मंगल के भू-भाग का विचार - उर्फ "अर्थ ट्विन" - एक आकर्षक विचार है। ध्रुवीय बर्फ की टोपियों को पिघलाने के बीच, धीरे-धीरे एक वातावरण का निर्माण, और फिर पर्यावरण को पर्णसमूह, नदियों और पानी के खड़े निकायों के लिए इंजीनियरिंग करना, वहाँ बस किसी के बारे में प्रेरित करने के लिए पर्याप्त है! लेकिन ऐसा प्रयास कब तक चलेगा, इससे हमें क्या फायदा होगा, और क्या यह वास्तव में हमारे समय और ऊर्जा का एक प्रभावी उपयोग है?
पिछले हफ्ते NASA की "प्लैनेटरी साइंस विज़न 2050 वर्कशॉप" में प्रस्तुत किए गए दो प्रश्नपत्रों से इस तरह के प्रश्न पूछे गए थे (27 फरवरी - बुध। मार्च 1)। "द टेराफोर्मिंग टाइमलाइन" शीर्षक से पहला, लाल ग्रह को हरे और हरे रंग में बदलने के लिए एक सार योजना प्रस्तुत करता है। "मार्स टेराफोर्मिंग - द गलत वे" शीर्षक वाला दूसरा, टेराफॉर्मिंग के विचार को पूरी तरह से खारिज करता है और एक विकल्प प्रस्तुत करता है।
पूर्व कागज का निर्माण हारून बर्लिनर ने कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और क्रिस मैकके ने नासा एम्स रिसर्च सेंटर में अंतरिक्ष विज्ञान प्रभाग से किया था। अपने शोधपत्र में, दो शोधकर्ता मंगल ग्रह की टेराफोर्मिंग के लिए एक समयरेखा प्रस्तुत करते हैं जिसमें एक वार्मिंग चरण और एक ऑक्सीजनेशन चरण शामिल होता है, साथ ही साथ सभी आवश्यक कदम जो पूर्ववर्ती और पालन करते हैं।
जैसा कि वे अपने कागज के परिचय में बताते हैं:
“टेराफॉर्मिंग मंगल को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहला चरण -60 डिग्री सेल्सियस के वर्तमान औसत सतह तापमान से पृथ्वी के औसत तापमान + 15 डिग्री सेल्सियस के करीब के ग्रह को गर्म कर रहा है, और मोटे सीओ वायुमंडल को फिर से बना रहा है। यह वार्मिंग चरण अपेक्षाकृत आसान और त्वरित है, और इसमें ~ 100 साल लग सकते हैं। दूसरा चरण वातावरण में O second के स्तर का उत्पादन कर रहा है जो मनुष्यों और अन्य बड़े स्तनधारियों को सामान्य रूप से साँस लेने की अनुमति देगा। यह ऑक्सीजनेशन का चरण अपेक्षाकृत कठिन होता है और इसमें 100,000 साल या उससे अधिक समय लगेगा, जब तक कि कोई तकनीकी सफलता हासिल नहीं करता। ”
इससे पहले कि वे शुरू कर सकते हैं, बर्लिनर और मैकके स्वीकार करते हैं कि कुछ "पूर्व-टेराफोर्मिंग" कदम उठाए जाने की आवश्यकता है। इनमें सतह पर पानी के स्तर, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर और ध्रुवीय क्षेत्रों में बर्फ के रूप में और मंगल ग्रह की मिट्टी में नाइट्रेट की मात्रा निर्धारित करने के लिए मंगल के पर्यावरण की जांच शामिल है। जैसा कि वे बताते हैं, ये सभी मंगल ग्रह पर एक जीवमंडल बनाने की व्यावहारिकता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
अब तक, उपलब्ध साक्ष्य मंगल पर बहुतायत में मौजूद सभी तीन तत्वों की ओर इशारा करते हैं। जबकि अधिकांश मंगल जल वर्तमान में ध्रुवीय क्षेत्रों और ध्रुवीय कैप में बर्फ के रूप में है, वहाँ एक जल चक्र का समर्थन करने के लिए पर्याप्त है - बादलों, बारिश, नदियों और झीलों के साथ पूरा। इस बीच, कुछ अनुमानों का दावा है कि पृथ्वी पर समुद्र के स्तर के दबाव के बराबर वातावरण बनाने के लिए ध्रुवीय क्षेत्रों में बर्फ के रूप में पर्याप्त CO² है।
