Prostor

Jak zelenat na rudé planetě: Jak moc můžeme vybudovat ekonomiku na Marsu?

Jak zelenat na rudé planetě: Jak moc můžeme vybudovat ekonomiku na Marsu?


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.

V nadcházejících desetiletích budou chtít vesmírné agentury a soukromé podniky začít vysílat lidi na Mars. Některé z těchto organizací aktivně plánují založení prvního lidského osídlení.

Při tom všem plánování je fér říci, že myšlenka kolonizovat Mars se může přesouvat z říše science fiction do říše skutečné možnosti. To však také vyvolává všechny druhy problémů, které jdou daleko za obvyklé technické překážky a hodnocení nákladů.

Existují také platné otázky o tom, zda by lidé mohli na Marsu dlouhodobě přežít nebo ne. A existují etické otázky týkající se toho, jak by lidé mohli transformovat prostředí Marsu - nejen prostřednictvím terraformování v plném měřítku, ale prostřednictvím jakýchkoli a všech změn marťanské krajiny.

Vezmeme-li v úvahu toto vše, je zde také zcela platná otázka, zda by kolonie na Marsu byla či nebyla z dlouhodobého hlediska ekonomicky životaschopná. Nejvážnější návrhy na vytvoření marťanské osady se zaměřují na řešení otázky soběstačnosti, pokud jde o zdroje.

Je tedy důležité zvážit, zda dokážeme na Marsu vybudovat fungující ekonomiku, která by vyhovovala lidskému osídlení. Jaké výzvy je třeba překonat, aby to bylo možné, a (především) to stojí za všechny povyku?

Mars jako „nová hranice“

U nadšenců marťanské kolonizace se často zvyšuje naděje na „novou hranici“ srovnatelnou s průzkumem a kolonizací Severní Ameriky. Odhlédneme-li od mnoha ošklivých aspektů této fáze naší historie (tj. Dobytí, genocidy a otroctví), u nichž je nepravděpodobné, že by se na Marsu replikovaly, existuje jasná logika tohoto přístupu.

Představitelé marťanské krajiny jako nové hranice se příznivci marťanské kolonizace odvolávají na smysl pro dobrodružství lidí. Žít v takovém prostředí by bylo velmi náročné, ale právě proto je přitažlivé pro mnoho lidí.

Cestou na Mars a prvním životem na Rudé planetě by marťanští kolonisté byli ve skutečnosti „průkopníky“. A je třeba říci, jak těžké úkoly přinášejí lidem to nejlepší. Jak řekl prezident John F. Kennedy ve svém slavném projevu na Rice University v roce 1963:

„Rozhodli jsme se jít na Měsíc. Rozhodli jsme se jít na Měsíc v tomto desetiletí a dělat jiné věci, ne proto, že jsou snadné, ale proto, že jsou těžké, protože tento cíl bude sloužit k organizaci a měření toho nejlepšího z našich energií a dovedností, protože tato výzva je výzva, kterou jsme ochotni přijmout, kterou nejsme ochotni odložit, a kterou chceme vyhrát, a také ostatní. “

Přírodní bohatství na Marsu

Dalším přitažlivým aspektem, který často doprovází tuto „hraniční“ řeč, je myšlenka, že Mars je bohatý na zdroje. Díky svému bohatému nerostnému bohatství existují lidé, kteří věří, že kolonisté cestující na Mars se budou účastnit další „zlaté horečky“ nebo jiného ekonomického rozmachu poháněného minerály.

Na první pohled má tento argument určitou výhodu. Z hlediska své struktury a složení je Mars velmi „podobný Zemi“. Skládá se převážně z kovů a křemičitých minerálů, které se rozlišují mezi kovovým jádrem a silikátovým pláštěm a kůrou.

Kromě toho existují důkazy o existenci velkého množství kovů na Marsu, které by mohly být užitečné pro průmyslové aplikace. Důkazy o přítomnosti těchto minerálů zahrnují studie marťanských meteoritů i důkazy shromážděné robotickými landery a rovery působícími na povrchu.

