Rom

Making Green on the Red Planet: How Might We Build an Economy on Mars?

Making Green on the Red Planet: How Might We Build an Economy on Mars?



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.

I løpet av de neste tiårene vil romfartsbyråer og private virksomheter begynne å sende mennesker til Mars. Noen av disse organisasjonene planlegger aktivt å etablere den første menneskelige bosetningen der.

Med all denne planleggingen er det rimelig å si at ideen om å kolonisere Mars kan bevege seg fra realfaget av science fiction til riket av den virkelige muligheten. Dette reiser imidlertid også alle slags problemer som går langt utover de vanlige tekniske hindringene og kostnadsvurderinger.

Det er også gyldige spørsmål om hvorvidt mennesker kan overleve på Mars på lang sikt eller ikke. Og det er etiske spørsmål angående hvordan mennesker kan forvandle Mars miljø - ikke bare gjennom fullskala terraforming, men gjennom alle endringer i Mars-landskapet.

Med tanke på alt dette er det også det helt gyldige spørsmålet om en koloni på Mars ville være økonomisk levedyktig på lang sikt. De mest alvorlige forslagene om å opprette et marsoppgjør gjør det mulig å ta opp spørsmålet om selvforsyning når det gjelder ressurser.

Så det er viktig å vurdere om vi kan bygge en arbeidsøkonomi på Mars for å gå sammen med en menneskelig bosetning. Hvilke utfordringer må overvinnes for å gjøre det, og (fremfor alt) er det verdt alt oppstyret?

Mars som den "nye grensen"

For entusiaster av Mars-kolonisering blir ofte håp om en "ny grense" sammenlignet med leting og kolonisering i Nord-Amerika reist. Å legge til side de mange stygge aspektene av den fasen i vår historie (dvs. erobring, folkemord og slaveri), som uansett ikke sannsynlig vil bli replikert på Mars, det er en klar logikk for denne tilnærmingen.

Ved å presentere marslandskapet som en ny grense appellerer tilhengere av mars kolonisering til folks følelse av eventyr. Å bo i et slikt miljø ville være veldig utfordrende, men det er nettopp det som gjør det attraktivt for mange mennesker.

Ved å reise til Mars og være den første som lever på den røde planeten, vil mars kolonister effektivt være "pionerer". Og det er noe å si for hvor harde oppgaver får frem det aller beste i mennesker. Som president John F. Kennedy sa i sin berømte 1963-tale ved Rice University:

"Vi velger å gå til månen. Vi velger å gå til månen i dette tiåret og gjøre de andre tingene, ikke fordi de er lette, men fordi de er harde, fordi dette målet vil tjene til å organisere og måle det beste av våre energier og ferdigheter, fordi den utfordringen er en som vi er villige til å akseptere, en som vi ikke er villige til å utsette, og en som vi har tenkt å vinne, og de andre også. "

Naturlig rikdom på Mars

Et annet tiltalende aspekt som ofte følger med denne "frontier" -talen, er ideen om at Mars er rik på ressurser. Med sin rike mineralrikdom er det de som tror at kolonister som reiser til Mars vil delta i nok en "gullrushet" eller et annet mineraldrevet økonomisk boom.

På dette ansiktet har dette argumentet noen fortjeneste. Når det gjelder struktur og sammensetning, er Mars veldig "jordlignende". Den består hovedsakelig av metaller og silikatmineraler som skiller mellom en metallkjerne og en silikatmantel og skorpe.

I tillegg er det bevis på at det finnes mange metaller på Mars som kan være nyttige for industrielle applikasjoner. Bevisene for tilstedeværelsen av disse mineralene inkluderer studier av Mars-meteoritter, samt bevis samlet av robotlandere og rovere som opererer på overflaten.