नाइट्रोजन जीवन की एक मूलभूत आवश्यकता है और एक सांस लेने वाले वातावरण के आवश्यक घटक, और हाल ही के डेटा द्वारा जिज्ञासा रोवर संकेत मिलता है कि मंगल ग्रह पर मिट्टी के द्रव्यमान से नाइट्रेट्स ~ 0.03% है, जो टेराफॉर्मिंग के लिए उत्साहजनक है। इसके ऊपर, वैज्ञानिकों को कुछ नैतिक सवालों से निपटने की आवश्यकता होगी जो कि मंगल ग्रह को कैसे प्रभावित कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान में मंगल पर कोई जीवन है (या जीवन को पुनर्जीवित किया जा सकता है), तो यह मानव उपनिवेशवादियों के लिए एक निर्विवाद नैतिक दुविधा पेश करेगा - खासकर अगर यह जीवन पृथ्वी पर जीवन से संबंधित है। जैसा कि वे बताते हैं:
"यदि मंगल ग्रह का जीवन पृथ्वी के जीवन से संबंधित है - संभवतः उल्कापिंड विनिमय के कारण - तो स्थिति परिचित है, और पृथ्वी के जीवन के अन्य प्रकार क्या हैं और कब संबोधित किए जाने चाहिए के मुद्दे। हालांकि, अगर मंगल ग्रह का जीवन पृथ्वी के जीवन से असंबंधित है और स्पष्ट रूप से जीवन की दूसरी उत्पत्ति का प्रतिनिधित्व करता है, तो महत्वपूर्ण तकनीकी और नैतिक मुद्दे उठाए जाते हैं। ”
चरण एक को तोड़ने के लिए - "द वार्मिंग चरण" - संक्षेप में, लेखक आज हमारे सामने एक मुद्दे को संबोधित करते हैं। अनिवार्य रूप से, हम वायुमंडल में CO “और" सुपर ग्रीनहाउस गैसों "को पेश करके पृथ्वी पर अपनी खुद की जलवायु में परिवर्तन कर रहे हैं, जो प्रति शताब्दी कई डिग्री सेंटीग्रेड की दर से पृथ्वी का औसत तापमान बढ़ा रहा है। और जबकि यह पृथ्वी पर अनजाने में रहा है, मंगल पर इसे पर्यावरण को जानबूझकर गर्म करने के लिए पुन: purposed किया जा सकता है।
"वे कहते हैं कि सुपर ग्रीनहाउस गैस उत्पादन के एक केंद्रित प्रयास के बाद मंगल ग्रह को गर्म करने का समय केवल 100 साल या उससे कम है," वे दावा करते हैं। “यदि मंगल पर सभी सौर घटना को 100% दक्षता के साथ पकड़ा जाना था, तो मंगल ग्रह लगभग 10 वर्षों में पृथ्वी के तापमान को गर्म कर देगा। हालांकि, ग्रीनहाउस प्रभाव की दक्षता लगभग 10% है, इस प्रकार मंगल ग्रह को गर्म होने में लगने वाला समय ~ 10 वर्ष होगा। ”
एक बार जब यह मोटा वातावरण बन जाता है, तो अगले चरण में इसे मनुष्यों के लिए सांस में परिवर्तित करना शामिल होता है - जहां O² का स्तर पृथ्वी पर लगभग 13% समुद्री स्तर के वायु दबाव के बराबर होगा और CO² का स्तर 1% से कम होगा। यह चरण, जिसे "ऑक्सीजनेशन चरण" के रूप में जाना जाता है, काफी लंबा समय लेगा। एक बार फिर, वे यह दिखाने के लिए स्थलीय उदाहरण की ओर मुड़ते हैं कि ऐसी प्रक्रिया कैसे काम कर सकती है।
यहाँ पृथ्वी पर, वे दावा करते हैं, ऑक्सीजन गैस का उच्च स्तर (O and) और CO, का निम्न स्तर प्रकाश संश्लेषण के कारण है। ये अभिक्रियाएँ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को बायोमास में बदलने के लिए सूर्य की ऊर्जा पर निर्भर करती हैं - जो समीकरण H²O + CO² = CH²O + O² द्वारा दर्शायी जाती है। जैसा कि वे बताते हैं, इस प्रक्रिया में 100,000 से 170,000 वर्ष लगेंगे:
