הארצה

הַאֲרָצָה (באנגלית: Terraforming) של כוכב לכת או של גוף יְרֵחי היא התהליך ההיפותטי של שינוי האטמוספירה, הטמפרטורה והאקולוגיה של הגוף, כדי שתנאים אלה יהיו זהים, או לכל הפחות קרובים, לאלה השׂוררים על פני כדור הארץ. כך יהפוך גרם השמים למתאים לאכלוס בני אדם. לעיתים משתמשים במונח הארצה באופן כללי יותר, באורח מוטעה, כמילה נרדפת ל"הנדסה פלנטרית". 
מושגים קרובים או דומים למושג "הארצה" מושרשים הן ביצירות מדע בדיוני והן במדע העכשווי. המושג הלועזי הוא הלחם של המילים Terra (ארץ, בלטינית) ו־Form (עיצוב). המושג נטבע, ככל הנראה, בידי ג'ק ויליאמסון, בסיפור מדע בדיוני שפרסם בשנת 1942 במגזין "מדע בדיוני מדהים" (Astounding Science Fiction), אך הוא לא הראשון שהשתמש ברעיון זה. כבר ב־1930 סיפק אולף סטפלדון דוגמה לכך בסיפורו "בני האדם האחרונים והראשונים", המתאר שינוי שעבר כוכב הלכת נוגה לאחר מלחמה עם יושביו.
נכון לתחילת המאה ה-21, אין עדיין בידי בני האדם אמצעים טכנולוגיים או כלכליים הדרושים להארצתו של כוכב לכת או ירח אחר. על בסיס הידע שנצבר על פני כדור הארץ ידוע כי הסביבה הטבעית ניתנת לשינוי, ועם זאת עדיין לא ברור אם יש בכוחנו ליצור בכוכב לכת אחר ביוספרה פלנטרית פתוחה (שלא במרחב סגור), המחקה את סביבת כדור הארץ. במערכת השמש שלנו, מאדים נחשב בעיני רבים המועמד הסביר ביותר להארצה. האפשרות לחמם ולשנות את האטמוספירה שלו נחקרה רבות, ונאס"א אף ערכה דיונים בנושא. עם זאת, מסגרת הזמן הארוכה הדרושה להארצתו – והישימות של ביצועה המוצלח – הן עדיין נושאים לדיון. גם סוגיות אתיקה, לוגיסטיקה, כלכלה, פוליטיקה ומתודולוגיה הכרוכות בשינוי יזום של סביבת עולם זר נותרו פתוחות.

תנאים הכרחיים לקיום חיים

התנאי ההכרחי המוחלט היחיד לקיום חיים הוא מקור אנרגיה זמין. עם זאת, מעצם קיום המושג "כושר אכלוס של כוכבי לכת" משתמע כי בטרם יוכלו החיים לשגשג או בכלל להיווצר על פני שטחו של גוף אסטרונומי, עליו לעמוד בקריטריונים גאופיזיים, גאוכימיים ואסטרופיזיים לא מעטים. ענייננו נתון בפרט בצירוף הגורמים הסביבתיים המאפשרים התפתחותם ושגשוגם של בעלי חיים רב־תאיים מורכבים ולא רק אורגניזמים חד־תאיים על פני כוכב הלכת. המחקר והעיון בהיבט זה הם כיום מרכיב במדעים הפלנטריים ובמדע האסטרוביולוגיה החדש יחסית. קיימות אף תאוריות המתייחסות לגיל ולסוג הכוכב אותו מקיף כוכב הלכת האמור, ולא רק לתנאים הפלנטריים השוררים באותו כוכב לכת.

שלבי הארצה נוספים

כאשר הופכים התנאים השוררים בכוכב הלכת בו מתבצעת הארצה למתאימים לקיומן של מערכות ביולוגיות פשוטות מכדור הארץ, ניתן להתחיל "לייבא" אליו חיידקים, אשר יסייעו ליצור שם סביבה הדומה יותר לזו של כדור הארץ. בשלב הבא, ניתן לשתול בו גם צמחים ואלה יאיצו את קצב הפקת החמצן. בסופו של דבר, על פי המודלים התאורטיים הקיימים, כוכב הלכת יוכל להסביר פנים לצורות חיים מורכבות יותר ואף לבני אדם.

