دراسات زراعية بيئية نحو إنشاء مستعمرات على المريخ

وإذا تم إطلاق مهمة مأهولة إلى المريخ، فما هي المشاكل الوجودية التي ستواجه المستعمرة المأهولة هناك؟

 تواصل مركبات الهبوط سبيريت وأبورتيونيتي التي تنقل صور سطح المريخ وتؤكد إمكانية وجود الماء على المريخ تعزيز الشعور بأن موعد هبوط الإنسان على هذا الكوكب ليس سوى مسألة وقت. نرى أنه سيتم إنشاء مستعمرات على سطح الكوكب ليسكنها في البداية مهندسون وفرق بحثية، لكن ليس من المستحيل أن يأتي اليوم الذي تتم فيه الهجرة إلى هذا الكوكب، ومن الواضح أن الحياة على سطحه في الهواء الحر غير ممكن، والطريقة الوحيدة للعيش فيه في شكل أقرب ما يمكن إلى الحياة الأرضية ستكون في أنظمة مغلقة إذا كان في هياكل مماثلة على شكل قبة وإذا كان داخل هياكل تحت الأرض.ما هي النسبة المرغوبة بين عدد الأشخاص الذين سيعيشون داخل هذه القباب والذين سيعيشون داخل الهياكل الموجودة تحت الأرض، من الصعب معرفة ذلك، وعلى أية حال يجب أن نأخذ في الاعتبار رقمين أساسيين، أحدهما هو طول اليوم على كوكب المريخ والذي يقارب مساوية لتلك الأرض.

والمعنى الواضح هو أن هذا لن يكون له أي تأثير من حيث الساعة البيولوجية، والرقم الثاني هو الجاذبية التي تقل كثيرا عن جاذبية الأرض، فجاذبية المريخ تبلغ 0.38 وهذا يعني أن الشخص الذي يزن 70 كجم سوف يزن 26.6 كجم على المريخ (حافظ على الوزن قريبًا، سيحتفلون بالتأكيد على المريخ). سيكون لهذا آثار فسيولوجية على كل من سيعيش على المريخ. سيتعين على أولئك الذين سيعيشون على المريخ الاهتمام بإمدادات منتظمة من النباتات والحيوانات الغذاء وسيكون من الضروري توفير هذه الضروريات بأكثر الطرق فعالية، كيف نفعل ذلك؟ إن نقل الغذاء من الأرض سيكون مكلفاً للغاية وغير حكيم اقتصادياً، وسيكون من الضروري تطوير الزراعة المحلية وهنا تطرح أسئلة يجب أخذها بعين الاعتبار مسبقاً والبدء في التحقيق فيها اليوم.

بافتراض أن 500 شخص سيعيشون في أول مستعمرة يتم إنشاؤها على المريخ، وإذا كانوا سيعيشون في هيكل واحد مقبب كبير، فما هي النسبة المرغوبة بين مساحة الأرض المخصصة للمباني والمساحة المخصصة للمساحات المفتوحة؟ وضمن هذه المنطقة ما هي مساحة الأرض التي ستخصص للزراعة وربما للحيوانات أيضاً؟ بالرغم من وجود مواسم على كوكب المريخ، إلا أن من سيعيش داخل القبة سينقطع عن فصول الكوكب، فهل سيكون من الضروري خلق الفصول بشكل مصطنع، ومن الممكن أن يتخلوا عن ذلك، حيث أن آليات إنشاء الفصول بشكل مصطنع سيكون مكلفا للغاية. في هذه الحالة، سيكون من الضروري تخطيط المناخ الداخلي بحيث يكون مكيفا طوال العام ومريحا. ولكن هل سيكون من الضروري خلق شعور بالرياح لفترات دورية من الزمن من حيث النسيم المنعش، حتى لا يكون هناك شعور بالطقس الرتيب، ودعونا لا ننسى أن أولئك الذين سيأتون للعيش هنا معتادون على الفصول على الأرض. سيتعين عليهم التكيف مع نمط مناخي موحد.

ولكي نعطي السكان شعوراً بتماثل المساحات فمن المستحسن أن تكون القبة شفافة، وبما أن سنة المريخ أطول بمرتين من سنة الأرض فإن فصوله أيضاً أطول بمرتين وهنا قد تظهر مشكلة أخرى. داخل المستعمرة المناخ معتدل أما خارجها فالشتاء ويمكنك رؤيته على شكل جليد سواء كان جليد جاف أو جليد مائي وهذا الوضع المتناقض سيتطلب التكيف وهذه ظاهرة لا توجد طبيعيا على الأرض أرض.

