مرحبًا بكم من جديد في السلسلة الأولى من سلسلتنا حول استعمار النظام الشمسي! أولاً ، نلقي نظرة على ذلك المكان الجهنمي الحار القريب من الشمس - كوكب عطارد!
لطالما حلمت البشرية بتأسيس نفسها في عوالم أخرى ، حتى قبل أن نبدأ في الذهاب إلى الفضاء. لقد تحدثنا عن استعمار القمر والمريخ وحتى ترسيخ أنفسنا على الكواكب الخارجية في أنظمة النجوم البعيدة. لكن ماذا عن الكواكب الأخرى في فنائنا الخلفي؟ عندما يتعلق الأمر بالنظام الشمسي ، هناك الكثير من العقارات المحتملة التي لا نفكر فيها حقًا.
حسنًا ، فكر في عطارد. في حين أن معظم الناس لن يشكوا في ذلك ، فإن أقرب كوكب إلى شمسنا هو في الواقع مرشح محتمل للاستقرار. في حين أنه يعاني من درجات حرارة شديدة - الانجذاب بين الحرارة التي يمكن أن تطبخ الإنسان على الفور ليبرد مما قد يؤدي إلى تجميد اللحم في ثوانٍ - فإنه في الواقع لديه القدرة على أن يصبح مستعمرة بداية.
أمثلة في الخيال:
تم استكشاف فكرة استعمار عطارد من قبل كتاب الخيال العلمي لما يقرب من قرن من الزمان. ومع ذلك ، لم يتم التعامل مع الاستعمار بطريقة علمية إلا منذ منتصف القرن العشرين. بعض من أقدم الأمثلة المعروفة على ذلك تشمل القصص القصيرة لـ Leigh Brackett و Isaac Asimov خلال الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي.
في العمل السابق ، عطارد هو كوكب مغلق بالمد والجزر (وهو ما اعتقده علماء الفلك في ذلك الوقت) وله 'حزام الشفق' الذي يتميز بظواهر شديدة في الحرارة والبرد والعواصف الشمسية. تضمنت بعض أعمال Asimov المبكرة قصصًا قصيرة حيث كان مكان وجود كوكب عطارد مقفلًا بشكل متشابه ، أو جاءت الشخصيات من مستعمرة تقع على هذا الكوكب.
عطارد ، كما صورته مركبة الفضاء مسنجر ، يكشف عن أجزاء من لم ترها عيون الإنسان. حقوق الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد كارنيجي بواشنطن
وشملت هذه 'Runaround' (كتبت في عام 1942 ، وأدرجت لاحقًا في أنا روبوت ) ، والتي تتمحور حول روبوت مصمم خصيصًا للتعامل مع الإشعاع الشديد لعطارد. في قصة جريمة القتل والغموض لأسيموف 'The Dying Night' (1956) - حيث ينحدر المشتبه بهم الثلاثة من عطارد والقمر وسيريس - تعتبر ظروف كل موقع مفتاحًا لمعرفة من هو القاتل.
في عام 1946 ، نشر راي برادبري 'Frost and Fire' ، وهي قصة قصيرة تدور أحداثها على كوكب يوصف بأنه بجوار الشمس. تشير الظروف السائدة في هذا العالم إلى عطارد ، حيث تكون الأيام شديدة الحرارة والليالي شديدة البرودة ويعيش البشر لمدة ثمانية أيام فقط. آرثر سي كلارك جزر في السماء (1952) يحتوي على وصف لمخلوق يعيش على ما كان يعتقد في ذلك الوقت أنه الجانب المظلم الدائم لعطارد ويزور أحيانًا منطقة الشفق.
في روايته اللاحقة ، موعد مع راما (1973) ، يصف كلارك نظامًا شمسيًا مستعمرًا يتضمن هيرميانس ، وهو فرع من البشر المتشدد يعيش على عطارد ويزدهر من تصدير المعادن والطاقة. تم استخدام نفس الإعداد والهويات الكوكبية في روايته عام 1976 إمبريال إيرث .
