المجموعات

كيف ستبدو مستعمرة المريخ؟

كيف ستبدو مستعمرة المريخ؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لا يوجد نقص في الأشخاص اليوم الذين لديهم رأي حول ما إذا كان يجب على البشر استعمار المريخ أم لا. على الجانب المؤيد ، هناك أولئك الذين يعتقدون أن مستوطنة المريخ ستكون بمثابة "موقع احتياطي" للبشرية في حالة حدوث بعض الأحداث الكارثية هنا على الأرض.

على الجانب السلبي ، هناك من يشعر أن التركيز على المريخ سيسرق التركيز بعيدًا عن الجهود المبذولة لإنقاذ كوكب الأرض. هناك أيضًا من يعتقدون أن المخاطر الطبيعية تجعلها فكرة سيئة ، بينما يعتقد الأشخاص على الجانب الآخر أن هذه الأشياء بالذات هي التي تجعلها تحديًا مثيرًا.

لكن عندما تنظر إلى ما وراء الحجج المؤيدة والمعارضة للاستعمار ، هناك سؤال حتمي حول ما إذا كان بإمكاننا الاستقرار على المريخ وكيف ستبدو تلك التسوية. يتجاوز السؤال مجرد الجماليات ويحتضن كل شيء من الهندسة المعمارية والبناء إلى الطعام والمواصلات والصحة العامة.

إذن كيف ستبدو مستعمرة على سطح المريخ بالضبط وكيف ستعمل؟

جعل الحياة على المريخ:

لكي نكون منصفين ، لا يوجد نقص في الأفكار حول كيفية قيام البشر بإنشاء مستعمرة على الكوكب الأحمر. كما أنها مفصلة تمامًا ، بدءًا من أنواع مختلفة من الهياكل التي يمكن بناؤها ، وكيف سيتم بناؤها ، وما الذي سيتم بناؤه منه ، وكيف سيتم حمايتها من العناصر.

ثم مرة أخرى ، يجب أن يكونوا كذلك من أجل مواجهة التحديات العديدة التي قد يمثلها العيش على المريخ. وتشمل (على سبيل المثال لا الحصر):

  • المسافة القصوى من الأرض

  • جو غير قابل للتنفس

  • حرارة قصوى

  • زيادة التعرض للإشعاع

  • العواصف الترابية على مستوى الكوكب

مع أخذ كل هذا في الاعتبار ، يصبح من الواضح أن أي جهود لبناء حضارة على المريخ يجب أن تأخذ في الاعتبار الكثير من الاحتياجات المحددة. وسيتطلب تلبية هذه المتطلبات أن يعتمد المستعمرون بشكل كبير على بعض التقنيات المتقدمة جدًا.

ستحتاج الموائل إلى أن تكون مغلقة ومضغوطة ، ومعزولة بشدة ومدفأة ، ومحمية من الإشعاع الشمسي والكوني ، ومكتفية ذاتيًا من حيث المياه والطاقة والضروريات الأخرى ، وأن تُبنى (قدر الإمكان) باستخدام الموارد المحلية - ويعرف أيضًا باسم. استخدام الموارد في الموقع (ISRU).

للوصول إلى المريخ:

باستخدام الأساليب الحالية ، تكون الرحلة إلى المريخ طويلة وربما خطرة ولا يمكن أن تحدث إلا عندما تكون الأرض والمريخ في أقرب نقطة في مدارهما من بعضهما البعض. هذا ما يعرف بـ "معارضة المريخ" ، حيث كان المريخ والشمس على جانبي الأرض مباشرة. تحدث كل 26 شهرًا ، وكل 15 أو 17 عامًا ، ستتزامن معارضة مع كون المريخ في أقرب نقطة في مداره مع الشمس (ويعرف أيضًا باسم الحضيض الشمسي).

في المتوسط ​​، يدور المريخ والأرض على مسافة متوسطة تبلغ 225 مليون كيلومتر (140 مليون ميل). ولكن أثناء المعارضة ، يمكن أن تنخفض المسافة بين الأرض والمريخ إلى 55 مليون كيلومتر (34 مليون ميل). ومع ذلك ، نظرًا لأنها ليست رحلة مباشرة بالضبط ، فإن وقت السفر المتضمن ليس مسألة بسيطة لحساب المسافة مقسومة على متوسط ​​السرعة.

هذا لأن كلا من الأرض والمريخ يدوران حول الشمس ، مما يعني أنه لا يمكنك توجيه صاروخ مباشرة إلى المريخ وإطلاقه وتوقع اصطدامه به. بدلاً من ذلك ، تحتاج المركبات الفضائية التي تم إطلاقها من الأرض إلى حساب الطبيعة المتحركة لهدفها ، حيث يجب الإشارة إلى المكان المريخ سيكون، وهي طريقة تعرف باسم الالتقاط الباليستي.

