استعمار النظام الشمسي الداخلي

أخبرنا الخيال العلمي مرارًا وتكرارًا ، أننا ننتمي إلى هناك ، بين النجوم. ولكن قبل أن نتمكن من بناء تلك الإمبراطورية المجرية الشاسعة ، علينا أن نتعلم كيف نبقى على قيد الحياة في الفضاء. لحسن الحظ ، نحن نعيش في نظام شمسي به عوالم عديدة ، كبيرة وصغيرة يمكننا استخدامها لنصبح حضارة ترتاد الفضاء.

هذا نصف مقال ملحمي من جزأين أقوم به مع إسحاق آرثر ، الذي يديرها قناة يوتيوب مذهلة تدور حول المستقبل ، غالبًا عن استكشاف واستعمار الفضاء. تأكد من الاشتراك في قناته.

تتناول هذه المقالة استعمار النظام الشمسي الداخلي ، من كوكب عطارد الصغير ، أصغر كوكب ، إلى المريخ ، محط اهتمام كبير من قبل إيلون ماسك وسبيس إكس. في المقال الآخر ، سيتحدث إسحاق عما سيتطلبه الأمر استعمار النظام الشمسي الخارجي ، وتسخير ثرواتها الجليدية. يمكنك قراءة هاتين المادتين بالترتيبين ، فقط اقرأهما كليهما.

في الوقت الذي أكتب فيه هذا ، كانت جهود استعمار البشرية للنظام الشمسي على الأرض تمامًا. لقد استغلنا كل جزء من الكوكب ، من القطب الجنوبي إلى الشمال ، من القارات الضخمة إلى أصغر الجزر. هناك أماكن قليلة لم نستعمرها بالكامل بعد ، وسنصل إلى ذلك.

ولكن عندما يتعلق الأمر بالفضاء ، فقد اتخذنا فقط أقصر الخطوات وأكثرها ترددًا. كان هناك عدد قليل من المحطات الفضائية المأهولة مؤقتًا ، مثل محطات Mir و Skylab و Tiangong الصينية.

استعمارنا الأول والوحيد للفضاء هو محطة الفضاء الدولية ، التي بُنيت بالتعاون مع وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الروسية ودول أخرى. لقد كانت مأهولة بالسكان بشكل دائم منذ 2 نوفمبر 2000. وغني عن القول ، لقد قطعنا عملنا من أجلنا.

استغرقت رائدة فضاء ناسا تريسي كالدويل دايسون ، وهي مهندسة طيران في البعثة 24 في عام 2010 ، لحظة خلال مهمتها في المحطة الفضائية للاستمتاع بمنظر لا مثيل له للمنزل من خلال نافذة في قبة محطة الفضاء الدولية ، الجزء اللامع باللونين الأزرق والأبيض من الأرض يتوهج ضد سواد الفضاء. ائتمانات: ناسا

قبل أن نتحدث عن الأماكن والطرق التي يمكن للبشر من خلالها استعمار بقية النظام الشمسي ، من المهم التحدث عما يتطلبه الأمر للانتقال من مكان إلى آخر.

فقط للانتقال من سطح الأرض إلى مدار حول كوكبنا ، عليك أن تسير بسرعة 10 كم / ثانية بشكل جانبي. هذا هو المدار ، والطريقة الوحيدة التي يمكننا القيام بها اليوم هي باستخدام الصواريخ. بمجرد دخولك إلى المدار الأرضي المنخفض ، أو المدار الأرضي المنخفض ، يمكنك استخدام المزيد من الوقود الدافع للوصول إلى عوالم أخرى.

إذا كنت ترغب في السفر إلى المريخ ، فستحتاج إلى سرعة إضافية تبلغ 3.6 كم / ثانية للهروب من الجاذبية الأرضية والسفر إلى الكوكب الأحمر. إذا كنت تريد الذهاب إلى عطارد ، فستحتاج إلى 5.5 كم / ثانية أخرى.

وإذا أردت الهروب من النظام الشمسي تمامًا ، فستحتاج إلى 8.8 كم / ثانية أخرى. نريد دائمًا صاروخًا أكبر.