הירח אירופה

אירופה, אחד מירחיו של צדק, גם הוא מועמד פוטנציאלי להארצה. אחד מיתרונותיו הבולטים של אירופה הוא קיומם של מים נוזליים, תחת מעטה הקרח שעל פניו, אשר עשויים להיות לעזר רב, אם וכאשר יובאו אליו אורגניזמים מורכבים.
הקשיים הם רבים; אירופה נמצאת בתחומיה של חגורת קרינה גדולת ממדים סביב צדק, ובן אנוש עלול למות ממנות קרינה קטלניות לאחר כ־10 דקות של שהות על פניו. כדי להתגונן מקרינה זו, תידרש בנייתם של מתקנים מחזירי קרינה, ולכל הדעות, מטלה זו היא בלתי מעשית כיום. בנוסף, אירופה מכוסה בקרח ויידרש לחממו וגם לספק חמצן לבנייתה של אטמוספירה, שתוכל לקיים גם ביוספירה.

גופים נוספים במערכת השמש

מועמדים נוספים לביצוע הארצה על פניהם, ככל הנראה בהיקף מוגבל או תוך הסתפקות בבניית חממות ענק (פארא־טרפורמציה), הם הירח טיטאן, כוכב הלכת חמה (התיישבות באזורים מסוימים בקטבים בהם לא חם מדי ולא קר מדי), הירח גנימד, הירח איו, הירח קליסטו, הירח של כדור הארץ, ואף כוכב הלכת הננסי קרס. עם זאת, לרוב הגופים האלה מסה קטנה מדי מכדי יכולת לקיים אטמוספירה העוטפת אותם לאורך זמן (אף כי אפשר, אך לא בוודאות, כי אטמוספירה שתעטוף אותם תשרוד במשך עשרות אלפי שנים, ותמולא מחדש באופן יזום, במידת הצורך). יתר על כן, להוציא את הירח, עולמות אלה, ברובם, מרוחקים במידה רבה כל כך מהשמש, עד שהמשימה לחממם במידה הדרושה תתגלה כקשה ביותר, אף יותר מניסיון לעשות כן במאדים.

בטרם הארצה - חממות ענק

קיימת גם גישת ביניים (Paraterraforming), לפיה אפשר ליישב כוכב לכת לפני שננקטות בו פעולות הארצה, או במהלכן. גישה זו מכונה באנגלית "Worldhouse Concept", והיא מערבת את בנייתו של מתחם חממה כיפתי גדול ממדים, סגור ומבודד, על פני כוכב הלכת. ברבות השנים, גדלה אוכלוסיית החממה ואפשר להרחיב עוד את המתחם. הכיפה אמורה להיות שקופה ויכולה להתנשא לגבהים של קילומטר אחד או יותר מעל פני השטח. בטרם מאכלסים את הכיפה, דוחסים לתוכה אטמוספירה מלאכותית המאפשרת נשימה. התקרה מקובעת בנקודות עגינה, המופרדות במרווחים מתאימים, ומהן נמתח מערך כבלים ותחתן מוצבים מגדלי מתיחה, התומכים יחד בכיפה. יש הטוענים כי הטכנולוגיה הדרושה לבנייתה של כיפה כזו כבר קיימת מאז שנות ה־60.
לגישת חממות הענק יתרונות רבים יותר מאלו שטמונים בגישה "המסורתית" (הארצה כוללת), ואחד מהם הוא התשואות המיידיות למשקיעים; חממת הענק מכסה אמנם בתחילה שטח יחסית קטן (נאמר, בסדר גודל של עיר), אך יתרונה הוא בכך שניתן לאכלסה כבר מלכתחילה. יתרון נוסף טמון בכך שהיא מאפשרת התפשטות מודולרית, המותאמת על פי צורכי המחייה המשתנים של אוכלוסיית הכוכב. בנוסף, בבנייתן של חממות ענק נדרשת דחיסה של גאזים לנפח שהוא יחסית קטן וגם מתאפשרת בקרה יחסית קלה של התנאים האטמוספיריים המלאכותיים בתוככי החממה. לעומת זאת, בתהליך הארצה מלא, כאשר יוצרים סביב כוכב לכת שכבה אטמוספירית, נדרשת אספקה של כמויות גדולות ביותר של גזים. 
עוד יתרון בגישת ה"Worldhouse Concept" טמון בפוטנציאל לבנות כיפות כאלה גם בגופים שמימיים בעלי מסה קטנה ביחס לזו של כוכבי לכת או ירחים (לדוגמה, אסטרואידים). גופים כאלה אינם יכולים לקיים שכבה אטמוספירית דחוסה דיה, מפאת פוטנציאל גרביטציוני יחסית נמוך סביבם. 
קיימים גם חסרונות, ואחד מהם הוא הדרישה להתמיד בפעילות מתמשכת של בנייה ותחזוקה. במידה מסוימת, אפשר לצמצם את העלויות הכרוכות בכך, תוך שימוש בשיטות ייצור אוטומטיות והנחלה של הרגלים ומנגנונים מתאימים של תחזוקה ותיקון. בנוסף, ברורה פגיעותה של חממה כזו לכשלים חמורים במקרה של פרצה משמעותית, אף שאפשר לצמצם סיכון זה על ידי נקיטה בבידוד אגפים ובצעדי בטיחות אקטיביים. כמו כן, קיים הסיכוי לפגיעות מטאורים, בהיעדר שכבת מגן של אטמוספירה חיצונית, היכולה לשרוף מטאורים בעת מעופם לפני פגיעתם בפני השטח.