NASA-oppdrag som Viking I og II landere, så vel som Mars Pathfinder, Ånd og Mulighet rovers, har identifisert aluminium, jern, magnesium og titan mens de undersøkte prøver av marsjord. Forskere har også funnet bevis på spormengder av andre mineraler, som krom, litium, kobolt, nikkel, kobber, sink, wolfram og gull.

i tillegg Mulighet rover fant små sfæriske strukturer (kjent som "blåbær") på overflaten. Disse var laget av hematitt, en vanlig form for jernoksid. Både Ånd og Mulighet har også funnet meteoritter sammensatt av jernnikkel som sitter på overflaten. Disse kunne alle samles og høstes av kolonister.

Virkelighetssjekk

Selvfølgelig er det en bakside til den mynten. Når det kommer helt ned til det, har Mars veldig lite til felles med jordens "grenser". For det første er miljøet helt livsfiendtlig slik vi kjenner det, og har forhold som gjør at selv de tøffeste miljøene på jorden ser behagelige ut i sammenligning.

Atmosfæren på Mars er utrolig tynn, alt fra en lav til 30 Pa på Olympus Mons til et høyt av 1.155 Pa (1,155 kPa) i Hellas Planitia (en av de største slagkratrene på Mars). I gjennomsnitt er atmosfæretrykket omtrent 0,636 kPa på overflaten, som er mindre enn 1% av det vi har på jorden (101,325 kPa).

I tillegg til å være utrolig tynn, er Mars-atmosfæren også giftig for mennesker og pattedyr. Mens jordens atmosfære består av 78% nitrogen og ca. 21% oksygengass, består Mars atmosfære av 96% karbondioksid og spormengder av argon, nitrogen og vanndamp.

Mars er også veldig tørket, til det punktet at ørkener på jorden virker våte til sammenligning. I gjennomsnitt utgjør vanndamp en brøkdel av en prosent av atmosfæren (0,0210%). På jorden varierer dette, men vanndamp i atmosfæren vår er fortsatt gjennomsnittlig 1%. Faktisk er det store flertallet av planetens vann låst bort i polene som is.

Temperatursvingninger er også veldig ekstreme på Mars, alt fra 20 ° C (70 ° F) ved middagstid rundt ekvator til et lavt nivå av -153 ° C (-225 ° F) rundt stolpene. Og siden atmosfæren er så tynn, slipper lett varme fra solen. For å illustrere vil en person som står rundt ekvator på Mars ved middagstid ha varme føtter (24 ° C, 75 ° F), men et veldig kaldt hode (0 ° C, 32 ° F).

På grunn av sesongvariasjoner i temperaturen opplever Mars ofte støvstormer som kan bli sterke nok til å dekke hele planeten. Disse kan vare i flere måneder og kan bli så intense at de forhindrer sollys i å komme opp til overflaten, noe som fører til måneder med mørke og ekstrem kulde. En slik storm, som fant sted i 2018, forårsaket Mulighet rover for å avslutte driften.

Stråling er en annen stor fare på overflaten av Mars. I utviklede land blir mennesker på jorden utsatt for et gjennomsnitt på 0,62 rad (6,2 mSv) stråling per år. På grunn av Mars tynne atmosfære og det faktum at den ikke har noen beskyttende magnetosfære, mottar overflaten rundt 24.45 rad (244,5 mSv) per år.

Situasjonen blir enda mer ekstrem under solprotonhendelser (også kalt solbluss). Langvarig eksponering for dette nivået av stråling vil dramatisk øke risikoen for akutt strålesyke, kreft, genetisk skade og til og med død.

Så har du tyngdekraften på Mars, som er omtrent 38% av det vi opplever her på jorden (eller 0.3794 g). Selv om det fortsatt er ukjent hva langvarig eksponering for dette tyngdekraftsnivået kan være, er det utført mange studier på langtidseffekten av eksponering for mikrogravitasjon, og resultatene er ikke oppmuntrende.

