Kolonizace asteroidů - Colonization of the asteroids

Asteroidy, včetně těch v pásu asteroidů, byly navrženy jako možné místo lidské kolonizace. Mezi hybné síly této snahy kolonizovat asteroidy patří přežití lidstva a ekonomické pobídky spojené s těžbou asteroidů . Proces kolonizace asteroidů má mnoho překážek, které je třeba překonat pro lidské osídlení, včetně přepravní vzdálenosti, nedostatku gravitace, teploty, záření a psychologických problémů.

Hnací síly

Přežití lidstva

Jedním z hlavních argumentů pro kolonizaci asteroidů je zajistit dlouhodobé přežití lidského druhu. V případě existenční hrozby na Zemi, jako je jaderný holocaust a následná jaderná zima nebo výbuch supervulkánu , by kolonie na asteroidu umožnila lidskému druhu pokračovat dál. Michael Griffin, správce NASA v roce 2006, uvedl důležitost kolonizace vesmíru takto:

"... cílem není jen vědecký průzkum ... je to také o rozšíření dosahu lidských stanovišť ze Země do sluneční soustavy, jak jdeme vpřed v čase ... V dlouhodobém horizontu bude druh jedné planety nepřežít ... Pokud my lidé chceme přežít stovky tisíc nebo miliony let, musíme nakonec osídlit jiné planety. “

Dalším argumentem pro kolonizaci je potenciální ekonomický zisk z těžby asteroidů . Asteroidy obsahují značné množství cenných materiálů, včetně vzácných minerálů a drahých kovů , které lze těžit a transportovat zpět na Zemi, kde je prodají. S přibližně stejným množstvím železa, jaké svět vyprodukuje za 100 000 let, je 16 Psyche jedním z takových asteroidů v hodnotě přibližně 10 bilionů dolarů kovového železa a niklu. NASA odhaduje, že v pásu asteroidů je mezi 1,1 a 1,9 milionu asteroidů s průměrem větším než 1 kilometr a miliony menších asteroidů. Přibližně 8% těchto asteroidů má podobné složení jako 16 Psyche. Jedna společnost, Planetary Resources, se již zaměřuje na vývoj technologií s cílem využít je k těžbě asteroidů. Planetary Resources odhaduje, že asi 30 metrů dlouhé asteroidy obsahují platinu v hodnotě 25 až 50 miliard dolarů.

Přeprava

Hlavní výzvou transportu k pásu asteroidů je vzdálenost od Země, 204,43 milionu mil. Vysílání lidí na Mars , který je 57,6 milionu km (35,8 milionu mil) od Země, je podobně náročné. Cesta na Mars trvala 253 dní na základě mise roveru na Marsu . Rusko, Čína a Evropská vesmírná agentura provedly v letech 2007 až 2011 experiment s názvem MARS-500 , jehož cílem bylo změřit fyzická a psychická omezení kosmického letu s posádkou. Experiment dospěl k závěru, že 18 měsíců samoty bylo limitem pro vesmírnou misi s posádkou. Při současné technologii by cesta k pásu asteroidů byla delší než 18 měsíců, což naznačuje, že mise s posádkou může přesahovat naše současné technologické možnosti.

Přistání

Seznam menších planet navštívených kosmickými loděmi

Asteroidy nejsou dostatečně velké, aby produkovaly značnou gravitaci, což ztěžuje přistání kosmické lodi. Lidé ještě musí přistát kosmickou loď na asteroidu v pásu asteroidů, ale dočasně přistáli na několika asteroidech, z nichž první v roce 2001 byl 433_Eros , NEA ze skupiny Amor, nedávno 162173 Ryugu , další NEA z Skupina Apollo. Byla to součást mise Hayabusa2 , kterou provedla Japonská vesmírná agentura . Přistání bylo umožněno použitím čtyř solárních iontových trysek a čtyř reakčních kol pro pohon. Tato technologie umožňovala řízení orientace a oběžnou dráhu kosmické lodi, která ji vedla k přistání na Ryugu. Tyto technologie mohou být použity k dokončení úspěšného podobného přistání v pásu asteroidů.

Výzvy pro lidské osídlení

Gravitace

Nedostatek gravitace má mnoho nepříznivých účinků na biologii člověka. Přechod gravitačních polí má potenciál ovlivnit prostorovou orientaci , koordinaci, rovnováhu, pohyb a vyvolat pohybovou nemoc . Asteroidy bez umělé gravitace nemají ve srovnání se Zemí relativně žádnou gravitaci. Bez působení gravitace na lidské tělo kosti ztrácejí minerály a hustota kostí klesá měsíčně o 1%. Pro srovnání, míra úbytku kostní hmoty u starších osob se pohybuje mezi 1-1,5% ročně. Vylučování vápníku z kostí ve vesmíru také vystavuje osoby s nízkou gravitací vyššímu riziku vzniku ledvinových kamenů . Nedostatek gravitace navíc způsobuje posun tekutin v těle směrem k hlavě, což může způsobit tlak v hlavě a problémy se zrakem.