الطريقة الأكثر فعالية للانتقال من عالم إلى آخر هي عبر Hohmann Transfer. هذا هو المكان الذي ترفع فيه مدارك وتنجرف إلى الخارج حتى تقطع مسارات مع وجهتك. ثم عليك أن تبطئ ، بطريقة ما ، لتذهب إلى المدار.

سيكون أحد أهدافنا الأساسية لاستكشاف واستعمار النظام الشمسي هو جمع الموارد التي ستجعل الاستعمار والسفر في المستقبل أسهل. نحن بحاجة إلى الماء للشرب ، وتقسيمه حتى يتنفس الأكسجين. يمكننا أيضًا تحويل هذا الماء إلى وقود للصواريخ. لسوء الحظ ، في النظام الشمسي الداخلي ، يعد الماء موردًا صعبًا للحصول عليه وسيكون ذا قيمة عالية.

نحن بحاجة إلى أرضية صلبة. لبناء قواعدنا ، وللتعدين على مواردنا ، ولزراعة طعامنا ، ولحمايتنا من مخاطر الإشعاع الفضائي. كلما زادت الجاذبية التي نحصل عليها ، كان ذلك أفضل ، لأن الجاذبية المنخفضة تلين عظامنا ، وتضعف عضلاتنا ، وتؤذينا بطرق لا نفهمها تمامًا.

سيكون لكل عالم ومكان نستعمره مزايا وعيوب. لنكن صادقين ، الأرض هي أفضل مكان في المجموعة الشمسية ، فهي تحتوي على كل ما يمكن أن نريده ونحتاجه. سيكون من الصعب استعمار كل مكان آخر وتحقيق الاكتفاء الذاتي.

ومع ذلك ، لدينا ميزة واحدة كبيرة. الأرض لا تزال هنا ، يمكننا العودة متى شئنا. ستظل الاكتشافات التي تم إجراؤها على كوكبنا الأصلي مفيدة للبشرية في الفضاء من خلال الاتصالات وحتى الطباعة ثلاثية الأبعاد. بمجرد أن يصبح التصنيع متطورًا بدرجة كافية ، فإن اكتشافًا يتم إجراؤه في عالم واحد يمكن أن ينتج بشكل جماعي نصف نظام شمسي بعيدًا عن المكونات الخام المناسبة.

سنتعلم كيف نصنع ما نحتاجه ، أينما كنا ، وكيف ننقله من مكان إلى آخر ، تمامًا كما فعلنا دائمًا.

عطارد ، كما صورته مركبة الفضاء ميسنجر ، يكشف عن أجزاء من لم ترها عيون الإنسان. حقوق الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد كارنيجي بواشنطن

عطارد هو أقرب كوكب من الشمس ، ومن أصعب الأماكن التي قد نحاول استعمارها. نظرًا لقربها الشديد من الشمس ، فإنها تتلقى كمية هائلة من الطاقة. خلال النهار ، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 427 درجة مئوية ، ولكن بدون غلاف جوي لاحتجاز الحرارة ، تنخفض درجات الحرارة ليلاً إلى -173 درجة مئوية ، ولا يوجد غلاف جوي أساسًا ، و 38٪ من جاذبية الأرض ، ويوم شمسي واحد على عطارد يستمر 176 أيام الأرض.

مع ذلك ، يمتلك عطارد بعض المزايا. يبلغ متوسط ​​كثافتها ارتفاعًا تقريبًا مثل الأرض ، ولكن نظرًا لصغر حجمها ، فهذا يعني في الواقع أنها تحتوي على نسبة أعلى من المعدن مقارنة بالأرض. سيكون الزئبق غنيًا بشكل لا يصدق بالمعادن والمعادن التي سيحتاجها المستعمرون في المستقبل عبر النظام الشمسي.

مع الجاذبية المنخفضة وعدم وجود غلاف جوي ، سيكون من الأسهل بكثير نقل هذه المواد إلى المدار ونقلها إلى عوالم أخرى.

لكن مع الظروف القاسية على هذا الكوكب ، كيف يمكننا العيش هناك؟ على الرغم من أن سطح عطارد إما حارق أو متجمد ، إلا أن مركبة الفضاء ميسنجر التابعة لوكالة ناسا اكتشفت مناطق من الكوكب في ظل أبدي بالقرب من القطبين. في الواقع ، يبدو أن هذه المناطق بها جليد مائي ، وهو أمر مذهل لأي مكان قريب من الشمس.

