Планетарная инженерия

Планетарная инженерия - это разработка и применение технологий с целью влияния на окружающую среду планеты . Планетарная инженерия охватывает различные методы, такие как терраформирование , посева и геоинженерия .

Широко обсуждаемые в научном сообществе, терраформинг относится к изменению других планет для создания пригодности для жилья для наземной жизни. Посев относится к введению жизни от Земли до обитаемых планет. Геоинженерия относится к разработке климата планеты и уже применяется на Земле. Каждый из этих методов состоит из различных подходов и обладает различными уровнями осуществимости и этической проблемы.

Терраформирование

Прогнозируемые изменения температуры и осадков по сравнению с доиндустриальными; Ответ на конец века без (а) и с (б) геоинженерией, чтобы избежать повышения температуры выше 1,5 ° С. ^{[ 1 ]}

Терраформирование - это процесс модификации атмосферы , температуры , топографии поверхности или экологии планеты, луны или другого тела, чтобы воспроизвести окружающую среду Земли.

Технологии

Общим объектом обсуждения потенциального терраформирования является планета Марс. Для Terraform Mars люди должны были бы создать новую атмосферу из -за высокой концентрации углекислого газа в планете и низкого атмосферного давления. Это было бы возможно путем введения большего количества парниковых газов ниже «точка замерзания из коренных материалов». ^{[ 2 ]} В Terraform Venus, углекислый газ должен быть преобразован в графит, так как Венера получает вдвое больше солнечного света, чем земля. Этот процесс возможен только в том случае, если тепличный эффект удаляется с использованием «высокогорных тонких частиц» или солнечного щита, создавая более обитаемую Венеру. ^{[ 2 ]}

НАСА определило категории систем и технологий обитаемости для терраформирования, чтобы быть осуществимыми. ^{[ 3 ]} Эти темы включают в себя создание энергосберегающих систем для сохранения и упаковки продуктов питания для экипажей, приготовления и приготовления пищи, распределения воды и развития средств для отдыха, мусора и переработки, а также областей для гигиены и отдыха. ^{[ 3 ]}

Выполнимость

Различные проблемы планетарной инженерии стоят на пути терраформирования. Например, атмосферное терраформирование Марса потребует добавления «значительного количества газа» в марсианскую атмосферу. ^{[ 4 ]} Считалось, что этот газ хранится в твердой и жидкой форме в пределах полярных ледяных шапок Марса и подземных резервуаров. Однако маловероятно, что _{достаточное количество CO 2} в полярных отложениях Марса присутствует _{для достаточных атмосферных изменений, и жидкость CO 2} может присутствовать только при более теплых температурах «глубоко в коре». ^{[ 4 ]} Кроме того, сублимирование всего объема полярных колпачков Марса увеличит его нынешнее атмосферное давление до 15 миллибар, где для обитаемости потребуется увеличение до 1000 миллибар. ^{[ 4 ]} Для справки, среднее давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар .

Сначала формально предложено астрофизиком Карлом Саганом, с тех пор обсуждается терраформирование Венеры с помощью таких методов, как преобразование углерода, вызванное органическими молекулами, отражение солнца, увеличение планетарного спина и различные химические средства. ^{[ 5 ]} Из -за высокого присутствия серной кислоты и солнечного ветра на Венере, которые вредны для органической среды, органические методы преобразования углерода были обнаружены невозможными. ^{[ 5 ]} Другие методы, такие как солнечная затенение, бомбардировка водорода и бомбардировка магния, теоретически звучат, но потребуют крупномасштабных ресурсов и космических технологий, которые еще не доступны для людей. ^{[ 5 ]}

Этические соображения

Хотя успешное терраформинг позволит жизни процветать на других планетах, философы обсуждают, является ли эта практика морально обоснованной. Некоторые эксперты по этике предполагают, что такие планеты, как Марс, имеют внутреннюю ценность, независимую от их полезности для человечества и поэтому должны быть свободны от вмешательства человека. ^{[ 6 ]} Кроме того, некоторые утверждают, что через шаги, которые необходимы для того, чтобы сделать Mars обитаемые - такие как реакторы слияния, космические лазеры на солнечной энергии или распределение тонкого слоя сажи на полярных ледяных шапках Марса - ухудшили бы текущую эстетическую ценность, которую Марс обладает. ^{[ 7 ]} Это ставит под сомнение внутренние этические и моральные ценности человечества, поскольку поднимает вопрос о том, готова ли человечество искоренить нынешнюю экосистему другой планеты для их пользы. ^{[ 8 ]} Благодаря этой этической структуре можно было видеть, что терраформирующие попытки на этих планетах угрожают их внутренней ценной среде, что делает эти усилия неэтичными. ^{[ 6 ]}