Den kjente vitenskapskommunikatoren Bill Nye (Science Guy) tok opp disse utfordringene under en av hans mange samtaler om emnet. Som han sa det:

"Kjenner du statens motto i California? Eureka! (Folk oppdaget) laks som kommer ut av Sacramento-elven slik (holder armene utover). Dette proteinet svømmer bare inn i fanget ditt. Og til slutt fant de ut at klippene deres er laget av gull ... Det er derfor (deres motto er) Eureka. OK. Gutter. Hvis du drar til Mars, er det ikke slik ... Du åpner døren til romskipet (lager gispende lyd), det er i det minste 20 under celsius ... Hvis du virkelig synes det er kult å gå til Mars, for å være en pioner eller bosetter, for å slå leir og leve av landet, bare gå til Antarktis ... Ta alle dykketankene du trenger i to år, og se om du tror det virkelig er noe for deg. "

Imidlertid er kanskje det mest overbevisende argumentet mot å etablere butikk på Mars (eller Månen eller i Asteroidebeltet, for den saks skyld) avstanden. Når Mars og Jorden er på det nærmeste punktet i sin bane, er de (i gjennomsnitt) omtrent 54,6 millioner km (33,9 millioner mi) fra hverandre.

Dette er kjent som en "opposisjon", som refererer til det faktum at i disse periodene er solen og Mars på hver sin side av himmelen (som observert fra jorden). Dette skjer omtrent hvert annet år. Andre ganger er Mars utenfor solen (i forhold til oss) og vises i samme del av himmelen.

Ved disse anledninger, kjent som en "konjunktur", kan jorden og Mars være like mye som 401 millioner km (249 millioner miles) fra hverandre. Dette er en veldig lang vei å gå for å hente malm (eller annet edelt metall) og hale den tilbake til jorden.

På toppen av det ville prisen for å etablere en koloni for å støtte disse gruveaktivitetene være astronomisk. Etter Elon Musks egne estimater (en stor forkjemper for mars kolonisering), kan det koste opptil 10 billioner dollar!

Under omstendighetene er det mye mer økonomisk fornuftig å bare bli her og fortsette å utvinne råvarer fra jorden.

Men kan det gjøres?

Alt dette blir sagt, det er fremdeles måter vi kan bygge en koloni på Mars så vel som en økonomi rundt den. Når det gjelder edle metaller og malm, finnes det en rekke metoder som gjør det mulig for kolonister å kartlegge, utvinne og foredle marsmalmer.

Og når det gjelder de største utfordringene, logistikk og transport, finnes det også løsninger der. La oss starte med logistikk og transport. For alle ubesatte oppdrag som er lansert mot Mars, har det vanligvis tatt tiden det tok for dem å komme dit 150 til 300 dager.

Dette var imidlertid ubesatt oppdrag, noe som betyr at de har en betydelig lavere masse enn et bemannet romfartøy og kan reise mye raskere. For å løse dette problemet, ville menneskeheten trenge å utvikle nye fremdriftskonsepter som kjernetermisk og kjernefysisk fremdrift (NTP / NEP).

Riktig realisert kunne romfartøy utstyrt med kjernemotorer ta turen til Mars på bare 100 dager. Fortsatt ikke raskt nok til å gjøre Mars-gruvedrift eller andre slike virksomheter lønnsomme, men det er en forbedring likevel.

Et annet kostnadsbesparende tiltak vil være å behandle malm på stedet og å få dette utført av roboter. I en nylig studie skisserte planetforskeren Gary Stewart hvordan et automatisert anlegg kunne etableres i et metallrikt krater på Mars som ville være ansvarlig for kartlegging, utvinning og raffinering av metaller for å lage ferdige materialer og produkter.

Basen ville utnytte solcellepaneler, lokal is- og saltavleiringer og ressursutnyttelse in situ (ISRU) for å være selvforsynt. Når malm er hentet ut av gruvearbeidere, vil de bli ført til automatiserte støperier som vil stole på 3D-utskriftsteknikker for å lage jernlegerte produkter.

