Bentornati alla nostra serie in corso, "La guida definitiva alla terraformazione"! Continuiamo con uno sguardo alla Luna, discutendo di come un giorno potrebbe essere reso adatto all'abitazione umana.
Sin dall'inizio dell'era spaziale, scienziati e futuristi hanno esplorato l'idea di trasformare altri mondi per soddisfare i bisogni umani. Conosciuto come terraformazione, questo processo richiede l'uso di tecniche di ingegneria ambientale per modificare la temperatura, l'atmosfera, la topografia o l'ecologia di un pianeta o della luna (o tutto quanto sopra) al fine di renderlo più "simile alla Terra". Essendo il corpo celeste più vicino alla Terra, la Luna è stata a lungo considerata un potenziale sito.
Tutto sommato, colonizzare e / o terraformare la Luna sarebbe relativamente facile rispetto ad altri corpi. A causa della sua vicinanza, il tempo necessario per trasportare persone e attrezzature da e verso la superficie sarebbe notevolmente ridotto, così come i costi per farlo. Inoltre, la vicinanza significa che le risorse e i prodotti estratti fabbricati sulla Luna potrebbero essere trasferiti sulla Terra in molto meno tempo, e sarebbe anche fattibile un'industria turistica.
Colonizzazione lunare nella finzione:
L'argomento di stabilire insediamenti umani sulla Luna è una delle basi più popolari della fantascienza. E mentre la stragrande maggioranza delle storie riguarda insediamenti lunari costruiti sulla superficie usando cupole sigillate o sotto la superficie, ci sono alcuni esempi in cui la Luna stessa è trasformata in un ambiente che è abitabile per gli umani.
Il primo esempio noto è forse il racconto “La Journée d’un Parisien au XXIe siècle ”(“ Un giorno da parigino nel 21 ° secolo ”), scritto dall'autore francese Octave Béllard. Rilasciato nel 1910, questa storia prevede la creazione di un'atmosfera graduale e l'acclimatazione della vegetazione per trasformare la Luna in un santuario per specie in pericolo e coloni umani.
Nel 1936, lo scrittore americano C.L. Moore ha scritto Paradiso perduto, uno dei numerosi romanzi che si svolgono nel suo universo "Northwest Smith", incentrato su un pilota di astronave e un trafficante che vive in un sistema solare colonizzato. In questo romanzo, presenta la Luna come un luogo un tempo fertile e descrive come è diventata gradualmente una terra desolata airless. Nel 1945, il romanziere e accademico britannico C. S. Lewis pubblicò Quella forza orribile, in cui la Luna (Sulva) è descritta come sede di una razza di eugenetici estremi.
Arthur C. Clarke scrisse numerosi romanzi e racconti che includevano colonie lunari tra gli anni '50 e '70. Nel 1955, scrisse Earthlight, in cui un insediamento lunare viene catturato nel fuoco incrociato mentre scoppia la guerra tra la Terra e un'alleanza tra Marte e Venere. Nel 1961, A Fall of Moondust è stato pubblicato, dove un incrociatore turistico (Selene) affonda in un mare di polvere lunare.
Nel 1968, il romanzo fondamentale di Clarke 2001: Odissea nello spazio è stato rilasciato, parte del quale si svolge su una Luna colonizzata in cui si trova un misterioso monolito (noto come Tycho Magnetic Anomaly, o TMA-1). Appuntamento con Rama, pubblicato nel 1973, fa anche menzione di una Luna colonizzata, che fa parte della polarità del Sistema Solare conosciuta come Pianeti Uniti.
Robert A. Heinlein ha anche scritto ampiamente sull'insediamento umano sulla Luna. Uno dei suoi primi fu Le pietre rotolanti (1952), che si concentra su una famiglia eccezionale (le Pietre) che vive su una Luna stabilita, ma sceglie di partire per esplorare il Sistema Solare. Nel 1966, pubblicò il romanzo vincitore del premio Hugo La luna è un'amante dura, in cui una colonia lunare in gran parte sotterranea fornisce alla Terra cibo e minerali.
La popolazione, nota come "Lunies", è principalmente discendente di detenuti (in particolare prigionieri politici) che vivono sotto un'amministrazione della Terra. Con l'aiuto di un'intelligenza artificiale, un gruppo di persone in cerca di indipendenza lanciano una rivolta e strappano la loro indipendenza dalla Terra. Una terza rata, Il gatto che camminava attraverso le pareti (1985) si svolge su una Luna libera diversi anni dopo.
Nel 1988 viene rilasciato Kim Stanley Robinson The Lunatics, che si occupa di un gruppo di minatori schiavi costretti a lavorare sotto la superficie lunare che lanciano una ribellione. E nel racconto "Byrd Land Six" (2010), l'autore britannico Alastair Reynolds descrive una colonia lunare basata sull'estrazione dell'elio-3. L'elenco continua, con letteralmente centinaia (se non migliaia) di esempi di umani che vivono sulla Luna in un futuro prossimo e lontano.