صور المنطقة القطبية الشمالية لعطارد ، مقدمة من MESSENGER. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

يمكنك أن تتخيل الموائل المستقبلية متجمعة في تلك الفوهات ، تسحب الطاقة الشمسية من فوق حافة الفوهة مباشرة ، باستخدام خزانات جليد الماء للهواء والوقود والماء.

يمكن للروبوتات الشمسية عالية الطاقة أن تمسح سطح عطارد وتجمع المعادن النادرة والمعادن الأخرى لإرسالها إلى العالم. نظرًا لأنه يغمره الرياح الشمسية ، سيكون لدى عطارد رواسب كبيرة من الهليوم 3 ، وهو أمر مفيد لمفاعلات الاندماج المستقبلية.

بمرور الوقت ، ستجد المزيد والمزيد من المواد الخام لعطارد طريقها إلى المستعمرات المتعطشة للموارد المنتشرة عبر النظام الشمسي.

يبدو أيضًا أن هناك أنابيب حمم منتشرة عبر عطارد ، أجوف منحوتة بواسطة تدفقات الحمم البركانية منذ ملايين السنين. مع العمل ، يمكن تحويل هذه إلى موائل آمنة تحت الأرض ، محمية من الإشعاع ودرجات الحرارة المرتفعة والفراغ الصلب على السطح.

مع قدرة هندسية كافية ، سيكون المستعمرون المستقبليون قادرين على إنشاء موائل على السطح ، أينما يريدون ، باستخدام درع حراري على شكل عيش الغراب لحماية مستعمرة مبنية على ركائز متينة لإبقائها بعيدة عن السطح المعرض للشمس.

عطارد أصغر من المريخ ، لكنه أكثر كثافة بدرجة كبيرة ، لذا فهو يمتلك نفس الجاذبية ، 38٪ من جاذبية الأرض. الآن قد يتبين أن هذا لا بأس به ، لكن إذا احتجنا إلى المزيد ، فلدينا خيار استخدام قوة الطرد المركزي لزيادتها. يمكن للمحطات الفضائية أن تولد جاذبية اصطناعية عن طريق الدوران ، ولكن يمكنك الجمع بين الجاذبية العادية والجاذبية الدورانية لتكوين مجال أقوى من أي منهما.

لذلك يمكن أن تحتوي ساق موطن الفطر لدينا على قسم داخلي دوار بجاذبية أعلى لمن يعيشون بداخله. تحصل على مرآة كبيرة فوقها ، تحميك من الإشعاع الشمسي والحرارة ، لديك ركائز متينة تثبتها عن الأرض ، مثل الجذور ، تقلل من انتقال الحرارة من المناطق الأكثر دفئًا من الأرض خارج الدرع ، وإذا كنت بحاجة إليها فلديك قسم الغزل داخل القصبة. موطن عيش الغراب.

كوكب الزهرة كما صورته مركبة بايونير الفضائية عام 1978. Credit: NASA / JPL / Caltech

كوكب الزهرة هو الكوكب الثاني في المجموعة الشمسية ، وهو التوأم الشرير للأرض. على الرغم من أن له نفس الحجم والكتلة والجاذبية السطحية لكوكبنا تقريبًا ، إلا أنه قريب جدًا من الشمس. يعمل الغلاف الجوي السميك مثل البطانية ، حيث يحبس الحرارة الشديدة ، ويدفع درجات الحرارة على السطح إلى 462 درجة مئوية.

تبلغ درجة حرارة كل مكان على هذا الكوكب 462 درجة مئوية ، لذلك لا يوجد مكان للذهاب إليه فهو أكثر برودة. يبلغ سمك الغلاف الجوي لثاني أكسيد الكربون النقي 90 مرة أكثر من الأرض ، وهو ما يعادل كيلومترًا واحدًا تحت المحيط على الأرض.

في البداية ، يتحدى استعمار سطح كوكب الزهرة قدرتنا. كيف تنجو وتبقى باردا في جو سام كثيف ، حار بدرجة كافية لإذابة الرصاص؟ أنت تتخطى ذلك.