في رواية كيرت فونيغوت صفارات الانذار من تيتان (1959) ، جزء من القصة يقع في كهوف تقع على الجانب المظلم من الكوكب. تثير قصة لاري نيفن القصيرة 'المكان الأكثر برودة' (1964) إثارة للقارئ من خلال تقديم عالم يُقال إنه أبرد مكان في النظام الشمسي ، ليكشف فقط أنه الجانب المظلم لعطارد (وليس بلوتو ، كما هو يفترض بشكل عام).
'Lava Falls on Mercury' (بقلم كين فاج) لمجلة If ، يونيو 1954. الائتمان: المجال العام
يُعد ميركوري أيضًا موقعًا في العديد من روايات وقصص كيم ستانلي روبنسون القصيرة. وتشمل هذه ذاكرة البياض (1985) ، المريخ الأزرق (1996) و 2312 (2012) ، حيث يعتبر عطارد موطنًا لمدينة شاسعة تسمى Terminator. لتجنب الإشعاع والحرارة الضارة ، تدور المدينة حول خط الاستواء على مسارات ، وتواكب دوران الكوكب بحيث يظل أمام الشمس.
في عام 2005 ، نشر بن بوفا الزئبق (جزء من جولة كبرى السلسلة) التي تتناول استكشاف عطارد واستعماره من أجل تسخير الطاقة الشمسية. رواية تشارلز ستروس لعام 2008 أطفال زحل يتضمن مفهومًا مشابهًا لمفهوم روبنسون2312 ،حيث تعبر مدينة تسمى Terminator السطح على القضبان ، لتواكب دوران الكوكب.
الطرق المقترحة:
يوجد عدد من الاحتمالات لمستعمرة على عطارد ، بسبب طبيعة دورانها ، ومدارها ، وتكوينها ، وتاريخها الجيولوجي. على سبيل المثال ، تعني فترة دوران عطارد البطيئة أن جانبًا واحدًا من الكوكب يواجه الشمس لفترات طويلة من الوقت - تصل إلى درجات حرارة عالية تصل إلى 427 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت) - بينما الجانب المواجه بعيدًا يتعرض لبرودة شديدة (- 193 درجة مئوية ؛ -315 درجة فهرنهايت).
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفترة المدارية السريعة للكوكب البالغة 88 يومًا ، جنبًا إلى جنب مع فترة دورانه الفلكية البالغة 58.6 يومًا ، تعني أن الأمر يستغرق ما يقرب من 176 يومًا من أيام الأرض حتى تعود الشمس إلى نفس المكان في السماء (أي يوم شمسي). يعني هذا أساسًا أن يومًا واحدًا على عطارد يستمر لمدة عامين من عمره. لذلك إذا وُضعت مدينة ما في الجانب الليلي ، وكان لديها عجلات سكة حديدية حتى تتمكن من الاستمرار في التحرك للبقاء في طليعة الشمس ، يمكن للناس أن يعيشوا دون خوف من الاحتراق.
صور المنطقة القطبية الشمالية لعطارد ، مقدمة من MESSENGER. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
بالإضافة إلى ذلك ، يعني الميل المحوري المنخفض جدًا لعطارد (0.034 درجة) أن مناطقه القطبية مظللة بشكل دائم وباردة بدرجة كافية لاحتواء جليد الماء. في المنطقة الشمالية ، رصدت وكالة ناسا عددًا من الحفر مسبار مسنجر في عام 2012 مما أكد وجود جليد مائي وجزيئات عضوية. يعتقد العلماء أن القطب الجنوبي لعطارد قد يحتوي أيضًا على جليد ، ويزعمون أن ما يقدر بـ 100 مليار إلى 1 تريليون طن من جليد الماء يمكن أن يوجد في كلا القطبين ، والتي يمكن أن تصل سُمكها إلى 20 مترًا في بعض الأماكن.
