چگونه می توانیم در یک دنیای بیگانه یک مهاجرنشین بسازیم

Here’s How We Could Build A Colony On An Alien World; March 26, 2016 | by Matteo Ceriotti
http://www.iflscience.com/space/here-s-how-we-could-build-colony-alien-world
hereshowweco
اگر نژاد انسان بخواهد در درازمدت زنده بماند، احتمالا باید در سیارات دیگر مهاجرنشین بسازیم. اینکه ما خودمان کره زمین را غیرقابل سکونت ساخته ایم یا بسادگی خود کره زمین به پایان طبیعی توانمندیش برای حفظ زندگی رسیده باشد تفاوتی ندارد روزی باید به دنبال خانه جدیدی بگردیم.
فیلم های هالیوودی نظیر مریخی و بین ستاره ای به ما گوشه ای از آنچه را نشان می دهند که شاید در آینده برای ما پیش بیاید. مریخ قطعا قابل سکونت ترین مقصد در منظومه خورشیدی ماست اما هزاران سیاره در منظومه های خورشیدی وجود دارند که بدور ستاره هایی دیگر می گردندکه می توانند جایگزینی برای زمین ما باشند.بنابراین نیازمند چه فناوری هستیم تا این امر را ممکن سازیم؟
ما از پیش،دارای یک مهاجرنشین فضایی کارامد هستیم، ایستگاه فضایی بین المللی(ISS). اما این ایستگاه فقط 350 کیلومتر از زمین فاصله دارد و متکی به تامین تدارکات مداوم برای شش سرنشینش است. بیشتر فناوری که برای این ایستگاه توسعه یافته نظیر سپر تشعشعی، بازیافت آب و هوا، مجتمع انرژی خورشیدی، بطور یقین قابل انتقال به سکونتگاه های فضایی آینده است. با این همه، یک مهاجرنشین فضایی دائمی بر سطح سیاره ای دیگر یا کره ماه، مجموعه جدیدی از چالش ها را اضافه می کند.

سکونتگاه غیرطبیعی
نخستین لازمه برای یک سکونتگاه انسانی، محل سکونتی با یک محیط زیستِ قرنطینه است که بتواند فشار، ترکیب(مقدار اکسیژن) و دمای هوا را حفظ کند و از ساکنان در برابر تشعشع حفاظت نماید. این سکونتگاه باید سازه ای نسبتا بزرگ و سنگین باشد.
پرتاب اشیای بزرگ و سنگین به فضا کار بسیار دشوار و پرهزینه ای است. از زمان ماموریت های اپولو، فضاپیمایی که شامل چندین مدول بود که باید جدا شده و بعد سرهم شود، در قطعات مجزا ارسال و توسط فضانوردان سرهم شده است. اما با توجه به گام های بزرگی که در کنترل فضایی به پیش گذارده شده است شاید قطعات یک سکونتگاه برای مهاجران بتواند توسط خودشان سرهم شود. تا بحال، مانورهای مشابهی در تعمیر اپولو، کاملا خودکار انجام شده است.
image-20160225-15170-19efl2c
{خانه سازی سه بعدی، ناسا/تیم گاما}

راه حل جایگزین حمل یک «جعبه ابزار» کمینه از زمین و ساخت سکونتگاه با استفاده از منابعی است که در محل بدست می اید. بویژه، چاپگر سه بعدی می تواند برای تبدیل مواد معدنی از خاک بومی به سازه های فیزیکی بکار گرفته شود. در واقع ما ازپیش بدنبال ممکن ساختن این امر بوده ایم. شرکت خصوصی منابع سیاره ای (Planetary Resources)با استفاده از موادخام از یک نمونه از یک سیارک که روی زمین از یک برخورد سخت پیدا شده، یک چاپ سه بعدی را به نمایش گذارده است. ناسا یک چاپگر سه بعدی را در ایستگاه فضایی بین المللی نصب کرده تا نشان دهد می توان از آن در گرانش صفر استفاده کرد، بعنوان روشی بالقوه برای ساختن اجزای فضاپیما در فضا.

مایع حافظِ زندگی
زمانی که سکونتگاه ساخته شود، با فرض اینکه مهاجرنشین بر سطح یک سیاره خوش آب و هوا نظیر زمین بامنابعی فراوان از اینها ساخته نشده باشد مهاجرنشین نیازمند تامین مداوم آب، اکسیژن، انرژی و غذا برای حفظ ساکنانش خواهد بود. همانطور که می دانیم آب برای زندگی بسیار حیاتی است بلکه می تواند برای تولید نیروی محرکه یا سپر برای تشعشع هم بکار رود. یک سکونتگاه اولیه نیازمند حمل مقدار معینی اب و بازیافت کل پساب خواهد بود. این امر پیش از این در ایستگاه فضایی بین المللی انجام شده است جایی که حتی یک قطره از مایع(شتستو، عرق بدن، اشک یا حتی ادرار) هدر نمی رود. اما یک مهاجرنشین احتمالا تلاش می کند آب استخراج کند، شاید از ذخایر مایع زیر زمینی -که ممکن است روی سطح مریخ وجود داشته باشد-یا یخ که می تواند زیر سطح برخی سیارک ها پیدا شود.
همچنین آب منبعی از اکسیژن را تامین می کند. در ایستگاه فضایی بین المللی اکسیژن با استفاده از فرایند معروف به الکترولیز با جدا کردن آن از هیدروژن در آب تولید می شود. ناساس همچنین بر توسعه فناوری کار می کند تا اکسیژن را از محصولات جانبی در حو نظیر کربن دی اکسیدی که در بازدم ما حین تنفس هست بازتولید نماید.
image-20160225-15136-2npmlp
{حداقل ابری وجود ندارد. ناسا}