عامل آخر يجب مراعاته هو الوقود. مرة أخرى ، إذا كان لديك كمية غير محدودة من الوقود ، فسيتعين عليك توجيه مركبتك الفضائية نحو المريخ ، وإطلاق صواريخك إلى نقطة منتصف الطريق من الرحلة ، ثم الالتفاف والتباطؤ في النصف الأخير من الرحلة. يمكنك تقليل وقت السفر إلى جزء بسيط من السعر الحالي - لكنك ستحتاج إلى كمية مستحيلة من الوقود.

لهذا السبب ، يمكن أن تستغرق المهمة إلى المريخ ما بين 150 و 300 يومًا (خمسة إلى عشرة أشهر) للوصول إلى الكوكب الأحمر. كل هذا يتوقف على سرعة الإطلاق ، ومحاذاة الأرض والمريخ ، وما إذا كانت المركبة الفضائية ستستفيد من المقلاع حول جسم كبير لالتقاط زيادة في السرعة (المعروف أيضًا باسم الجاذبية).

بغض النظر ، تتطلب المهمات المأهولة دائمًا مركبات فضائية أكبر وأثقل من المركبات الفضائية الآلية. يعد هذا ضروريًا لأن البشر يحتاجون إلى وسائل الراحة أثناء تواجدهم في الفضاء ، ناهيك عن كمية الإمدادات والمعدات التي سيحتاجون إليها لتنفيذ مهمة.

إسكان المريخ:

أدت التحديات التي تفرضها المسافات الطويلة والأخطار الطبيعية على المريخ إلى بعض الاقتراحات الإبداعية حول كيفية بناء موائل تحمي من البيئة ويمكن بناؤها في الموقع. تم اقتراح العديد من هذه الأفكار كجزء من التحدي التحفيزي الذي ترعاه وكالة ناسا ومنظمات أخرى. بعض الأمثلة تشمل:

تحدي قاعدة MakerBot Mars:
استضافت NASA JPL و MakerBot Thingiverse ، وهي شركة طباعة ثلاثية الأبعاد مقرها بروكلين ، هذه المنافسة المشتركة ، التي استمرت من 30 مايو إلى 12 يوليو 2014. من أجل المنافسة ، تم منح المشاركين الوصول إلى طابعات MakerBot ثلاثية الأبعاد وتم تكليفهم بتصميم قواعد مفيدة وقادرة على تحمل العناصر وتوفير جميع وسائل الراحة في المنزل.

من بين أكثر من 200 فكرة تم تقديمها إلى المسابقة ، تم اختيار اثنين كفائزين في المسابقة. وشملت هذه هرم المريخ، وهو تصميم مستوحى من هرم الجيزة. تم تصميم هذا الهيكل الخاص لتحمل أسوأ العناصر مع تكوينه أيضًا للأنشطة والتجارب العلمية والهندسية.

ستتكون جوانب الهرم من ألواح شمسية لتجميع الطاقة وتزويد السكان بمناظر لمحاربة مشاعر العزلة. سيوفر المولد النووي طاقة احتياطية ، وسيتم تخزين المياه بالقرب من مركز الطاقة الرئيسي وتسخينه حسب الحاجة ، وسيتم زراعة الطعام باستخدام نظام أكوابونيك مستدام في أعلى الهرم.

الفائز الثاني كان كوكب المريخأكروبوليس، وهو تصميم مستقبلي دمج ألياف الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والتيتانيوم في الهيكل الرئيسي بينما شكلت مجموعة من الخرسانة والفولاذ وتربة المريخ الجدار الواقي الخارجي. سيتكون الهيكل الرئيسي من أساس وثلاثة مستويات تستوعب وظائف ومرافق مختلفة.

على مستوى الأرض ، تحمي غرف تخفيف الضغط من فقدان ضغط الهواء بينما تنتج سلسلة من البيوت الزجاجية الغذاء وتساعد على تنقية الهواء وإنتاج الأكسجين. يحتوي المستوى الأول على جهاز تنقية المياه بينما المستوى الثاني هو المكان الذي سيتم فيه وضع أماكن المعيشة والمختبرات وحوض الهبوط.

وفي الوقت نفسه ، سيعمل المستوى الثالث كمركز عصبي ، مع مشغلي الطيران ومراكز المراقبة وخزان المياه في المستعمرة. سيكون هذا الخزان موجودًا في الجزء العلوي من المستوطنة حيث يمكنه جمع المياه من الغلاف الجوي وتكثيفها لاستخدام السكان واستخدام طاقة الشمس لتدفئتها.