في هذه المناطق ، يمكن بناء مستعمرة باستخدام عملية تسمى 'paraterraforming' - وهو مفهوم اخترعه عالم الرياضيات البريطاني ريتشارد تايلور في عام 1992. في ورقة بعنوان ' Paraterraforming - مفهوم Worldhouse '، وصف تايلور كيف يمكن وضع غلاف مضغوط فوق المنطقة الصالحة للاستخدام من كوكب لخلق جو قائم بذاته. بمرور الوقت ، يمكن تغيير البيئة داخل هذه القبة لتلبية احتياجات الإنسان.
في حالة عطارد ، قد يشمل ذلك الضخ في جو يسمح بمرور الهواء ، ثم إذابة الجليد لتكوين بخار الماء والري الطبيعي. في النهاية ، ستصبح المنطقة داخل القبة موطنًا صالحًا للعيش ، مع استكمال دورة المياه ودورة الكربون الخاصة بها. بالتناوب ، يمكن أن يتبخر الماء ، وينشأ غاز الأكسجين عن طريق تعريضه للإشعاع الشمسي (وهي عملية تعرف باسم التحلل الضوئي).
الاحتمال الآخر هو البناء تحت الأرض. لسنوات ، كانت ناسا تتلاعب بفكرة بناء مستعمرات في أنابيب الحمم مستقرة تحت الأرض المعروفة بوجودها على سطح القمر. وأدت البيانات الجيولوجية التي حصل عليها مسبار مسنجر أثناء رحلات الطيران التي أجراها بين عامي 2008 و 2012 إلى تكهنات بأن أنابيب الحمم البركانية المستقرة قد توجد على عطارد أيضًا.
صورة سابقة لـ MESSENGER لأجواف داخل فوهة Tyagaraja. حقوق الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد كارنيجي بواشنطن
يتضمن ذلك المعلومات التي تم الحصول عليها خلال تحليق المسبار لعام 2009 على عطارد ، والذي كشف أن الكوكب كان أكثر من ذلك بكثير نشطة جيولوجيا في الماضي مما كان يعتقد في السابق. بالإضافة إلى ذلك ، بدأ ماسنجر في رصد ملامح غريبة تشبه الجبن السويسري على السطح في عام 2011 . هذه الثقوب ، التي تُعرف باسم 'التجاويف' ، يمكن أن تكون مؤشرًا على وجود أنابيب تحت الأرض على عطارد أيضًا.
ستكون المستعمرات المبنية داخل أنابيب الحمم المستقرة محمية بشكل طبيعي من الإشعاع الكوني والشمسي ، ودرجات الحرارة القصوى ، ويمكن الضغط عليها لخلق أجواء تسمح بمرور الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، في هذا العمق ، يواجه عطارد أقل بكثير من حيث تغيرات درجات الحرارة وسيكون دافئًا بدرجة كافية ليكون صالحًا للسكن.
الفوائد المحتملة:
بنظرة واحدة ، يبدو عطارد مشابهًا لقمر الأرض ، لذا فإن استقراره سيعتمد على العديد من الاستراتيجيات نفسها لتأسيس قاعدة قمرية. كما أن لديها معادن وفيرة لتقدمها ، والتي يمكن أن تساعد في دفع البشرية نحو اقتصاد ما بعد الندرة. مثل الأرض ، هو الكوكب الأرضي ، مما يعني أنها مكونة من صخور السيليكات والمعادن التي تتمايز بين لب الحديد وقشرة السيليكات والعباءة.
ومع ذلك ، يتكون الزئبق من 70٪ معادن بينما يتكون 'الأرض' من 40٪ معدن. علاوة على ذلك ، يحتوي عطارد على لب كبير من الحديد والنيكل ، والذي يمثل 42٪ من حجمه. بالمقارنة ، تمثل نواة الأرض 17٪ فقط من حجمها. نتيجة لذلك ، إذا تم تعدين عطارد ، فيمكن إنتاج معادن كافية لتدوم البشرية إلى أجل غير مسمى.