واحدة من أكثر الصفات المدهشة لكوكب الزهرة هي أنه إذا وصلت إلى الغلاف الجوي العالي ، على ارتفاع حوالي 52.5 كيلومترًا ، فإن ضغط الهواء ودرجة الحرارة يشبهان الأرض. بافتراض أنه يمكنك تجاوز السحب السامة لحمض الكبريتيك ، يمكنك المشي خارج مستعمرة عائمة بملابس عادية ، بدون بدلة ضغط. ومع ذلك ، ستحتاج إلى مصدر للهواء القابل للتنفس.

والأفضل من ذلك ، أن الهواء القابل للتنفس هو غاز رفع في قمم السحابة لكوكب الزهرة. يمكنك أن تتخيل مستعمرة مستقبلية ، مليئة بالهواء القابل للتنفس ، تطفو حول كوكب الزهرة. نظرًا لأن الجاذبية على كوكب الزهرة هي تقريبًا مثل الأرض ، فلن يعاني البشر من أي من الآثار الجانبية للجاذبية الصغرى. في الواقع ، قد يكون المكان الوحيد في النظام الشمسي بأكمله بخلاف الأرض حيث لا نحتاج إلى حساب الجاذبية المنخفضة.

مفهوم الفنان عن مدينة سحابة كوكب الزهرة - نتيجة مستقبلية محتملة لخطة المفهوم التشغيلي للزهرة المرتفعة (HAVOC). الائتمان: مختبر المفاهيم المتقدمة في مركز أبحاث ناسا لانغلي

اليوم على كوكب الزهرة طويل بشكل لا يصدق ، 243 يومًا أرضيًا ، لذلك إذا بقيت في نفس المكان طوال الوقت ، فسيكون الضوء لمدة أربعة أشهر ثم مظلمًا لمدة أربعة أشهر. ليست مثالية للطاقة الشمسية للوهلة الأولى ، لكن كوكب الزهرة يدور ببطء شديد لدرجة أنه حتى عند خط الاستواء يمكنك البقاء قبل غروب الشمس في نزهة سريعة.

لذلك ، إذا كان لديك مستعمرات عائمة ، فلن يتطلب الأمر سوى القليل من الجهد للبقاء باستمرار على الجانب المضيء أو الجانب المظلم أو بالقرب من منطقة الشفق الخاصة بالفاصل. أنت تعيش بشكل أساسي داخل منطاد ، لذلك قد يكون متحركًا أيضًا. وفي جانب النهار ، لن يستغرق الأمر سوى بضعة ألواح شمسية وبعض المراوح للبقاء في المقدمة. ونظرًا لقربها الشديد من الشمس ، فهناك الكثير من الطاقة الشمسية. ماذا تستطيع أن تفعل به؟

من المحتمل أن يكون الغلاف الجوي نفسه بمثابة مصدر للمواد الخام. الكربون هو أساس كل أشكال الحياة على الأرض. سنحتاجه للطعام ومواد البناء في الفضاء. يمكن للمصانع العائمة معالجة الغلاف الجوي السميك لكوكب الزهرة لاستخراج الكربون والأكسجين وعناصر أخرى.

يمكن إنزال الروبوتات المقاومة للحرارة إلى السطح لتجميع المعادن ثم استعادتها قبل طهيها حتى الموت.

كوكب الزهرة له جاذبية عالية ، لذا فإن إطلاق الصواريخ إلى الفضاء بعيدًا عن بئر جاذبية كوكب الزهرة سيكون مكلفًا.

على مدى فترات زمنية أطول ، قد يقوم المستعمرون المستقبليون ببناء ظلال شمسية كبيرة لحماية أنفسهم من الحرارة الحارقة ، وفي النهاية ، حتى يبدأوا في تبريد الكوكب نفسه.

الأرض كما شوهدت في 6 يوليو 2015 من مسافة مليون ميل بواسطة كاميرا علمية تابعة لوكالة ناسا على متن مركبة الفضاء لمرصد المناخ في الفضاء السحيق. ائتمانات: ناسا

الكوكب التالي من الشمس هو الأرض ، أفضل كوكب في المجموعة الشمسية. تتمثل إحدى أكبر مزايا جهودنا الاستعمارية في إخراج الصناعات الثقيلة من كوكبنا إلى الفضاء. لماذا تلوث غلافنا الجوي وأنهارنا عندما يكون هناك مساحة أكبر بكثير ... في الفضاء.

