أفلام هوليوود مثل المريخ وبين النجوم تعطينا لمحة عن ما يمكن أن يكون في يخبئ لنا ، المريخ هو بالتأكيد الوجهة الأكثر استجابة للحياة في نظامنا الشمسي ، ولكن هناك الآلاف من الكواكب الخارجية تدور حول نجوم أخرى يمكن أن تكون بديلا عن أرضنا ، وماذا في ذلك التكنولوجيا ونحن بحاجة لجعل هذا ممكن؟
بالفعل مستعمرة واحدة ومسافة واحدة ومحطة الفضاء الدولية (ISS) ، ولكنه لا يبعد سوى 350 متر عن الأرض وتعتمد على إمدادات مستمرة من الموارد لطاقمها المكون من ستة ، كثير من التكنولوجيا المتقدمة لمحطة الفضاء الدولية مثل الحماية من الإشعاع والمياه وإعادة تدوير الهواء وجمع الطاقة الشمسية هو بالتأكيد قابلة للتحويل إلى المستوطنات الفضائية في المستقبل ، ومع ذلك مستعمرة فضائية دائمة على سطح كوكب أو قمر آخر تضيف مجموعة جديدة من التحديات.
ولكن لهذا التحويل عده شروط اهمهـا :
الشرط الأول من أجل تسوية الإنسان هو موطن وبيئة معزولة قادرة على الحفاظ على ضغط الهواء والتكوين (كمية الأوكسجين) ودرجة الحرارة وحماية السكان من الإشعاع هذا ومن المرجح أن يكون هيكل كبير نسبيا والثقيلة.
اطلاق أشياء ثقيلة وكبيره في الفضاء هي مهمة مكلفة وصعبة ، المركبة الفضائية منذ بعثات أبولو الذي يضم عدة وحدات الذي اضطر الى فصل وقفص الاتهام ، وقد تم إرسال ما يصل في القطع وتجميعها من قبل رواد الفضاء.
ولكن نظرا للخطوات مثيرة للإعجاب إلى الأمام ونحن نشهد في السيطرة المستقلة ذاتيا ، وقطع من الموائل مستعمرة قد تكون قادرة على تجميع أنفسهم اليوم ، يتم تنفيذ مناورات مماثلة لرسو السفن أبولو تلقائيا تماما.
وسيكون البديل لتحمل الحد الأدنى من “الأدوات” من الأرض وتصنيع الموائل استخدام الموارد تحصد محليا على وجه التحديد يمكن أن تستخدم الطابعات 3D لتحويل المعادن من التربة المحلية في الهياكل المادية ، لقد فعلا بدأت بالفعل النظر في جعل ذلك ممكنا وقد أثبتت شركة خاصة الكواكب الموارد 3D الطباعة باستخدام المواد الخام من عينة الكويكب المعادن الغنية الموجودة على الأرض في موقع التأثير ، وقامت بتركيب ناسا طابعة 3D في محطة الفضاء الدولية لإظهار أنها يمكن أن تستخدم في انعدام الجاذبية ، يحتمل أن تكون وسيلة لصنع مكونات المركبات الفضائية في الفضاء.
شريان الحياة السائل:
مرة واحدة يتم بناء السكن فإن مستعمرة إلى إمدادات مستمرة من الماء والأكسجين والطاقة والغذاء للحفاظ على سكانها ، على افتراض ان مستعمرة لم تبنا على كوكب يشبه الأرض المثالية مع هذه الموارد في وفرة الماء عنصر أساسي للحياة كما نعرفها ولكن يمكن أيضا أن تستخدم لجعل بالوقود أو الإشعاع التدريع.
سوف تحتاج إلى تسوية مبدئية لحمل كمية معينة من المياه وإعادة تدوير جميع المخلفات السائلة ويتم ذلك بالفعل في محطة الفضاء الدولية حيث (الدموع غسل، والعرق، أو حتى البول) أي قطرة من السائل يضيع ولكن مستعمرة من المرجح أيضا أن يحاول استخراج الماء ، وربما من إمدادات المياه الجوفية من السائل – كما قد تكون موجودة على سطح المريخ – أو الجليد ، كما تم العثور على علبة تحت سطح بعض الكويكبات.
كما يوفر المياه مصدر للأكسجين في محطة الفضاء الدولية ، وسوف يتم إنشاء الأكسجين باستخدام عملية تعرف باسم التحليل الكهربائي لفصلها من الهيدروجين في الماء ، وتعمل وكالة ناسا على تطوير تقنيات لتجديد الأكسجين من تركات الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون الذي الزفير أثناء التنفس.