قبة لمستعمرة مكونة من 500 شخص تحتاج إلى مساحة عدة كيلومترات مربعة، وهنا تبرز مشكلة من نوع آخر، وهي قبة كبيرة جدًا تحتاج إلى تعزيزات بعوارض داعمة حتى لا تنهار، ومن الناحية الفنية رأيي، يمكن إيجاد حل لذلك، لكن أي ضرر في القبة قد يؤدي إلى تشققها، ويؤدي إلى تسرب الهواء، ألا يستحق الأمر بناء عدة قباب سكنية؟ وهذا له العديد من المزايا. إحدى المزايا هي أن خطر السلامة على المستوطنة بأكملها ينخفض، والميزة الثانية هي أن الوصول إلى أي مكان يوجد فيه عطل في قبة كل وحدة تسوية يكون أكثر ملاءمة لأنه أصغر حجما وبالتالي أقل أيضا. ويربط نفسه أكثر مع حيه بنوع من الوطنية المحلية، وهذا له أهمية كبيرة من وجهة نظر اجتماعية.

إذا قمت بالتحول إلى أسلوب القباب المتعددة، يمكنك تخصيص عدة قباب للمحاصيل الزراعية التي ستزود المستعمرة بغذائها، ويجب أن نتذكر أن الأكل الصحي يتطلب التنوع في عدد مصادر التغذية النباتية على الكوكب. ويرجع هذا التنوع إلى نمو هذه المصادر في أماكن مختلفة حيث تتميز كل منطقة بظروف مناخية مثل المحاصيل الصيفية والشتوية والرطوبة والمعادن المختلفة الموجودة بتراكيز مختلفة في التربة والتي لها أهمية كبيرة في زراعة الثمار. والخضروات. وبالتالي سيكون من الممكن تخصيص كل قبة لنوع مختلف من المحاصيل. قبة واحدة ستزرع محاصيل صيفية والأخرى ستزرع محاصيل شتوية. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تخطيط المناخات الدقيقة لكل قبة. والسؤال الأساسي هو ما إذا كان ذلك ممكنا؟ من الممكن زراعة النباتات الأرضية على تربة المريخ. قد يكون الأمر كذلك، وإذا كان الأمر كذلك، فهل من المستحسن حقاً القيام بذلك؟ وفي حالة استخدام القباب الزراعية فإنه بسبب سماكة الغطاء النباتي ستضرب الجذور وتنمو حتى تتجاوز حدود القبة، ومن الممكن أن ينمو من هذا شيء جيد، إذ سيكون حينها من الممكن زراعة الغطاء النباتي بطريقة طبيعية، مما سيقلل من الزراعة المحلية، ولكن قد تنشأ حالة يصبح فيها الكوكب ملوثاً، والحل المحتمل لذلك هو استخدام المزارعون التي ستوضع فيها التربة النجمية والتي يتم فيها جميع سيتم إجراء البحوث الزراعية والمحاصيل والخيار الثاني هو جلب التربة من الأرض في المزارع والخيار الثالث هو الزراعة المائية وعلى الأغلب في هذه الحالة سيتم استخدام مياه النجمة ولكن سيتم تنقيتها من أجل التكيف مع الاحتياجات الزراعية.

تتعلق هذه الأسئلة أيضًا بإحضار الحيوانات إلى المكان، مثل قطعان الماشية، ولكن هنا تظهر مشاكل أخرى، وبما أن هذه الحيوانات كبيرة الحجم فإنها تستهلك الكثير من الأكسجين، فما هي كمية الأكسجين التي يجب أن نقدمها لها؟ ما هي مساحة المعيشة التي يريدونها حتى يشعروا بالحرية ولا يكونوا مسجونين في نوع من القلم الصغير؟ هل ستكون القباب على شكل مراعي أم حظائر؟ ماذا نفعل بالإفرازات وهل نستخدمها لتخصيب التربة وكيف تؤثر الإفرازات على تربة الكوكب؟ هل ستتسبب الإفرازات في انتشار البكتيريا في المكان؟ وربما يكون من المفيد تحليل هذه الإفرازات إلى مكوناتها الكيميائية وإعادة تدويرها؟ وكيف تتخلصين من أجساد البقر بخصورها؟ هل من المرغوب فيه تقليد السلسلة الغذائية الطبيعية أو بنائها بطريقة مختلفة وربما محكومة؟