“यदि मंगल पर सभी सूर्य के प्रकाश की घटना को 100% दक्षता के साथ लागू किया गया था तो इस रासायनिक परिवर्तन को करने में O to के उच्च स्तर का उत्पादन करने में केवल 17 साल लगेंगे। हालांकि, किसी भी प्रक्रिया की संभावना दक्षता जो H andO और CO bi को बायोमास और O² में बदल सकती है, 100% से बहुत कम है। हमारे पास एकमात्र ऐसी प्रक्रिया है जो वैश्विक स्तर पर CO² और O an को पूरी तरह से बदल सकती है, यह वैश्विक जीव विज्ञान है। पृथ्वी पर उत्पादित बायोमास और O2 को सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने में वैश्विक जीवमंडल की दक्षता 0.01% है। इस प्रकार मंगल पर O² समृद्ध वातावरण के उत्पादन का समय 10,000 x 17 वर्ष, या ~ 170,000 वर्ष है। ”
हालांकि, वे सिंथेटिक जीव विज्ञान और अन्य जैव प्रौद्योगिकी के लिए भत्ते बनाते हैं, जो दावा करते हैं कि दक्षता में वृद्धि कर सकते हैं और टाइमसेल को एक ठोस 100,000 वर्षों तक कम कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, यदि मानव पूरे ग्रह पर प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण (जिसकी तुलनात्मक रूप से उच्च दक्षता 5% है) का उपयोग कर सकता है - यानी पूरे मंगल ग्रह पर पौधे लगाना - तो कुछ शताब्दियों के लिए काल भी कम हो सकता है।
अंत में, वे उन चरणों की रूपरेखा तैयार करते हैं जिन्हें गेंद को लुढ़काने के लिए उठाए जाने की आवश्यकता होती है। इन कदमों में मार्टियन संसाधनों, गणितीय और कंप्यूटर मॉडल का आकलन करने के लिए वर्तमान और भविष्य के रोबोट मिशनों को अपनाना शामिल है जो शामिल प्रक्रियाओं की जांच कर सकता है, मंगल के लिए सिंथेटिक जीव बनाने की पहल, सीमित वातावरण में टेराफोर्मिंग तकनीकों का परीक्षण करने का एक साधन और एक ग्रह समझौता है कि प्रतिबंध और सुरक्षा स्थापित करेगा।
रेड मार्स ट्रिलॉजी के लेखक किम स्टेनली रॉबिन्सन का हवाला देते हुए, (मंगल ग्रह के बारे में विज्ञान कथाओं का मौलिक काम) वे कार्रवाई के लिए एक कॉल जारी करते हैं। यह पता लगाने में कि मंगल के टेराफोर्मिंग की प्रक्रिया में कितना समय लगेगा, वे जोर देते हैं कि हम "अब शुरू हो सकते हैं"।
इसके लिए, वेलेरी याकॉवलेव - एक खगोल भौतिकीविद् और जलविज्ञानी, जो कि खारकोव, यूक्रेन में पानी की गुणवत्ता की प्रयोगशाला है - एक असंतोषजनक दृश्य प्रस्तुत करता है। अपने पेपर में, "मार्स टेराफोर्मिंग - गलत तरीके से", वह लो अर्थ ऑर्बिट में अंतरिक्ष बायोसर्फर्स के निर्माण के लिए मामला बनाता है जो कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण (एक ओ'नील सिलेंडर की तरह) पर भरोसा करेगा जिससे मनुष्य जीवन में आदी हो सके। अंतरिक्ष।
अंतरिक्ष उपनिवेशीकरण की सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक को देखते हुए, यकोवलेव बताते हैं कि चंद्रमा या मंगल जैसे निकायों पर जीवन मानव बसने वालों के लिए कितना खतरनाक हो सकता है। सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण की चपेट में होने के अलावा, उपनिवेशवादियों को काफी कम गुरुत्वाकर्षण से निपटना होगा। चंद्रमा के मामले में, यह लगभग ६.१६५ बार होगा जो कि मनुष्य यहाँ पृथ्वी पर अनुभव करते हैं (उर्फ १ ग्राम), जबकि मंगल पर यह लगभग ०.३ times६ बार होगा।
