“지구의 쌍둥이”라고 불리는 테라포밍 화성의 아이디어는 흥미로운 아이디어입니다. 극지의 얼음 뚜껑을 녹이고 천천히 분위기를 조성한 다음 단풍, 강, 물이 서도록 환경을 설계하는 것만으로도 누구나 거의 영감을 얻을 수 있습니다! 그러나 그러한 노력은 시간이 얼마나 걸리고, 비용이 얼마나 들며, 실제로 시간과 에너지를 효과적으로 사용합니까?
지난주 NASA의“Planetary Science Vision 2050 Workshop”(2 월 27 일 (수) – 3 월 1 일 (수))에서 발표 된 두 가지 논문이 이러한 문제를 다루었 다. 첫 번째 제목 인 "테라포밍 타임 라인 (Traforming Timeline)"은 붉은 행성을 녹색의 거주 가능한 것으로 바꾸는 추상 계획을 제시합니다. "화성 테라포밍 – 잘못된 길"이라는 제목의 두 번째 단어는 테라포밍 아이디어를 완전히 거부하고 대안을 제시합니다.
이전 논문은 캘리포니아 대학교 (University of California)의 Aaron Berliner, Berkeley 및 NASA Ames Research Center의 우주 과학 부서의 Chris McKay가 작성했습니다. 이 논문에서 두 연구원은 온난화 단계와 산소화 단계를 포함하는 화성의 테라포밍 타임 라인과 앞뒤에 필요한 모든 단계를 제시합니다.
그들이 논문의 소개에서 언급 한대로 :
“화성 화성은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 현재 평균 표면 온도 -60 ° C에서 지구 평균 온도 + 15 ° C에 가까운 값으로 지구를 따뜻하게하고 두꺼운 CO² 대기를 재생하는 것입니다. 이 온난화 단계는 비교적 쉽고 빠르며 ~ 100 년이 걸릴 수 있습니다. 두 번째 단계는 대기에서 O² 수준을 생성하여 인간과 다른 대형 포유류가 정상적으로 호흡 할 수있게하는 것입니다. 이 산소화 단계는 비교적 어렵고 기술적 혁신을 가정하지 않는 한 100,000 년 이상이 소요될 것입니다.”
이 작업을 시작하기 전에 Berliner와 McKay는 특정“프리 테라포밍 (pre-terraforming)”단계를 수행해야한다는 점을 인정합니다. 여기에는 지표면의 물의 수위, 대기의 이산화탄소 수준과 극지방의 얼음 형태, 화성 토양의 질산염 양을 결정하기위한 화성 환경 조사가 포함됩니다. 그들이 설명 하듯이,이 모든 것은 화성에서 생물권을 만드는 실용성의 열쇠입니다.
지금까지 이용 가능한 증거는 화성에 풍부하게 존재하는 세 가지 요소를 모두 가리 킵니다. 화성 수의 대부분은 현재 극지방과 극지방의 얼음 형태이지만 구름, 비, 강, 호수 등 물 순환을 지원하기에 충분합니다. 한편, 일부 추정치는 극지방에 얼음 형태의 이산화탄소가 지구의 해수면 압력과 같은 대기를 만들기에 충분하다고 주장합니다.
질소는 또한 통기성 대기의 생명과 필수 구성 요소에 대한 기본 요구 사항이며 호기심 로버 질산염은 화성 토양의 ~ 0.03 질량 %를 차지하며, 이는 테라포밍을 권장합니다. 또한 과학자들은 테라포밍이 화성에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 관한 특정한 윤리적 문제를 해결해야합니다.
예를 들어, 현재 화성에 생명체 (또는 되살아 날 수있는 생명체)가있는 경우, 이는 특히이 생명체가 지구의 생명체와 관련이있을 경우 인간 식민지 주민에게는 부인할 수없는 윤리적 딜레마가 될 것입니다. 그들이 설명하는대로 :
“화성의 교환이 운석 교환으로 인해 지구 생활과 관련이 있다면 상황은 친숙하며 다른 유형의 지구 생활에 대해 소개하고 언제 해결해야하는지에 대한 문제입니다. 그러나 화성의 생명이 지구 생명과 무관하고 생명의 두 번째 기원을 분명히 나타내면 중대한 기술적 윤리적 문제가 제기됩니다.”