رحلة إلى تحدي المريخ:
سعت هذه المسابقة التحفيزية التي تم الإعلان عنها في مايو 2015 ، والتي ترعاها وكالة ناسا ، إلى إلهام الأفكار الإبداعية من الجمهور التي من شأنها أن تسمح بالسكن المستمر على المريخ. وفقًا للإرشادات ، كانت ناسا تبحث عن أفكار من شأنها معالجة قضايا "المأوى ، والغذاء ، والماء ، والهواء القابل للتنفس ، والتواصل ، والتمارين الرياضية ، والتفاعلات الاجتماعية ، والطب".

بالإضافة إلى ذلك ، احتاجت جميع التقديمات إلى التركيز على كفاءة الموارد ، والجدوى ، والشمولية ، وقابلية التوسع من أجل تسهيل المهمات الأطول مدتها والأكبر في المسافة من الأرض ، وتقترب في النهاية من "استقلال الأرض". تم منح محفظة جوائز إجمالية قدرها 15000 دولار للمفاهيم الثلاثة التي تفي بكل هذه المعايير على أفضل وجه. بحلول أكتوبر 2015 ، تم الإعلان عن الفائزين بالمسابقة.

من ضمنهم Mars Iglooموئل ISRU ، الذي قدمه مهندس الطيران آرثر روف من تورنتو ؛ النشا من Micro-Algae Chlorella كمصدر غذائي رئيسي لمستعمرة مريخية ذاتية الاستدامة ، قدمها خريج معهد Keck للدراسات العليا بيير بلوس من ولاية أيوا ؛ ومفاهيم تسوية المريخ ، قدمها المهندس الكيميائي آرون ألياجا والجيوفيزيائي ماليين كيديويلا من كاليفورنيا وتكساس (على التوالي).

تحدي الموطن المطبوع ثلاثي الأبعاد:
كانت هذه المنافسة مشروعًا مشتركًا بين Centennial Challenges التابعة لناسا والمعهد الوطني لابتكار التصنيع المضافة (المعروف أيضًا باسم America Makes) وجامعة برادلي في بيوريا ، إلينوي. تم تقسيمها إلى ثلاث مراحل ، لكل منها محفظة جائزتها الخاصة والتي سيتم تقسيمها بين الفرق الثلاثة الفائزة.

في المرحلة الاولىفي مسابقة التصميم ، طُلب من الفرق تقديم التصاميم المعمارية. اكتملت هذه المرحلة في عام 2015 وتم منح جائزة مالية بقيمة 50،000 دولار. تضمنت الإدخالات الفائزة لهذه المرحلة ، Mars Ice House بواسطة Space Exploration Architecture (SEArch) ومكتب Clouds Architecture (Clouds AO).

تم استلهام هذا المفهوم من البعثات الأخيرة التي أظهرت مدى انتشار الجليد المائي في نظامنا الشمسي ، خاصة على المريخ. يعتمد هذا التصميم الخاص على وفرة المياه ودرجات الحرارة الباردة الدائمة في خطوط العرض الشمالية لكوكب المريخ لخلق مأوى للمستكشفين.

سيتم التعامل مع البناء بواسطة روبوتات مستقلة تقوم بحصاد الجليد في الموقع ودمجها مع الماء والألياف والهواء الهوائي ، والتي ستتم طباعتها بعد ذلك على شكل حلقات ذات طبقات. ستوفر هذه الطريقة واختيار مواد البناء العزل والوقاية من الإشعاع ورؤية البيئة المحيطة لمستوطنين المريخ المحتملين.

Regolith Additive Manufacturing (RAM) بواسطة Team Gamma ، والذي فاز أيضًا بجائزة اختيار الجمهور. يدعو هذا المفهوم إلى استخدام ثلاث وحدات قابلة للنفخ من دوديكاهدرا لتشكيل الشكل الأساسي للموئل بينما تستخدم سلسلة من الروبوتات شبه المستقلة بعد ذلك الموجات الدقيقة لإذابة وتوزيع الثرى (المعروف أيضًا باسم "التلبيد") فوق هذه الوحدات لتشكيل السطح الخارجي الواقي للموئل طبقة.

وفاز بالمركز الثالث مفهوم الدخول والنزول والهبوط (EDL) والذي قدمه فريق LavaHive. دعا تصميمهم إلى استخدام مكونات المركبات الفضائية المعاد توجيهها وتقنية تُعرف باسم "صب الحمم البركانية" لإنشاء ممرات متصلة وموائل فرعية حول قسم رئيسي قابل للنفخ.

فيالمرحلة الثانية، مسابقة الأعضاء الهيكلية ، تركز على تقنيات المواد ، وتتطلب فرقًا لإنشاء مكونات هيكلية. اكتمل في أغسطس من عام 2017 بجائزة محفظة قدرها 1.1 مليون دولار.