تشير الألوان المختلفة في صورة MESSENGER هذه لعطارد إلى الاختلافات الكيميائية والمعدنية والفيزيائية للكوكب. حقوق الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد كارنيجي بواشنطن.
كما يعني قربه من الشمس أنه يمكنه تسخير كمية هائلة من الطاقة. يمكن جمع هذا عن طريق المصفوفات الشمسية المدارية ، والتي ستكون قادرة على تسخير الطاقة باستمرار وإرسالها إلى السطح. يمكن بعد ذلك نقل هذه الطاقة إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي باستخدام سلسلة من محطات التحويل الموجودة في نقاط لاغرانج.
أيضًا ، هناك مسألة جاذبية عطارد ، والتي تمثل 38٪ من جاذبية الأرض. هذا أكثر من ضعف ما يمر به القمر ، مما يعني أن المستعمرين سيكون لديهم وقت أسهل في التكيف معه. في الوقت نفسه ، فهي منخفضة أيضًا بما يكفي لتقديم فوائد فيما يتعلق بتصدير المعادن ، لأن السفن المغادرة من السطح ستحتاج إلى طاقة أقل لتحقيق سرعة الإفلات.
أخيرًا ، هناك ملف المسافة إلى عطارد نفسه . على مسافة متوسطة تبلغ حوالي 93 مليون كيلومتر (58 مليون ميل) ، يتراوح عطارد بين 77.3 مليون كيلومتر (48 مليون ميل) إلى 222 مليون كيلومتر (138 مليون ميل) بعيدًا عن الأرض. هذا يجعلها أقرب بكثير من المناطق الأخرى الغنية بالموارد المحتملة مثل حزام الكويكبات (329-478 مليون كم) ، كوكب المشتري ونظام أقمارها (628.7 - 928 مليون كم) ، أو زحل (1.2 - 1.67 مليار كم).
أيضًا ، يحقق عطارد ارتباطًا أدنى - النقطة التي يكون عند أقرب نقطة لها من الأرض - كل 116 يومًا ، وهو أقصر بكثير من اقتران الزهرة أو المريخ. في الأساس ، يمكن إطلاق المهام الموجهة إلى عطارد كل أربعة أشهر تقريبًا ، في حين أن نوافذ الإطلاق إلى كوكب الزهرة والمريخ يجب أن تتم كل 1.6 سنة و 26 شهرًا على التوالي.
كانت المركبة الفضائية ميسنجر في مدار حول عطارد منذ مارس 2011 - لكن أيامها معدودة. حقوق الصورة: NASA / JHUAPL / Carnegie Institution of Washington
فيما يتعلق بوقت السفر ، تم تركيب العديد من المهام على Mercury والتي يمكن أن تعطينا تقديرًا للوقت الذي قد يستغرقه. على سبيل المثال ، أول مركبة فضائية تسافر إلى عطارد ، ناسا مارينر 10 استغرقت المركبة الفضائية (التي أطلقت عام 1973) حوالي 147 يومًا للوصول إلى هناك.
في الآونة الأخيرة ، وكالة ناسا رسول أطلقت المركبة الفضائية في 3 أغسطسبحث وتطوير، 2004 لدراسة عطارد في المدار ، وقامت بأول رحلة طيران لها في 14 كانون الثاني (يناير) 2008. وهذا إجمالي 1260 يومًا للانتقال من الأرض إلى عطارد. كان وقت السفر الممتد بسبب سعي المهندسين لوضع المسبار في مدار حول الكوكب ، لذلك كان بحاجة إلى المضي قدمًا بسرعة أبطأ.
التحديات:
بطبيعة الحال ، لا يزال وجود مستعمرة على عطارد يمثل تحديًا كبيرًا ، اقتصاديًا وتقنيًا. ستكون تكلفة إنشاء مستعمرة في أي مكان على هذا الكوكب باهظة وستتطلب مواد وفيرة ليتم شحنها من الأرض ، أو تعدينها في الموقع. في كلتا الحالتين ، تتطلب مثل هذه العملية أسطولًا كبيرًا من سفن الفضاء القادرة على القيام بالرحلة في فترة زمنية محترمة.
