استمرار ' الدليل النهائي للاستصلاح '، يسر Universe Today أن تقدم إلى دليلنا لاستصلاح أقمار كوكب المشتري. مثل إصلاح النظام الشمسي الداخلي ، قد يكون ذلك ممكنًا يومًا ما. لكن هل يجب علينا ذلك؟
قد يتذكر معجبو آرثر سي كلارك كيف في روايته ،2010: الأوديسة الثانية(أو الفيلم المقتبس يسمى2010: العام الذي نتواصل فيه) ، حولت الأنواع الغريبة كوكب المشتري إلى نجم جديد. وبذلك ، تم إصلاح قمر كوكب المشتري 'يوروبا' بشكل دائم ، حيث ذاب سطحه الجليدي ، وتشكل الغلاف الجوي ، وبدأت كل أشكال الحياة التي تعيش في محيطات القمر في الظهور والازدهار على السطح.
كما أوضحنا في مقطع فيديو سابق (' هل يمكن أن يصبح كوكب المشتري نجماً ') تحويل كوكب المشتري إلى نجم ليس ممكنًا تمامًا (ليس بعد ، على أي حال). ومع ذلك ، هناك العديد من المقترحات حول كيفية الشروع في تحويل بعض أقمار المشتري لجعلها صالحة للسكنى من قبل البشر. باختصار ، من الممكن أن يتمكن البشر من إعادة بناء واحد أو أكثر من جوفيان لجعله مناسبًا للاستيطان البشري على نطاق واسع يومًا ما.
أقمار جوفيان:
داخل نظام المشتري ، هناك 67 قمرا مؤكدة متفاوتة الحجم والشكل والتكوين. تكريما لاسم المشتري ، يشار إليهم في بعض الأحيان بشكل جماعي باسم المشتري. من بين هؤلاء ، أكبر أربعة - ال و أوروبا و جانيميد و كاليستو - تُعرف باسم الجليل (تكريما لمؤسسهم ، جاليليو جاليلي ). هذه الأقمار الأربعة هي من بين أكبر الأقمار في المجموعة الشمسية ، مع كون جانيميد أكبرها جميعًا ، بل وحتى أكبر من كوكب عطارد.
بالإضافة إلى ذلك ، ثلاثة من هذه الأقمار - يوروبا وجانيميد وكاليستو - يُعتقد أو يُعرف بوجود محيطات داخلية عند حدودها الأساسية أو بالقرب منها. لا يعتبر وجود محيطات المياه الدافئة مؤشرًا على الحياة المحتملة على هذه الأقمار فحسب ، بل يُستشهد به أيضًا كسبب لسكن الإنسان المحتمل.
من بين أقمار الجليل ، يوجد كل من Io و Europa و Ganymede في صدى مداري مع بعضها البعض. لدى Io صدى مداري 2: 1 متوسط الحركة مع Europa ورنين 4: 1 مع Ganymede ، مما يعني أنه يكمل مدارين من كوكب المشتري لكل مدار واحد من Europa ، وأربعة مدارات لكل مدار Ganymede. يساعد هذا الرنين في الحفاظ على الانحرافات المدارية لهذه الأقمار ، والتي بدورها تؤدي إلى ثني المد والجزر من الداخل.
بطبيعة الحال ، يقدم كل قمر نصيبه من المزايا والعيوب عندما يتعلق الأمر بالاستكشاف والاستيطان وإعادة التأهيل. في النهاية ، يعود ذلك إلى بنية القمر وتكوينه ، وقربه من المشتري ، وتوافر الماء ، وما إذا كان المجال المغناطيسي القوي لكوكب المشتري يهيمن على القمر المعني أم لا.
الطرق الممكنة:
إن عملية تحويل أقمار جاليليو للمشتري بسيطة للغاية. في الأساس ، يتعلق الأمر كله بالاستفادة من الموارد الأصلية وتفاعلات الأقمار مع المجال المغناطيسي لكوكب المشتري لخلق جو يسمح بمرور الهواء. ستبدأ العملية بتسخين السطح من أجل تسامي الجليد ، وهي عملية يمكن أن تتضمن مرايا مدارية لتركيز ضوء الشمس على السطح ، أو صواعق نووية ، أو اصطدام المذنبات / الشهب بالسطح.
