 millones de kilómetros desde su posición actual. La energía solar puede desempeñar un papel importante en la terraformación de Mercurio, que puede utilizarse eficazmente incluso en la etapa actual de desarrollo tecnológico. Mercurio es un planeta bastante denso y contiene una gran cantidad de metales ( hierro , níquel ) y, posiblemente, una cantidad significativa de combustible nuclear (uranio, torio), que puede utilizarse para desarrollar el planeta. Además, la proximidad de Mercurio al Sol sugiere la presencia de importantes reservas de helio-3 en las rocas superficiales. .

Titanio

Lunas de Júpiter

Planetas gigantes y enanas marrones

La terraformación y colonización directa de planetas gigantes y enanas marrones parece imposible en un futuro cercano, ya que estos planetas/superplanetas no tienen una superficie sólida. Por el momento, la humanidad no sabe cómo crear una superficie sólida para los gigantes gaseosos y las enanas marrones. La única forma conocida hoy en día podría ser el procesamiento de gases mediante fusión termonuclear controlada , pero esto también requiere un alto nivel de progreso técnico y aún no es posible. Además, no se sabe si existen enanas marrones en el sistema solar o no. Hay dos candidatos.

• Objeto U. Sus dimensiones pueden ser desde el tamaño de Marte y la súper Tierra (si están a unos cientos de AU del Sol) hasta el tamaño de Saturno y más (20,000 AU). Período orbital - de miles a millones de años .
• Némesis .

Si existe, aún no está claro si es una enana roja, blanca o marrón. El período orbital debe estar entre 26 y 27,5 millones de años.

Otros candidatos a la colonización

Teóricamente, se consideran muchos planetas y satélites de planetas (por ejemplo, Robert Zubrin " Settleting the Outer Solar System: The Sources of Power "). De los candidatos mencionados con más frecuencia, vale la pena mencionar el resto, satélites más pequeños de Saturno : Tethys , Dione , Rhea , Iapetus y Enceladus , donde puede haber agua líquida [18] , el planeta enano Ceres , los cinco satélites más grandes de Urano . ( Ariel , Oberón , Titania , Umbriel y Miranda ) y el satélite de Neptuno : Tritón e incluso más distantes planetas enanos y otros objetos: Ceres , Plutón y su satélite más grande: Caronte , etc. Para poblar estos objetos se requerirían enormes costos de energía.

Posibilidades de implementación técnica

En la etapa actual de desarrollo tecnológico, las posibilidades de terraformar las condiciones climáticas en otros planetas son muy limitadas. A finales del siglo XX, los terrícolas tenían la capacidad de lanzar cohetes a los planetas más distantes del sistema solar para realizar tareas científicas. La potencia y la velocidad, así como la posibilidad de lanzamiento a gran escala de cohetes al espacio a principios del siglo XXI, han aumentado significativamente, y en el caso del patrocinio de grandes potencias espaciales como EE.UU. , Rusia o China , en la actualidad la humanidad es bastante capaz de realizar ciertas tareas de terraformación de planetas. En la actualidad, las capacidades de la astronomía moderna, la cohetería, la tecnología informática y otras áreas de alta tecnología permiten directa o indirectamente, por ejemplo, remolcar pequeños asteroides , introducir pequeñas cantidades de bacterias en la atmósfera o el suelo de otros planetas y entregar la energía necesaria. , científico y otros equipos.

Ahora existe cierto nivel de cooperación entre las diversas agencias espaciales que han trabajado en paralelo en el pasado. Suponiendo que esta práctica continúe en el futuro, el desarrollo de la tecnología de exploración espacial sin duda continuará a un ritmo acelerado. El PIB mundial al final de la primera década del siglo XXI es de unos 70 billones de dólares y, con el consentimiento de los líderes mundiales, podría permitir una asignación de fondos mucho más generosa para el desarrollo de la astronáutica. Teniendo en cuenta que las estadísticas del desarrollo de la economía mundial indican una aceleración en el ritmo de su desarrollo, se puede suponer que la asignación de un porcentaje relativamente pequeño del PIB mundial a la financiación puede, teóricamente, acelerar el desarrollo de las tecnologías necesarias en decenas de veces e incluso cientos de veces ( el presupuesto de la NASA , por ejemplo, en 2009 es de aproximadamente $ 17 mil millones / año. De 1958 a 2008, la NASA gastó (ajustado por inflación) alrededor de $ 810,5 mil millones en programas espaciales).

