28年2024月XNUMX日(木)

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Root Nation記事テクノロジー火星のテラフォーミング: 赤い惑星は新しい地球に変わる可能性がありますか?

火星のテラフォーミング: 赤い惑星は新しい地球に変わる可能性がありますか?

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最近、火星の開発と宇宙飛行士や入植者のための基地の配置に関する多くの計画があります。 しかし、人々がいつか本当にそこに住みたいと思うなら、火星は完全にテラフォーミングされなければならない. これには何が必要ですか? 人類は常に遠くの星に飛ぶことを夢見てきました。人々は宇宙空間を旅し、他の惑星に住みたいと思っていました。 最近、そのような飛行や他の惑星への人類の移住の見通し、ロケットの製造、宇宙探査の計画について多くの話や記事が書かれています. 今日は、火星を新しい地球に変えることができるかどうか、火星をどのようにテラフォーミングするか、そしてそれが原理的に可能かどうかについて考えたいと思います。

テラフォーミング・マーズ

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火星に生命はいますか?

火星は、最近、科学ニュースや記事の見出しになっている惑星です。 火星は間違いなく私たちが最も注目している太陽系の惑星です。 これは、(他の惑星と比較して)地球に非常に近いという理由だけでなく、私たちの惑星に幾分似ているという特徴のためでもあります. もちろん、生命のない天体、大気中の酸素、そして惑星の表面全体を覆う荒れ狂う砂嵐で可能な限り。

火星

過去数十年にわたって、科学者たちは火星の進化とその表面の状態について多くのことを学び、見方を変えてきました。 これらの条件はあまり有利ではありませんが。 現在、火星は非常に寒く、乾燥しており、人を寄せ付けない惑星ですが、常にそうであったとは限らないことがわかっています。 さらに、科学者たちは、火星と地球が現在の形であっても、多くの共通点があることに気付きました。 まず第一に、96 つの惑星は、サイズ、軸の傾き、構造、組成、さらには表面の水の存在が類似しています。 この理由と、地球に比較的近いことから、火星は将来人類が定住する最有力候補と考えられています。 人間のニーズに合わせて地球の状態を変えることができれば(テラフォーミング)、このような見方が可能になります。 言及された類似点にもかかわらず、火星が人間の生活により適した惑星に変化することは、多くの困難を引き起こすでしょう。 まず、1,93% の二酸化炭素、1,89% のアルゴン、XNUMX% の窒素、および微量の酸素と水蒸気で構成される、非常に薄くて呼吸できない大気があります。

火星テラフォーム

しかし、火星のサイズと組成に関する百科事典的な事実を暗唱する代わりに、火星の過去を見る方が興味深いです。 一部の科学者は、火星探査機とローバーによって収集されたデータに基づいて、海と浅瀬の形の水がかつて火星の大部分を覆っていたことを示唆しています。 しかし、それはおそらく約4億年前のことです。 それ以来、多くの変化があり、科学者たちは、大気の変化が地球上の水の消失につながったと信じています. むかしむかし、火星の大気は異なる組成を持っていた可能性があり、おそらく液体の水の海を支えるのに十分な密度でした.

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火星の大気はなぜこれほどまでに変化したのでしょうか。

火星の表面で観察された巨大な砂の構造は、地球上には何もなく、火星に特有のものです。 彼らは火星の太古の大気について何を教えてくれるでしょうか? 科学者たちは、それらの形成は、惑星の薄い大気で猛威を振るう風とハリケーンの表面への影響によって引き起こされたと考えています。 それらは、3,7 億年前に形成され始めた特徴的な砂丘や岩石を作り出し、今日私たちが研究しています。

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火星テラフォーム
したがって、表面の構造を研究することで、火星が大気の大部分を失った時期を特定することができます。 しかし、雰囲気はどこに行ったのですか? この質問は主に科学者にとって興味深いものです。 火星は地球よりも小さいため、引力が弱く、火星の大気を保持するのに十分ではなかったでしょう。 太陽放射 (つまり、太陽から宇宙に飛来する粒子) は、火星からほとんどの大気を取り除いた可能性があります。 実際、火星の大気はこの放射線の影響で今も薄くなり続けています。