Mise NASA jako Viking I. a II přistávače, stejně jako Mars Pathfinder, Duch a Příležitost rovery identifikovaly při zkoumání vzorků marťanské půdy hliník, železo, hořčík a titan. Vědci také našli důkazy o stopových množstvích dalších minerálů, jako je chrom, lithium, kobalt, nikl, měď, zinek, wolfram a zlato.

Kromě toho Příležitost rover našel na povrchu malé sférické struktury (známé jako „borůvky“). Byly vyrobeny z hematitu, běžné formy oxidu železa. Oba Duch a Příležitost také našli meteority složené ze železa a niklu sedící na povrchu. Ty mohly být všechny shromážděny a sklizeny kolonisty.

Kontrola reality

Samozřejmě tu minci je odvrácená strana. Když na to přijde, má Mars velmi málo společného se „hranicemi“ Země. Pro začátečníky je prostředí zcela nepřátelské k životu, jak ho známe, a má podmínky, díky nimž i ta nejnáročnější prostředí na Zemi ve srovnání vypadají příjemně.

Atmosféra na Marsu je neuvěřitelně tenká, od minima 30 Pa na Olympu Mons na maximum 1155 Pa (1,155 kPa) v Hellas Planitia (jeden z největších impaktních kráterů na Marsu). V průměru je atmosférický tlak asi 0,636 kPa na povrchu, který je menší než 1% toho, co máme na Zemi (101 325 kPa).

Kromě toho, že je marťanská atmosféra neuvěřitelně tenká, je také toxická pro člověka a savce. Zatímco zemská atmosféra je tvořena 78% dusík a asi 21% kyslíkový plyn, atmosféra Marsu se skládá z 96% oxid uhličitý a stopové množství argonu, dusíku a vodní páry.

Mars je také velmi vysušený do té míry, že pouště na Zemi vypadají ve srovnání s vlhkostí. V průměru tvoří vodní pára zlomek procenta atmosféry (0,0210%). Na Zemi se to mění, ale vodní páry v naší atmosféře jsou stále v průměru 1%. Ve skutečnosti je drtivá většina vody planety uzamčena v pólech jako led.

Teplotní výkyvy jsou také velmi extrémní na Marsu, od 20 ° C (70 ° F) v poledne kolem rovníku na minimum -153 ° C (-225 ° F) kolem pólů. A protože atmosféra je tak řídká, teplo ze Slunce snadno uniká. Pro ilustraci by osoba stojící kolem rovníku na Marsu v poledne měla teplé nohy (24 ° C; 75 ° F), ale velmi studenou hlavu (0 ° C; 32 ° F).

Kvůli sezónním výkyvům teploty Mars často zažívá prachové bouře, které mohou být dostatečně silné, aby pokryly celou planetu. Mohou trvat měsíce a mohou být tak intenzivní, že brání slunečnímu světlu v dosažení povrchu, což vede k měsícům temnoty a extrémního chladu. Jedna taková bouře, ke které došlo v roce 2018, způsobila Příležitost rover ukončit provoz.

Záření je dalším významným nebezpečím na povrchu Marsu. V rozvinutých zemích jsou lidé na Zemi vystaveni průměrně 0,62 rad (6,2 mSv) záření za rok. Kvůli tenké atmosféře Marsu a skutečnosti, že nemá žádnou ochrannou magnetosféru, povrch přijímá kolem 24,45 rad (244,5 mSv) ročně.

Situace se stává ještě extrémnější během událostí slunečního protonu (aka sluneční erupce). Dlouhodobé vystavení této úrovni radiace by dramaticky zvýšilo riziko akutní radiační nemoci, rakoviny, genetického poškození a dokonce i smrti.

Pak máte gravitaci na Marsu, což je zhruba 38% toho, co zažíváme tady na Zemi (nebo 0,3794 G). Přestože není známo, jaké dlouhodobé vystavení této gravitační úrovni by mohlo být, bylo provedeno mnoho studií o dlouhodobých účincích vystavení mikrogravitaci a výsledky nejsou povzbudivé.