تم تقسيم هذه المرحلة إلى ثلاثة مستويات ، حيث تم تكليف الفرق بطباعة عينات من هيكلها ، وإخضاعها لاختبارات الضغط والانحناء ، ثم طباعة نماذج مصغرة لمفاهيمها.

في المرحلة الثالثة، تم أيضًا تقسيم مسابقة الموئل في الموقع إلى مستويات ، حيث خضع كل فريق لسلسلة من الاختبارات المصممة لقياس قدرته على بناء موطن طبيعي بشكل مستقل. بلغت هذه المرحلة ذروتها في طباعة الموائل وجهاً لوجه في أبريل 2019 ، مع جائزة محفظة بقيمة 2 مليون دولار.

خلال هذه المرحلة ، تميزت عدة فرق بمفاهيمها الإبداعية التي دمجت ISRU والتصميمات المعمارية الفريدة لتصميم موائل وظيفية للغاية خارج بيئة المريخ. لكن في النهاية ، ذهبت الجوائز الأولى إلى فريق الذكاء الاصطناعي. SpaceFactory في نيويورك لموائلهم MARSHA.

وفقًا للفريق ، فإن تصميمهم على شكل مخروطي ليس فقط بيئة الضغط المثالية ولكنه أيضًا يزيد من مقدار المساحة القابلة للاستخدام مع شغل مساحة سطح أقل. كما يسمح أيضًا لهيكل مقسم عموديًا بناءً على أنواع مختلفة من النشاط وهو مناسب تمامًا للطباعة ثلاثية الأبعاد بفضل تصميمه من أسفل إلى أعلى.

صمم الفريق أيضًا موطنهم كصدفة ذات حواف تتحرك على محامل منزلقة في قاعدتها ، والغرض منها هو التعامل مع التغيرات في درجات الحرارة على المريخ (وهي مهمة).

الهيكل أيضًا عبارة عن غلاف مزدوج ، يتكون من طبقة داخلية وخارجية منفصلتين تمامًا ، مما يحسن تدفق الهواء ويسمح للضوء بالترشيح من الأعلى إلى الموطن بأكمله.

محاكاة ومحاكاة استكشاف الفضاء في هاواي (المعروف أيضًا باسم Hi-SEAS):
باستخدام نظير لموئل على سطح المريخ ، يقع على سفوح بركان ماونا لوا في هاواي ، يجري هذا البرنامج الممول من وكالة ناسا مهام بحثية مصممة لمحاكاة البعثات المأهولة إلى المريخ. على ارتفاع 2500 متر (8200 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، يقع الموقع التناظري في بيئة صخرية جافة شديدة البرودة وقليلة هطول الأمطار.

بمجرد الوصول إلى هناك ، تعيش الأطقم في موطن حيث يقومون بتنفيذ مهام تشبه مهمة المريخ ، والتي تشمل البحث والبعثات إلى السطح (في بدلات الفضاء) ، وتحقيق الاكتفاء الذاتي قدر الإمكان. يعتبر الموطن نفسه مركزيًا لمهمة المحاكاة ، ويتألف من قبة يبلغ قطرها 11 مترًا (36 قدمًا) وتبلغ مساحتها حوالي 93 مترًا مربعًا (1000 قدم مربع).

القبة نفسها محكمة الإغلاق ولها مستوى ثانٍ يشبه الدور العلوي ، مما يوفر سقفًا مرتفعًا لمكافحة مشاعر الخوف من الأماكن المغلقة. ينام الأشخاص الستة في الطاقم في غرف فاخرة على شكل شريحة دائرية تحتوي على مرتبة ومكتب وكرسي.

تحول مراحيض التسميد برازها إلى مصدر محتمل للأسمدة للمهمة التالية ، وتوفر محطة التمرين التدريبات المنتظمة والاتصالات التي تتم عبر البريد الإلكتروني مع محاكاة الفاصل الزمني.

تشمل الأفكار الأخرى Mars Ice Home ، وهي فكرة طرحها مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا بالاشتراك مع SEArch و Clouds AO. بعد الفوز في تحدي المريخ المئوي ، دخلت ناسا في شراكة مع شركات الهندسة المعمارية والتصميم هذه للمساعدة في التوسع في اقتراحها الحائز على جوائز.

يعتمد المفهوم المحدث على قبة قابلة للنفخ وغرفة فك ضغط قابلة للفصل ، وخفيفة الوزن ويمكن نقلها ونشرها باستخدام الروبوتات البسيطة. ثم تُملأ القبة بالمياه التي يتم حصادها محليًا لتشكيل الهيكل الرئيسي الواقي.