Посева

Экологические соображения

Марс является основным предметом обсуждения для посева. Места для посева выбираются на основе температуры атмосферы, давления воздуха, существования вредного излучения и наличия природных ресурсов, таких как вода и другие соединения, необходимые для земной жизни. ^{[ 10 ]}

Разработка микроорганизмов для посева

Природные или инженерные микроорганизмы должны быть созданы или обнаружены, которые могут противостоять суровой среде Марса. Первые используемые организмы должны быть в состоянии выжить воздействие ионизирующего излучения и высокой концентрации CO _2, присутствующей в марсианской атмосфере. ^{[ 10 ]} Более поздние организмы, такие как многоклеточные растения, должны быть в состоянии противостоять температурам замерзания, выдерживают высокие уровни CO ₂ и производить значительные количества O ₂ .

Микроорганизмы обеспечивают значительные преимущества по сравнению с небиологическими механизмами. Они самостоятельно реплицируются, отрицая потребности в транспортировке или изготовлении крупных механизмов на поверхность Марса. Они также могут выполнять сложные химические реакции с небольшим обслуживанием, чтобы реализовать терраформирование в масштабе планеты. ^{[ 11 ]}

Геоинженерия

Впечатление гипотетических фраз терраформирования Марса

Геоинженерия, или климатическая инженерия, является формой планетарной инженерии, которая включает в себя процесс преднамеренного и крупномасштабного изменения климатической системы Земли для борьбы с изменением климата. ^{[ 12 ]} Примерами геоинженерирования являются удаление углекислого газа (CDR), которое удаляет углекислый газ из атмосферы и использование космических зеркал для отражения солнечной энергии в космос. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Удаление углекислого газа (CDR) имеет несколько практик, что является самой простой рефрессой , для более сложных процессов, таких как прямой захват воздуха . ^{[ 12 ]}^{[ 14 ]} Последнее довольно сложно развернуть в промышленном масштабе, для высоких затрат и существенного использования энергии будут некоторые аспекты для решения. ^{[ 12 ]}

Другая геоинженерия дисциплина - управление солнечным радиацией (SRM), которое является процессом быстрого охлаждения температуры Земли. ^{[ 12 ]} Примеры этого процесса включают стимулирование охлаждающего эффекта вулканов и повышение отражательной способности морских облаков. ^{[ 12 ]} Когда вспыхивает вулкан, небольшие частицы, известные как аэрозоли, размножаются по всей атмосфере, отражая энергию солнца обратно в космос. ^{[ 12 ]}^{[ 15 ]} Это приводит к охлаждающему эффекту, и человечество может, по-видимому, вводить эти аэрозоли в стратосферу, стимулируя крупномасштабное охлаждение. ^{[ 12 ]}^{[ 15 ]}

Видимые дорожки корабля в северной части Тихого океана, 4 марта 2009 года. В пасмурный день облака выглядят равномерными. Тем не менее, датчик НАСА MODIS Images раскрывает длинные, худые следы более ярких облаков, спрятанных внутри. По мере того, как суда проходят через океан, загрязнение выхлопных газов кораблей создает больше капель облаков, которые меньше по размеру, что приводит к еще более ярким облакам.