'Terraforming' بواسطة Wasteland-3D. الائتمان: deviantart.com/Wasteland-3D
بمجرد أن يبدأ الجليد السطحي في الذوبان ، فإنه سيشكل سحب كثيفة من بخار الماء والمواد المتطايرة الغازية (مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا). سيؤدي ذلك بدوره إلى إحداث ظاهرة الاحتباس الحراري ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح بشكل أكبر ، وإطلاق عملية تعرف باسم التحلل الإشعاعي (تفكك الجزيئات من خلال التعرض للإشعاع النووي).
بشكل أساسي ، فإن تعرض بخار الماء لإشعاع المشتري سيؤدي إلى تكوين غاز الهيدروجين والأكسجين ، حيث سيهرب الأول منهما إلى الفضاء بينما يظل الأخير أقرب إلى السطح. تحدث هذه العملية بالفعل حول أوروبا وجانيميد وكاليستو ، وهي مسؤولة عن أجواءها الهشة (التي تحتوي على غاز الأكسجين).
وبما أن الأمونيا تتكون في الغالب من النيتروجين ، فيمكن تحويلها إلى غاز نيتروجين (N²) من خلال إدخال سلالات معينة من البكتيريا. وسيشمل هؤلاء أعضاءنيتروسوموناس ، الزائفةوالمطثيةالتي من شأنها تحويل غاز الأمونيا إلى نيتريت (NO2-) ، ثم النيتريت إلى غاز النيتروجين. مع عمل النيتروجين كغاز عازل ، يمكن إنشاء جو من النيتروجين والأكسجين مع ضغط هواء كافٍ للحفاظ على البشر.
يقترح مهندس بناء سقف فوق كوكب صغير بحيث يمكن الحفاظ على الظروف الشبيهة بالأرض. الائتمان: Karl Tate / Infographics Artist
يوجد خيار آخر يقع تحت عنوان 'paraterraforming' - عملية يتم فيها إحاطة العالم (كليًا أو جزئيًا) بقشرة اصطناعية من أجل تغيير بيئته. في حالة Jovians ، سيتضمن ذلك إنشاء ' شل العوالم لتغليفها ، والحفاظ على الغلاف الجوي بالداخل لفترة طويلة بما يكفي لإحداث تغييرات طويلة المدى.
داخل هذه القشرة ، يمكن أن ترتفع درجات حرارة Europa و Ganymede و Callisto ببطء ، ويمكن أن تتعرض أجواء بخار الماء للأشعة فوق البنفسجية من مصابيح الأشعة فوق البنفسجية الداخلية ، ويمكن بعد ذلك إدخال البكتيريا ، وإضافة عناصر أخرى حسب الحاجة. ستضمن مثل هذه القشرة إمكانية التحكم بعناية في عملية تكوين الغلاف الجوي ولن يتم فقد أي منها قبل اكتمال العملية.
ال:
مع متوسط نصف قطر يبلغ 1821.6 ± 0.5 كم ، ومتوسط المسافة (المحور شبه الرئيسي) 421700 كم من المشتري ، آيو هي أعمق الجليل. وبسبب هذا ، فإن Io محاط تمامًا بالمجال المغناطيسي القوي لكوكب المشتري ، وهذا أيضًا سبب تعرض السطح لكميات كبيرة من الإشعاع الضار. في الواقع ، يتلقى آيو ما يقدر بـ 3600 ريم (36 سيفرت) من الإشعاع المؤين يوميًا ، في حين أن الكائنات الحية هنا على الأرض تعاني في المتوسط من 24 ريم في السنة!
صورة ملونة محسّنة لقمر المشتري آيو ، تظهر صقيع ثاني أكسيد الكبريت (أبيض ورمادي) وأنواع أخرى من رواسب الكبريت باللون الأصفر والبني. يتميز النشاط البركاني الأخير ببقع حمراء وسوداء. الائتمان: ناسا
القمر لديه أقصر فترة مدارية لأي من الجليليين ، ويستغرق حوالي 42.5 ساعة لإكمال مدار واحد حول العملاق الغازي. يساهم الرنين المداري للقمر 2: 1 و 4: 1 مع يوروبا وجانيميد (انظر أدناه) أيضًا في انحرافه المداري البالغ 0.0041 ، وهو السبب الرئيسي للنشاط الجيولوجي لآيو.
بمتوسط كثافة 3.528 ± 0.006 جم / سم3، آيو لديه أعلى كثافة من أي قمر في النظام الشمسي ، وهو أكثر كثافة بكثير من أقمار الجليل الأخرى. يتكون أساسًا من صخور السيليكات والحديد ، وهو أقرب في التركيب السائب إلى الكواكب الأرضية مقارنة بالأقمار الصناعية الأخرى في النظام الشمسي الخارجي ، والتي تتكون في الغالب من مزيج من جليد الماء والسيليكات.