يتضاعف Ice Home أيضًا كخزان تخزين يمكن إعادة تعبئته للطاقم التالي. يمكن أيضًا تحويله إلى وقود صاروخي في نهاية المهمة إذا لزم الأمر.

تعداد السكان:

يتعلق أحد الأسئلة الأكثر صعوبة للإجابة حول الاستيطان المريخي بعدد الأشخاص المعنيين. باختصار ، ما هو الحد الأقصى لعدد الأشخاص الذين يمكن أن يعيشوا في مستعمرة واحدة؟ وإذا تم عزل هؤلاء الأشخاص فعليًا عن الأرض ، فكم عددًا يجب أن يكون للحفاظ على استمرار السكان الذين يتمتعون بالاكتفاء الذاتي؟

في هذه الحالة ، نحن مدينون لسلسلة من الدراسات التي أجراها الدكتور فريدريك مارين من المرصد الفلكي في ستراسبورغ. باستخدام برنامج الكود الرقمي المصمم خصيصًا (المعروف باسم HERITAGE) ، تمكن Marin وزملاؤه من التأكد من الحجم الذي يجب أن يكون عليه طاقم سفينة الفضاء متعدد الأجيال.

ما قرروه هو أنه ستكون هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 98 شخصًا من أجل الحفاظ على صحة السكان حيث سيتم تقليل مخاطر الاضطرابات الوراثية والآثار السلبية الأخرى المرتبطة بالزواج الداخلي. في الوقت نفسه ، تناولوا مسألة مساحة الأرض التي ستكون مطلوبة لدعمهم.

بالنظر إلى أن مخزون المواد الغذائية المجففة لن يكون خيارًا قابلاً للتطبيق نظرًا لأنه سيتدهور ويتحلل خلال القرون التي كانت فيها السفينة في طريقها ، يجب أن يكون السفينة والطاقم مجهزين لزراعة طعامهم.

هنا ، وجدوا أنه بالنسبة لعدد أقصى يبلغ 500 شخص ، ستكون هناك حاجة على الأقل 0.45 كيلومتر مربع (0.17 ميل مربع) من الأراضي الاصطناعية. من هذه المساحة من الأرض ، سيتمكن الطاقم من زراعة جميع الأغذية الضرورية باستخدام مزيج من علم الهواء والزراعة التقليدية.

يمكن تطبيق هذه الحسابات على مستوطنة مريخية بسهولة شديدة نظرًا لتطبيق معظم الاعتبارات نفسها. على المريخ ، كما هو الحال مع المركبات الفضائية ، تكمن المشكلة في كيفية ضمان الاستدامة والاكتفاء الذاتي على مدى فترات طويلة من الزمن.

إن معرفة عدد الأشخاص الذين يمكن دعمهم باستخدام مساحة معينة من الأرض أمر لا يقدر بثمن أيضًا لأنه يسمح للمخططين بوضع قيود على الحجم الذي يمكن أن تكون عليه (أو احتياجات) المستوطنة.

وسائل النقل:

تعد مسألة النقل مشكلة كبيرة أخرى وتنطبق على كل من الوصول إلى المريخ (مركبة فضائية) والالتفاف بمجرد وجودك هناك (البنية التحتية). في الحالة الأولى ، هناك بعض الأفكار الأنيقة التي تم طرحها ، بالإضافة إلى بعض المفاهيم المثيرة للاهتمام التي يتم تطويرها.

على الجانب العام للأشياء ، تعمل ناسا على تطوير سلالة جديدة من صواريخ الإطلاق الثقيل والمركبات الفضائية من أجل "رحلة إلى المريخ" المقترحة. الخطوة الأولى في ذلك هي تطوير نظام الإطلاق الفضائي (SLS) ، والذي سيطلق رواد فضاء إلى الفضاء القمري (حول القمر) في السنوات القادمة.

وبمجرد وصولهم إلى هناك ، سوف يلتقون بمحطة تدور حول بوابة المدارية القمرية (LOP-G). سيتم إرفاق سفينة النقل الفضائي العميق (DST) بهذه المحطة ، وهي سفينة تعتمد على الدفع الكهربائي الشمسي (SEP) للقيام برحلة تستغرق أشهر إلى المريخ عندما يكون في المعارضة.

بمجرد وصول DST إلى مدار المريخ ، سوف يلتقي مع Mars Base Camp ، وهي محطة فضائية أخرى ستوفر الوصول إلى السطح عبر مركبة هبوط قابلة لإعادة الاستخدام (Mars Lander). بمجرد اكتمال مهمات طاقم إلى المريخ ، يمكن إعادة تجهيز البنية التحتية للنقل هذه للاستخدام المدني.