Осветление морского облака (MCB) - это теория управления солнечным излучением, которая предназначена для того, чтобы сделать морские облака ярче, отражая свет обратно в глубокое пространство. ^{[ 16 ]} Размышляя свет от солнца, этот процесс может помочь компенсировать антропогенное глобальное потепление , которое угрожает жизни всех людей и жизни на Земле. ^{[ 17 ]} Одно предложение включает в себя опрыскивание паров на низколетные морские облака, создавая больше ядер конденсации облачных конденсаций. ^{[ 18 ]} Теоретически это приведет к тому, что облако станет белее и более эффективно отражать свет. ^{[ 18 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Macmartin, Douglas G.; Ricke, Katharine L.; Кит, Дэвид В. (13 мая 2018 г.). «Солнечная геоинженерия в рамках общей стратегии достижения 1,5 ° C Paris Target» . Философские транзакции Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 376 (2119): 20160454. Bibcode : 2018rspta.37660454m . doi : 10.1098/rsta.2016.0454 . PMC 5897825 . PMID 29610384 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Поллак, Джеймс Б.; Саган, Карл (1993). «Планетарная инженерия» (PDF) . В Льюисе, Джон С.; Мэтьюз, Милдред Шапли; Герриери, Мэри Л. (ред.). Ресурсы ближнего пространства . Университет Аризоны Пресс. С. 921–950. ISBN 978-0-8165-1404-5 Полем Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 года.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Среда обитания, обитаемость и человеческий фактор» . НАСА SBIR & STTR Программа . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 5 ноября 2021 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Якоски, Брюс М.; Эдвардс, Кристофер С. (август 2018 г.). «Инвентарь CO ₂ доступен для терраформирования Марса». Природная астрономия . 2 (8): 634–639. Bibcode : 2018natas ... 2..634J . doi : 10.1038/s41550-018-0529-6 . S2CID 133894463 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Fogg, MJ (1987). «Терраформирование Венеры». Журнал Британского межпланетного общества . 40 : 551–564. Bibcode : 1987jbis ... 40..551f .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Этика терраформирования | Выпуск 38» . Философия сейчас . Архивировано из оригинала 5 ноября 2021 года . Получено 5 ноября 2021 года .
^ Воробей, Роберт (осень 1999). «Этика терраформирования» (PDF) . Экологическая этика . 21 (3): 227–245. doi : 10.1007/978-90-481-9920-4_124 . Получено 21 апреля 2023 года .
^ Воробей, Роберт (осень 1999). «Этика терраформирования» (PDF) . Экологическая этика . 21 (3): 227–245. doi : 10.1007/978-90-481-9920-4_124 . Получено 21 апреля 2023 года .
^ Lopez-Arreguin, AJR; Черногория, С. (сентябрь 2019). «Улучшение инженерных моделей террамеханики для планетарных исследований» . Приводит к инженерии . 3 : 100027. DOI : 10.1016/j.rineng.2019.100027 . S2CID 202783328 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Тодд, Пол (август 2006 г.). «Планетарная биология и терраформирование» . Гравитационная и космическая биология . 19 (2): 79–85. Гейл A176373142 .
^ Граф-Пуэйо, Нурия; Vidiella, Blai; Сардиния, Джозеп; Бердуго, Мигель; Мастер, Фернандо Т.; Лоренцо, Виктор; Солнце, Рикард (9 февраля 2020 г.). Микробиом синтетический Жизнь 10 2): Два : 14. ( 7175242PMC 32050455PMID
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час "Что такое климатическая инженерия?" Полем Союз заинтересованных ученых . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 27 октября 2021 года .
^ «Объясните: шесть идей, чтобы ограничить глобальное потепление солнечной геоинженерией» . Углеродная бригада . 9 мая 2018 года. Архивировано с оригинала 1 ноября 2021 года . Получено 1 ноября 2021 года .
^ «Эффективно удаление CO ₂ из атмосферы» . Scienceday . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 27 октября 2021 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Вулканы могут повлиять на климат» . USGS . Архивировано из оригинала 31 октября 2021 года . Получено 1 ноября 2021 года .
^ «Осветление морского облака (технологический брифинг)» . Геоинженерический монитор. 15 апреля 2021 года . Получено 13 января 2023 года .
^ Джексон, Рэндал. «Влияние изменения климата» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Архивировано из оригинала 4 мая 2020 года . Получено 3 ноября 2021 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Предлагаемые геоинженерические технологии» . Геоинженерический монитор . Архивировано из оригинала 3 ноября 2021 года . Получено 3 ноября 2021 года .

Дальнейшее чтение

Анджело, Джозеф А. младший (2006). «Планетарная инженерия». Энциклопедия пространства и астрономии . Нью -Йорк: Факты в файле. С. 462–462. ISBN 978-1-4381-1018-9 .
Саган, Карл (декабрь 1973 г.). «Планетарная инженерия на Марсе». ИКАРС . 20 (4): 513–514. Bibcode : 1973icar ... 20..513s . doi : 10.1016/0019-1035 (73) 90026-2 .