इसके दीर्घकालिक प्रभावों के बारे में नहीं पता है, लेकिन यह स्पष्ट है कि इसमें मांसपेशियों का अध: पतन और हड्डी का नुकसान शामिल होगा। आगे देखना, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि उन बच्चों के लिए क्या प्रभाव पड़ेगा जो या तो पर्यावरण में पैदा हुए थे। उन तरीकों को संबोधित करते हुए जिन्हें ये कम किया जा सकता है (जिसमें दवा और सेंट्रीफ्यूज शामिल हैं), यकोवलेव बताते हैं कि वे सबसे अधिक अप्रभावी कैसे होंगे:
“दवा के विकास की आशा मांसपेशियों, हड्डियों और पूरे जीव के शारीरिक क्षरण को रद्द नहीं करेगी। सेंट्रीफ्यूज में पुनर्वास जहाज-जीवमंडल के साथ तुलना में कम समीचीन समाधान है जहां अंतरिक्ष गुरुत्वाकर्षण के किसी भी हानिकारक प्रभाव से सामान्य गुरुत्वाकर्षण और सुरक्षा परिसर की पर्याप्त निरंतर नकल प्रदान करना संभव है। यदि अंतरिक्ष अन्वेषण का मार्ग मंगल पर एक उपनिवेश बनाना है और इसके बाद ग्रह को भूनिर्माण करने के लिए बाद में प्रयास किए जाते हैं, तो इससे समय और धन की अनुचित हानि होगी और मानव सभ्यता के ज्ञात जोखिमों में वृद्धि होगी। ”
इसके अलावा, वह अंतरिक्ष में रहने वाले व्यक्तियों के लिए आदर्श वातावरण बनाने की चुनौतियों की ओर इशारा करता है। बस बेहतर वाहन बनाने और आवश्यक संसाधनों की खरीद के साधन विकसित करने से परे, परिवारों के लिए आदर्श अंतरिक्ष वातावरण बनाने की आवश्यकता भी है। अनिवार्य रूप से, इसके लिए आवास के विकास की आवश्यकता होती है जो आकार, स्थिरता और आराम के मामले में इष्टतम हो।
इसके प्रकाश में, यकोलेव प्रस्तुत करता है कि वह मानवता के लिए अब और 2030 के बीच अंतरिक्ष से बाहर निकलने की सबसे अधिक संभावनाएं मानता है। इसमें कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के साथ पहले अंतरिक्ष बायोसेंफर्स का निर्माण शामिल होगा, जो सामग्री के संदर्भ में महत्वपूर्ण विकास को बढ़ावा देगा। प्रौद्योगिकी, लाइफ सपोर्ट-सिस्टम और रोबोटिक सिस्टम और इन्फ्रास्ट्रक्चर को लो अर्थ ऑर्बिट (LEO) में निवास करने और सेवा करने के लिए आवश्यक।
इन आवासों को रोबोट अंतरिक्ष यान के निर्माण के लिए धन्यवाद दिया जा सकता है जो आस-पास के निकायों - जैसे चंद्रमा और निकट-पृथ्वी वस्तुओं (NEO) से संसाधनों की कटाई कर सकते हैं। यह अवधारणा न केवल ग्रहों की सुरक्षा की आवश्यकता को दूर करेगी - अर्थात मंगल के जैवमंडल को दूषित करने (बैक्टीरिया के जीवन की उपस्थिति) की चिंता करता है, यह मानव को धीरे-धीरे अंतरिक्ष के आदी होने की अनुमति भी देगा।
जैसा कि याकोवलेव ने अंतरिक्ष पत्रिका को ईमेल के माध्यम से बताया, अंतरिक्ष निवासों के फायदे को चार बिंदुओं में तोड़ा जा सकता है:
"1। यह सौरमंडल और उसके बाहर, दोनों ब्रह्मांडों के अनंत स्थानों में महारत हासिल करने का एक सार्वभौमिक तरीका है। हमें घरों को स्थापित करने के लिए सतहों की आवश्यकता नहीं है, लेकिन संसाधन जो रोबोट ग्रहों और उपग्रहों से वितरित करेंगे। 2. पृथ्वी के पालने के पास जितना संभव हो सके निवास स्थान बनाने की संभावना एक अलग गुरुत्वाकर्षण के तहत अपरिहार्य शारीरिक गिरावट से बचने की अनुमति देती है। एक सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र बनाना आसान है।