Las tareas más importantes de los científicos de terraformación

Entrega más barata de mercancías en el espacio

Terraformar planetas implica la necesidad de entregar una cantidad significativa de carga desde la superficie de la Tierra a una órbita alta. Debido a la inaceptabilidad del uso de motores de cohetes nucleares en la atmósfera terrestre y las restricciones prácticas sobre el uso de los motores de cohetes existentes, es necesario utilizar sistemas alternativos para llevar la carga a la órbita :

• vehículo planetario general
• ascensor espacial
• Lanzadores de naves espaciales estacionarias basados ​​en el principio del motor lineal de alta aceleración . Actualmente no existen. En teoría, son realizables con una cantidad suficiente de energía y el uso de superconductores .
• Otros proyectos, como una pistola láser terrestre para acelerar una nave en el espacio.

Además, hay proyectos implementados de naves espaciales reutilizables ( Transbordador espacial , Buran ), que utilizaron motores de cohetes químicos convencionales y un método de aterrizaje basado en el principio de un avión, en una pista. Estos proyectos se redujeron por razones económicas, políticas y de otro tipo, aunque con un aumento en el número de lanzamientos y la confiabilidad, podrían ser más rentables que los cohetes desechables. También existe el concepto de aterrizaje vertical de cohetes o sus partes ( Falcon 9 , New Shepard ). La devolución de naves espaciales en su totalidad o la devolución de sus partes puede reducir significativamente el costo de los lanzamientos, independientemente de si se utilizan soluciones tradicionales o innovadoras en el diseño del propio vehículo. Este principio es la base del diseño del vehículo de lanzamiento totalmente retornable súper pesado SpaceX Starship , cuyo uso, según lo planeado, reducirá el costo de poner la carga en órbita en órdenes de magnitud. Según el presidente de Pioneer Astronautics, Robert Zubrin, como sistema de entrega a la Luna, el costo del programa Starship será solo el 1% del costo de los programas basados ​​en el Saturno V de la década de 1960 o en el moderno SLS a precios comparables [ 20]

• El uso de las llamadas "Velas solares" para el movimiento en el espacio debido a la presión creada por el viento solar, sin embargo, se necesitan grandes "velas" para transportar la cantidad requerida de recursos, este tipo de movimiento desde la Tierra hasta el planeta deseado en nuestro sistema podría reducir significativamente el costo de transportar recursos de un punto a otro, y usar motores para despegar y aterrizar, aunque cada vez puede ser muy costoso subir y bajar un dispositivo de este tamaño, por lo que tiene sentido para utilizar este dispositivo como una estación interplanetaria en el sistema solar, y los despegues y aterrizajes con recursos se llevarán a cabo mediante cohetes ubicados a bordo de dicho dispositivo.

Incrementando la velocidad del transporte interplanetario

Una carga entregada a una órbita alta deberá entregarse directamente al planeta terraformable. Actualmente, para los vuelos interplanetarios, se utiliza la gravedad de los planetas "que pasan" (ver. Maniobra de gravedad ) . Este enfoque es inaceptable para el transporte regular de carga y pasajeros dentro del sistema solar. Es necesario utilizar motores de cohetes nucleares. A diferencia de un cohete químico convencional, un motor nuclear puede ser una combinación de un reactor nuclear y un motor iónico , que consume económicamente el fluido de trabajo y permite un largo período de aceleración activa de la nave espacial .