간결하게 1 단계 –“온난화 단계”를 깨뜨리기 위해 저자들은 오늘날 우리에게 친숙한 문제를 해결합니다. 본질적으로 우리는 이산화탄소와 "슈퍼 온실 가스"를 대기에 도입하여 지구의 자체 기후를 변경하고 있습니다. 그리고 이것은 지구상에서 의도하지 않았지만 화성에서는 의도적으로 환경을 따뜻하게하는 목적으로 사용될 수 있습니다.
“슈퍼 온실 가스 생산에 집중 한 노력으로 화성 온난화를위한 시간 척도는 단 100 년 정도에 불과합니다”라고 그들은 주장합니다. “화성의 모든 태양 사건이 100 % 효율로 포착된다면 화성은 약 10 년 안에 지구와 같은 온도로 따뜻해질 것입니다. 그러나 온실 효과의 효율성은 약 10 % 정도이므로 화성을 데우는 데 걸리는 시간은 ~ 100 년이 될 것입니다.”
이 두꺼운 대기가 만들어지면 다음 단계는 대기를 인간에게 통기성있는 것으로 바꾸는 것입니다. 여기서 O² 수준은 지구의 해수면 기압의 약 13 %에 해당하고 CO2 수준은 1 % 미만입니다. "산소 단계"로 알려진이 단계는 상당히 오래 걸립니다. 다시 한번, 그들은 그러한 과정이 어떻게 작동 할 수 있는지를 보여주기 위해 지상의 예를 향해 돌았 다.
지구상에서 그들은 높은 수준의 산소 가스 (O²)와 낮은 수준의 CO2가 광합성 때문이라고 주장합니다. 이 반응은 물과 이산화탄소를 바이오 매스로 변환하기 위해 태양 에너지에 의존합니다. 이는 H²O + CO² = CH²O + O² 방정식으로 표시됩니다. 그들이 설명 하듯이,이 과정은 100,000 년에서 170,000 년 사이가 걸렸습니다.
“화성에서 발생하는 모든 햇빛이 100 % 효율로이 화학적 변형을 수행한다면, 높은 수준의 O²를 생산하는 데 17 년이 걸립니다. 그러나 H²O 및 CO²를 바이오 매스 및 O²로 변환 할 수있는 공정의 효율은 100 % 미만입니다. 전체 플랜트의 CO² 및 O²를 전 세계적으로 변경할 수있는 공정의 유일한 예는 전 세계 생물학입니다. 지구상에서 햇빛을 사용하여 바이오 매스와 O2를 생성하는 데있어서 전 세계 생물권의 효율성은 0.01 %입니다. 따라서 화성에서 O²가 풍부한 분위기를 생성하는 데 소요되는 시간은 10,000 x 17 년, 즉 ~ 170,000 년입니다.”
그러나 그들은 합성 생물학과 다른 생명 공학을 허용하며, 효율성을 높이고 시간 규모를 10 만년으로 줄일 수 있다고 주장합니다. 또한 인류가 화성 전체에 잎을 심는 등 행성 전체에서 자연 광합성 (비교적 효율이 5 % 인)을 활용할 수 있다면 시간 규모는 몇 세기로 단축 될 수 있습니다.
마지막으로, 그들은 공을 굴리기 위해 취해야 할 단계를 설명합니다. 이 단계에는 화성 자원을 평가하기위한 현재 및 미래의 로봇 임무, 관련 프로세스를 조사 할 수있는 수학 및 컴퓨터 모델, 화성 합성 유기체 생성 이니셔티브, 제한된 환경에서 테라포밍 기술을 테스트하는 수단, 행성 계약 제한과 보호를 설정합니다.