På samme måte kan edle metaller som gull formes til gull, elektroniske komponenter og til og med smykkeprodukter. Basert på Stewarts estimater, en daglig gullproduksjon "på bare 0,001 m³ kan oversettes til årlige inntekter fra flere milliarder dollar fra alle edelt metallprodukter. "

Over tid ville dette anlegget ikke bare betale for seg selv, men det ville også muliggjøre etablering av ytterligere automatiserte gruveanlegg. Disse kunne i sin tur kunne lette opprettelsen av et marsoppgjør ved å etablere grunnlaget for en eksportøkonomi på forhånd.

Når vi snakker om å etablere en marskoloni, var det nettopp av den grunn (i tillegg til å stimulere til romutforskning) at Elon Musk grunnla det private luftfartsselskapet kjent som SpaceX i 2002. Iboende for dette er utviklingen av gjenbrukbare rakettstadier, som SpaceX har oppnådd med sine Falk 9 og Falcon Heavy bæreraketter.

Mellom 1970 og 2000 var kostnadene per kilo for å skyte nyttelast eller mannskap ut i rommet relativt stabile - i gjennomsnitt $18,500 per kilo ($ 8,390 per kg). For Falk 9 og Falcon Heavykostnaden for å sende nyttelaster til Low Earth Orbit (LEO) er bare $2,720 per kg ($ 1 236 per lbs) og ca. $1400 ($ 640 per lbs), henholdsvis.

Med utviklingen av Stjerneskip og Super-tung bærerakett - et helt gjenbrukbart system - SpaceX nærmer seg det punktet hvor det vil være i stand til å tilby mannskapt lanseringstjenester til bane, Månen og Mars. Som de oppgir på nettsiden deres, begynner oppdragets tidslinje med et utforskende oppdrag i 2022:

"Målene for det første oppdraget vil være å bekrefte vannressurser, identifisere farer og få på plass innledende infrastruktur for kraft, gruvedrift og livsstøtte. Et andre oppdrag, med både last og mannskap, er rettet mot 2024, med hovedmål om å bygge et drivdepot og forberede seg på fremtidige mannskapsflygninger. Skipene fra disse første oppdragene vil også tjene som begynnelsen på den første Mars-basen, hvorfra vi kan bygge en blomstrende by og til slutt en selvbærende sivilisasjon på Mars. "

De siste årene har Musk antydet at denne første basen (Mars Base Alpha) kunne settes sammen så tidlig som 2028. I samsvar med Musks visjon ville byen ta ca. 20 år å bygge ville innebære 1000 Romskip. Innen 2050 håper Musk å ha ledet opprettelsen av en fullverdig marsby med en befolkning på en million innbyggere.

Når det gjelder denne byens økonomi, har Musk også hatt noen tanker om det. Han er enig i at gruvedrift og en eksportøkonomi ikke ville være levedyktig i nær fremtid. Som sådan vil en marsøkonomi i stor grad være basert på kjøp av eiendom.

Nøkkelen til dette er å gjøre flytting til Mars attraktivt. Som Musk sa under sin berømte tale, "Making Humans a Multi-Planetary Species", som han holdt på den internasjonale astronautiske kongressen i 2016.

"Hvis vi kan få kostnadene ved å flytte til Mars til kostnaden for en median boligpris i USA, som er rundt $ 200 000, så tror jeg sannsynligheten for å etablere en selvbærende sivilisasjon er veldig høy ... Nesten hvem som helst, hvis de sparte opp, og det var målet deres, de kunne til slutt spare opp nok penger og kjøpe en billett og flytte til Mars - og Mars ville ha mangel på arbeidskraft i lang tid, slik at jobber ikke ville være mangelvare. "

Disse følelsene gjenspeiler hva den berømte luftfartsingeniøren og forfatteren Robert Zubrin hadde å si om å bygge en marsøkonomi. Som han oppsummerte i en studie om emnet, ville stadig billigere lanseringstjenester tillate utvandring til Mars når en selvbærende koloni er etablert.

