Velkommen tilbage til vores igangværende serie, 'The Definitive Guide To Terraforming'! Vi fortsætter med et kig på Månen og diskuterer, hvordan den en dag kunne gøres egnet til menneskelig beboelse.
Lige siden begyndelsen af rumalderen har videnskabsmænd og fremtidsforskere udforsket ideen om at transformere andre verdener for at opfylde menneskelige behov. Denne proces, der er kendt som terraforming, kræver brug af miljøtekniske teknikker til at ændre en planets eller månens temperatur, atmosfære, topografi eller økologi (eller alle ovenstående) for at gøre den mere 'jordagtig'. Som Jordens nærmeste himmellegeme er Månen længe blevet betragtet som et potentielt sted.
Alt i alt ville kolonisering og/eller terraformering af Månen være forholdsvis let sammenlignet med andre kroppe. På grund af dens nærhed ville den tid, det ville tage at transportere mennesker og udstyr til og fra overfladen, blive væsentligt reduceret, ligesom omkostningerne ved at gøre det. Derudover betyder dets nærhed, at udvundne ressourcer og produkter fremstillet på Månen kunne transporteres til Jorden på meget kortere tid, og en turistindustri ville også være mulig.
Månekolonisering i fiktion:
Emnet med etablering af menneskelige bosættelser på Månen er en af de mest populære stifter af science fiction. Og hvor langt de fleste historier involverer månebosættelser bygget på overfladen ved hjælp af forseglede kupler eller under overfladen, er der nogle eksempler, hvor Månen selv er gjort til et miljø, der er beboeligt for mennesker.
Det tidligst kendte eksempel er måske novellen 'The Day of a Parisian in the XXIOgsiècle' ('A Day of a Parisian in the 21st Century'), skrevet af den franske forfatter Octave Béllard. Udgivet i 1910, involverer denne historie en atmosfære, der gradvist skabes, og vegetation akklimatiseres for at gøre Månen til et fristed for truede arter og menneskelige kolonister.
Kunstnerens koncept om en mulig månebase, dens lys er synlige på den mørke side af Månen. Kredit: Kcida10
I 1936 skrev den amerikanske forfatter C.L. Moore skrev Det tabte paradis ,en af flere romaner, der foregår i hendes 'Northwest Smith'-univers, som centrerer sig om en rumskibspilot og -smugler, der bor i et koloniseret solsystem. I denne roman præsenterer hun Månen som et engang frugtbart sted, og beskriver, hvordan den efterhånden blev en luftløs ødemark. I 1945 udgav den britiske forfatter og akademiker C. S. Lewis Den afskyelige styrke , hvor Månen (Sulva) beskrives som værende hjemsted for en race af ekstreme eugenikere.
Arthur C. Clarke skrev adskillige romaner og noveller, der omfattede månekolonier mellem 1950'erne og 1970'erne. I 1955 skrev han Jordlys , hvor en månebosættelse er fanget i krydsilden, da krig bryder ud mellem Jorden og en alliance mellem Mars og Venus. I 1961, Et fald af månestøv blev udgivet, hvor en turistkrydser (Selene) synker ned i et hav af månestøv.
I 1968, Clarkes skelsættende roman 2001: A Space Odyssey blev frigivet, hvoraf en del foregår på en koloniseret måne, hvor en mystisk monolit findes (kendt som Tycho Magnetic Anomaly eller TMA-1). Rendezvous med Rama , udgivet i 1973, nævner også en koloniseret måne, som er en del af solsystemet-spændende politet kendt som de forenede planeter.
Robert A. Heinlein skrev også meget om menneskelig bosættelse på Månen. En af hans tidligste var De rullende sten (1952), som centrerer sig om en usædvanlig familie (Stenene), der lever på en fastgjort måne, men vælger at tage af sted for at udforske solsystemet. I 1966 udgav han den Hugo Award-vindende roman Månen er en barsk elskerinde ,hvor en stort set underjordisk månekoloni forsyner Jorden med mad og mineraler.
Kunstnerens koncept om en mulig månebase på Månens overflade. Kredit: NASA
Befolkningen, kendt som 'Lunies', er for det meste efterkommere af straffedømte (især politiske fanger), som lever under en jordadministration. Ved hjælp af en kunstig intelligens starter en gruppe uafhængighedssøgende et oprør og fravrider deres uafhængighed fra Jorden. En tredje rate, Katten, der gik gennem vægge (1985) foregår på en Free Luna flere år senere.
I 1988 udgav Kim Stanley Robinson De gale , som omhandler en gruppe slaverede minearbejdere, der er tvunget til at arbejde under månens overflade, og som starter et oprør. Og i novellen 'Byrd Land Six' (2010) beskriver den britiske forfatter Alastair Reynolds en månekoloni, der er baseret på udvinding af helium-3. Listen fortsætter, med bogstaveligt talt hundredvis (hvis ikke tusindvis) af eksempler på mennesker, der lever på Månen i nær og fjern fremtid.