Celková fyzická zdatnost má také tendenci se snižovat a správná výživa se stává mnohem důležitější. Bez gravitace se svaly zapojují méně a celkový pohyb je snazší. Bez záměrného tréninku se svalová hmota, kardiovaskulární kondice a vytrvalost sníží.

Umělá gravitace

Umělá gravitace nabízí řešení nepříznivých účinků nulové gravitace na lidské tělo. Jeden návrh na implementaci umělé gravitace na asteroidech, zkoumaný ve studii provedené vědci z Vídeňské univerzity, zahrnuje vyhloubení a otočení nebeského tělesa . Kolonisté by pak žili v asteroidu a odstředivá síla by simulovala gravitaci Země. Vědci zjistili, že i když může být nejasné, zda by asteroidy byly dostatečně silné, aby udržely potřebnou rychlost odstřeďování, nemohli takový projekt vyloučit, pokud by rozměry a složení asteroidu byly na přijatelných úrovních.

V současné době neexistují žádné praktické rozsáhlé aplikace umělé gravitace pro vesmírné lety nebo kolonizační úsilí kvůli problémům s velikostí a náklady. Řada výzkumných laboratoří a organizací však provedla řadu testů využívajících lidské centrifugy ke studiu účinků prodloužené trvalé nebo přerušované umělé gravitace na tělo ve snaze určit proveditelnost pro budoucí mise, jako je dlouhodobý vesmírný let a kolonizace vesmíru . Výzkumný tým z University of Colorado Boulder zjistil, že byli schopni zajistit, aby se všichni účastníci jejich studie cítili pohodlně při přibližně 17 otáčkách za minutu v lidské odstředivce, bez pohybové nemoci, která má tendenci sužovat většinu zkoušek malých aplikací umělá gravitace. To nabízí alternativní metodu, která může být proveditelnější s ohledem na výrazně snížené náklady ve srovnání s většími strukturami.

Teplota

Většina asteroidů se nachází v pásu asteroidů , mezi Marsem a Jupiterem . Jedná se o chladný region s teplotami od -73 stupňů Celsia do -103 stupňů. Lidský život bude vyžadovat stálý zdroj energie pro teplo.

Záření

Ve vesmíru vytvářejí kosmické paprsky a sluneční erupce smrtící radiační prostředí. Kosmické záření má potenciál zvýšit riziko srdečních chorob , rakoviny , poruchy centrálního nervového systému a akutního radiačního syndromu . Na Zemi jsme chráněni magnetickým polem a naší atmosférou , ale asteroidům tato obrana chybí.

Jednou z možností obrany proti tomuto záření je život uvnitř asteroidu. Odhaduje se, že lidé by byli dostatečně chráněni před zářením hloubením 100 metrů hluboko do asteroidu. Složení asteroidů však představuje pro toto řešení problém. Mnoho asteroidů jsou volně uspořádané suťové hromady s velmi malou strukturální integritou .

Psychologie

Cestování vesmírem má obrovský dopad na lidskou psychologii, včetně změn struktury mozku, nervové propojenosti a chování.

Kosmické záření má schopnost zasáhnout mozek a bylo rozsáhle studováno na krysách a myších. Tyto studie ukazují, že zvířata trpí snížením prostorové paměti , nervové propojenosti a paměti. Navíc u zvířat narůstala úzkost a strach.

Izolace prostoru a potíže se spánkem v prostředí také přispívají k psychologickým dopadům. Obtížnost mluvit s těmi na Zemi může přispět k osamělosti, úzkosti a depresi . Ruská studie simulovala psychologické dopady prodlouženého cestování vesmírem. Šest zdravých mužů z různých zemí, ale s podobným vzděláním jako astronauti, žilo v uzavřeném modulu v letech 2010-11 520 dní. Členové průzkumu uvedli příznaky mírné deprese, abnormálních spánkových cyklů, nespavosti a fyzického vyčerpání.

Kromě toho NASA hlásí, že mise v celosvětovém měřítku skončila nebo byl zastaven kvůli duševní problémů. Některé z těchto problémů zahrnují sdílené mentální bludy, deprese a zoufalství z neúspěšných experimentů.