على عكس أبناء عمومتها من جوفيان ، ليس لدى آيو محيط من المياه الدافئة تحت سطحه. في الواقع ، استنادًا إلى القياسات المغناطيسية ورصد تدفق الحرارة ، يُعتقد أن محيط الصهارة موجود على بعد حوالي 50 كيلومترًا تحت السطح ، والذي يبلغ سمكه حوالي 50 كيلومترًا ويشكل 10 ٪ من الوشاح. تشير التقديرات إلى أن درجة الحرارة في محيط الصهارة تصل إلى 1473 كلفن (1200 درجة مئوية / 2192 درجة فهرنهايت).
المصدر الرئيسي للحرارة الداخلية التي تسمح بذلك يأتي من ثني المد والجزر ، والذي ينتج عن الرنين المداري لـ Io مع Europa و Ganymede. يؤدي الاحتكاك أو التبديد الناتج في داخل Io بسبب هذا السحب المتغير للمد والجزر إلى حدوث تسخين كبير للمد والجزر داخل Io ، مما يؤدي إلى ذوبان قدر كبير من عباءة Io ولبها.
هذه الحرارة مسؤولة أيضًا عن النشاط البركاني لآيو وتدفق الحرارة الملحوظ ، وتتسبب بشكل دوري في انفجار الحمم البركانية لمسافة تصل إلى 500 كيلومتر (300 ميل) في الفضاء. باستمرار ، سطحه مغطى بسهول ناعمة تتخللها جبال شاهقة ، وحفر من مختلف الأشكال والأحجام ، وتدفقات الحمم البركانية. المظهر الملون (مزيج من البرتقالي والأصفر والأخضر والأبيض / الرمادي ، وما إلى ذلك) يشير أيضًا إلى النشاط البركاني الذي غطى السطح بمركبات الكبريت والسيليكات ويؤدي إلى تجديد السطح.
تحتوي آيو على القليل من الماء أو لا تحتوي على أي كمية من الماء ، على الرغم من تحديد جيوب صغيرة من جليد الماء أو المعادن الرطبة بشكل مبدئي ، وعلى الأخص على الجانب الشمالي الغربي من الجبل جيش بار مونس . في الواقع ، يحتوي Io على أقل كمية من الماء مقارنة بأي جسم معروف في النظام الشمسي ، والذي من المحتمل أن يكون بسبب حرارة المشتري بدرجة كافية في وقت مبكر من تطور النظام الشمسي لدفع المواد المتطايرة مثل الماء بعيدًا عن سطحه.
مجتمعة ، كل هذا يضيف إلى كون Io غير مبتدئ تمامًا عندما يتعلق الأمر بإعادة التأهيل أو التسوية. الكوكب معاد جدًا ، وجاف جدًا ، ونشط بركاني جدًا بحيث لا يمكن تحويله إلى شيء صالح للسكن!
أوروبا:
أوروبا ، على النقيض من ذلك ، لديها الكثير من الجاذبية لمؤيدي الاستصلاح. إذا كان من الممكن وصف آيو بأنه مكان جهنمي تنفث فيه الحمم البركانية (وهو بالتأكيد يمكن ذلك!) ، فإن أوروبا ستكون هادئة وجليدية ومائية بالمقارنة. بمتوسط نصف قطر يبلغ حوالي 1560 كم وكتلة 4.7998 × 1022كجم ، يوروبا أصغر قليلاً من قمر الأرض ، مما يجعله سادس أكبر قمر وخامس عشر أكبر جسم في المجموعة الشمسية.
مداره دائري تقريبًا ، مع انحراف يبلغ 0.09 ، ويقع على مسافة متوسطة تبلغ 670900 كيلومترًا من كوكب المشتري. يستغرق القمر 3.55 يومًا من أيام الأرض لإكمال دورة واحدة حول كوكب المشتري ، وهو مقفل تدريجيًا مع الكوكب (على الرغم من أن بعض النظريات تقول أن هذا قد لا يكون مطلقًا). على هذه المسافة من كوكب المشتري ، لا يزال يوروبا يواجه قدرًا كبيرًا من الإشعاع ، بمتوسط 540 ريم في اليوم.
