Uzay kolonizasyonu

Uzay kolonizasyonu (uzay yerleşimi veya dünya dışı kolonizasyon olarak da adlandırılır), uzayın veya Dünya dışındaki gök cisimlerinin kalıcı yerleşim veya Dünya dışı bölge olarak kullanılmasıdır.
Dünya dışı uzayın iskanı ve bölgesel kullanımı, örneğin uzay yerleşimleri veya dünya dışı madencilik işletmeleri için önerilmiştir. Bugüne kadar, geçici uzay habitatları dışında kalıcı bir uzay yerleşimi kurulmadığı gibi, herhangi bir dünya dışı bölge veya arazi de yasal olarak talep edilmemiştir. Uzayda toprak iddiasında bulunmak, uzayı ortak bir miras olarak tanımlayan uluslararası uzay hukuku tarafından yasaklanmıştır. Uluslararası uzay hukuku, uzayın sömürgeleştirilmesini ve askerileştirilmesini önlemeyi amaçlamış ve özellikle sabit yörünge veya Ay gibi sınırlı alanlar için uzaya erişimi ve uzayın paylaşımını düzenleyecek uluslararası rejimlerin kurulmasını savunmuştur.
Uzay yerleşimi lehinde ve aleyhinde birçok argüman ortaya atılmıştır. Kolonileşme lehine en yaygın iki argüman, gezegen ölçeğinde (doğal veya insan kaynaklı) bir felaket durumunda insan uygarlığının ve yaşamının Dünya'da kalması ve uzayda insan toplumunun genişlemesini sağlayabilecek ek kaynakların bulunmasıdır. En yaygın itirazlar arasında kozmosun metalaştırılmasının, büyük ekonomik ve askeri kurumlar da dahil olmak üzere, halihazırda güçlü olanların çıkarlarını artıracağı endişesi; aynı kaynakların Dünya'da harcanmasına kıyasla muazzam fırsat maliyeti; savaşlar, ekonomik eşitsizlik ve çevresel bozulma gibi önceden var olan zararlı süreçlerin şiddetlenmesi yer almaktadır.
Bir uzay yerleşimi, çok sayıda sosyo-politik soruyu gündeme getirecek bir emsal teşkil edecektir. Sadece gerekli altyapının inşası bile ürkütücü teknolojik ve ekonomik zorluklar ortaya çıkaracaktır. Uzay yerleşimleri genel olarak, uzayda insan yaşamına son derece düşman olan ve Dünya'dan bakım ve tedarik için erişilemeyen bir ortamda, çok sayıda insanın neredeyse tüm ihtiyaçlarını (ya da tamamını) karşılayacak şekilde tasarlanır. Kontrollü ekolojik yaşam destek sistemleri gibi şu anda ilkel olan teknolojilerin büyük ölçüde geliştirilmesini gerektirecektir. Yörüngesel uzay uçuşunun yüksek maliyeti (Falcon Heavy ile alçak Dünya yörüngesine kg başına yaklaşık 1400$ veya pound başına 640 $) göz önüne alındığında, bir uzay yerleşimi şu anda büyük ölçüde pahalı olacaktır. Teknolojik açıdan, uzaya erişimi daha ucuz hale getirme (yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri yörüngeye kg başına 20 $'a ulaşabilir), ve otomatik üretim ve inşaat teknikleri oluşturma konusunda devam eden ilerlemeler vardır.
Henüz devlet ya da özel herhangi bir büyük ölçekli kuruluş tarafından uzay yerleşimi inşa etmeye yönelik bir plan bulunmamaktadır. Bununla birlikte, yıllar boyunca uzay yerleşimleri için birçok öneri, spekülasyon ve tasarım yapılmıştır ve önemli sayıda uzay kolonizasyonu savunucusu ve grubu aktiftir. Freeman Dyson gibi birçok ünlü bilim adamı uzay yerleşimi lehinde görüş bildirmiştir.
Tanım
Bu terim çok geniş bir şekilde kullanılmış, robotik de olsa her türlü kalıcı insan varlığına uygulanmış, özellikle de "yerleşim" terimiyle birlikte, araştırma istasyonlarından uzayda kendi kendini idame ettiren topluluklara kadar her türlü insan uzay habitatına kesin olmayan bir şekilde uygulanmıştır.