U mnoha astronautů však může mít cestování do vesmíru ve skutečnosti pozitivní duševní dopad. Mnoho astronautů hlásí nárůst ocenění pro planetu, účel a spiritualitu . Vyplývá to hlavně z pohledu Země z vesmíru.

Viz také

Reference

  1. ^ a b c d e Allison, Peter Ray. „Jak bychom mohli přežít na asteroidu“ . bbc.com . Získaný 8. listopadu 2019 .
  2. ^ Kaku, Michio (2018). Budoucnost lidstva: terraformování Marsu, mezihvězdné cestování, nesmrtelnost a náš osud mimo Zemi (první vydání). New York. ISBN 9780385542760. OCLC  1013774445 .
  3. ^ „Griffin NASA:„ Lidé budou kolonizovat sluneční soustavu . 25. září 2005. ISSN  0190-8286 . Získaný 8. listopadu 2019 .
  4. ^ Parnell, Brid-Aine. „NASA dosáhne jedinečného kovového asteroidu v hodnotě 10 000 kvadrilionů o čtyři roky dříve“ . Forbes . Citováno 9. listopadu 2019 .
  5. ^ „Co jsou to asteroidy?“ . phys.org . Citováno 9. listopadu 2019 .
  6. ^ "V hloubce | Asteroidy" . Průzkum sluneční soustavy NASA . Citováno 9. listopadu 2019 .
  7. ^ „Techničtí miliardáři financují zlatou horečku na těžbu asteroidů“ . Reuters . 24. dubna 2012 . Citováno 9. listopadu 2019 .
  8. ^ a b Williams, Matt (10. srpna 2016). „Jak dlouho trvá, než se dostanete k pásu asteroidů?“ . Vesmír dnes . Získaný 8. listopadu 2019 .
  9. ^ a b mars.nasa.gov. „Blízký přístup k Marsu | Mars na naší noční obloze“ . Program NASA pro průzkum Marsu . Získaný 8. listopadu 2019 .
  10. ^ a b „Dlouhodobé cestování vesmírem“ . iop.org . Získaný 8. listopadu 2019 .
  11. ^ „Co nám řekl asteroid Ryugu | EarthSky.org“ . earthsky.org . Získaný 8. listopadu 2019 .
  12. ^ a b c "V hloubce | Hayabusa 2" . Průzkum sluneční soustavy NASA . Získaný 8. listopadu 2019 .
  13. ^ a b c d e f Perez, Jason (30. března 2016). „Lidské tělo ve vesmíru“ . NASA . Získaný 8. listopadu 2019 .
  14. ^ "Podle čísel | Ceres" . Průzkum sluneční soustavy NASA . Získaný 8. listopadu 2019 .
  15. ^ Maindl, Thomas I .; Miksch, Roman; Loibnegger, Birgit (2019). „Stabilita rotujícího asteroidu umístěného na vesmírné stanici“ . Hranice v astronomii a vesmírných vědách . 6 : 37. arXiv : 1812.10436 . Bibcode : 2019FrASS ... 6 ... 37 mil . doi : 10,3389/fspas.2019.00037 . ISSN  2296-987X .
  16. ^ Feltman, Rachel (3. května 2013). „Proč nemáme umělou gravitaci?“ . Populární mechanika . Získaný 8. listopadu 2019 .
  17. ^ Clément, Gilles (24. listopadu 2017). „Mezinárodní plán výzkumu umělé gravitace“ . Mikrogravitace NPJ . 3 (1): 29. doi : 10,1038/s41526-017-0034-8 . ISSN  2373-8065 . PMC  5701204 . PMID  29184903 .
  18. ^ „Umělá gravitace - bez pohybové nemoci“ . UK Boulder dnes . 2. července 2019 . Získaný 8. listopadu 2019 .
  19. ^ „Co je to pás asteroidů?“ . phys.org . Získaný 8. listopadu 2019 .
  20. ^ a b Globus, Al. „Základy vesmírného osídlení“ . NASA . Archivováno od originálu 5. listopadu 2009.
  21. ^ a b c d e Boland, Stephanie. „Toto je váš mozek na Marsu: co cestování do vesmíru dělá s naší psychologií“ . Získaný 8. listopadu 2019 .
  22. ^ a b c d e „Mise na Mars“ . apa.org . Získaný 8. listopadu 2019 .
  23. ^ a b Morris, Nathaniel P. „Duševní zdraví ve vesmíru“ . Scientific American Blog Network . Získaný 8. listopadu 2019 .
  24. ^ Goldhill, Olivie. „Astronauti hlásí„ přehledový efekt “z úžasu cestování vesmírem - a můžete jej replikovat i zde na Zemi“ . Křemen . Získaný 8. listopadu 2019 .