Známý vědecký komunikátor Bill Nye (Science Guy) se těmto výzvám věnoval během jednoho ze svých mnoha rozhovorů na toto téma. Jak řekl:

„Znáš státní motto Kalifornie? Eureka! (Lidé objevili) lososa, který vychází z řeky Sacramento takto (drží paže doširoka). Tento protein ti plave do klína. A nakonec zjistili, že jejich kameny jsou ze zlata ... Proto (jejich státní motto je) Heuréka. Dobře, hoši. Pokud půjdete na Mars, není to tak ... Otevřete dveře kosmické lodi (vydá zvuk dechu), je to minimálně 20 stupňů Celsia ... Pokud si opravdu myslíte, že je v pohodě jít na Mars, stát se průkopníkem nebo osadníkem, postavit tábor a žít mimo zemi, prostě jdi do Antarktidy ... Vezmi si všechny potápěčské tanky, které potřebuješ na dva roky, a uvidíš, jestli si myslíš, že je to opravdu pro tebe. “

Pravděpodobně nejpřesvědčivějším argumentem proti založení obchodu na Marsu (nebo na Měsíci nebo v pásu asteroidů) je vzdálenost. Když jsou Mars a Země na nejbližším místě na svých oběžných drahách, jsou (v průměru) kolem 54,6 milionu km (33,9 milionu mi) od sebe navzájem.

Toto je známé jako „opozice“, která označuje skutečnost, že během těchto období jsou Slunce a Mars na opačných stranách oblohy (jak je pozorováno ze Země). K tomu dochází přibližně jednou za dva roky. Jindy je Mars mimo Slunce (relativně k nám) a objevuje se ve stejné části oblohy.

Při těchto příležitostech, známých jako „konjunkce“, může Země a Mars být až 401 milionů km (249 milionů mil) od sebe. Je to velmi dlouhá cesta, abyste mohli vyzvednout rudu (nebo jiný drahý kov) a dopravit ji zpět na Zemi.

Kromě toho by cena za založení kolonie na podporu těchto těžebních činností byla astronomická. Podle vlastních odhadů Elona Muska (hlavní zastánce kolonizace Marsu) to může stát až 10 bilionů dolarů!

Za daných okolností má mnohem ekonomičtější smysl jen zůstat tady a pokračovat v těžbě surovin ze Země.

Ale lze to udělat?

Všechno, co bylo řečeno, stále existují způsoby, jak bychom mohli vybudovat kolonii na Marsu, stejně jako ekonomiku kolem něj. Pokud jde o drahé kovy a rudu, existuje řada metod, které by kolonistům umožňovaly průzkum, těžbu a rafinaci marťanských rud.

A pokud jde o největší výzvy, logistiku a dopravu, existují také řešení. Začněme s logistikou a dopravou. U všech posádek bez posádky, které byly vypuštěny na Mars, obvykle trvalo, než se tam dostaly 150 na 300 dnů.

To však byly odšroubovaný mise, což znamená, že mají podstatně nižší hmotnost než kosmická loď s posádkou a mohly cestovat mnohem rychleji. K vyřešení tohoto problému by lidstvo muselo vyvinout nové koncepty pohonu, jako je jaderně-tepelný a jaderně-elektrický pohon (NTP / NEP).

Správně si uvědomeno, že kosmická loď vybavená jadernými motory mohla uskutečnit cestu na Mars za pouhých 100 dní. Stále není dost rychlý na to, aby těžba Marsu nebo jiné podobné podniky byly ziskové, ale je to stejné zlepšení.

Dalším opatřením ke snižování nákladů by bylo zpracování rud na místě a jejich provedení pomocí robotů. V nedávné studii planetární vědec Gary Stewart nastínil, jak by bylo možné zřídit automatizované zařízení v kráteru bohatém na kovy na Marsu, který by byl odpovědný za průzkum, těžbu a rafinaci kovů za účelem výroby hotových materiálů a produktů.

Základna by využívala farmy solárních panelů, místní ložiska ledu a solí a využití zdrojů in-situ (ISRU), aby byly soběstačné. Jakmile jsou rudy těženy robotickými horníky, byly by přeneseny do automatizovaných sléváren, které by se při výrobě produktů ze slitin železa spoléhaly na techniky 3D tisku.