يوروبا أكثر كثافة بشكل ملحوظ من أقمار الجليل الأخرى (باستثناء آيو) ، مما يشير إلى أن باطنها متمايز بين صخرة داخلية مكونة من صخور السيليكات ولب حديدي محتمل. فوق هذا الجزء الداخلي الصخري توجد طبقة من الجليد المائي يقدر سمكها بحوالي 100 كيلومتر (62 ميل) ، ومن المحتمل أن تكون متباينة بين قشرة علوية متجمدة ومحيط مائي سائل تحتها.
إذا كان هذا المحيط موجودًا ، فمن المحتمل أن يكون محيطًا من المياه الدافئة والمالحة يحتوي على جزيئات عضوية ، ومزود بالأكسجين ، ويتم تسخينه بواسطة النواة النشطة جيولوجيًا في أوروبا. بالنظر إلى مزيج هذه العوامل ، يُعتبر احتمالًا قويًا لوجود الحياة العضوية أيضًا في هذا المحيط ، ربما في شكل ميكروبي أو حتى متعدد الخلايا ، على الأرجح في بيئات مشابهة لـ الفتحات الحرارية المائية في أعماق المحيطات .
بسبب وفرة المياه ، والتي تأتي في شكل سائل وصلب على حد سواء ، يوروبا هو مرشح شائع لمؤيدي الاستعمار وإعادة التأهيل. باستخدام الأجهزة النووية ، أو تأثيرات المذنبات ، أو بعض الوسائل الأخرى لزيادة درجة حرارة السطح ، يمكن أن يتصاعد الجليد السطحي ليوروبا ويشكل جوًا هائلاً من بخار الماء.
سيخضع هذا البخار بعد ذلك للانحلال الإشعاعي بسبب التعرض للحقل المغناطيسي للمشتري ، وتحويله إلى غاز أكسجين (والذي سيبقى قريبًا من الكوكب) وهيدروجين من شأنه أن يهرب إلى الفضاء. سيكون الكوكب الناتج هو عالم محيط ، حيث يمكن بناء مستوطنات عائمة تطفو على السطح (بسبب أعماق المحيطات التي تبلغ حوالي 100 كيلومتر ، لا يمكن إرساءها). نظرًا لأن يوروبا مغلق بشكل مدّي ، يمكن لهذه المستعمرات أن تنتقل من جانب النهار إلى الجانب الليلي من أجل خلق وهم دورة نهارية.
جانيميد:
جانيميد هو ثالث أبعد قمر من كوكب المشتري ، ويدور على مسافة متوسطة (محور شبه رئيسي) تبلغ 1،070،400 كم - تتراوح من 1،069،200 كم عند الذروة إلى 1،071،600 كم. على هذه المسافة ، يستغرق الأمر سبعة أيام وثلاث ساعات لإكمال ثورة واحدة. مثل معظم الأقمار المعروفة ، فإن جانيميد مقفل تدريجيًا ، مع مواجهة جانب واحد دائمًا نحو الكوكب.
مع متوسط نصف قطر يبلغ 2634.1 ± 0.3 كيلومتر (ما يعادل 0.413 من الأرض) ، يعد جانيميد أكبر قمر في النظام الشمسي ، حتى أكبر من كوكب عطارد. ومع ذلك ، تبلغ كتلته 1.4819 × 10 ² كجم (ما يعادل 0.025 من الأرض) ، وهو نصف كتلته فقط ، ويرجع ذلك إلى تركيبته التي تتكون من جليد الماء وصخور السيليكات.
يعتبر جانيميد مرشحًا محتملاً آخر للاستيطان البشري - وحتى الاستصلاح - لعدة أسباب. أولاً ، كأكبر أقمار كوكب المشتري ، يمتلك جانيميد قوة جاذبية تبلغ 1.428 م / ث2(ما يعادل 0.146 جم) وهو مشابه لقمر الأرض. بما يكفي للحد من تأثيرات تنكس العضلات والعظام ، تعني هذه الجاذبية المنخفضة أيضًا أن القمر لديه سرعة إفلات أقل - مما يعني أنه سيستهلك وقودًا أقل بكثير لإقلاع الصواريخ من السطح.
تمثيل فنان مقطوع للهيكل الداخلي لـ Ganymede. الائتمان: Wikipedia Commons / kelvinsong
علاوة على ذلك ، فإن وجود الغلاف المغناطيسي يعني أن المستعمرين سيكونون محصنين بشكل أفضل من الإشعاع الكوني مقارنة بالأجسام الأخرى ، وأكثر حماية من إشعاع المشتري من أوروبا أو أيو. أخيرًا ، يتلقى جانيميد حوالي 8 ريم من الإشعاع يوميًا - وهو انخفاض كبير في أوروبا وآيو ، لكنه لا يزال أعلى بكثير من التحمل البشري.