Studio dell'insediamento lunare:
Nel corso degli ultimi decenni, sono state fatte numerose proposte per costruire una colonia (o colonie) sulla Luna. La maggior parte è nata con l'avvento dell'Era Spaziale e del Programma Apollo. E negli anni più recenti, con le proposte di tornare sulla Luna entro il 2020, c'è stato un rinnovato interesse nel creare una soluzione permanente. Tuttavia, ci sono alcune proposte scientifiche che precedono il 20 ° secolo.
Ad esempio, nel 1638 il vescovo John Wilkins - un sacerdote inglese, naturalista e membro della Royal Society - scrisse Un discorso su un nuovo mondo e un altro pianeta, in cui predisse una colonia umana sulla Luna. Il famoso scienziato razzo e astronautico russo Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) - che per primo propose il concetto di un ascensore spaziale - suggerì anche che un insediamento lunare sarebbe stato un passo importante nell'umanità diventando una specie spaziale.
Negli anni '50 e '60, le proposte iniziarono a innervosire con l'istituzione del Programma Apollo, dove i piani per posizionare gli astronauti sulla Luna portarono naturalmente a idee per creare basi permanenti e persino insediamenti lì. Nel 1954, Arthur C. Clarke propose di creare una base lunare usando moduli gonfiabili che sarebbero stati coperti con polvere lunare per l'isolamento.
Il primo insediamento coinvolgerebbe gli astronauti che costruivano strutture simili a igloo e un albero radio gonfiabile, a cui sarebbe seguita l'istituzione di una cupola più grande e permanente. La sua proposta chiedeva anche la purificazione dell'aria fornita da un filtro a base di alghe, un reattore nucleare per fornire energia e cannoni elettromagnetici (cioè i conducenti di massa) che lanciavano merci e carburante verso navi interplanetarie nello spazio.
Nel 1959, John S. Rinehart - direttore del Mining Research Laboratory presso la Colorado School of Mines - pubblicò una proposta intitolata "Criteri di base per la costruzione della luna", nella Rivista della British Interplanetary Society. Questo concetto di "base fluttuante" consisteva in un semicilindro con semicupole ad entrambe le estremità e uno scudo di micrometeoroide posto sopra la base. Questo concetto si basava sulla teoria allora accettata secondo cui c'erano oceani di polvere sulla Luna che erano profondi fino a un chilometro e mezzo (1 mi) in alcune aree.
Diversi piani sono emersi anche durante questa era per installazioni militari sulla Luna. Questi includevano il Project Horizon (1959), un piano dell'esercito americano di costruire un forte sulla Luna entro il 1967. L'Aeronautica Militare americana propose anche il Progetto Lunex nel 1961, che prevedeva la creazione di una base aeronautica sotterranea sulla Luna da 1968.
Nel 1962, John DeNike (il Program Manager dei programmi avanzati della NASA) e Stanley Zahn (Direttore tecnico degli studi sulla base lunare nella divisione spaziale della Martin Company) pubblicarono una proposta intitolata "Basi lunari". Il loro concetto prevedeva una base sotterranea situata nel Mare della Tranquillità, che avrebbe fatto affidamento su reattori nucleari per l'alimentazione e un sistema di filtrazione dell'aria a base di alghe.
Negli anni più recenti, diverse agenzie spaziali hanno disegnato proposte per costruire colonie sulla Luna. Nel 2006, il Giappone ha annunciato i piani per una base lunare entro il 2030. La Russia ha presentato una proposta simile nel 2007, che sarebbe stata costruita tra il 2027-32. Nel 2007, Jim Burke dell'Università spaziale internazionale in Francia ha proposto di creare un'arca lunare di Noè per garantire che la civiltà umana sopravvivesse a un evento catastrofico.
Nell'agosto del 2014, i rappresentanti della NASA si sono incontrati con i leader del settore per discutere dei modi economici per costruire una base lunare nelle regioni polari entro il 2022. Nel 2015, la NASA ha delineato un concetto di insediamento lunare che si baserebbe su lavoratori robotici (noto come Trans -Formers) ed eliostati per creare un insediamento lunare intorno alla regione polare meridionale della Luna. E nel 2016, Johann-Dietrich Wörner, il nuovo capo dell'ESA, ha proposto un villaggio internazionale sulla Luna come successore della stazione spaziale internazionale.
Metodi potenziali:
Quando si tratta di terraformare la Luna, le possibilità e le sfide assomigliano molto a quelle di Mercurio. Per cominciare, la Luna ha un'atmosfera così sottile che può essere definita solo un'esosfera. Inoltre, gli elementi volatili necessari per la vita scarseggiano (ovvero idrogeno, azoto e carbonio).