تولید انرژی
تولید انرژی احتمالا جنبه فنی شروع یک مهاجرنشین است چرا که ما در بهترین آمادگی را بدلیل پانل های خورشیدی فتو- ولتایی داریم. اما بسته به موقعیت مکانیِ مهاجرنشین در سیاره، ممکن است نیازمند توسعه بسیار بیشتر این فناوری باشیم. در فاصله زمینی ما می توانیم حدود 470 وات نیروی الکتریسیته به ازای هر مترمربع از سلول های خورشیدی بدست آوریم. این مقدار در سطح مریخ کمتر خواهد بود زیرا پنجاه درصد دورتر از خورشید نسبت به زمین است و یک جوّ انبوه و ابری دارد که تا مانع حدی نور خورشیدمی شود.
در واقع؛ جوّ مریخ تحت توفان های شنی دوره ای است که بسیار مشکل زاست زیرا شن مقدار نور دریافت شده را بیشتر محدود می کند و همچنین می تواند روی پانل ها جمع شده و آنها را بپوشاند. اما ما پیش از این در طراحی ماموریت های فعلی مریخ نوردها، شروع به حل این مشکلات کرده این. برای مثال؛ مریخ نورد اکسپلوریشن ناسا و اپورچونیتی به گونه ای طراحی شده اند که نود روز عمر کنند ولی پس از دوازده سال هنوز عملیاتی هستند. و ما کشف کرده این که باد مریخی بطور دوره ای گرد و غبار را از روی پانل ها پاک می کند.
image-20160225-15156-h62vez
{هیدروپونیک ها(رشد گياهان در آب هاى مغذى)-ناسا}

لازم است که یک مهاجرنشین خودکفا باشد-بدون یک رونوشت بردار به سبک فیلمِ جنگ ستاره ای- کشاورزی برای تولید غذا حیاتی است. می توان محصولات را هم برای تبدیل دی اکسید کربنِ هوا بهاکسیژن قابل تنفس بکار برد. کاشتن گیاهان روی زمین به نسبت اسان است زیرا محیط زیست کره زمین آن چیزی است که برای هزاران سال با آن وفق یافته اند اما رشد میوه و سبزیجات در فضا یا در سیاره دیگری به این سادگی نیست.
دما، فشار، رطوبت، سطح دی اکسید کربن ، ترکیب خاک و نیروی گرانشی همه برای بقا ور شد گیاهان تاثیر می گذارند با آثاری متفاوت روی گونه های مختلف. چندین پژوهش و آزمون در حال حاضر در حال انجام است تا گیاهان را در محفظه های تحت کنترل، با محیط زیستی شبیه یک مهاجرنشین در فضا، رشد دهد. یک راه حل بالقوه این است که از پیش روی زمین با تربچه، کاهو و پیازهای سبز ثابت شده و آن کشاورزیِ هیدروپونیک ها است که شامل رشد گیاهان در یک مایع غنی از مواد مغذی بدون هیج خاکی است.

تغییرات آب و هوایی
آخرین نیازمندی برای یک مهاجرنشین فضایی نگاه داری آب و هوای سکونتگاه است. ترکیب جوّی و آب و هوا در سایر سیارات بسیار با ترکیب جوّ و آب و هوای زمین متفاوت است. در ماه یا سیارک ها هیچ جوّی وجود ندارد و جوّ مریخ عمدتا از دی اکسید کربن درست شده که سبب می شوددمای سطح بین بیست تا منفی یکصد و پنحاه وسه درجه سیلیسیوس طی زمستان در قطبین باشد و فشار هوا درست 0.6 درصد فشار هوا روی زمین است. در چنین شرایط ناگواری، مهاجران محدود به زندگی در سکونتگاه های ایزوله هستند و قدم زدن بیرون فقط با استفاده از لباس فضایی ممکن است.
image-20160225-15156-3zqqi7
{ایا می توانیم روی مریخ زندگی کنیم؟}

یک راه حل جایگزین می تواند تغییر اب و هوا در مقیاسی بزرگ باشد. ما پیش از این چنین «مهندسی زمین» را بعنوان روشی برای پاسخ به تغییرات آب و هوایی کره زمین بررسی کرده ایم. لازمه این کار کوششی بسیار بزرگ ولی با فناوری مشابه است که می تواند برای مثال در سایر سیارات نظیر مریخ بکار گرفته شود.
شیوه های ممکن شامل مهندسی زیست شناختی ارگانیزم هایی برای تبدیل دی اکسید کربن در جوّ به اکسیژن، یا تاریک سازی راس قطبی مریخی برای کاهش بازتاب مقدار نور خورشیددر قطب باشد تا دمای سطح افزایش یابد. به نوبه خود،مجتمع سازی بزرگی از اینه های خورشیدی که بتواند نور خورشید را در مناطق معینی نظیر قطب ها بازتاب دهد تا سبب افزایش محلی دما شود. برخی تصور می کنند که چنین تغییرات دمای نسبتا کوچکی می تواند سبب شود آب و هوا در وضعیت جدیدی با فشار هوای بسیار بالاتری در اید که می تواند نخستین گام بسوی تغییر شکل مریخ باشد.

Advertisements

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s