والسؤال الذي يجب دراسته هو كيف تؤثر جاذبية النجم على معدل ونوعية الغذاء الذي سيتم زراعته هناك، وتبين أن رواد الفضاء الذين يقضون وقتا طويلا في الفضاء يفقدون الكالسيوم وأحد طرق التغلب على ذلك هو استخدام من المكملات الغذائية. أولئك الذين يعيشون على المريخ سوف يتجنبون خسارة هائلة في الكالسيوم لأنهم سيعيشون تحت جذب الطاقة، لكنهم سيظلون بحاجة إلى مكملات الكالسيوم من أجل التغلب على فجوة الجاذبية. هل سيكون من المفيد إعطاء الكالسيوم للماشية القطعان التي ستكون موجودة وربما سيكون من الضروري إجراء هندسة وراثية للنباتات المحلية لتوفير الكالسيوم اللازم؟ هل هو مرغوب فيه؟ كيف ستؤثر الجاذبية المنخفضة على رائحة النباتات؟

نوع آخر من النباتات، ولكنه ضروري للغاية، هو نباتات الزينة. إنها مهمة في حد ذاتها ومكانتها في ثقافة الإسكان، ما هي النباتات التي يجب إحضارها ومكان وضعها، وهذا مهم جدًا في اتجاه آخر. وبما أن النباتات تتنفس ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين، فيمكن استخدامها لتنظيم الهواء داخل القباب، وسيكون ذلك ممكنا أيضا في القباب الزراعية، وباستخدام مرشحات مناسبة، سيكون من الممكن امتصاص الأكسجين المنبعث منها ونقله إلى القباب الأخرى وتنقل ثاني أكسيد الكربون الذي ينبعث من البشر إلى القباب الزراعية، وهي مشكلة هندسية ثقيلة للغاية وتتطلب حلولاً متطورة، وهذا القيد الهندسي يكون أقل إشكالية عندما تكون المستعمرة بأكملها تحت قبة واحدة كبيرة.

إن هذا المجمع من الأسئلة ما هو إلا غيض من فيض من المشاكل التي يجب التعامل معها عندما يبدأون في إنشاء مستعمرات على المريخ، ومن المرجح أن تنشأ المزيد من المشاكل بمجرد أن تصبح المستعمرات قديمة. وعلى أية حال، يجب على المرء أن يمتلك باستمرار وضع اليد على نبض هذا المشروع ليكون قصة نجاح.
 
 
أسهل خيار أمام الإنسان هو الوصول إلى المريخ * ماذا عن الاستقرار هناك؟     
 
14.7.2003
 
بواسطة: د. نوح بروش 
 
 
مستعمرة على المريخ. في الوقت الراهن، الخيال فقط
يعتقد الكثيرون أن مستقبل الجنس البشري هو في الواقع خارج الأرض. السبب؟ - خطر "الانفجار السكاني" الذي يهدد عالمنا كما يقول البعض.

وبصرف النظر عن المستعمرات في الفضاء - مثل محطة الفضاء الدولية، ولكنها أكبر بكثير - فإن أحد الخيارات التي يتم النظر فيها هو تحويل الكواكب الأقرب إلينا إلى مواقع استيطان.

ربما يكون الخيار الأسهل هو الوصول إلى المريخ. ومع ذلك، فإن الظروف السائدة على كوكب المريخ اليوم ليست مناسبة لسكنى الإنسان. يصل الضغط الجوي هناك إلى مستوى منخفض يصل إلى 20 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر. ولا توجد طبقة أوزون تحمي من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. والجو بارد جدًا هناك، كما هو الحال في القارة القطبية الجنوبية.

ومن الأفكار التي يتداولها المؤيدون لفكرة الاستيطان على المريخ، ضرورة وضع مرآة ضخمة في الفضاء، من شأنها أن تتسبب في تسخين القبة القطبية الجنوبية للمريخ. وسيؤدي التسخين إلى تبخر كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى ارتفاع متوسط ​​درجة حرارة المريخ بنحو 20 درجة خلال عشر سنوات فقط مقارنة بالحالية، وأيضا إلى زيادة الضغط الجوي 20 مرة، ومن المرجح أن مثل هذا التغيير سوف يؤدي إلى تغيير المناخ بأكمله على كوكب المريخ - بحيث يصبح مكان إقامة معقول للبشر.

والسؤال هو: هل هذه الخطوة أخلاقية؟