Red Mars Trilogy의 저자 인 김 스탠리 로빈슨 (화성 테라포밍에 대한 과학 소설의 주요 작품)을 인용하면 그들은 행동을 촉구한다. 화성 테라포밍 과정이 얼마나 오래 걸리는지를 다루면서 그들은“지금 시작해도 좋을 것”이라고 주장한다.
이를 위해 우크라이나 Kharkov 소재 수질 연구소의 천체 물리학 자이자 수질 지질학자인 Valeriy Yakovlev는 반대 의견을 제시한다. 그의 논문 인“화성 테라포밍 – 잘못된 길”에서 그는 인간이 삶에 익숙해 지도록 인공 지능 (O'Neill Cylinder와 같은)에 의존하는 저 지구 궤도에 우주 생물권을 창조하는 사례를 만듭니다. 우주.
우주 식민지화의 가장 큰 도전 중 하나 인 Yakovlev는 달이나 화성 같은 신체의 생명이 인간 정착민에게 어떻게 위험한지 지적합니다. 식민지 주민들은 태양 및 우주 방사선에 취약 할뿐만 아니라 실질적으로 낮은 중력을 처리해야 할 것입니다. 달의 경우 이것은 지구상에서 인간이 경험하는 것의 약 0.165 배 (일명 1g) 인 반면 화성에서는 약 0.376 배입니다.
이것의 장기적인 영향은 알려져 있지 않지만 근육 변성과 뼈 손실을 포함한다는 것은 분명합니다. 더 멀리 보면, 어느 환경에서 태어난 어린이들에게 어떤 영향이 미칠지 불분명합니다. Yakovlev는 이러한 방법을 완화 할 수있는 방법 (약과 원심 분리기 포함)을 다루면서 가장 효과적이지 않은 방법을 지적합니다.
“의학 개발에 대한 희망은 근육, 뼈 및 전체 유기체의 물리적 분해를 취소하지 않습니다. 원심 분리기에서의 재활은 선박 생물권과 비교할 때 우주 환경의 유해한 영향으로부터 정상적인 중력과 보호 복합체를 실질적으로 지속적으로 모방 할 수있는 선박 생물권에 비해 덜 편리한 솔루션입니다. 우주 탐사의 길이 화성에 식민지를 형성하고 그 이후 행성을 테라 포메이션하려는 시도는 정당화되지 않은 시간과 돈의 손실로 이어지고 알려진 인류 문명의 위험을 증가시킬 것입니다.”
또한 그는 우주에 사는 개인에게 이상적인 환경을 조성해야하는 과제를 지적합니다. 단순히 더 나은 차량을 만들고 필요한 자원을 조달 할 수있는 수단을 개발하는 것 외에도 가족을위한 이상적인 공간 환경을 만들어야합니다. 본질적으로, 이것은 크기, 안정성 및 편안함 측면에서 최적 인 하우징의 개발을 요구한다.
이를 고려하여 Yakolev는 현재와 2030 년 사이 인류가 우주로 빠져 나갈 가능성이 가장 높은 것으로 생각되는 것을 제시합니다. 여기에는 인공 중력을 가진 최초의 우주 생물권의 생성이 포함되며, 이는 재료 측면에서 핵심 개발로 이어질 것입니다 LEO (Low Earth Orbit)에 서식지를 설치하고 서비스하는 데 필요한 기술, 생명 유지 시스템 및 로봇 시스템 및 인프라.
이 서식지는 달과 가까운 지구의 물체 (NEO)와 같은 근처의 물체에서 자원을 수확 할 수있는 로봇 우주선의 개발 덕분에 서비스를받을 수있었습니다. 이 개념은 행성 보호의 필요성을 제거 할뿐 아니라 박테리아의 생명체가 존재한다고 가정 할 때 화성의 생물권을 오염시키는 것에 대한 걱정을 제거 할뿐 아니라 인간이 점차적으로 우주에 익숙해 지도록 해줄 것입니다.