بمرور الوقت ، سيحدث المزيد والمزيد من عمليات جمع الموارد خارج العالم ، مع توليد الطاقة المدارية ، وتعدين الكويكبات ، وتصنيع الجاذبية الصفرية. تعني الجاذبية الهائلة للأرض أنه من الأفضل إنزال المواد إلى الأرض ، وليس حملها إلى الفضاء.

ومع ذلك ، فإن الجاذبية الطبيعية والغلاف الجوي وصناعة الأرض الراسخة ستسمح لنا بتصنيع سلع ذات تقنية عالية أخف وزناً والتي سيحتاجها باقي النظام الشمسي لجهودهم الاستعمارية.

لكننا لم نستعمر الأرض نفسها بالكامل. على الرغم من انتشارنا عبر اليابسة ، إلا أننا لا نعرف سوى القليل جدًا عن أعماق المحيطات. سوف تساعدنا المستعمرات المستقبلية تحت المحيطات في معرفة المزيد عن مستعمرات الاكتفاء الذاتي في البيئات القاسية. ستكون المحيطات على الأرض مشابهة للمحيطات في أوروبا أو إنسيلادوس ، والدروس التي نتعلمها هنا ستعلمنا كيف نعيش هناك.

عندما نعود إلى الفضاء ، سنحتل المنطقة المحيطة بكوكبنا. سننشئ مستعمرات مدارية أكبر في المدار الأرضي المنخفض ، بناءً على دروسنا من محطة الفضاء الدولية.

واحدة من أكبر الخطوات التي نحتاج إلى اتخاذها هي فهم كيفية التغلب على الآثار المنهكة للجاذبية الصغرى: العظام اللينة والعضلات الضعيفة وغير ذلك. نحن بحاجة إلى إتقان التقنيات لتوليد الجاذبية الاصطناعية حيث لا توجد.

مفهوم محطة عام 1969. كان من المقرر أن تدور المحطة على محورها المركزي لإنتاج جاذبية اصطناعية. خلقت غالبية مفاهيم محطات الفضاء المبكرة الجاذبية الاصطناعية بطريقة أو بأخرى من أجل محاكاة بيئة أكثر طبيعية أو مألوفة لصحة رواد الفضاء. الائتمان: ناسا

أفضل تقنية لدينا هي تدوير المركبة الفضائية لتوليد الجاذبية الاصطناعية. تمامًا كما رأينا في عام 2001 ، و The Martian ، من خلال تدوير كل مركبة فضائية أو جزء منها ، يمكنك توليد قوة طرد مركزي خارجية تحاكي تسارع الجاذبية. كلما كان نصف قطر المحطة الفضائية أكبر ، كلما كان الدوران أكثر راحة وطبيعية.

يحافظ المدار الأرضي المنخفض أيضًا على محطة فضائية داخل الغلاف المغناطيسي الواقي للأرض ، مما يحد من كمية الإشعاع الضار الذي سيواجهه المستعمرون في الفضاء في المستقبل.

المدارات الأخرى مفيدة أيضًا ، بما في ذلك المدار الثابت بالنسبة للأرض ، الذي يقع على ارتفاع حوالي 36000 كيلومتر فوق سطح الأرض. هنا تدور المركبة الفضائية حول الأرض بنفس معدل دوران الأرض تمامًا ، مما يعني أن المحطات تظهر في مواضع ثابتة فوق كوكبنا ، وهي مفيدة للاتصال.

المدار الثابت بالنسبة للأرض أعلى في بئر الجاذبية الأرضية ، مما يعني أن هذه المحطات ستعمل بنقاط قفز منخفضة السرعة للوصول إلى أماكن أخرى في النظام الشمسي. إنها أيضًا خارج مقاومة الغلاف الجوي للأرض ، ولا تتطلب أي تعزيز مداري لإبقائها في مكانها.

من خلال إتقان المستعمرات المدارية حول الأرض ، سنطور تقنيات للبقاء في الفضاء السحيق ، في أي مكان في النظام الشمسي. ستعمل نفس التقنية العامة في أي مكان ، سواء كنا في مدار حول القمر أو خارج بلوتو.