يعني انتشار الجليد المائي أن المستعمرين يمكنهم أيضًا إنتاج الأكسجين القابل للتنفس ومياه الشرب الخاصة بهم ، وسيكونون قادرين على تصنيع وقود الصواريخ. مثل أوروبا ، يمكن القيام بذلك عن طريق تسخين السطح من خلال وسائل مختلفة ، وتسامي جليد الماء ، والسماح للتحليل الإشعاعي بتحويله إلى أكسجين. مرة أخرى ، ستكون النتيجة عالم محيطي ، لكن محيطات أعمق بكثير (حوالي 800 كيلومتر).
ثم هناك احتمال واضح أن جانيميد ، مثل أوروبا ، لديها محيط داخلي بسبب الحرارة الناتجة عن انثناء المد والجزر في عباءتها. يمكن نقل هذه الحرارة إلى الماء عبر الفتحات الحرارية المائية ، والتي يمكن أن توفر الحرارة والطاقة اللازمتين لاستمرار الحياة. بالاقتران مع الماء المؤكسج ، يمكن أن توجد أشكال الحياة على حدود اللب-الوشاح في شكل الكائنات القاسية ، كما هو الحال في أوروبا.
كاليستو:
كاليستو هو الأبعد من الجليل ، يدور حول كوكب المشتري على مسافة متوسطة (محور شبه رئيسي) تبلغ 1،882،700 كم. يبلغ متوسط نصف قطرها 2410.3 ± 1.5 كم (0.378 أرضًا) وكتلة 1.0759 × 1023كجم (0.018 من الأرض) ، كاليستو هو ثاني أكبر أقمار كوكب المشتري (بعد جانيميد) وثالث أكبر قمر صناعي في النظام الشمسي. وبالمثل يمكن مقارنته في الحجم مع عطارد - حيث يبلغ حجمه 99٪ - ولكن نظرًا لتكوينه المختلط ، فإنه يحتوي على أقل من ثلث كتلة الزئبق.
يُظهر نموذج لبنية كاليستو الداخلية طبقة جليدية سطحية وطبقة ماء سائلة محتملة وداخل صخري جليدي. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
بالمقارنة مع الجليليين الآخرين ، يقدم كاليستو مزايا عديدة فيما يتعلق بالاستعمار. القمر لديه وفرة من الماء على شكل جليد سطحي (ولكن من المحتمل أيضًا وجود ماء سائل تحت السطح). ولكن على عكس الآخرين ، فإن بعد كاليستو عن المشتري يعني أن المستعمرين سيكون لديهم أقل قلق بشأن الإشعاع. في الواقع ، مع التعرض السطحي لحوالي 0.01 ريم في اليوم ، يكون كاليستو في حدود التحمل البشري.
يشبه إلى حد كبير أوروبا وجانيميد وأقمار زحل إنسيلادوس و التمثيل الصامت ديون تيتان ، أدى احتمال وجود محيط تحت سطح الأرض في كاليستو بالعديد من العلماء إلى التكهن بإمكانية وجود الحياة. يكون هذا مرجحًا بشكل خاص إذا كان المحيط الداخلي يتكون من مياه مالحة ، حيث يمكن للهالوفيلات (التي تزدهر بتركيزات عالية من الملح) أن تعيش هناك.
ومع ذلك ، فإن الظروف البيئية اللازمة لظهور الحياة (والتي تشمل وجود حرارة كافية بسبب انثناء المد والجزر) تكون أكثر احتمالاً في أوروبا وجانيميد. يتمثل الاختلاف الرئيسي في عدم وجود اتصال بين المواد الصخرية والمحيط الداخلي ، فضلاً عن انخفاض تدفق الحرارة في داخل كاليستو. من حيث الجوهر ، بينما يمتلك كاليستو الكيمياء الحيوية المسبقة الضرورية لاستضافة الحياة ، فإنه يفتقر إلى الطاقة اللازمة.
مثل أوروبا وجانيميد ، فإن عملية إعادة تشكيل كاليستو تتضمن تسخين السطح من أجل تسامي الجليد السطحي وخلق جو ينتج الأكسجين من خلال الانحلال الإشعاعي. سيكون العالم الناتج كوكبًا محيطيًا ، ولكن مع محيطات تصل إلى أعماق تتراوح بين 130 و 350 كيلومترًا.