شريطة أن يكون لدى الأشخاص وسيلة للوصول إلى الفضاء القمري ، يمكن لـ DST نقل الأشخاص من نظام Earth-Moon إلى المريخ كل عامين ، مما يسمح بتراكم تدريجي. هذا هو المكان الذي يمكن أن تلعب فيه الصناعة الخاصة.

على سبيل المثال ، يمكن نقل الأطقم إلى الفضاء القمري باستخدام أي عدد من مقدمي الإطلاق الخاصين. وخير مثال على ذلك هو صاروخ نيو جلين ، وهو مركبة إطلاق ثقيل قيد التطوير من قبل شركة الفضاء الخاصة بلو أوريجين.

كما أشار الرئيس التنفيذي جيف بيزوس (مؤسس أمازون) ، سيسمح هذا الصاروخ بتسويق وتسوية مدار الأرض المنخفض (LEO). ولكن بفضل قدراتها في الرفع الثقيل ، يمكنها أيضًا إرسال الأشخاص في المرحلة الأولى من رحلتهم إلى المريخ.

في سياق مختلف ، تسعى شركة SpaceX ومؤسسها Elon Musk إلى تطوير صاروخ ومركبة فضائية فائقة الثقل تُعرف باسم Super Heavy و Starship. بمجرد اكتماله ، سيسمح هذا النظام بالبعثات المباشرة إلى المريخ ، والتي أشار ماسك إلى أنها ستتوج بإنشاء مستوطنة على كوكب المريخ (قاعدة المريخ ألفا).

بالنسبة للنقل على الكوكب الأحمر ، هناك العديد من الاحتمالات ، بدءًا من المركبات الجوالة إلى النقل الجماعي. في حالة الأخير ، اقترح Elon Musk حلاً محتملاً في عام 2016 خلال مسابقة Hyperloop Pod الأولى.

في ذلك الوقت ، عبر ماسك عن كيف أن مفهوم "الشكل الخامس من وسائل النقل" سيعمل بشكل أفضل على المريخ منه على الأرض. عادة ، يعتمد Hyperloop على أنابيب الضغط المنخفض للسماح له بالوصول إلى سرعات تصل إلى 1200 كم / ساعة (760 ميل في الساعة).

ولكن على كوكب المريخ ، حيث يكون ضغط الهواء بشكل طبيعي أقل من 1٪ مما هو عليه على الأرض ، فإن القطار عالي السرعة مثل هايبرلوب لن يحتاج إلى أي أنابيب ضغط منخفض على الإطلاق. يمكن أن يؤدي استخدام مسارات التحليق المغناطيسية التي تنقل الناس من وإلى مستوطنات مختلفة في وقت قصير جدًا إلى عبور الكوكب.

الحماية من الإشعاع:

بالطبع ، يجب أن تأخذ أي موطن أو مستوطنة على سطح المريخ في الاعتبار التهديد الحقيقي للغاية الذي يشكله الإشعاع. نظرًا لغلافه الجوي الرقيق وعدم وجود غلاف مغناطيسي واقٍ ، يتعرض سطح المريخ لإشعاع أكثر بكثير من الأرض. على مدى فترات طويلة ، يمكن أن يؤدي هذا التعرض المتزايد إلى مخاطر صحية بين المستوطنين.

على الأرض ، يتعرض البشر في الدول المتقدمة لمتوسط ​​0.62 راد (6.2 ملي سيفرت) سنويًا. نظرًا لأن المريخ له غلاف جوي رقيق جدًا ولا يحتوي على غلاف مغناطيسي واقٍ ، فإن سطحه يستقبل حوالي 24.45 راد (244.5 ملي سيفرت) سنويًا - أكثر عند حدوث حدث شمسي. على هذا النحو ، فإن أي مستوطنة على الكوكب الأحمر ستحتاج إما إلى التقوية ضد الإشعاع أو أن يكون لها درع نشط في المكان.

تم اقتراح بعض المفاهيم حول كيفية القيام بذلك على مر السنين. بالنسبة للجزء الأكبر ، فقد اتخذت شكل إما بناء مستوطنات تحت الأرض أو بناء ملاجئ بجدران سميكة مصنوعة من الثرى المحلي (أي الأصداف المطبوعة ثلاثية الأبعاد "الملبدة").

أبعد من ذلك ، تصبح الأفكار خيالية أكثر وأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية. على سبيل المثال ، في 2018 المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والملاحة الفضائية (AIAA) ، منتدى ومعرض الفضاء والملاحة الفضائية ، اقترح المهندس المدني ماركو بيروني تصميمًا لقاعدة مريخية معيارية (ومركبة فضائية تنقلها إلى المريخ) من شأنها توفير حماية مغناطيسية اصطناعية .

ستتكون التسوية من وحدات سداسية مرتبة في تكوين كروي تحت جهاز على شكل حلقي. يتكون هذا الجهاز من كبلات كهربائية عالية الجهد تولد مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا يبلغ 4/5 تسلا لحماية الوحدات من الإشعاع الكوني والشمسي.