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しかし、そこにはまだ水があり、液体の場合もあります。

火星には水がありました! 「赤い惑星」とも呼ばれる火星のさび色の岩石は、過去に水が満ち​​ていたことを証明しています。 火星は、水が流れる環境で地球上に形成されたものと同様に、深い谷、乾いた川床、湖、滑らかな石 - 小石で覆われています。 科学者たちは長い間、火星の温暖で湿潤な期間は比較的短いと信じてきましたが、研究によると、火星の水域はこれまで考えられていたよりもはるかに長く存在していた可能性があります。 火星軌道からの高解像度画像科学実験 (HiRISE) プローブは、火星の表面のデータと非常に正確な画像を提供しました。これにより、研究者は 200 を超える古代の河川敷の特徴を分析しました。 水路のサイズ、形状、および周囲の地形の相対的な年齢に基づいて、チームは 3,8 億年から 2 億年前に水が火星の表面を流れていたと結論付けました。

火星テラフォーム2012 年以来火星の表面にいるローバーの XNUMX つであるキュリオシティは、火星にかつて水があったという証拠をすでに提供しています。 Curiosity ローバーからのデータを使用して、チームは NASA ゲールクレーターに堆積岩が堆積したのは水であると判断しました。 これらの堆積岩の層は、火口の中央に位置するシャープ山塊の基礎を形成しました。 ローバーから得られたデータは、約 3,8 億年から 3,3 億年前の間に、この場所に多数の小川と湖があり、その堆積物が徐々にシャープ山の下層を形成したことを示唆しています。 つまり、山塊の少なくとも下層の充填は、約 500 億年の間に発生しました。

火星テラフォーム

これらの研究は科学者に火星の表面に水が確実に存在したと言う理由を与え、過去と現在の両方における火星の進化過程の発展に関する多くの新しい知識を追加します. 今日、火星の水は火星の土の薄い層の下にある氷の形をしています。 時々、気温が許せば (火星では摂氏 20 度まで上昇することがあります)、氷が局部的に溶け、液体の水が岩の斜面を流れ落ちます。

しかし、科学者たちは、火星に水が存在するという事実を引き続き検証していると述べています。 この問題については、まだ単一の意見はありません。 主な問題は、地球が湿気の多いかなり暖かい状態から砂漠で寒い状態に変化した理由は何なのかということです。

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火星はどのようにテラフォーミングされますか?

そのためのアイデアは尽きません。 人間の入植者が火星を居住可能にする方法について、いくつかの提案があります。 1964 年、ダンドリッジ M. コールは火星に温室効果を生み出すことを提唱しました。 彼の意見では、これは、太陽系の外側からアンモニアからなる氷を届けて、それを表面に投げれば可能です。 アンモニア (NH3) は強力な温室効果ガスであるため、火星の大気に入ると濃くなり、地球の気温が上昇します。 アンモニアは主に窒素で構成されているため、酸素と組み合わせて人間の呼吸に適した雰囲気を作り出す、いわゆる緩衝ガスで大気を満たすこともできます。

火星テラフォーム

別の方法として提案されているのは、アルベド (惑星の表面による光の反射の強さ) を減らすことです。そのためには、火星の表面を太陽光の吸収を増加させる暗い物質で覆う必要があります。 これは、フォボスとダイモス (火星の XNUMX つの岩石衛星であり、太陽系で最も暗い天体) の塵から、極端な地衣類や暗い植物まで、あらゆるものである可能性があります。 この決定を最も熱心に支持したのは、有名な作家で科学者のカール・セーガンでした。

1976 年、NASA は正式に惑星工学の問題を取り上げました。 科学者たちは、光合成生物、極地の氷冠の融解、温室効果ガスの大気への放出のすべてが、より暖かく酸素に富んだ大気を作り出すために利用できることを発見しました。