Podobně mohou být drahé kovy, jako je zlato, vyráběny z drahých kovů, elektronických součástek a dokonce i z klenotnických výrobků. Na základě Stewartových odhadů je denní produkce zlata „jen 0,001 m³ se může promítnout do ročního výnosu ze všech produktů z drahých kovů ve výši několika miliard dolarů. “

Postupem času by se toto zařízení nejen platilo samo za sebe, ale umožnilo by to také zřízení dalších automatizovaných těžebních zařízení. Ty by zase mohly usnadnit vytvoření marťanského osídlení tím, že se předem vytvoří základna pro exportní ekonomiku.

Když už mluvíme o založení marťanské kolonie, právě z tohoto důvodu (kromě oživení průzkumu vesmíru) založil Elon Musk soukromou leteckou společnost známou jako SpaceX v 2002. K tomu je vlastní vývoj opakovaně použitelných raketových stupňů, které SpaceX dosáhl s jejich Falcon 9 a Falcon Heavy odpalovací zařízení.

V letech 1970 až 2000 zůstaly náklady na kilogram vypuštění užitečných nákladů nebo posádek do vesmíru relativně stabilní - v průměru $18,500 za kilogram (8 390 USD za libru). Pro Falcon 9 a Falcon Heavy, náklady na odeslání užitečného zatížení na Low Earth Orbit (LEO) jsou spravedlivé $2,720 za kg (1 236 $ za libru) a přibližně $1400 (640 $ za libru).

S rozvojem Hvězdná loď a Super těžký nosná raketa - zcela opakovaně použitelný systém - SpaceX se blíží k bodu, kdy bude schopen poskytovat vypalovací služby s posádkou na oběžnou dráhu, Měsíc a Mars. Jak uvádějí na svých webových stránkách, časová osa mise začne průzkumnou misí v 2022:

„Cíle první mise budou potvrdit vodní zdroje, identifikovat nebezpečí a zavést počáteční infrastrukturu pro energetiku, těžbu a podporu života. Druhá mise s nákladem i posádkou je zaměřena na rok 2024 s primárními cíli: budování skladiště pohonných hmot a příprava na budoucí lety posádky. Lodě z těchto počátečních misí budou také sloužit jako počátky první základny na Marsu, ze které můžeme postavit prosperující město a nakonec soběstačnou civilizaci na Marsu. “

V posledních letech Musk naznačil, že tato první základna (Mars Base Alpha) by mohla být sestavena již v roce 2028. V souladu s Muskovou vizí by město trvalo asi 20 let stavět by zahrnovalo 1000 Hvězdné lodě. Musk doufá, že do roku 2050 předsedal vytvoření plnohodnotného marťanského města s milionem obyvatel.

Pokud jde o ekonomiku tohoto města, Musk o tom také přemýšlel. Souhlasí s tím, že těžba a exportní ekonomika by v bezprostřední budoucnosti nebyly životaschopné. Marťanská ekonomika by tedy byla z velké části založena na nákupu nemovitostí.

Klíčem k tomu je zatraktivnit přesun na Mars. Jak řekl Musk během svého slavného projevu „Making Humans a Multi-Planetary Species“, který přednesl na Mezinárodním astronautickém kongresu 2016

„Pokud se nám podaří dostat náklady na přesun na Mars na cenu střední ceny domu v USA, která je kolem 200 000 USD, pak si myslím, že pravděpodobnost založení soběstačné civilizace je velmi vysoká ... Téměř kdokoli, pokud ušetřili a to byl jejich cíl, mohli by nakonec ušetřit dost peněz a koupit si lístek a přestěhovat se na Mars - a Mars bude mít po dlouhou dobu nedostatek pracovních sil, takže pracovních míst nebude nedostatek. “

Tyto nálady odrážejí to, co řekl známý letecký inženýr a autor Robert Zubrin o budování marťanské ekonomiky. Jak shrnul ve studii na toto téma, stále levnější vypouštěcí služby by umožnily emigraci na Mars, jakmile bude vytvořena soběstačná kolonie.