دعت خطة بيروني أيضًا إلى سفينة ذات قلب كروي يبلغ قطره حوالي 300 متر (984 قدمًا) - تُعرف باسم "المجال المتنقل" - والتي ستنقل المستوطنة إلى المريخ. سيتم ترتيب وحدات القاعدة السداسية حول هذا المجال ، أو بالتناوب داخل قلب أسطواني.

ستنقل سفينة الفضاء هذه الوحدات إلى المريخ وستكون محمية بنفس النوع من الدرع المغناطيسي الاصطناعي المستخدم لحماية المستعمرة. أثناء الرحلة ، ستوفر سفينة الفضاء الجاذبية الاصطناعية من خلال الدوران حول محورها المركزي بمعدل 1.5 دورة في الدقيقة ، مما يخلق قوة جاذبية تبلغ حوالي 0.8 ز (وبالتالي منع الآثار التنكسية للتعرض للجاذبية الصغرى).

الأمر الأكثر جذرية هو فكرة درع مغناطيسي اصطناعي قابل للنفخ يتم وضعه في L1 Lagrange Point في المريخ. سيضمن هذا الموقع بقاء الدرع المغناطيسي العملاق في مدار مستقر بين المريخ والشمس ، مما يوفر له درعًا مغناطيسيًا صناعيًا ضد الرياح الشمسية والإشعاع.

تم تقديم هذا المفهوم في "ورشة عمل رؤية علوم الكواكب 2050" ، في عام 2017 من قبل جيم جرين - مدير قسم علوم الكواكب في ناسا - كجزء من حديث بعنوان "بيئة المريخ المستقبلية للعلوم والاستكشاف".

كما أشار جرين ، مع النوع الصحيح من التقدم ، يمكن نشر درع قادر على توليد مجال مغناطيسي من 1 أو 2 تسلا (أو 10000 إلى 20000 جاوس) لحماية المريخ ، وزيادة سماكة غلافه الجوي ، ورفع متوسط ​​درجات الحرارة على السطح ، و مما يجعلها أكثر أمانًا للبعثات المأهولة في المستقبل.

عواصف رملية:

العواصف الترابية شائعة نسبيًا على سطح المريخ وتحدث عندما يمر نصف الكرة الجنوبي بفصل الصيف ، والذي يتزامن مع اقتراب الكوكب من الشمس في مداره الإهليلجي. نظرًا لأن المنطقة القطبية الجنوبية موجهة نحو الشمس خلال صيف المريخ ، يتبخر ثاني أكسيد الكربون المتجمد في الغطاء القطبي.

هذا له تأثير زيادة سماكة الغلاف الجوي وزيادة ضغط الهواء ، مما يعزز العملية من خلال المساعدة في تعليق جزيئات الغبار في الهواء. في بعض الحالات ، يمكن أن تصل سحب الغبار إلى 100 كيلومتر (62 ميل) في الارتفاع.

بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، يتم رفع جزيئات الغبار إلى أعلى في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى مزيد من الرياح. تثير الرياح الناتجة المزيد من الغبار ، مما يخلق حلقة ردود فعل يمكن أن تؤدي إلى عاصفة ترابية على مستوى الكوكب عندما تكون الظروف مناسبة تمامًا.

تحدث كل 6 إلى 8 سنوات (ما يقرب من ثلاث إلى أربع سنوات مريخية) ويمكن أن تصل سرعتها إلى أكثر من 106 كم / ساعة (66 ميلاً في الساعة). عندما تضرب مثل هذه العواصف الترابية ، يمكنها تقليل كمية ضوء الشمس التي تصل إلى السطح بشكل كبير ، مما قد يؤدي إلى تدمير الألواح الشمسية.

هذا هو السبب في أن فرصة توقفت العربة الجوالة عن العمل في صيف 2018. ومع ذلك ، فإن حب الاستطلاع تمكنت المركبة الجوالة من تجاوز هذه العاصفة ، نظرًا لحقيقة أنها مدعومة بمولد كهربائي حراري للنظائر المشعة متعدد المهام (MMRTG).

في هذا الصدد ، يجب أن يكون لأي مستوطنات مستقبلية على المريخ خيار طاقة احتياطية. في حال أصبحت العواصف الترابية طويلة جدًا أو شديدة ، سيكون من السهل امتلاك مفاعلات نووية يمكنها تلبية احتياجات الطاقة للمستوطنة حتى تتخلص من العواصف الترابية.