El principio de funcionamiento del motor iónico es ionizar el gas y acelerarlo con un campo electrostático. Debido a la alta relación carga-masa, es posible acelerar los iones a velocidades muy altas ( 210 km/s en comparación con los 3,0-4,5 km/s de los motores de cohetes químicos). Así, se puede conseguir un impulso específico muy alto en un propulsor iónico , lo que permite reducir significativamente el consumo de masa reactiva de gas ionizado en comparación con el consumo de masa reactiva en cohetes químicos . La tarea principal es un aumento significativo (miles de veces) en la potencia de dichos motores y la creación de reactores nucleares correspondientes a ellos en términos de potencia . En ausencia de atmósfera, un carguero puede acelerar gradualmente, ganando velocidad de 10 a 100 km/s . El aumento de la velocidad de vuelo es especialmente importante para el tráfico de pasajeros, en el que es necesario reducir la dosis de radiación recibida por los pasajeros, principalmente mediante la reducción del tiempo de vuelo. Las principales dificultades en la implementación del trabajo en motores de cohetes nucleares radican tanto en el alto grado de contaminación radiactiva por los productos de la eyección del motor como en el rechazo de dicha tecnología por parte de la población, así como por el movimiento ambientalista de los países en desarrollo. países (los países líderes son Rusia, EE. UU.). Aquí también es posible utilizar la Luna como punto de tránsito interplanetario, lo que permitiría no exponer la atmósfera terrestre a la contaminación radiactiva (llevar los recursos necesarios de la Tierra a la Luna en cohetes más ecológicos, y su tránsito en cohetes con motores nucleares).

Fusión y helio-3

La cantidad total de helio-3 en la atmósfera terrestre se estima en 35.000 toneladas, se extrae en cantidades muy pequeñas, estimadas en unas pocas decenas de gramos por año, pero se encuentra en cantidades significativas en la Luna.

Actualmente, se lleva a cabo una reacción termonuclear controlada mediante la síntesis de deuterio 2 H y tritio 3 H con liberación de helio-4 4 He y un neutrón "rápido" n :

Sin embargo, en este caso, la mayor parte de la energía cinética liberada recae sobre el neutrón. Como resultado de colisiones de fragmentos con otros átomos, esta energía se convierte en energía térmica . Además, los neutrones rápidos crean una cantidad significativa de desechos radiactivos . En cambio, la síntesis de deuterio y helio-3 3 He no produce productos radiactivos:

, donde p es un protón

Esto permite el uso de sistemas más simples y eficientes para convertir la reacción de fusión cinética, como un generador magnetohidrodinámico .

Características de los objetos del sistema solar

Planeta (Cuerpo central)	Temperatura de la superficie, °C			Presión atmosférica , kPa	Gravedad en el ecuador		Superficie, millones de km²	Período orbital , horas	Período sideral , días	Distancia mínima desde la Tierra, millones de km
	mín.	promedio	Maksim.		m/s²	gramo
Luna	−160	−23	+120	~0	1.62	0.17	38	655	27.3	0.36
Marte	−123	−63	+27	0.6	3.72	0.38	145	24.6	687	56
Venus	−45	+464	+500	9 322	8.87	0.90	460	5832	224	45
Mercurio	−183	+350	+427	~0	3.70	0.38	75	1408	87,9	90
Titán ( Saturno )	n / A	−180	n / A	160	1.35	0.14	83	381.6	15.9	1250
Europa ( Júpiter )	−223	−170	−148	10 −9	1.31	0.13	31	diez	3.6	588
Ganímedes ( Júpiter )	n / A	−165	n / A	~0	1.43	0.15	87	diez	7.2	587
Calisto ( Júpiter )	n / A	−155	n / A	10 −6	1.24	0.13	73	diez	16.7	585
Ío ( Júpiter )	−185	−145	+2300	~0	1.79	0.18	42	diez	1.7	588
Tritón ( Neptuno )	n / A	−235	n / A	0,15*10 -2	0.8	0.09	23.018	dieciséis	5.88	4 337
Júpiter	−165	−125	n / A	200	23.10	2.36	61 400	diez	4 333	588
Saturno	−191	−130	n / A	140	9.05	0,92	43 800	10.5	10 750	1 277
Urano	−214	−205	n / A	120	8.69	0.89	8084	17	30 707	2584
Neptuno	−223	−220	n / A	100	11.15	1.14	7619	dieciséis	60 223	4 337
Ceres ( Sol )	n / A	−106	−34	~0	0.27	0.02	once	9	1680	231
Eris ( Sol )	−243	−230	−218	~0	0.8	0.08	Dieciocho	n / A	203 500	5497
Plutón ( Sol )	−240	−229	−218	0.3∙10 −3	0.58	0.06	17.95	153	90 613	4 285
Makemake ( Sol )	n / A	−243	n / A	~0	0.5	0.05	6.3	n / A	113 179	5 608
Ixión ( Sol )	n / A	−229	n / A	~0	0.23	0.02	2	n / A	91 295	4 349
Orco ( Sol )	n / A	−228	n / A	~0	0.20	0.02	once	n / A	90 396	4415
Quaoar ( Sol )	n / A	−230	n / A	~0	~0.33	~0.03	veinte	n / A	104 450	6 117
Sedna ( Sol )	n / A	< −240	n / A	~0	~0.49	~0.04	~28	diez	4 401 380	11 423