عندما تكون التكنولوجيا متقدمة بما فيه الكفاية ، قد نتعلم بناء مصاعد فضائية لنقل المواد بشكل جيد إلى أسفل من جاذبية الأرض. يمكننا أيضًا بناء حلقات الإطلاق ، والمدافع الكهرومغناطيسية التي تطلق المواد في الفضاء. ستكون أنظمة الإطلاق هذه قادرة أيضًا على توفير الإمدادات العلوية في مسارات النقل من عالم إلى آخر عبر النظام الشمسي.

يمنحنا مدار الأرض ، بالقرب من عالم المنزل ، المكان المثالي لتطوير التقنيات التي نحتاجها لتصبح حضارة حقيقية في الفضاء. ليس هذا فقط ، ولكن لدينا القمر.

جمع العينات على سطح القمر. يظهر رائد فضاء أبولو 16 تشارلز إم ديوك جونيور وهو يجمع العينات مع المركبة القمرية المتجولة في الخلفية اليسرى. الصورة: ناسا

القمر ، بالطبع ، هو القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض ، والذي يدور حولنا على مسافة متوسطة تبلغ حوالي 400000 كيلومتر. ما يقرب من عشر مرات أبعد من المدار الثابت بالنسبة للأرض.

يأخذ القمر قدرًا مذهلاً من السرعة للوصول إليه من مدار أرضي منخفض. إنه قريب ، لكن الوصول إليه مكلف ، فحوى الحديث.

لكن حقيقة قربه من القمر تجعله مكانًا مثاليًا للاستعمار. إنه قريب من الأرض ، لكنه ليس الأرض. إنها خالية من الهواء ، مغمورة في إشعاع ضار ولها جاذبية منخفضة للغاية. إنه المكان الذي ستتعلم فيه البشرية البقاء على قيد الحياة في بيئة الفضاء القاسية.

لكن لا يزال لديها بعض الموارد التي يمكننا استغلالها. يمكن استخدام الثرى القمري ، السطح الصخري المسحوق للقمر ، كخرسانة لصنع الهياكل. حددت المركبة الفضائية رواسب كبيرة من الماء في أقطاب القمر ، في فوهاته المظللة بشكل دائم. كما هو الحال مع عطارد ، هذه من شأنها أن تجعل المواقع المثالية للمستعمرات.

هنا ، يبدأ طاقم استكشاف السطح التحقيق في نفق حمم صغير نموذجي ، لتحديد ما إذا كان يمكن أن يكون بمثابة مأوى طبيعي لوحدات السكن في قاعدة قمرية. الائتمان: مركز جونسون للفضاء التابع لوكالة ناسا

التقطت مركبتنا الفضائية أيضًا صورًا لفتحات لأنابيب الحمم البركانية الموجودة على سطح القمر. يمكن أن يكون بعضها عملاقًا ، حتى يصل ارتفاعه إلى كيلومترات. يمكنك وضع مدن ضخمة داخل بعض أنابيب الحمم البركانية هذه ، مع توفير مساحة كافية.

تمطر الهليوم -3 المنبعث من الشمس على سطح القمر ، تترسب بواسطة الرياح الشمسية ، والتي يمكن استخراجها من السطح وتوفر مصدرًا للوقود لمفاعلات الاندماج القمري. يمكن تصدير هذه الوفرة من الهيليوم إلى أماكن أخرى في النظام الشمسي.

الجانب البعيد من القمر مظلل بشكل دائم من إشارات الراديو الأرضية ، وسيكون موقعًا مثاليًا لمرصد راديو عملاق. يمكن بناء تلسكوبات ذات حجم هائل في الجاذبية القمرية الأقل بكثير.

تحدثنا بإيجاز عن مصعد فضائي قائم على الأرض ، لكن المصعد على سطح القمر أكثر منطقية. مع انخفاض الجاذبية ، يمكنك رفع المواد عن السطح إلى مدار القمر باستخدام كبلات مصنوعة من مواد يمكننا تصنيعها اليوم ، مثل Zylon أو Kevlar.