Questi problemi potrebbero essere risolti catturando comete che contengono ghiaccioli e volatili e facendoli precipitare in superficie. Le comete sublimerebbero, disperdendo questi gas e vapore acqueo per creare un'atmosfera. Questi impatti libererebbero anche l'acqua contenuta nella regolite lunare, che potrebbe eventualmente accumularsi sulla superficie per formare corpi idrici naturali.
Il trasferimento di quantità di moto da queste comete farebbe anche ruotare la Luna più rapidamente, accelerando la sua rotazione in modo da non essere più bloccata in ordine. Una Luna che è stata accelerata per ruotare una volta sul suo asse ogni 24 ore avrebbe un ciclo diurno costante, che renderebbe più facile la colonizzazione e l'adattamento alla vita sulla Luna.
Esiste anche la possibilità di paraterraformare parti della Luna in modo simile alla terraformazione della regione polare di Mercurio. Nel caso della Luna, ciò avverrebbe nel cratere di Shackleton, dove gli scienziati hanno già trovato prove di ghiaccio d'acqua. Usando specchi solari e una cupola, questo cratere potrebbe essere trasformato in un microclima in cui le piante potrebbero essere coltivate e un'atmosfera respirabile creata.
Vantaggi potenziali:
Rispetto ad altri pianeti e lune del Sistema Solare, ci sono molti vantaggi nella colonizzazione e terraformazione della Luna. Il più ovvio è la sua vicinanza alla Terra. Rispetto a Marte, Venere, Mercurio o al Sistema solare esterno, il costo e il tempo necessari per trasportare persone e materiali da e verso la Luna sarebbero notevolmente inferiori.
Inoltre, bombardare la superficie con le comete potrebbe generare sia l'atmosfera che lo slancio necessari per far girare il pianeta fino a un ciclo simile alla Terra. Rispetto al pianeta come Marte e Venere, ci vorrebbe anche significativamente meno comete per raggiungere questo obiettivo - circa 100 contro diverse migliaia.
La presenza di ghiaccio d'acqua nel suolo lunare e le grandi cache attorno alla regione polare meridionale consentirebbero anche la creazione di acque superficiali (una volta innescato un effetto serra). Insieme alle comete che bombardano la superficie, questo potrebbe essere fatto introducendo ghiacci di metano e ammoniaca, che potrebbero essere raccolti dalla luna come Titano e la Cintura di Kuiper. Sorvegliare gli sforzi di terraformazione sarebbe anche più facile grazie alla vicinanza della Luna e richiederebbe molte meno infrastrutture.
Nel frattempo, le colonie sulla Luna avrebbero offerto molteplici vantaggi. La base di risorse locale fornirebbe opportunità per l'utilizzo delle risorse in situ, così come le materie prime necessarie per le missioni più profonde nello spazio. Ad esempio, poiché la Luna ha una composizione simile alla Terra, ha una grande quantità di minerali che potrebbero essere estratti per essere utilizzati sulla Terra. La regolite lunare raccolta dalla superficie potrebbe essere utilizzata per creare schermature contro le radiazioni e insediamenti a cupola sulla superficie.
La fornitura di ghiaccio d'acqua della Luna, che è particolarmente abbondante nella regione polare meridionale, servirebbe anche come fonte costante di acqua per i coloni. L'elio-3 potrebbe essere facilmente raccolto poiché è abbondante nello strato superiore della regolite della Luna per l'uso nei reattori a fusione, fornendo un rifornimento di energia pulito e costante sia per le colonie lunari che per la Terra.
Una base lunare potrebbe anche servire da punto di sosta per le missioni nel Sistema Solare. La NASA ha stimato che creando un avamposto lunare che potrebbe utilizzare l'acqua locale per creare combustibile a idrogeno, si potrebbero risparmiare miliardi di dollari. Un simile avamposto sarebbe anche un'infrastruttura intrinseca quando si tratta di organizzare missioni con equipaggio su Marte e nella costruzione di un insediamento marziano.
La gravità inferiore della Luna e la velocità di fuga significano anche che le missioni lanciate dalla Luna richiederebbero molto meno propellente per raggiungere lo spazio. Lo stesso vantaggio potrebbe consentire la costruzione di un macchinista, un elevatore lunare o altri progetti considerati troppo costosi o difficili da costruire sulla Terra. Una struttura del genere ridurrebbe ulteriormente i costi dei materiali in movimento e dei satelliti (come gli array di energia solare spaziali).
Infine, ma non meno importante, la creazione di un insediamento lunare potrebbe anche fornire informazioni preziose, in particolare sugli effetti a lungo termine della vita in un ambiente a bassa gravità. Questa informazione si rivelerebbe utile per l'istituzione di una base permanente su Marte o altri corpi del Sistema Solare in cui la gravità della superficie è inferiore a 1 g.