Una alternativa a la terraformación de planetas

En términos de exploración espacial, a largo plazo, una alternativa a la terraformación de planetas solo puede ser la creación de biosferas autónomas y aisladas, que es menos costosa, pero hace que las futuras colonias sean algo vulnerables.

En cuanto a la solución del problema de la superpoblación del planeta, una alternativa a la terraformación en un futuro próximo es un uso más completo y racional de las capacidades territoriales y energéticas de la propia Tierra. La superficie de la Tierra es de 510,1 millones de km², más que cualquier otro planeta terrestre del sistema solar. Al mismo tiempo, la superficie terrestre es de 148,9 millones de km², que es un poco más que toda la superficie de Marte, y el área del océano mundial es de 361,1 millones de km². Con el crecimiento del nivel tecnológico, la humanidad estará disponible para un uso más racional tanto del área de la tierra moderna como del desarrollo del espacio del fondo del océano mundial , incluso a través del desarrollo de infraestructura subterránea (introduciendo grandes empresas , centrales eléctricas, estacionamientos subterráneos, así como el desarrollo de transporte subterráneo y vivienda) y la preparación adecuada del fondo marino. La superficie del agua es habitable hoy. Ya se están construyendo estructuras de pontones (por ejemplo, aeropuertos ) en algunos países densamente poblados. Con la creación de tecnologías económicas, también pueden aparecer ciudades flotantes. Uno de los proyectos más famosos en los que se están llevando a cabo este tipo de desarrollos es “ Freedom Ship ” [21] .

Dado que la terraformación sigue siendo en la actualidad principalmente una tecnología especulativa basada en soluciones tecnológicas actualmente existentes similares en espíritu a la colonización de territorios deshabitados de la Tierra, se puede suponer que en un futuro lejano los problemas de la habitación humana en otros planetas no se resolverán. solo cambiando la apariencia de estos planetas, pero también de otras maneras, similares a las que se usaban en el pasado. Por ejemplo, la colonización de muchos países tropicales fracasó debido a la alta mortalidad de los colonos debido a enfermedades tropicales, y tales colonias a menudo dejaban solo a los descendientes de los colonos que se mezclaban con los lugareños. En la ciencia ficción, los problemas de vivir seres inteligentes en condiciones ajenas a ellos a menudo se "resuelven" cambiando la biología de las personas mismas  , convirtiéndolos en extraterrestres, androides o criaturas divinas (por ejemplo, en la serie Stargate o en la película Supermán ). También se suelen utilizar soluciones como la existencia de personas en una realidad totalmente simulada (como en la película The Matrix ) o una realidad parcialmente simulada (holocubierta en la serie Star Trek o una isla hecha de neutrinos estabilizados , como en la película Solaris ) . Además, se suelen utilizar técnicas como el uso de tecnologías de teletransportación , pantallas protectoras, gravedad artificial , etc. , que permiten a las personas existir en el vacío, en radiaciones mortales, en ingravidez o, por el contrario, en alta gravedad (en este caso, es se propone el uso de antigravedad ) , etc . P.