"3। दुनिया और संसाधनों के स्रोतों के बीच स्थानांतरण एक खतरनाक अभियान नहीं होगा, बल्कि एक सामान्य जीवन होगा। क्या नाविकों के लिए उनके परिवारों के बिना यह अच्छा है? 4. वैश्विक तबाही के परिणामस्वरूप मानव जाति की मृत्यु या गिरावट की संभावना काफी कम हो जाती है, क्योंकि ग्रहों के उपनिवेशण में टोही, माल की डिलीवरी, लोगों के शटल परिवहन शामिल हैं - और यह जीवमंडल के निर्माण से बहुत लंबा है चंद्रमा की कक्षा में। डॉ। स्टीफन विलियम हॉकिंग सही हैं, एक व्यक्ति के पास ज्यादा समय नहीं है। ”
और जगह में अंतरिक्ष निवास के साथ, कुछ बहुत महत्वपूर्ण शोध शुरू हो सकते हैं, जिसमें चिकित्सा और जीवविज्ञान अनुसंधान शामिल हैं जो अंतरिक्ष में पैदा होने वाले पहले बच्चों को शामिल करेंगे। यह विश्वसनीय अंतरिक्ष शटल और संसाधन निष्कर्षण प्रौद्योगिकियों के विकास की सुविधा भी प्रदान करेगा, जो अन्य निकायों - जैसे चंद्रमा, मंगल और यहां तक कि एक्सोप्लैनेट्स के निपटान के लिए काम आएगा।
अंततः, याकोलेव को लगता है कि अंतरिक्ष जैव विविधता को भी एक उचित समय सीमा के भीतर पूरा किया जा सकता है - अर्थात 2030 और 2050 के बीच - जो कि टेराफ़ॉर्मिंग के साथ संभव नहीं है। वाणिज्यिक अंतरिक्ष क्षेत्र की बढ़ती उपस्थिति और शक्ति का हवाला देते हुए, यकोलेव ने यह भी माना कि आवश्यक बुनियादी ढाँचा बहुत पहले से ही (या विकास के तहत) है।
"हमने सोचने के बाद +20 साल की जड़ता को पार कर लिया, प्रयोगात्मक जीवमंडल (घड़ियों के साथ अंटार्कटिका में निपटान), 50 वर्षों में कॉस्मॉस में पैदा होने वाले बच्चों की पहली पीढ़ी बढ़ेगी और पृथ्वी कम हो जाएगी, क्योंकि यह प्रवेश करेगी एक पूरे के रूप में किंवदंतियों ... परिणामस्वरूप, भूनिर्माण रद्द कर दिया जाएगा। और बाद के सम्मेलन से कॉस्मॉस की वास्तविक खोज का रास्ता खुल जाएगा। मुझे एलोन रीव मस्क के समान ग्रह पर गर्व है। उनकी मिसाइलें चंद्र कारखानों से पहले बायोस्फीयर के लिए डिजाइन उठाने के लिए उपयोगी होंगी। यह कॉसमॉस को जीतने का एक करीबी और सीधा तरीका है। ”
नासा के वैज्ञानिक और उद्यमी जैसे कि एलोन मस्क और बास लैंडपोर निकट भविष्य में मंगल का उपनिवेश करने की तलाश कर रहे हैं, और एलईओ को विकसित करने वाली अन्य वाणिज्यिक एयरोस्पेस कंपनियों, अंतरिक्ष में मानवता के भविष्य के आकार और आकार का अनुमान लगाना मुश्किल है। शायद हम संयुक्त रूप से एक ऐसे रास्ते पर फैसला करेंगे, जो हमें चंद्रमा, मंगल और उससे आगे ले जाता है। शायद हम अपने सर्वश्रेष्ठ प्रयासों को पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष में निर्देशित देखेंगे।
या शायद हम खुद को एक साथ कई दिशाओं में बंद होते देखेंगे। जबकि कुछ समूह LEO (और बाद में, सौर मंडल में कहीं और) में अंतरिक्ष आवास बनाने की वकालत करेंगे, जो कृत्रिम गुरुत्व और रोबोटिक स्पेसशिप पर निर्भर करते हैं, जो सामग्री के लिए क्षुद्रग्रहों को खनन करते हैं, दूसरों को ग्रह निकायों पर चौकी स्थापित करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे, जिसमें उन्हें मोड़ने का लक्ष्य होगा। "नई पृथ्वी"।
उन दोनों के बीच, हम उम्मीद कर सकते हैं कि मानव इस सदी में "अंतरिक्ष विशेषज्ञता" की एक डिग्री विकसित करना शुरू कर देगा, जो निश्चित रूप से तब काम में आएगा जब हम अन्वेषण और उपनिवेशवाद की सीमाओं को और भी आगे बढ़ाने लगेंगे!