Yakovlev가 Space Magazine에 이메일을 통해 말한 것처럼 우주 서식지에 대한 이점은 다음과 같이 4 가지로 나눌 수 있습니다.
"1. 이것은 태양계와 외부에서 우주의 무한한 공간을 마스터하는 보편적 인 방법입니다. 우리는 집을 설치하기 위해 표면이 필요하지 않지만 로봇이 행성과 위성에서 제공 할 자원이 필요합니다. 2. 가능한 한 지구의 요람에 가까운 서식지를 만들 가능성은 다른 중력 하에서 피할 수없는 물리적 분해로부터 벗어날 수있게한다. 보호 자기장을 만드는 것이 더 쉽습니다.
"삼. 세계와 자원의 원천 간의 이동은 위험한 탐험이 아니라 정상적인 삶입니다. 가족이없는 선원들에게 좋은가요? 4. 지구의 식민지화에는 정찰, 물품 배달, 사람들의 셔틀 운송이 포함되어 있기 때문에 지구 재앙으로 인한 사망 또는 인류의 사망 가능성이 크게 감소합니다. 이는 생물권 건설보다 훨씬 깁니다. 달의 궤도에서. 스티븐 윌리엄 호킹 박사는 옳습니다. 시간이별로 없습니다.”
우주 서식지가 존재하면 우주에서 태어난 최초의 아이들과 관련된 의학적 및 생물학적 연구를 포함한 매우 중요한 연구가 시작될 수 있습니다. 또한 달, 화성 및 외계 행성과 같은 다른 기관의 정착에 유용한 안정적인 우주 왕복선 및 자원 추출 기술의 개발을 촉진 할 것입니다.
궁극적으로, Yakolev는 우주 생물권이 합리적인 기간 (즉, 2030 년에서 2050 년) 내에 달성 될 수 있다고 생각하며, 이는 테라포밍으로는 불가능합니다. 상업용 우주 부문의 존재와 힘이 커짐에 따라 Yakolev는 필요한 많은 인프라가 이미 구축되어 있거나 개발 중이라고 믿었습니다.
“우리가 +20 년의 관성 관념을 극복 한 후 실험 생물권 (시계가있는 남극 대륙과 같은 정착지)은 50 년 후에 우주에서 태어난 1 세대 어린이가 자라면서 지구가 줄어들 것입니다. 전체적으로 범례… 결과적으로 테라포밍이 취소됩니다. 그리고 그 후의 회의는 코스모스의 실제 탐험을위한 길을 열 것입니다. 엘론 리브 머스크와 같은 행성에있는 것이 자랑 스럽습니다. 그의 미사일은 음력 공장에서 최초의 생물권을위한 설계를 들어 올리는 데 유용 할 것입니다. 이것은 코스모스를 정복하기위한 가깝고 직접적인 방법입니다.”
Elon Musk 및 Bas Landorp와 같은 NASA 과학자 및 기업가가 가까운 미래에 화성을 식민지화하고 LEO를 개발하는 다른 상업용 항공 우주 회사는 우주에서 인류의 미래의 크기와 모양을 예측하기가 어렵습니다. 아마도 우리는 달, 화성 및 그 너머로가는 길을 함께 결정할 것입니다. 아마도 우리는 우리의 최선의 노력이 지구 근처의 공간으로 향하는 것을 보게 될 것입니다.
아니면 한 번에 여러 방향으로 나아갈 수도 있습니다. 일부 그룹은 인공 중력과 재료를위한 소행성을 채굴하는 로봇 우주선에 의존하는 LEO (및 나중에 태양계의 다른 곳)에 우주 서식지를 만드는 것을 옹호하는 반면, 다른 그룹은 행성 체에 전초 기지를 세우는 것을 목표로하여 "새로운 지구".
그들 사이에서, 우리는 인류가 금세기에 어느 정도의“우주 전문성”을 개발하기 시작할 것으로 예상 할 수 있으며, 이는 우리가 탐험과 식민지의 경계를 더욱 넓히기 시작할 때 확실히 유용 할 것입니다!