Finalmente, una de las formas es limitar severamente el crecimiento de la población con su posterior reducción gradual, debido a la mortalidad natural, a un nivel razonable para llevar el consumo de recursos al mínimo posible, al tiempo que se introducen programas eugenésicos para evitar la degeneración de la población. población humana y maximizar la transición a fuentes renovables de recursos. Sin embargo, su implementación práctica está actualmente en conflicto con objetos del derecho internacional como los derechos y libertades individuales de una persona y un ciudadano / sujeto, incluida la libertad de conducta sexual y el derecho a la reproducción ilimitada, así como con consideraciones de mantenimiento de la soberanía de los estados-nación existentes, lo que dificulta la introducción de un sistema global efectivo de regulación demográfica basado en las necesidades de la humanidad como especie global. La elección de este método de acción en cierto sentido es un rechazo del desarrollo de la humanidad y su expansión.

Cabe señalar que varios científicos destacados (por ejemplo, S.P. Kapitsa ) consideraron y aún consideran el tema de los recursos limitados y la superpoblación del planeta como manipulador e inverosímil [22] . Se observa, en particular, que los partidarios de la superpoblación no tienen en cuenta el desarrollo de la tecnología y no tienen en cuenta los datos reales y las tendencias demográficas mundiales. Así, los estudios de S.P. Kapitsa muestran que el crecimiento de la población está descrito por leyes mucho más complejas que el exponente. Y el cambio en la población de los países en desarrollo, países del tercer mundo, se describe mediante la misma curva que para los países desarrollados, con un desfase de unos 30 años . Además, los países del tercer mundo, siguiendo a los países desarrollados y en desarrollo, ya han cambiado a tasas de crecimiento decrecientes. Así, ya ahora la población del planeta se está estabilizando. Además, en términos de recursos, los partidarios de la sobrepoblación del planeta no tienen en cuenta no solo el desarrollo de tecnologías y el uso incompleto de las bases y depósitos de recursos disponibles, sino también los territorios de Groenlandia, la Antártida y el Océano Mundial. que en realidad no son utilizados actualmente por la economía mundial, cuyo desarrollo económico es bastante solucionable incluso actualmente como un desafío de ingeniería.

Las consecuencias de la terraformación para el desarrollo de la civilización

Ya en los albores de la comprensión de los procesos de terraformación, quedó claro que las consecuencias para todo el desarrollo de la civilización serían de una naturaleza radicalmente nueva y una escala global. Estas consecuencias afectarán todos los aspectos de la vida humana desde la fisiología de los organismos vivos hasta la religión . La naturaleza de estas consecuencias tendrá aspectos tanto positivos como negativos. De hecho, las personas tendrán que aceptar, como resultado de la migración a otros planetas, condiciones naturales completamente nuevas, y esto se reflejará directamente tanto en los organismos de las personas como en su conciencia. Por ejemplo, el descubrimiento de América y el poblamiento de sus territorios tuvo un impacto muy grande en el desarrollo de toda la civilización, pero no se puede comparar con la transformación que trae consigo el poblamiento y terraformación de otros planetas.

Ya durante el comienzo de la exploración espacial, las personas se encontraron con los fenómenos de la ingravidez y la microgravedad, descubriendo sus sorprendentes efectos fisiológicos en el cuerpo humano [23] . Un gusto diferente en la comida, atrofia muscular y mucho más obligó a los terrícolas a mirar el espacio con otros ojos, y como resultado nació la medicina espacial . En el caso del reasentamiento y posterior residencia en otros planetas, los terrícolas enfrentarán inevitablemente cambios significativos en el funcionamiento de los organismos y la psicología de las futuras generaciones de pioneros. Venus, Marte, las lunas de Júpiter y Titán tienen menos gravedad que la Tierra, por lo que los animales y las plantas tendrán que adaptarse a las nuevas condiciones.

En el arte

Artículo principal: Terraformación en la literatura y la Películas

• La llegada  es una película de 1996 dirigida por David Twohy.