التحديات المحتملة:
حسنًا ، لقد غطينا الأساليب والأهداف المحتملة ، مما يعني أن وقت الأخبار السيئة قد حان. لتقسيمها ، فإن تحويل واحد أو أكثر من الجليليين إلى شيء صالح للسكن للبشر يمثل العديد من الصعوبات ، قد يكون بعضها لا يمكن التغلب عليه. وتشمل ، على سبيل المثال لا الحصر:
- مسافة
- الموارد / البنية التحتية
- الأخطار الطبيعية
- الاستدامة
- الاعتبارات الاخلاقية
في الأساس ، نظام جوفيان بعيد جدًا عن الأرض. في المتوسط ، تبلغ المسافة بين كوكب المشتري والأرض 628.411.977 مليون كيلومتر (4.2 AU) ، أي ما يقرب من أربعة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس. لوضع ذلك في منظور ، استغرق الأمر للسفر بين 18 شهرًا وعامين للوصول إلى المشتري من الأرض. ستكون السفن المصممة لنقل الركاب البشر (مع الإمدادات والمعدات الكافية لدعمهم) أكبر وأثقل بكثير ، مما يجعل وقت السفر أطول.
بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على الطريقة المستخدمة ، قد يتطلب تحويل أسطح أوروبا و / أو جانيميد و / أو كاليستو حصاد الكويكبات من الحزام الرئيسي أو من أحصنة طروادة والإغريق للمشتري. وبما أن المهمات إلى هذه المنطقة من الفضاء ستحتاج إلى سحب عدة أطنان من البضائع الجليدية ، فإنها أيضًا ستحتاج إلى أنظمة دفع قوية للقيام بالرحلة في فترة زمنية معقولة.
Ergo ، من المحتمل أن تعتمد أي سفن تنقل أطقمًا بشرية إلى نظام جوفيان على علم التبريد أو متعلق بالسبات من أجل أن تكون أصغر وأسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة. بينما يتم التحقيق في هذا النوع من التكنولوجيا بعثات مأهولة إلى المريخ ، لا يزال كثيرًا في مرحلة البحث والتطوير.
تستخدم مركبة نقل الطاقم (CTV) محركاتها الصاروخية الحرارية النووية لإبطاء وتأسيس مدار حول المريخ. الائتمان: ناسا
أما بالنسبة لبعثات النقل من وإلى حزام الكويكبات ، فيمكن أن تكون مجهزة بأنظمة مثل الدفع النووي الحراري (NTP) ، أنظمة الانصهار ، أو غيره مفهوم متقدم . ولكن حتى الآن ، لا توجد أنظمة محرك من هذا القبيل ، حيث يكون بعضها بعيدًا عن الجدوى لعقود أو أكثر.
كما أن كل هذا الحديث عن النقل والشحن الفضائي يطرح الجانب الثاني من هذا التحدي ، وهو مشكلة البنية التحتية. من أجل القيام بمهام متعددة مأهولة إلى نظام جوفيان ، بالإضافة إلى مهام استرجاع الكويكبات ، ستكون هناك حاجة إلى قدر كبير من البنية التحتية التي إما غير موجودة أو تفتقر بشدة.
يتضمن ذلك وجود الكثير من سفن الفضاء ، والتي ستحتاج أيضًا إلى أنظمة دفع متقدمة. لا تقل أهمية عن الحاجة إلى محطات التزود بالوقود والإمداد بين الأرض ونظام جوفيان - مثل بؤرة استيطانية على القمر ، وقاعدة دائمة على المريخ ، وقواعد على سيريس وفي حزام الكويكبات.
فيما يتعلق بـ 'Shell Worlds' ، يظل التحدي كما هو. يتطلب بناء هيكل مغلف كبير بما يكفي لقمر بأكمله - والذي يتراوح قطره من 3121.6 كم إلى 5262.4 كم - كميات هائلة من المواد. في حين يمكن حصاد هذه المعادن من حزام الكويكبات القريب ، إلا أنها تتطلب آلاف السفن والروبوتات لتعدين المعادن وسحبها وتجميعها في قذائف كبيرة بما يكفي.
المجال المغناطيسي لكوكب المشتري وتيارات فرض الدوران المشترك. الائتمان: ويكيبيديا كومنز / Ruslik0
ثالثًا ، سيكون الإشعاع مشكلة مهمة للبشر الذين يعيشون في أوروبا أو جانيميد. كما ذكرنا سابقًا ، تتعرض الكائنات الحية الأرضية إلى معدل 24 rem سنويًا ، والذي يصل إلى 0.0657 rem في اليوم. إن التعرض لما يقرب من 75 rems خلال فترة بضعة أيام كافٍ للتسبب في تسمم إشعاعي ، في حين أن حوالي 500 rems خلال بضعة أيام سيكون قاتلاً. من بين كل الجاليليين ، فقط كاليستو يقع تحت هذا الحد النهائي.