La presenza di tubi di lava lunari stabili che sono abbastanza grandi da ospitare intere città è anche un vantaggio. Questi ambienti sotterranei potrebbero essere pressurizzati per creare un'atmosfera traspirante e fornirebbero una protezione naturale contro le radiazioni solari.
Potenziali sfide:
Terraformare la Luna è anche irto della sua quota di sfide. Per uno, la raccolta di comete e / o ghiacci dal sistema solare esterno richiederebbe un'infrastruttura che non esiste ancora e sarebbe molto costosa da creare. Fondamentalmente, sarebbero necessarie centinaia di astronavi per trasportare tutte le risorse e dovrebbero essere dotate di sistemi di guida che potrebbero effettuare il viaggio in un breve lasso di tempo (che non esiste ancora).
Mentre è noto che lunghi periodi di tempo trascorsi in ambienti di microgravità causano degenerazione muscolare e perdita di densità ossea, non è chiaro quale sarebbe l'effetto della bassa gravità per residenti permanenti e bambini nati in tali ambienti. È stato suggerito che le piante e gli animali terrestri potrebbero essere geneticamente modificati per vivere nell'ambiente lunare, ma non è chiaro se questo avrebbe avuto successo.
E, naturalmente, il costo di tutto ciò sarebbe astronomico e richiederebbe un impegno multi-generazionale dato il tempo necessario per convertire l'ecologia della Luna. Pertanto, è improbabile che qualsiasi impegno assunto da un governo o da un ente internazionale possa essere mantenuto tra una generazione e l'altra.
Per una colonia di superficie, ci sono anche molte sfide. Le lunghe notti lunari (354 ore) significherebbe che la dipendenza dall'energia solare sarebbe impedita in qualsiasi luogo diverso dalle regioni polari. Inoltre, le significative variazioni di temperatura dovrebbero essere costruite per resistere alle colonie. La radiazione solare sarebbe anche un problema in qualsiasi insediamento situato sulla superficie.
La mancanza di atmosfera aumenta le probabilità che la superficie venga colpita dalle comete e dall'esposizione ai brillamenti solari. La Luna inoltre passa periodicamente attraverso il magnetotail della Terra, creando un foglio di plasma che si frusta sulla superficie. Dal lato della luce, il bombardamento da parte degli elettroni provoca il rilascio di fotoni UV e l'accumulo di una carica negativa sul lato oscuro. Ciò potrebbe essere pericoloso per qualsiasi insediamento sulla superficie.
Come notato, alcuni di questi problemi potrebbero essere risolti costruendo insediamenti sotto la superficie. Tuttavia, supponendo che questi insediamenti dipendessero dall'energia solare, avrebbero bisogno di essere costruiti vicino alle regioni polari per sfruttare la luce quasi perpetua in queste regioni. L'alternativa sarebbe costruire reattori a fusione che potrebbero utilizzare l'elio-3 di provenienza locale. E anche qui, i costi e i tempi necessari per costruire un simile accordo sarebbero molto elevati.
Ancora una volta, siamo costretti a chiederci perché, date tutte le sfide, dovrebbe essere presa una simile iniziativa? Nel caso della Luna, la risposta è abbastanza semplice. In questo caso, la terraformazione e la colonizzazione possono essere fatte più economiche, più facili e in molto meno tempo. Inoltre, i vantaggi di avere una presenza umana sulla Luna sono numerosi e includono alcuni aspetti piuttosto redditizi come la raccolta dell'elio-3, l'estrazione lunare, le operazioni solari lunari e persino la creazione di un'industria turistica lunare.
Ma forse la cosa più importante, una presenza umana sulla Luna (che chiameremo Luna se e quando ne esiste una) potrebbe facilmente servire come trampolino di lancio verso la creazione di una presenza umana su Marte, Venere e altrove nel Sistema Solare. Con le strutture predisposte per fornire rifornimento, rifornimento e riparazioni, i costi di invio di navi più profonde nello spazio verrebbero drasticamente ridotti.
Un altro passo nella ricerca di rendere l'umanità una razza interplanetaria - e forse anche interstellare -!
Abbiamo scritto molti articoli interessanti sulla terraformazione qui alla rivista Space. Ecco la guida definitiva alla Terraformazione, dovremmo Terraformare Marte? Come Terraformare Marte? Come Terraformare Venere?
Inoltre, assicurati di controllare Sì, c'è acqua sulla luna e l'acqua sulla luna è stata soffiata dal vento solare.
Abbiamo anche articoli che esplorano il lato più radicale della terraformazione, come Potremmo Terraform Giove? Potremmo Terraformare il Sole? Potremmo Terraformare un buco nero?
Per ulteriori informazioni, consultare la colonizzazione lunare della NASA - Energia, potenza e vita sulla luna.