„Jejich motivy k tomu budou v mnoha ohledech paralelní s historickými motivy pro Evropany a další, kteří přijdou do Ameriky, včetně vyšších platových sazeb v ekonomice s nízkou pracovní silou, úniku z tradice a útlaku, jakož i svobody vykonávat svou snahu vytvářet v neskrotném a nedefinovaném světě. Za podmínek tak velkého přistěhovalectví bude prodej nemovitostí významným zdrojem příjmů pro ekonomiku planety. “

Další aspekt marťanské ekonomiky by podle Zubina spočíval v inovaci a nápadech. Výzva žít na Marsu v kombinaci se svobodou příležitostí by v zásadě proměnila marťanskou kolonii na „tlakový hrnec pro vynález“.

Licence pro tyto vynálezy by poskytovaly stálý zdroj příjmu marťanských osad (umožňující budování dalších osad) a přispěly by k vyšší životní úrovni na Zemi i Marsu.

Zapomeňte na model kolonie!

Pak je možná myšlenka na marťanskou ekonomiku kulatým kolíkem, který se snažíme vtlačit do čtvercové díry. Spíše než se snažit vybudovat ekonomiku kolem těžby a exportu zdrojů, možná bychom se měli snažit vybudovat ekonomiku „od základu“.

To je myšlenka navržená ve studii z roku 2018 Matthew Weinzierl, profesor na Harvard Business School. S názvem „Space, the Final Economic Frontier“ se Weinzierl zabýval vzestupem komerčního vesmírného průmyslu (aka New Space) a procesem decentralizace v jeho jádru.

Jakmile je proces budování infrastruktury, která zajistí přežití, dokončen, kolonisté by byli schopni vybudovat místní ekonomiku a politické / sociální systémy od nuly. Jak tvrdí Weinzierl:

„Pokud se takové vize vesmírné ekonomiky uskuteční co i jen částečně, budou důsledky pro společnost - a ekonomy - obrovské. Koneckonců, bude to naše nejlepší šance v historii lidstva vytvořit a studovat ekonomické společnosti z (téměř) prázdné tabulky. Přestože by ekonomové měli s vyhlídkou na rozvinutou vesmírnou ekonomiku zacházet zdravě skepticky, bylo by nezodpovědné zacházet s ní jako se sci-fi. “

Mezitím

Bohužel je ještě spousta práce, než bude možné vybudovat soběstačnou marťanskou kolonii a kolem ní vybudovat životaschopnou ekonomiku. Jak již bylo uvedeno, samotné náklady na posílání misí na Mars az Marsu je třeba výrazně snížit.

A i když jsou opakovaně použitelné rakety dobrým začátkem, je tu také otázka vybudování infrastruktury mezi Zemí a Marsem, která zlevní zpáteční lety. Za tímto účelem neudělají nic menšího než stanoviště obíhající kolem Měsíce a Marsu (stejně jako čerpací stanice na obou).

Fungující flotila opakovaně použitelných kosmických lodí, jako je Elon Musk Hvězdná loď nebo plánované NASADeep Space Transport je také nutné. Vzhledem k času a nákladově efektivnímu způsobu, jak dostat lidi na Mars a z Marsu, mohla kolonie postupem času vyvstat.

Za předpokladu, že se této kolonii daří a její lidé jsou schopni z Rudé planety vytěžit značné množství „červeného zlata“, možná by mohl začít vývoz. To by zase pravděpodobně vedlo k rozvoji skutečné meziplanetární ekonomiky a ke konci nedostatku, jak ho známe!

  • SpaceX - Vytváření života multiplanetární
  • Forbes - Lze na Marsu vydělat jmění?
  • Marketplace - Ekonomika kolonizace Marsu
  • Prozkoumejte zprávu Mars - The Humans to Mars Report 2019
  • Reuters - Mars ukazuje člověku poslední hranici oběhové ekonomiky
  • ESA - Výzvy budoucích městských sídel na Měsíci a Marsu
  • Harvard - Vesmír, závěrečná ekonomická hranice - Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars - ekonomický model pro marťanskou kolonii tisíce lidí
  • Astronautika společnosti Lockheed Martin - „Ekonomická životaschopnost kolonizace Marsu“ - Robert Zubrin
  • „Červené zlato - Praktické metody pro průzkum drahých kovů, povrchovou těžbu a povrchovou rafinaci na Marsu.“ - Gary Stewart (2019)


Podívejte se na video: Jak proměnit své sny v realitu (Leden 2023).