إنتاج الغذاء:

مشكلة كبيرة أخرى للعيش على المريخ هي التحدي المتمثل في إنتاج ما يكفي من الغذاء للحفاظ على مستعمرة من البشر. بالنظر إلى المسافة بين الأرض والمريخ وحقيقة أن مهمات الإمداد لن تتمكن من الوصول إلا مرة واحدة كل عامين تقريبًا ، فهناك حاجة قوية للاكتفاء الذاتي عندما يتعلق الأمر بأشياء مثل الماء والوقود والمحاصيل.

حتى الآن ، تم إجراء العديد من التجارب لمعرفة ما إذا كان يمكن للطعام أن ينمو في تربة المريخ. في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، أجرى باحثون من جامعة فلوريدا ومكتب ناسا للأبحاث البيولوجية والفيزيائية تجارب. كان هذا يتألف من رؤية كيفية نمو النباتات عند تعرضها لظروف ضغط المريخ.

تضمنت تجربة أخرى استخدام بكتيريا الأرض لإثراء تربة المريخ - على وجه التحديد ، البكتيريا الزرقاء Chroococcidiopsis. من المعروف أن هذه البكتيريا تعيش في ظروف شديدة البرودة والجفاف على الأرض ، ويمكن أن تساعد في تحويل الثرى المريخي إلى تربة عن طريق تكوين عنصر عضوي.

في عام 2016 ، تعاونت وكالة ناسا مع المركز الدولي للبطاطس في ليما لاختبار ما إذا كان يمكن زراعة البطاطس باستخدام نظائر تربة المريخ ، والتي تم إنشاؤها باستخدام التربة البيروفية. أجريت هذه التجربة لثلاثة أسباب: من ناحية ، كانت الظروف القاحلة في المنطقة بمثابة فاكس جيد للمريخ.

في أجزاء من جبال الأنديز ، يكون هطول الأمطار نادرًا كما أن التربة جافة للغاية - تمامًا مثل المريخ. على الرغم من ذلك ، ظل شعب الأنديز يزرع البطاطس في المنطقة منذ مئات السنين.

ولكن ربما كان أعظم نقطة هي حقيقة أن التجربة تستدعي المشاهد في الاعتبار المريخى حيث أُجبر مات ديمون على زراعة البطاطس في تربة المريخ. باختصار ، كانت خطوة علاقات عامة مذهلة لناسا في وقت كانت تتطلع فيه إلى حشد الدعم لـ "رحلة إلى المريخ" المقترحة.

في السنوات الأخيرة ، أجرت MarsOne ، وهي منظمة غير ربحية أعلنت إفلاسها مؤخرًا ، تجارب لمعرفة أي المحاصيل يمكن أن تنمو بشكل أفضل في تربة المريخ. حدث هذا بين عامي 2013 و 2015 في بلدة نيرجينا الهولندية ، حيث زرعت فرق من جامعة فاغينينغين ومركز الأبحاث محاصيل في تربة المريخ والقمر التي قدمتها وكالة ناسا.

بمرور الوقت ، اختبرت الفرق أنواعًا مختلفة من البذور (جنبًا إلى جنب مع محلول المغذيات العضوية) لمعرفة أي البذور سينمو في بيئة القمر والمريخ ، مع نمو البذور نفسها في تربة الأرض كعنصر تحكم. أكد الفريق أن الجاودار والفجل وجرجار الحديقة والبازلاء والطماطم والبطاطس يمكن أن تنبت جميعًا بشكل جيد وتنتج المزيد من البذور للحصاد القادم.

استنتاج:

من هذه المقترحات والأفكار العديدة ، تبدأ صورة الاستيطان المريخي في الظهور. يتماشى هذا مع اهتمامنا المتزايد بالمريخ والخطط المتطورة لاستكشاف الكوكب. وعلى الرغم من أن التحديات قد تكون كبيرة ، إلا أن الحلول المقترحة مبتكرة وفعالة.

سواء كنا أم لا ينبغي استعمار المريخ ، تظل الحقيقة أننا نستطيع ، في ظل الالتزام الصحيح والموارد الكافية. وإذا قمنا بذلك ، فلدينا بالفعل فكرة جيدة عما قد تبدو عليه مستعمرات المريخ.

  • ناسا - HI-SEAS
  • ناسا - دفيئات للمريخ
  • المريخ واحد - جدوى المهمة
  • ناسا - رائد فضاء المريخ
  • ناسا - تخضير الكوكب الأحمر
  • Thingiverse - الفائزون في تحدي قاعدة المريخ
  • التحديات المئوية لوكالة ناسا وناسا: تحدي الموطن بطباعة ثلاثية الأبعاد
  • Innocentive - تحدي ناسا: ريادة الفضاء - تحقيق استقلال الأرض


شاهد الفيديو: ناسا لاتريد منك رؤية هذا الفيديو! (يونيو 2022).