أحد أعظم التهديدات على القمر هو الثرى المغبر نفسه. بدون أي نوع من التجوية على السطح ، فإن جزيئات الغبار هذه حادة للغاية ، وتتغلغل في كل شيء. سيحتاج المستعمرون القمريون إلى بروتوكولات صارمة للغاية لإبعاد الغبار القمري عن أجهزتهم ، وخاصةً بعيدًا عن رئتيهم وأعينهم ، وإلا فقد يتسبب ذلك في ضرر دائم.

انطباع الفنان عن كويكب قريب من الأرض يمر بالأرض. الائتمان: ESA

على الرغم من أن الغالبية العظمى من الكويكبات في النظام الشمسي تقع في حزام الكويكبات الرئيسي ، لا يزال هناك العديد من الكويكبات التي تدور بالقرب من الأرض. تُعرف هذه باسم الكويكبات القريبة من الأرض ، وقد كانت سببًا للعديد من أحداث الانقراض العظيمة على الأرض.

تشكل هذه الكويكبات خطورة على كوكبنا ، لكنها أيضًا مورد لا يُصدق ، وتقع بالقرب من عالمنا.

إن مقدار السرعة اللازمة للوصول إلى بعض هذه الكويكبات منخفض جدًا ، مما يعني أن السفر من وإلى هذه الكويكبات يستهلك القليل من الطاقة. تعني جاذبيتها المنخفضة أن استخراج الموارد من سطحها لن يستهلك قدرًا هائلاً من الطاقة.

وبمجرد فهم مدارات هذه الكويكبات تمامًا ، سيتمكن المستعمرون المستقبليون من تغيير المدارات باستخدام الدافعات. في الواقع ، فإن نفس النظام الذي يستخدمونه لإطلاق المعادن من السطح سيدفع أيضًا الكويكبات إلى مدارات أكثر أمانًا.

يمكن تفريغ هذه الكويكبات ، وتدويرها لتوفير الجاذبية الاصطناعية. ثم يمكن نقلهم ببطء إلى مدارات آمنة ومفيدة ، لتعمل كمحطات فضائية ، ونقاط إعادة إمداد ، ومستعمرات دائمة.

توجد أيضًا نقاط مستقرة جاذبيًا عند نقطتي لاجرانج L4 و L5 من Sun-Earth. يمكن أن تكون مستعمرات الكويكبات هذه متوقفة هناك ، مما يمنحنا المزيد من المواقع للعيش في النظام الشمسي.

فسيفساء نصف الكرة الأرضية Valles Marineris في المريخ ، تشبه ما يمكن رؤيته من مسافة مدارية تبلغ 2500 كيلومتر. الائتمان: NASA / JPL-Caltech

سيتضمن مستقبل البشرية استعمار كوكب المريخ ، رابع كوكب من الشمس. على السطح ، المريخ لديه الكثير من أجله. اليوم على المريخ أطول بقليل من يوم على الأرض. يتلقى ضوء الشمس ، دون ترشيح عبر الغلاف الجوي المريخي الرقيق. توجد رواسب من جليد الماء عند القطبين وتحت السطح عبر الكوكب.

سيكون جليد المريخ ثمينًا ، وسيتم حصاده من الكوكب واستخدامه لتنفيس الهواء ووقود الصواريخ والماء ليشربه المستعمرون ويزرعون طعامهم. يمكن استخدام الثرى المريخي في زراعة الطعام. إنه يحتوي بالفعل على بيركلورات سامة ، لكن يمكن غسلها تمامًا.

إن الجاذبية المنخفضة على المريخ تجعله مكانًا مثاليًا آخر لمصعد فضائي ، حيث ينقل البضائع صعودًا وهبوطًا من سطح الكوكب.

المنطقة المصورة هي Noctis Labyrinthus في نظام Valles Marineris للأودية الهائلة. المشهد بعد شروق الشمس مباشرة ، وعلى أرضية الوادي على بعد أربعة أميال أدناه ، يمكن رؤية السحب في الصباح الباكر. سوف يذوب الصقيع على السطح بسرعة كبيرة مع ارتفاع الشمس في سماء المريخ. الائتمان: ناسا

على عكس القمر ، يتمتع سطح المريخ بالعوامل الجوية. على الرغم من أن الغبار الأحمر للكوكب سوف ينتشر في كل مكان ، إلا أنه لن يكون سامًا وخطيرًا كما هو الحال على القمر.