סוגיות אתיות

מתקיים שיח פילוסופי בתחומי הביולוגיה והאקולוגיה בשאלת אתיות ביצוע הארצה בעולמות אחרים. בצד מצדדי תהליך ההארצה אנשים דוגמת רוברט זוברין, מרטין ג'י פוג וריצ'רד ל. ס. טיילור הסבורים כי חובתה המוסרית של האנושות לדאוג להתאמתם של עולמות אחרים למחיה, תוך עידוד המשכיות תהליכי התמרה אקולוגית בידי אורגניזמים, גם בסביבות מחיה מעבר לזו שבכדור הארץ. אלה גם מעלים את האפשרות להרס סביבתי מוחלט בכדור הארץ, אם האנושות לא תשנה את דרכיה ביחס לסביבה. ועל כן, בטווח הארוך, אפשר כי תישארנה שתי אפשרויות בלבד - יצירת מקלט לצורות החיים הארציות בעולמות אחרים, או לחלופין הכחדות מוחלטת של אלה. בכל מקרה, מציינים מצדדי הרעיון, הארצתם של כוכבי לכת עקרים אינו מעשה שגוי מוסרית, בהיעדר סביבה אקולוגית להתערב בה ולשנותה. הוגי דעות זהירים יותר גורסים כי הארצה היא בגדר התערבות בלתי אתית בטבע, ולאור עברה רווי המחדלים של האנושות בשמירת הסביבה בכדור הארץ, מוטב לאדם להימנע מהתערבות בסביבתם של כוכבי לכת אחרים. יש גם הוגים, דוגמת כריסטופר מק'קיי, המצדדים בגישה של פשרה, הטוענת כי הארצה היא אתית, במידה סבירה, רק בתנאי שנקבע בוודאות כי אין מתקיימים בכוכב הלכת הזר תהליכי חיים משלו; אם כן, לא זו בלבד שאסור לנו לנסות לעצב את כוכב הלכת לצרכינו, אלא אף נדרש מאיתנו להתאים את סביבתו לטיפוח צורות החיים הילידיות שעל פניו.

סוגיות כלכליות

העלות ההתחלתית של מיזמים מעין אלה עשויה להרקיע שחקים. הטכנולוגיה הדרושה עדיין לא קיימת וגם לא אפשרית מבחינה כלכלית. ג'ון היקמן הצביע על העדר זווית ראייה כלכלית בשיטות ההארצה התאורטיות הקיימות, וגם התריע מפני גישה אופטימית מדי כלפי מודלים אלה. היתכנותם הכלכלית של מיזמים מעין אלה תלויה בגישה חופשית ובלתי מוגבלת למשאבי החלל הבלתי נדלים, אף שכרוכה בכך השקעה התחלתית גבוהה (ראו לדוגמה - מעלית חלל).
מבין המצדדים ביישוב החלל, יש הטוענים כי את ההשקעה הכספית הדרושה להארצת המאדים או נוגה אפשר למצער לנצל ליצירתם של מרחבי מחיה מרווחים יותר במושבות חלל. אלה טוענים כי ציוויליזציה שפיתחה את היכולת לחיות בחלל יכולה לשרוד בכל מקום במערכת השמש, ולעומת זאת, בחירה בהארצתם של כוכבי לכת משמעותה הגבלת תחום המחייה. יש הסבורים כי הארצתם של כוכבי לכת היא ביטוי של "שוביניזם פלנטרי".

סוגיות פוליטיות

להארצתו של כוכב לכת עשויות להיות לא מעט השלכות, כגון שאלת הבעלות על השטח החדש בכוכב הלכת המדובר. בין טוענים אפשריים לריבונות כזו ניתן למנות ממשלות, ארגונים בינלאומיים (דוגמת האו"ם), תאגידים או המתיישבים עצמם. יישובים כאלה עלולים להיות בלב סכסוכים בינלאומיים בין מדינות הטוענות לריבונות על שטחים אלה. יריבות בין מדינות היא גורם מעצב רב חשיבות עבור מיזמי חלל.