ونتيجة لذلك ، فإن أي مستوطنات أقيمت في يوروبا أو جانيميد تتطلب حماية من الإشعاع ، حتى بعد إنشاء أجواء قابلة للحياة. وهذا بدوره سيتطلب دروعًا كبيرة يتم بناؤها في مدار الأقمار (مما يتطلب استثمارًا ضخمًا آخر في الموارد) ، أو قد يفرض أن جميع المستوطنات المبنية على الأسطح تشتمل على دروع ثقيلة من الإشعاع.
علاوة على ذلك ، وكما تشهد أسطح أوروبا وجانيميد وكاليستو (خاصة كاليستو!) ، فإن نظام جوفيان يتردد عليه الصخور الفضائية. في الواقع ، معظم أقمار المشتري عبارة عن كويكبات التقطتها أثناء إبحارها عبر النظام. يتم فقدان هذه الأقمار الصناعية بشكل منتظم ، ويتم إضافة أقمار جديدة طوال الوقت. لذلك سيكون على المستعمرين بطبيعة الحال أن يقلقوا بشأن ارتطام صخور الفضاء بعالم محيطهم ، مما يتسبب في موجات هائلة وتلطيف السماء بسحب كثيفة من بخار الماء.
رابعًا ، تتعلق مسألة الاستدامة بحقيقة أن جميع أقمار جوفيان إما لا تحتوي على غلاف مغناطيسي أو ، في حالة جانيميد ، ليست قوية بما يكفي لمنع تأثيرات المجال المغناطيسي للمشتري. وبسبب هذا ، فإن أي جو يتم إنشاؤه سيتم تجريده ببطء ، بقدر ما تم تجريد الغلاف الجوي للمريخ ببطء بعد أن فقد غلافه المغناطيسي منذ حوالي 4.3 مليار سنة. من أجل الحفاظ على آثار الاستصلاح ، سيحتاج المستعمرون إلى تجديد الغلاف الجوي بمرور الوقت.
رسم توضيحي لكوكب المشتري والأقمار الصناعية الجليل. الائتمان: ناسا
هناك جانب آخر للاستدامة ، وهو الجانب الذي غالبًا ما يتم تجاهله ، وهو يتعلق بأنواع الكواكب التي قد تنتج عن الاستصلاح. في حين أن التقديرات تختلف ، فإن تحويل أوروبا وجانيميد وكاليستو سيؤدي إلى محيطات متنوعة في العمق - من 100 كيلومتر (في منطقة أوروبا) إلى أعماق قصوى تصل إلى 800 كيلومتر (في حالة جانيميد). في المقابل ، كان أعظم عمق تم قياسه هنا على الأرض فقط حوالي 10 كيلومترات (6 أميال) ، في خندق ماريانا في المحيط الهادئ.
مع المحيطات بهذا العمق ، سيتعين على جميع المستوطنات أن تتخذ شكل مدن عائمة لا يمكن ربطها بأرض صلبة. وفي حالة جانيميد ، تمثل المحيطات جزءًا كبيرًا من الكوكب. من الصعب تخيل الآثار الفيزيائية لهذا الأمر. لكن من الرهان الآمن أنها ستؤدي إلى مد وجزر مرتفع للغاية (في أحسن الأحوال) لتضيع المياه في الفضاء.
وأخيرًا ، هناك قضية أخلاقيات الاستصلاح. إذا كانت هناك ، كما يعتقد العلماء حاليًا ، حياة أصلية على واحد أو أكثر من أقمار جوفيان ، فإن آثار الاستصلاح يمكن أن يكون لها عواقب وخيمة أو لها. على سبيل المثال ، إذا كانت أشكال الحياة البكتيرية موجودة على الجانب السفلي من السطح الجليدي لأوروبا ، فإن الذوبان يعني موت هذه الكائنات ، لأنه سيزيل مصدر الحماية الوحيد لها من الإشعاع.