"Deres motiver for å gjøre det vil parallelle på mange måter de historiske motivene for europeere og andre for å komme til Amerika, inkludert høyere lønnssatser i en arbeidskortsøkonomi, flukt fra tradisjon og undertrykkelse, samt friheten til å utøve sin drivkraft til skape i en utemmet og udefinert verden. Under forhold med så stor innvandring vil salg av fast eiendom gi en betydelig inntektskilde til planets økonomi. "

Et annet aspekt av en marsøkonomi, ifølge Zubin, ville komme ned på innovasjon og ideer. I det vesentlige ville utfordringen med å bo på Mars, kombinert med muligheten, gjøre en marskoloni til "en trykkoker for oppfinnelse".

Lisensene for disse oppfinnelsene vil gi en jevn inntektskilde for Mars bosetninger (slik at det kan bygges flere bosetninger) og bidra til større levestandard på både Jorden og Mars.

Glem kolonimodellen!

Så igjen, kanskje ideen om en marsøkonomi er en rund pinne som vi prøver å tvinge inn i et firkantet hull. I stedet for å prøve å bygge en økonomi rundt høsting og eksport av ressurser, bør vi kanskje se etter å bygge en økonomi "fra grunnen av".

Det er ideen som ble foreslått i en studie fra 2018 av Matthew Weinzierl, professor ved Harvard Business School. Med tittelen "Space, the Final Economic Frontier", adresserte Weinzierl fremveksten av den kommersielle romindustrien (aka New Space) og prosessen med desentralisering i kjernen.

Når prosessen med å bygge infrastrukturen som vil sikre overlevelse er fullført, vil kolonistene kunne bygge en lokal økonomi og politiske / sosiale systemer fra bunnen av. Som Weinzierl hevder:

"Hvis slike romøkonomiske visjoner til og med delvis blir realisert, vil implikasjonene for samfunnet - og økonomer - være enorme. Tross alt vil det være vår beste sjanse i menneskets historie å skape og studere økonomiske samfunn fra et (nesten) tomt skifer. Selv om økonomer bør behandle utsiktene til en utviklet romøkonomi med sunn skepsis, ville det være uansvarlig å behandle det som science fiction. "

I mellomtiden

Alas, det er fortsatt mye å gjøre før en selvbærende marskoloni kan bygges og en levedyktig økonomi bygges opp rundt den. Som allerede nevnt, må de store kostnadene ved å sende oppdrag til og fra Mars reduseres betydelig.

Og mens gjenbrukbare raketter er en god start, er det også spørsmål om å etablere infrastruktur mellom jorden og Mars som vil gjøre rundturer billigere. For dette vil ingenting mindre enn habitater som går i bane rundt Månen og Mars (samt tankstasjoner på begge) gjøre.

En fungerende flåte med gjenbrukbare romfartøy som Elon Musk Stjerneskip eller NASAs planlagte-Deep Space Transport er også nødvendig. Gitt tid og et kostnadseffektivt middel for å få folk til og fra Mars, kan en koloni vokse opp over tid.

Forutsatt at denne kolonien trives og dens befolkning er i stand til å hente ut en betydelig mengde "rødt gull" fra den røde planeten, kan eksport kanskje begynne. Dette vil i sin tur sannsynligvis føre til utvikling av en ekte interplanetær økonomi og slutten på knapphet slik vi kjenner den!

  • SpaceX - Making Life Multiplanetary
  • Forbes - Er det en formue å tjene på Mars?
  • Marketplace - Økonomien med å kolonisere Mars
  • Utforsk Mars - The Humans to Mars Report 2019
  • Reuters - Mars viser mennesket den siste grensen for sirkulær økonomi
  • ESA - Utfordringer fra fremtidige urbane bosetninger på Månen og Mars
  • Harvard - Space, the Final Economic Frontier - Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars - En økonomisk modell for en marskoloni på tusen mennesker
  • Lockheed Martin Astronautics - "The Economic Viability of Mars Colonization" - Robert Zubrin
  • "Røde gull-Praktiske metoder for kartlegging av edelt metall, gruvedrift og raffinering utendørs på Mars." - Gary Stewart (2019)


Se videoen: HASSELL + EOC presents MARS HABITAT (August 2022).