火星テラフォーム
1993 年、火星コミュニティの創設者であるロバート ズブリン博士と NASA のクリストファー P. マッケイは共同で、「火星をテラフォーミングするための技術的要件」という論文を書きました。 その中で、彼らは、惑星の軌道に置かれた鏡を使用して、その表面を直接加熱することを提案しました。 極の近くに位置するこれらの鏡は、氷床を溶かし、地球温暖化に寄与する可能性があります. 同じ論文で、彼らは、太陽系で収集された小惑星が方向転換されて地表に衝突し、塵を巻き上げて大気を加熱する可能性があると主張しました。 必要なすべての物質を軌道に打ち上げるために、原子力電気または核熱ロケットを使用する必要があるのはなぜですか。

最近の提案では、酸素を生成するシアノ バクテリアと藻類のコロニーが生息する密閉された温室の作成が提案されています。 2014 年、NASA Techshot Inc. は、そのような概念に関する作業がすでに始まっていると報告しました。

火星

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将来、NASA は極限環境の光合成藻類とシアノ バクテリアの小さなキャニスターをローバーに送り、火星環境でこのプロセスをテストする予定です。 ミッションが成功した場合、NASA と Techshot は、火星への将来の有人飛行のために酸素を生成および収集するために、いくつかの大きな温室を建設する予定です。

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これらの計画には環境工学や惑星工学は含まれていませんが、Eugene Boland (Techshot Inc. のチーフ サイエンティスト) は、これは正しい方向への一歩であると考えています。 火星の表面で原子爆弾を爆発させるというアイデアもありました (イーロン・マスクはかつてこの概念の支持者でした)。これは太陽光線を遮り、惑星を加熱する大量の塵を作り出します。

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地球温暖化: 火星は加熱されますか?

幸か不幸か、見方によっては、私たち人間は地球温暖化について多くの経験を持っています。 XNUMX 世紀以上にわたって二酸化炭素が排出されてきた結果、単純な温室効果メカニズムによって地球の表面温度が不注意に上昇してきました。 私たちは二酸化炭素を排出します。二酸化炭素は、太陽光を通し、熱放射を逃がすのを防ぐのに非常に優れているため、地球上で目に見えない巨大な毛布のように機能します。 増加した熱は大気中への海水の蒸発に寄与し、別の被覆層を受け取り、温度が上昇し、さらに多くの水の蒸発と惑星の大気のより大きな加熱につながります.

地球でうまくいくなら、火星でもうまくいくかもしれません。 火星の大気はほぼ完全に宇宙空間に姿を消しましたが、火星の極冠と地表のすぐ下には水の氷と凍った二酸化炭素が大量に蓄えられています。

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人間が何らかの方法で極冠を温めることができれば、温室効果を引き起こすのに十分な量の二酸化炭素が大気中に放出される可能性があります。 そのとき私たちがしなければならないことは、物理学がそのことを行い、火星をはるかに攻撃的な場所にしないように、何世紀にもわたって行って観察し、待つことです.

残念ながら、この単純なアイデアはおそらくうまくいきません。 第一の問題は加熱技術の発展です。 これを行うために必要な設計には、巨大な柱から、より多くの光と熱を集束させる巨大な宇宙鏡の作成まで、人類の現在の能力をはるかに超える、技術と宇宙での製造における根本的な飛躍が必要です。 たとえば、スペース ミラーの場合、宇宙のどこかで約 200 トンのアルミニウムを抽出する必要がありますが、今日では、宇宙で 000 トンのアルミニウムを抽出することができます。

火星

火星には温暖化傾向を引き起こすのに十分な CO2 がないという痛ましい認識が次第に生じます。 現在、火星の大気圧は地球の大気圧の 2% を超えていません。 火星の CO2 と H2O のすべての分子を大気中に蒸発させることができれば、火星の圧力は… 地球の大気圧の XNUMX% になります。

皮膚で汗が沸騰するのを防ぐには XNUMX 倍の気圧が必要であり、宇宙服が不要になるには XNUMX 倍の気圧が必要です。 そして、私たちは酸素の欠乏について話しているのではありません.