Studie af Lunar Settlement:
I løbet af de sidste par årtier er der blevet fremsat adskillige forslag til at konstruere en koloni (eller kolonier) på Månen. De fleste opstod med fremkomsten af Rumalderen og Apollo program . Og i de senere år, med forslag om at vende tilbage til Månen i 2020'erne, har der været fornyet interesse for at skabe en permanent bosættelse. Der er dog nogle videnskabelige forslag, der går forud for det 20. århundrede.
For eksempel, i 1638 biskop John Wilkins – en engelsk præst, naturforsker og medlem af Det Kongelige Selskab – skrev En diskurs om en ny verden og en anden planet ,hvor han forudsagde en menneskelig koloni på Månen. Den berømte russiske raket- og astronautikforsker Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) – som først foreslog konceptet om en Space Elevator – foreslog også, at en månebosættelse ville være et stort skridt i, at menneskeheden bliver en rumfarende art.
En månebase, som NASA forestillede sig i 1970'erne. Billedkredit: NASA
I 1950'erne og 60'erne begyndte forslagene at komme i sne med etableringen af Apollo-programmet, hvor planer om at placere astronauter på Månen naturligt førte til ideer til at skabe permanente baser og endda bosættelser der. I 1954 foreslog Arthur C. Clarke, at en månebase kunne skabes ved hjælp af oppustelige moduler, der derefter ville blive dækket af månestøv til isolering.
Indledende afvikling ville involvere astronauter, der bygger iglo-lignende strukturer og en oppustelig radiomast, som ville blive efterfulgt af etableringen af en større, permanent kuppel. Hans forslag opfordrede også til luftrensning leveret af et algebaseret filter, en atomreaktor til at levere strøm og elektromagnetiske kanoner (dvs. massedrivere), der sender last og brændstof til interplanetariske fartøjer i rummet.
I 1959 udgav John S. Rinehart - direktøren for Mining Research Laboratory ved Colorado School of Mines - et forslag med titlen ' Grundlæggende kriterier for månebygning ', i Journal of the British Interplanetary Society .Dette koncept for en 'flydende base' bestod af en halvcylinder med halve kupler i begge ender og et mikrometeoroid skjold placeret over basen. Dette koncept var baseret på den dengang accepterede teori om, at der var oceaner af støv på Månen, som var op til halvanden kilometer (1 mi) dybe i nogle områder.
Der dukkede også flere planer op i denne æra for militære installationer på Månen. Disse inkluderede Projekt Horisont (1959), en plan fra den amerikanske hær om at bygge et fort på Månen inden 1967. Det amerikanske luftvåben foreslog også Lunex projekt i 1961, som forudså oprettelsen af en underjordisk luftvåbenbase på Månen i 1968.
Kunstnerens koncept for en foreslået ESA Lunar Village, som den planlægger at skabe i 2030'erne. Kredit: ESA/Foster + Partners
I 1962 udgav John DeNike (programlederen for NASAs avancerede programmer) og Stanley Zahn (teknisk direktør for Lunar Basing Studies i Martin Company's Space Division) et forslag med titlen 'Lunar Basing'. Deres koncept krævede en underjordisk base placeret ved Sea of Tranquility, som ville være afhængig af atomreaktorer til strøm og et algebaseret luftfiltreringssystem.
I de senere år har flere rumbureauer udarbejdet forslag til at bygge kolonier på Månen. I 2006 , annoncerede Japan planer om en månebase i 2030. Rusland fremsatte et lignende forslag i 2007 , som ville blive bygget mellem 2027-32. I 2007, Jim Burke fra International Space University i Frankrig foreslog at oprette en Lunar Noah’s Ark at sikre, at den menneskelige civilisation ville overleve en katastrofal begivenhed.
I august 2014 , mødtes repræsentanter fra NASA med industriledere for at diskutere omkostningseffektive måder at bygge en månebase i polarområderne inden 2022. I 2015 skitserede NASA et koncept for måneafvikling, der ville stole på robotarbejdere (kendt som Transformere ) og heliostater til at skabe en månebosættelse omkring Månens sydlige polarområde. Og i 2016, Johann-Dietrich Wörner, den nye chef for ESA, foreslået en international landsby på Månen som efterfølgeren til den internationale rumstation.
Potentielle metoder:
Når det kommer til at terraforme Månen, minder mulighederne og udfordringerne meget om Merkurs. Til at begynde med har Månen en atmosfære, der er så tynd, at den kun kan omtales som en eksosfære. Hvad mere er, er de flygtige grundstoffer, der er nødvendige for liv, mangelfulde (dvs. brint, nitrogen og kulstof).