Внешние ссылки

Геоинженерия: ретроспектива мировоззрения - обзор статей о геоинженерии с сайта устойчивости Worldchanging

[1] Macmartin, Douglas G.; Ricke, Katharine L.; Кит, Дэвид В. (13 мая 2018 г.). «Солнечная геоинженерия в рамках общей стратегии достижения 1,5 ° C Paris Target» . Философские транзакции Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 376 (2119): 20160454. Bibcode : 2018rspta.37660454m . doi : 10.1098/rsta.2016.0454 . PMC 5897825 . PMID 29610384 .

[Pollack_&_Sagan_1993-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Поллак, Джеймс Б.; Саган, Карл (1993). «Планетарная инженерия» (PDF) . В Льюисе, Джон С.; Мэтьюз, Милдред Шапли; Герриери, Мэри Л. (ред.). Ресурсы ближнего пространства . Университет Аризоны Пресс. С. 921–950. ISBN 978-0-8165-1404-5 Полем Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 года.

[:1-3] Jump up to: ^а ^{беременный} «Среда обитания, обитаемость и человеческий фактор» . НАСА SBIR & STTR Программа . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 5 ноября 2021 года .

[:2-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Якоски, Брюс М.; Эдвардс, Кристофер С. (август 2018 г.). «Инвентарь CO ₂ доступен для терраформирования Марса». Природная астрономия . 2 (8): 634–639. Bibcode : 2018natas ... 2..634J . doi : 10.1038/s41550-018-0529-6 . S2CID 133894463 .

[terra1-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Fogg, MJ (1987). «Терраформирование Венеры». Журнал Британского межпланетного общества . 40 : 551–564. Bibcode : 1987jbis ... 40..551f .

[:6-6] Jump up to: ^а ^{беременный} «Этика терраформирования | Выпуск 38» . Философия сейчас . Архивировано из оригинала 5 ноября 2021 года . Получено 5 ноября 2021 года .

[7] Воробей, Роберт (осень 1999). «Этика терраформирования» (PDF) . Экологическая этика . 21 (3): 227–245. doi : 10.1007/978-90-481-9920-4_124 . Получено 21 апреля 2023 года .

[8] Воробей, Роберт (осень 1999). «Этика терраформирования» (PDF) . Экологическая этика . 21 (3): 227–245. doi : 10.1007/978-90-481-9920-4_124 . Получено 21 апреля 2023 года .

[9] Lopez-Arreguin, AJR; Черногория, С. (сентябрь 2019). «Улучшение инженерных моделей террамеханики для планетарных исследований» . Приводит к инженерии . 3 : 100027. DOI : 10.1016/j.rineng.2019.100027 . S2CID 202783328 .

[Todd-10] Jump up to: ^а ^{беременный} Тодд, Пол (август 2006 г.). «Планетарная биология и терраформирование» . Гравитационная и космическая биология . 19 (2): 79–85. Гейл A176373142 .

[11] Граф-Пуэйо, Нурия; Vidiella, Blai; Сардиния, Джозеп; Бердуго, Мигель; Мастер, Фернандо Т.; Лоренцо, Виктор; Солнце, Рикард (9 февраля 2020 г.). Микробиом синтетический Жизнь 10 2): Два : 14. ( 7175242PMC 32050455PMID

[:4-12] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час "Что такое климатическая инженерия?" Полем Союз заинтересованных ученых . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 27 октября 2021 года .

[13] «Объясните: шесть идей, чтобы ограничить глобальное потепление солнечной геоинженерией» . Углеродная бригада . 9 мая 2018 года. Архивировано с оригинала 1 ноября 2021 года . Получено 1 ноября 2021 года .

[14] «Эффективно удаление CO ₂ из атмосферы» . Scienceday . Архивировано из оригинала 27 октября 2021 года . Получено 27 октября 2021 года .

[:5-15] Jump up to: ^а ^{беременный} «Вулканы могут повлиять на климат» . USGS . Архивировано из оригинала 31 октября 2021 года . Получено 1 ноября 2021 года .

[16] «Осветление морского облака (технологический брифинг)» . Геоинженерический монитор. 15 апреля 2021 года . Получено 13 января 2023 года .

[17] Джексон, Рэндал. «Влияние изменения климата» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Архивировано из оригинала 4 мая 2020 года . Получено 3 ноября 2021 года .

[:3-18] Jump up to: ^а ^{беременный} «Предлагаемые геоинженерические технологии» . Геоинженерический монитор . Архивировано из оригинала 3 ноября 2021 года . Получено 3 ноября 2021 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]