すぐに利用できる温室効果ガスが不足しているという問題を解決するために、いくつかの根本的な提案があります。 おそらくこれには、非常に攻撃的な温室効果ガスであるクロロフルオロカーボンを放出する植物を使用できます. あるいは、太陽系外縁部からアンモニアを豊富に含む彗星を引き寄せることもできます。 アンモニアは優れた温室効果ガスであり、最終的には無害な窒素に分解され、大気の大部分を占めています。

これらの提案に関連する技術的課題を克服できると仮定すると、XNUMX つの巨大な障害が残ります。それは、磁場が存在しないことです。 火星を磁場で守らなければ、大気に入るすべての分子が太陽風によって吹き飛ばされてしまいます。

簡単ではありません。 多くの創造的なソリューションがあります。 太陽風をそらすために、宇宙に巨大な電磁石を構築できるかもしれません。 あるいは、火星を超伝導体で覆い、人工磁気圏を作り出すことも可能です。 もちろん、これらのソリューションの少なくとも XNUMX つを実装するにはほど遠い状態です。 では、将来、火星をテラフォーミングして、より快適にすることができるでしょうか? もちろん、科学的な観点からは可能です。それを妨げる基本的な物理法則はありません...

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なぜこのすべての科学者?

火星のテラフォーミングにはさらに多くのシナリオがありますが、大きな問題は、なぜそれについて本当に考えているのかということです。 冒険の見通しと、人類が大胆な宇宙探査の時代を復活させているという考えを超えて、火星がテラフォーミングすることが提案されている理由がいくつかあります。 第一に、地球への人類の影響が壊滅的な結果をもたらし、長期的に生き残るためには「バックアップ サイト」を作成する必要があるという恐れがあります。 科学技術の発展がすべての人にもたらす直接的な利益は言うまでもありません。 その他の理由としては、資源基盤を拡大し、資源の枯渇を恐れる必要のない文明になる可能性があります。 火星のコロニーは、ミネラルと水の氷が豊富で使用できる火星での採掘を可能にします。 火星の基地は、小惑星帯を使用するための出発点としても機能する可能性があります。これにより、適切な量の鉱物にアクセスして、ほぼ永遠に豊富に保つことができます.

火星

人間の意志と本当に天文学的なコストの明らかな問題はさておき、そのような試みは人類が存在する限り続くことを理解する必要があります. NASA が前述の 1976 年の論文で報告したように、「地球の生態系を支える火星の能力に、根本的で乗り越えられない限界は確認されていません。 酸素を含む大気の欠如は、人類が事前の行動なしに火星に住むことを妨げます。 表面の既存の強い紫外線放射は、追加の深刻な障害です。 火星に適切な酸素含有大気を作り出すことは、光合成生物の助けを借りて達成できます。 しかし、その雰囲気を作るのにかかる時間は……数百万年にも及びます」

火星テラフォーム

同時に、科学者たちは、過酷な火星環境に特別に適応した極限環境生物を作成し、温室効果を生み出し、極地の氷冠を溶かすことによって、この期間を大幅に短縮できることに同意しています。 しかし、火星が変化するのに必要な時間は、まだ数百年または数千年かかるでしょう。 しかし、機会があれば、今このプロセスを開始することを妨げるものは何もありません。 準備と予備作業の結果として現れる科学的および技術的利益は、莫大なものになる可能性があります。

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
カルパティア山脈の息子、知られざる数学の天才、「弁護士」Microsoft、実践的な利他主義者、左右
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アルバート
アルバート
2年前

みんなを火星に飛ぼう!

Vladyslav Surkov
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Vladyslav Surkov
2年前

火星に土地区画が配布されるのを待っています。

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