Kunstnerens koncept om en terraformet måne. Kredit: ittiz
Disse problemer kunne løses ved at fange kometer, der indeholder vandis og flygtige stoffer og styrte dem ned i overfladen. Kometerne ville sublimere og sprede disse gasser og vanddamp for at skabe en atmosfære. Disse påvirkninger ville også befriende vand, der er indeholdt i måneregolitten , som i sidste ende kunne samle sig på overfladen og danne naturlige vandmasser.
Overførslen af momentum fra disse kometer ville også få Månen til at rotere hurtigere og fremskynde dens rotation, så den ikke længere ville være tidevandslåst. En måne, der blev fremskyndet til at rotere én gang om sin akse hver 24. time, ville have en stabil daglig cyklus, hvilket ville gøre kolonisering og tilpasning til livet på Månen lettere.
Der er også mulighed for at paraterraformere dele af Månen på en måde, der ville svare til at terraforme Merkurs polarområde. I månens tilfælde ville dette finde sted i Shackleton-krateret, hvor videnskabsmænd allerede har fundet tegn på vandis . Ved hjælp af solspejle og en kuppel kunne dette krater forvandles til et mikroklima, hvor man kunne dyrke planter og skabe en åndbar atmosfære.
Potentielle fordele:
Sammenlignet med andre planeter og måner i solsystemet er der flere fordele ved at kolonisere og terraformere Månen. Den mest åbenlyse er dens nærhed til Jorden. Sammenlignet med Mars, Venus, Merkur eller det ydre solsystem, ville omkostningerne og den tid, det ville tage at transportere mennesker og materialer til og fra Månen, være betydeligt lavere.
Kunstnerens koncept for en månebase ved hjælp af byggerobotter og en form for D-udskrivningskontur-håndværk. Kredit: NASA
Derudover kunne bombardering af overfladen med kometer levere både en atmosfære og det momentum, der er nødvendigt for at dreje planeten op til en jordlignende cyklus. Sammenlignet med planeter som Mars og Venus, ville det også tage betydeligt færre kometer for at opnå dette - anslået 100 mod flere tusinde.
Tilstedeværelsen af vandis i månejorden og de store gemmer omkring det sydlige polarområde ville også give mulighed for skabelse af overfladevand (en gang en drivhuseffekt blev udløst). Sammen med kometer, der bombarderer overfladen, kunne dette gøres ved at indføre metan- og ammoniakis, som kunne høstes fra månens lignende Titan og Cooper bælte . At overvåge terraforming-indsatsen ville også være lettere takket være Månens nærhed og kræve langt mindre infrastruktur.
I mellemtiden ville kolonier på Månen tilbyde flere fordele. Den lokale ressourcebase ville give muligheder for in-situ ressourceudnyttelse, såvel som de nødvendige råmaterialer til missioner dybere ud i rummet. For eksempel, da Månen i sammensætning ligner Jorden, har den en rigelig forsyning af mineraler, der kunne udvindes til brug tilbage på Jorden. Måneregolith høstet fra overfladen kunne bruges til at skabe strålingsafskærmning og kuplede bosættelser på overfladen.
Månens forsyning af vandis, som er særlig rigelig i det sydlige polarområde, vil også tjene som en stabil kilde til vand for kolonister. Helium-3 kunne nemt høstes, da det er rigeligt i det øverste lag af Månens regolit til brug i fusionsreaktorer, hvilket giver en ren og stabil forsyning af energi både til månekolonier og Jorden.
Kunstnerens forestilling om en månekuppel baseret på 3-D-print. Kredit: ESA/Foster + Partners
En månebase kunne også tjene som et stoppunkt for missioner længere ind i solsystemet. NASA har estimeret, at ved at skabe en månepost, der kunne udnytte lokalt vand til at skabe brintbrændstof, kunne der spares milliarder af dollars. En sådan forpost ville også være et iboende stykke infrastruktur, når det kommer til at montere bemandede missioner til Mars og i opførelsen af en Mars-bosættelse.
Månens lavere tyngdekraft og flugthastighed betyder også, at missioner opsendt fra Månen ville kræve langt mindre drivmiddel for at nå rummet. Den samme fordel kunne give mulighed for konstruktion af en massedriver, en Lunar Elevator , eller andre projekter, der anses for at være for dyre eller udfordrende at bygge på Jorden. En sådan struktur ville reducere omkostningerne ved at flytte materialer og satellitter (såsom rumbaserede solenergisystemer) endnu billigere.
Sidst, men ikke mindst, kan skabelsen af en månebosættelse også give værdifuld information, især om de langsigtede virkninger af at leve i et miljø med lavere tyngdekraft. Disse oplysninger ville vise sig nyttige til etablering af en permanent base på Mars eller andre solsystemlegemer, hvor overfladetyngdekraften er mindre end 1g.