Juegos de computadora

• Maelstrom: comienza la batalla por la Tierra

Véase también

• Colonización del espacio
• Colonización del sistema solar
• geoingeniería
• Biosfera-2
• BIOS-3
• SIRIO
• Estrella
• Marte-500
• Luna 2015

Notas

1. ↑ Terraformación (*formación) - acento . www.gramota.ru _ Gramota.ru . Consultado el 20 de diciembre de 2021. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2021. (Ruso)
2. ↑ Citas de ciencia ficción:  terraformación . Consultado el 9 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
3. ↑ John Hickmann. La economía política de los proyectos espaciales muy grandes  . JET (1999). Consultado el 11 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
4. ↑ Martyn J. Fogg Terraformación: ingeniería de entornos planetarios // SAE International. - Warrendale, PA , 1995. - ISBN 1-56091-609-5 .
5. ↑ Rivalidad entre hermanos: una comparación entre Marte y la Tierra  . Consultado el 9 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
6. ↑ Raymond Quinn Lunine. Simulaciones de alta resolución del ensamblaje final de planetas similares a la Tierra 2: suministro de agua y habitabilidad planetaria  (inglés) ( PDF ). Consultado el 9 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2019.
7. ↑ Estrellas y  planetas habitables . Consultado el 9 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
8. ↑ Kasting Whittet Sheldon. Radiación ultravioleta de estrellas F y K e implicaciones para la  habitabilidad planetaria . Orig Life Evol Biosph (27 de agosto de 1997). Consultado el 10 de octubre de 2007.
9. ↑ ¿Podría haber vida en el sistema solar exterior?  (Inglés) . Proyecto Matemáticas Milenio, Videoconferencias para Escuelas . Universidad de Cambridge (2002). Consultado el 10 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
10. ↑ Henry Bortmann. Próximamente: "Good" Jupiters  (inglés) . Revista de Astrobiología (24 de septiembre de 2004). Consultado el 10 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 15 de febrero de 2012.
11. ↑ C. McKay, J. Kasting, O. Toon: Hacer que Marte sea habitable . En: Naturaleza . 352, S. 489-496, 1991
12. ↑ http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2009/pr-15-09.html Archivado el 5 de julio de 2009 en el comunicado de prensa oficial del Observatorio Europeo Austral de Wayback Machine .
13. ↑ Preterraformación  (enlace descendente)
14. ↑ Ver Nueva York
15. ↑ Marte: un planeta seco comparado con la Tierra  (inglés)  (enlace no disponible) . Consultado el 10 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 16 de mayo de 2008.
16. ↑ Requisitos tecnológicos para Terraforming Mars  . Consultado el 13 de febrero de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
17. ↑ "Por qué deberíamos construir ciudades en la nube en Venus" Archivado el 29 de marzo de 2017 en Wayback Machine , Motherboard, 2 de febrero de 2015.
18. ↑ NASA - Cassini de la NASA encuentra signos de agua líquida en Enceladus . Consultado el 18 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 11 de agosto de 2011. (indefinido)
19. ↑ Lentes Fresnel en telescopios . Consultado el 13 de febrero de 2009. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2010. (indefinido)
20. ↑ Robert Zubrín. Este es nuestro futuro. Cómo revolucionaron Elon Musk y SpaceX . HB (5 de junio de 2021). Consultado el 23 de octubre de 2021. Archivado desde el original el 5 de junio de 2021. (Ruso)
21. ↑ Nave internacional  de la libertad . Consultado el 10 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.
22. ↑ Conferencia de Project Academy de S. P. Kapitza  (inglés)  (enlace inaccesible) . viejo.tvkultura.ru _ Consultado el 24 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2015.
23. ↑ Medicina espacial en el sitio web de la JKA  (ing.) . Fecha de acceso: 13 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 21 de enero de 2012.

Enlaces

• "Nuestro Marte". Proyecto especial de la revista Mecánica Popular
• colonia  roja
•  Sociedad de Terraformadores de Canadá
•  La terraformación de mundos
• Notas para 51  pegasos
•  51 Descripción del sistema Pegasi
• Estrella: 51  Clavija
•  La Sociedad de Marte
• EasySpace. Aus Wissenschaft und Forschung  (alemán)
• Terraforming des Mars  (alemán)
•  Cómo funcionará la terraformación de Marte
•  New Mars - Foro de Terraformación

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