مثل القمر ، يحتوي المريخ على أنابيب من الحمم البركانية ، ويمكن استخدامها كمواقع مستعمرة محفورة مسبقًا ، حيث يمكن لسكان المريخ أن يعيشوا تحت الأرض ، محميًا من البيئة المعادية.

للمريخ مشكلتان كبيرتان يجب التغلب عليهما. أولاً ، الجاذبية على المريخ هي فقط ثلث الجاذبية الأرضية ، ولا نعرف تأثير ذلك على المدى الطويل على جسم الإنسان. ربما لا يستطيع الإنسان أن ينضج بشكل صحيح في الرحم في الجاذبية المنخفضة.

اقترح الباحثون أن مستعمري المريخ قد يحتاجون إلى قضاء أجزاء كبيرة من يومهم في أجهزة الطرد المركزي الدوارة لمحاكاة الجاذبية الأرضية. أو ربما يُسمح للبشر بقضاء بضع سنوات فقط على سطح المريخ قبل أن يضطروا للعودة إلى بيئة عالية الجاذبية.

التحدي الثاني هو الإشعاع الصادر عن الشمس والأشعة الكونية بين النجوم. بدون الغلاف المغناطيسي الواقي ، سيكون المستعمرون المريخون عرضة لجرعة أعلى من الإشعاع. ولكن بعد ذلك ، هذا هو نفس التحدي الذي سيواجهه المستعمرون في أي مكان في النظام الشمسي بأكمله.

سيؤدي هذا الإشعاع إلى زيادة خطر الإصابة بالسرطان ، ويمكن أن يسبب مشاكل في الصحة العقلية ، مع أعراض تشبه أعراض الخرف. أفضل حل للتعامل مع الإشعاع هو حجبه بالصخور أو التربة أو الماء. وسيحتاج مستعمرو المريخ ، مثل جميع مستعمري النظام الشمسي ، إلى قضاء الكثير من حياتهم تحت الأرض أو في الأنفاق المنحوتة في الصخور.

رائدا فضاء يستكشفان سطح فوبوس الوعر. المريخ ، كما يبدو للعين البشرية من فوبوس ، يلوح في الأفق. السفينة الأم ، التي تعمل بالطاقة الشمسية ، تدور حول المريخ بينما يعمل اثنان من أفراد الطاقم داخلها عن بعد على سطح المريخ. الائتمان: ناسا / بات رولينغز (SAIC)

بالإضافة إلى المريخ نفسه ، يحتوي الكوكب الأحمر على قمرين صغيرين ، فوبوس وديموس. ستكون هذه أماكن مثالية للمستعمرات الصغيرة. سيكون لديهم نفس الجاذبية المنخفضة مثل مستعمرات الكويكبات ، لكنهم سيكونون فوق بئر الجاذبية للمريخ. ستسافر العبّارات من وإلى أقمار المريخ ، لتوصيل الإمدادات الجديدة وإرسال البضائع المريخية إلى باقي المجموعة الشمسية.

لسنا متأكدين بعد ، ولكن هناك مؤشرات جيدة على أن هذه الأقمار قد تحتوي على جليد بداخلها ، إذا كان الأمر كذلك ، فهذا مصدر ممتاز للوقود ويمكن أن يجعل الرحلات الأولية إلى المريخ أسهل بكثير من خلال السماح لنا بإرسال رحلة استكشافية أولى إلى تلك الأقمار ، الذين يبدأون بعد ذلك في إنتاج الوقود لاستخدامه للهبوط على المريخ ومغادرة المريخ والعودة إلى ديارهم.

وفقًا لإيلون ماسك ، إذا تمكنت مستعمرة المريخ من الوصول إلى مليون نسمة ، فستكون مكتفية ذاتيًا من الأرض أو أي عالم آخر. في تلك المرحلة ، سيكون لدينا حضارة حقيقية للنظام الشمسي.

الآن ، تابع إلى النصف الآخر من هذا المقال ، الذي كتبه إسحاق آرثر ، حيث يتحدث عن ما سيتطلبه الأمر استعمار النظام الشمسي الخارجي . حيث يكون الجليد المائي وفيرًا ولكن الطاقة الشمسية ضعيفة. حيث تتطلب أوقات السفر والطاقة تقنيات وتقنيات جديدة للبقاء والازدهار.