مثل هذا الأسطول غير موجود حتى الآن ، وستكون تكلفة تطويره (والبنية التحتية المرتبطة به للحصول على جميع الموارد والإمدادات اللازمة لميركوري) هائلة. من المؤكد أن الاعتماد على الروبوتات واستخدام الموارد في الموقع (ISRU) سيخفض التكاليف ويقلل من كمية المواد التي يجب شحنها. لكن هذه الروبوتات وعملياتها ستحتاج إلى الحماية من الإشعاع والتوهجات الشمسية حتى يتم إنجاز المهمة.
صورة ملونة محسّنة لحفر مونش وساندر وبو وسط سهول بركانية (برتقالية) بالقرب من حوض كالوريس. حقوق الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد كارنيجي بواشنطن
في الأساس ، يشبه الوضع محاولة إنشاء ملجأ وسط عاصفة رعدية. بمجرد اكتماله ، يمكنك أن تأخذ مأوى. ولكن في هذه الأثناء ، من المحتمل أن تبتل وتتسخ! وحتى بمجرد اكتمال المستعمرة ، سيتعين على المستعمرين أنفسهم التعامل مع المخاطر المستمرة للتعرض للإشعاع ، وإزالة الضغط ، والظروف الشديدة في الحرارة والبرودة.
على هذا النحو ، إذا تم إنشاء مستعمرة على عطارد ، فستعتمد بشدة على تقنيتها (التي يجب أن تكون متطورة إلى حد ما). أيضًا ، حتى يحين الوقت الذي تصبح فيه المستعمرة مكتفية ذاتيًا ، سيعتمد أولئك الذين يعيشون هناك على شحنات التوريد التي يجب أن تأتي بانتظام من الأرض (مرة أخرى ، تكاليف الشحن!)
ومع ذلك ، بمجرد تطوير التكنولوجيا اللازمة ، ويمكننا اكتشاف طريقة فعالة من حيث التكلفة لإنشاء واحدة أو أكثر من المستوطنات والشحن إلى عطارد ، يمكننا أن نتطلع إلى وجود مستعمرة يمكن أن توفر لنا طاقة ومعادن غير محدودة. وسيكون لدينا مجموعة من الجيران من البشر يُعرفون بالهرميين!
كما هو الحال مع كل شيء آخر يتعلق بالاستعمار وإعادة التأهيل ، بمجرد أن نتأكد من أنه ممكن في الواقع ، فإن السؤال الوحيد المتبقي هو 'ما المبلغ الذي نرغب في إنفاقه؟'
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة حول الاستعمار هنا في Universe Today. هنا لماذا استعمار القمر أولا ؟، استعمار كوكب الزهرة بالمدن العائمة و هل سنستعمر المريخ من أي وقت مضى؟ ، و الدليل النهائي لإعادة التأهيل .
لدى Astronomy Cast أيضًا بعض الحلقات الشيقة حول هذا الموضوع. الدفع الحلقة 95 و الحلقة 115 و الحلقة 381: تجويف الكويكبات في الخيال العلمي .
مصادر:
- تايلور وريتشارد إل إس (1992) استعراض الأداء - مفهوم البيت العالمي. مجلة الجمعية البريطانية بين الكواكب ، المجلد. 45 ، لا. 8
- فيوريل باديسكو ، كريس زاكني (محرران). النظام الشمسي الداخلي: الطاقة والموارد المادية المحتملة. سبرينغر ، 2015
- ناسا - تم اكتشاف أجوف غريبة على عطارد
- ناسا - أكبر حفرة وأعمقها تكشف عن قمر قديم مخفي
- ناسا - ما هو كوكب عطارد؟
- ناسا للعلوم - عطارد بالأرقام