Tilstedeværelsen af stabile månelavarør der er store nok til at huse hele byer, er også en fordel. Disse underjordiske miljøer kunne sættes under tryk for at skabe en åndbar atmosfære og ville give naturlig afskærmning mod solstråling.
Indersiden af et teoretisk lavarør med byen Philadelphia vist i skala. Kredit: Purdue University/David Blair
Potentielle udfordringer:
Terraforming af Månen er også fyldt med sin andel af udfordringer. For det første ville høst af kometer og/eller is fra det ydre solsystem kræve infrastruktur, der endnu ikke eksisterer, og det ville være meget dyrt at skabe. Grundlæggende ville der være brug for hundredvis af rumskibe for at trække alle ressourcerne, og de skulle være udstyret med drivsystemer, der kunne klare turen på kort tid (som heller ikke eksisterer endnu).
Mens længere tidsperioder brugt i mikrogravitationsmiljøer er kendt for at forårsage muskeldegeneration og tab af knogletæthed, er det uklart, hvad effekten af lavtyngdekraft ville være for fastboende og børn født i sådanne miljøer. Det er blevet foreslået, at terrestriske planter og dyr kunne gensplejses til at leve i månemiljøet, men det er uklart, om dette ville lykkes eller ej.
Og selvfølgelig ville omkostningerne ved alt dette være astronomiske og ville kræve en multi-generationel forpligtelse givet den tid, der er nødvendig for at omdanne Månens økologi. Som sådan er det usandsynligt, at nogen tilsagn fra en regering eller et internationalt organ kan opretholdes mellem en generation og den næste.
For en overfladekoloni er der også mange udfordringer. De lange månætter (354 timer lange) ville betyde, at afhængigheden af solenergi ville blive hæmmet alle andre steder end polarområderne. Derudover ville de betydelige variationer i temperatur være noget, kolonier skulle bygges for at kunne modstå. Solstråling ville også være et problem i enhver bebyggelse placeret på overfladen.
Et månemineanlæg høster ilt fra den ressourcerige vulkanske jord i den østlige Mare Serenitatis. Kredit: NASA/Pat Rawlings
Manglen på en atmosfære øger chancerne for, at overfladen bliver ramt af kometer og udsættelse for soludbrud. Månen passerer også periodisk gennem Jordens magnetohale og skaber et plasmaark, der pisker hen over overfladen. På den lyse side forårsager bombardement af elektroner frigivelse af UV-fotoner og en opbygning af en negativ ladning på den mørke side. Dette kan være farligt for enhver bebyggelse på overfladen.
Som nævnt kunne nogle af disse problemer løses ved at bygge bebyggelser under overfladen. Men forudsat at disse bosættelser var afhængige af solenergi, ville de skulle bygges tæt på polarområderne for at drage fordel af det næsten evige lys i disse områder. Alternativet ville være at bygge fusionsreaktorer, som kunne bruge lokalt fremskaffet helium-3. Og også her vil omkostningerne og den tid, der skal til for at bygge en sådan bebyggelse, være meget høj.
Endnu en gang er vi tvunget til at spørge, hvorfor en sådan forpligtelse i betragtning af alle de involverede udfordringer skal foretages? I tilfældet med Månen er svaret ganske enkelt. I dette tilfælde kan terraforming og kolonisering gøres billigere, nemmere og på meget kortere tid. Derudover er fordelene ved at have en menneskelig tilstedeværelse på Månen talrige og inkluderer nogle ret lukrative aspekter såsom helium-3 høst, månens minedrift, månens soloperationer og endda skabelsen af en måneturistindustri.
Men måske vigtigst af alt, kan en menneskelig tilstedeværelse på Månen (som vi gerne vil kalde Luna, hvis og når en eksisterer) nemt tjene som et springbræt til at skabe en menneskelig tilstedeværelse på Mars, Venus og andre steder i solsystemet. Med faciliteter på plads til at sørge for tankning, genopfyldning og reparationer ville omkostningerne ved at sende skibe dybere ud i rummet blive reduceret dramatisk.
Endnu et skridt i søgen efter at gøre menneskeheden til en interplanetarisk – og måske endda interstellar – race!
Vi har skrevet mange interessante artikler om terraforming her på Universe Today. Her er Den definitive guide til terraforming , Skal vi terraforme Mars? , Hvordan Terraformer vi Mars? , Hvordan Terraformer vi Venus? , og Studenterteam ønsker at Terraforme Mars ved hjælp af cyanobakterier .
Husk også at tjekke ud Ja, der er vand på månen og Vand på månen blev blæst ind af solvinden .
Vi har også artikler, der udforsker den mere radikale side af terraforming, som f.eks Kunne vi Terraform Jupiter? , Kunne vi Terraforme Solen? , og Kunne vi terraforme et sort hul?
For mere information, kontakt NASA's Månekolonisering – energi og magt og Livet På Månen .