إن أشكال الحياة التي توجد بالقرب من حدود اللب والوشاح ، على الأرجح حول الفتحات الحرارية المائية ، ستكون أقل تأثرًا بوجود البشر على السطح. ومع ذلك ، فإن أي تغييرات في التوازن الاقتصادي يمكن أن تؤدي إلى تفاعل متسلسل من شأنه تدمير دورة الحياة الطبيعية. ووجود الكائنات الحية التي أدخلها البشر (أي الجراثيم) يمكن أن يكون له نفس التأثير المدمر.
انطباع فني عن روبوت افتراضي للمحيط (روبوت قادر على اختراق جليد الماء) في أوروبا. الائتمان: ناسا
لذلك ، في الأساس ، إذا اخترنا تغيير البيئة الطبيعية لواحد أو أكثر من أقمار جوفيان ، فسنخاطر بشكل فعال بإبادة أي شكل من أشكال الحياة الأصلية. مثل هذا الفعل سيكون بمثابة إبادة جماعية (أو إبادة جماعية ، حسب الحالة) ، والتعرض للكائنات الغريبة من شأنه بالتأكيد أن يشكل مخاطر صحية للمستعمرين البشريين أيضًا.
الاستنتاجات:
بشكل عام ، يبدو أن إعادة تشكيل النظام الشمسي الخارجي قد يكون قليلًا من البداية. في حين أن احتمالية القيام بذلك أمر مثير بالتأكيد ، ويقدم العديد من الفرص المثيرة للاهتمام ، يبدو أن التحديات التي ينطوي عليها الأمر تتراكم. بالنسبة للمبتدئين ، لا يبدو من المحتمل أو العملي بالنسبة لنا التفكير في القيام بذلك حتى نثبت وجودنا على القمر والمريخ وفي حزام الكويكبات.
ثانيًا ، قد يتطلب إعادة تأهيل أي من أقمار المشتري قدرًا كبيرًا من الوقت والطاقة والموارد. وبالنظر إلى أنه يمكن حصاد الكثير من موارد هذا القمر لاستصلاح عوالم أخرى (مثل المريخ والزهرة) ، ألن يكون من المنطقي إعادة تشكيل هذه العوالم أولاً والعودة إلى النظام الشمسي الخارجي لاحقًا؟
ثالثًا ، سيكون كل من يوروبا وجانيميد وكاليستو المُستَهَّر عوالم مائية ذات محيطات عميقة للغاية. هل سيكون من الممكن حتى بناء مدن عائمة على مثل هذا العالم؟ أم ستبتلعها موجات المد الهائلة ؛ أو ما هو أسوأ ، انجرفت إلى الفضاء بواسطة موجات عالية جدًا ، وانزلقت في روابط جاذبية الكوكب؟ وكم مرة يحتاج الغلاف الجوي إلى التجديد لضمان عدم تجريده؟
وأخيرًا وليس آخرًا ، فإن أي عمل لاستصلاح هذه الأقمار سيهدد دائمًا أي حياة موجودة بالفعل هناك. والتهديد الناجم عن التعرض لن يكون بالضبط في اتجاه واحد. في ظل كل هذه الظروف ، ألن يكون من الأفضل إنشاء بؤر استيطانية على السطح ، أو ربما داخل الجليد أو تحته مباشرة؟
جميع الأسئلة الصالحة ، وتلك التي سنبدأ في استكشافها بلا شك بمجرد أن نبدأ في إرسال بعثات بحثية إلى أوروبا وأقمار كوكب المشتري الأخرى في المستقبل. واعتمادًا على ما وجدناه هناك ، قد نختار وضع بعض الجذور. وبمرور الوقت ، قد نبدأ في التفكير في تجديد الأماكن حتى يتمكن المزيد من أقربائنا من المرور. قبل أن نفعل أيًا من ذلك ، كان من الأفضل أن نتأكد من أننا نعرف ما نقوم به ، ونتأكد من أننا لا نتسبب في أي ضرر في هذه العملية!
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة حول أقمار المشتري هنا في Universe Today. هنا ما هي أقمار المشتري؟ و آيو ، القمر البركاني للمشتري و كوكب المشتري قمر أوروبا و كوكب المشتري قمر جانيميد ، و كوكب المشتري قمر كاليستو .
لمعرفة المزيد حول الاستصلاح ، تحقق من الدليل النهائي لإعادة التأهيل و كيف يمكننا تعديل كوكب المريخ؟ و كيف نصحح كوكب الزهرة؟ ، و كيف نصحح القمر؟ و هل يمكننا إعادة تشكيل كوكب المشتري؟
لمزيد من المعلومات ، راجع صفحة استكشاف النظام الشمسي التابعة لناسا على أقمار المشتري .