زراعة الطاقة:
إنتاج الطاقة هو على الارجح الجانب التكنولوجي من بدء مستعمرة أننا أفضل إعداد للبفضل الألواح الشمسية الكهروضوئية ، ولكن اعتمادا على مكان وجود الكوكب مستعمرة ، قد نحتاج لتحسين هذه التكنولوجيا أبعد من ذلك بكثير في المسافة بين الأرض فيمكننا الحصول على حوالي 470W الطاقة الكهربائية لكل متر مربع من الخلايا الشمسية هذه القيمة أقل على سطح المريخ لأنه 50٪ أبعد عن الشمس من الأرض ، ولها جو السميك الذي يحمي جزئيا أشعة الشمس.
في الواقع، والغلاف الجوي لكوكب المريخ يخضع للعواصف الرملية الدورية ، والتي هي إشكالية المعروف كرمل مزيد يحد من كمية الضوء الواردة ويمكن أيضا جمع على وتغطي لوحات ، لكننا بدأنا بالفعل للتعامل مع هذه القضايا في تصميم البعثات روفر الحالية لدينا إلى المريخ. على سبيل المثال ، تم تصميم الروح استكشاف المريخ روفرز ناسا وفرصة لتستمر حوالي 90 يوما ولكن بعد أكثر من 12 عاما، إلا أنها لا تزال التشغيلي ولقد اكتشفت أن الرياح المريخ ينظف بشكل دوري الغبار من لوحات.
المستعمرة يجب أن يكون ذلك مكتفية ذاتيا – دون ستار تريك النمط المكرر – تربية ستكون ضرورية لإنتاج الغذاء ويمكن أيضا أن تستخدم المحاصيل لتحويل ثاني أكسيد الكربون في الهواء مرة أخرى إلى الأكسجين للتنفس ، زراعة النباتات على الأرض من السهل نسبيا لأن البيئة هي ما كانوا التكيف مع لآلاف السنين ، ولكن تزايد الفواكه والخضروات في الفضاء أو في كوكب آخر ليست بسيطة .
درجة الحرارة والضغط والرطوبة ومستويات غاز ثاني أكسيد الكربون وتكوين التربة والجاذبية جميع يؤثر على بقاء ونمو النباتات مع تأثيرات مختلفة على أنواع مختلفة ، العديد من الدراسات والتجارب مستمرة في محاولة لتنمو النباتات في غرف التحكم التي تحاكي البيئة من مستعمرة الفضاء حاليا حل واحد المحتملة التي تمت بالفعل ثبت على الأرض مع الفجل والخس والبصل الأخضر والزراعة المائية ، والتي تنطوي على النباتات التي تنمو في السائل التخصيب المغذيات دون أي تربة.
تغير المناخ:
الشرط النهائي لمستعمرة الفضاء سيتم الحفاظ على المناخ للسكن هو تكوين الغلاف الجوي والمناخ على الأجرام السماوية الأخرى مختلفة جدا في الأرض ، ليس هناك جو على سطح القمر أو الكويكبات وعلى سطح المريخ ويتكون الغلاف الجوي أساسا من ثاني أكسيد الكربون وتنتج حرارة سطح 20 درجة مئوية وصولا الى -153 درجة مئوية خلال فصل الشتاء في القطبين، وضغط الهواء فقط 0.6٪ من الأرض ، في مثل هذه الظروف باهظة سيكون محدودا للمستوطنين الذين يعيشون داخل الموائل المعزولة والتجوالات خارج لن يكون ممكنا إلا باستخدام بدلات الفضاء.
قد يكون أحد الحلول البديلة لتغيير مناخ كوكب الأرض على نطاق واسعو ، الان نحن ندرس بالفعل مثل هذه “الهندسة الجيولوجية” كوسيلة للاستجابة لتغير مناخ الأرض وهذا يتطلب جهدا كبيرا ولكن يمكن تحجيمها تقنيات مشابهة وتطبيقها على سبيل المثال إلى الكواكب الأخرى مثل المريخ.
وتشمل الطرق الممكنة الهندسة الحيوية الكائنات لتحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأوكسجين أو سواد في القطبين الشمالي والجنوبي للمريخ للحد من كمية ضوء الشمس التي تعكس وزيادة درجة حرارة سطح الأرض بدلا من ذلك ، يمكن تشكيل كبير من المرايا الشمسية تدور حول تعكس ضوء الشمس على مناطق معينة مثل القطبين تتسبب في زيادة المحلية في درجة الحرارة وتكهن البعض أن مثل هذه التغيرات في درجات الحرارة صغيرة نسبيا يمكن أن تؤدي إلى المناخ أن تأخذ على الدولة الجديدة مع أعلى بكثير ضغط الهواء، التي يمكن أن تكون الخطوة الأولى نحو يبدو استصلاح المريخ.