Koloni ve kolonizasyon kelimeleri Dünya'daki sömürgecilik tarihine dayanan terimlerdir, bu da onu bir insan coğrafyası ve özellikle de siyasi bir terim haline getirmektedir. Uzaydaki herhangi bir kalıcı insan faaliyeti ve gelişimi için bu geniş kullanım, özellikle sömürgeci ve farklılaştırılmamış olarak eleştirilmiştir. (bkz. aşağıdaki İtirazlar bölümü).
Bu anlamda bir koloni, toprak talep eden ve bunu yerleşimciler ya da onların metropolü için kullanan bir yerleşimdir. Bu nedenle bir insan ileri karakolu, muhtemelen bir uzay habitatı veya hatta bir uzay yerleşimi olsa da, otomatik olarak bir uzay kolonisi oluşturmaz. Yine de ticaret fabrikaları gibi antrepolar sıklıkla kolonilere dönüşmüştür. Dolayısıyla herhangi bir üslenme kolonileşmenin bir parçası olabilirken, kolonileşme üslenmenin ötesinde daha fazla hak talebine açık bir süreç olarak anlaşılabilir. Şimdiye kadar en uzun süre işgal edilen dünya dışı yaşam alanı olan Uluslararası Uzay İstasyonu, toprak talebinde bulunmaz ve bu nedenle genellikle bir koloni olarak kabul edilmez.
Tarih
İlk uzay uçuşu programları başladığında, RAAF Woomera Range Kompleksi, Guyana Uzay Merkezi veya çağdaş olarak Mauna Kea teleskopundaki astronomi için yerli halkların yerleri gibi Dünya üzerindeki sömürge alanlarını kısmen kullandılar ve kullanmaya devam ettiler. 1950'lerde yörüngesel uzay uçuşu başarıldığında, sömürgecilik hala güçlü bir uluslararası projeydi, örneğin ABD'nin uzay programını ve genel olarak uzayı " Yeni Sınır "ın bir parçası olarak ilerletmesini kolaylaştırmak. Ancak uzay çağının ilk on yıllarında sömürgecilikten kurtulma, birçok yeni bağımsız ülke üreterek yeniden güç kazandı. Bağımsızlığına yeni kavuşan bu ülkeler, uzay hukuku gündeme geldiğinde ve uluslararası düzeyde müzakere edildiğinde, sömürgecilik karşıtı bir duruş ve uzay faaliyetinin düzenlenmesini talep ederek uzay yolculuğu yapan ülkelerle karşı karşıya geldi. Uzay uçuşu kabiliyetine sahip birkaç ülke arasında kara kapma ve uzayda bir silahlanma yarışı nedeniyle çatışma korkusu büyüdü ve nihayetinde uzay yolculuğu yapan ülkeler tarafından paylaşıldı. Bu, 1967 tarihli Dış Uzay Antlaşması'ndan başlayarak, uzayı " tüm insanlığın bölgesi " olarak adlandıran ve uzayın uluslararası düzenlemesi ve paylaşımı için hükümler sağlayan, üzerinde anlaşmaya varılan uluslararası uzay hukukunun ifadesini üretti.
Durağan uyduların ortaya çıkışı, uzayda sınırlı alan durumunu gündeme getirdi. Bir zamanlar sömürge imparatorluklarının kolonileri olan, ancak uzay uçuşu yetenekleri olmayan bir grup ekvatoral ülke, 1976'da Bogota Deklarasyonu'nu imzaladı. Bu ülkeler, durağan yörüngenin sınırlı bir doğal kaynak olduğunu ve insanlığın ortak alanı olan uzayın bir parçası olmadığını görerek doğrudan aşağıdaki ekvator ülkelerine ait olduğunu ilan ettiler. Bu sayede deklarasyon, egemenliklerini emperyalist olarak tanımlayarak, uzay yolculuğu yapan ülkelerin yerdurağan yörüngenin egemenliğine meydan okudu. Dahası, uzaydaki bu hakimiyet, erişim düzenlemesi eksikliği nedeniyle sürekli artan uzay enkazı örneğinde olduğu gibi, uzaya erişimi garanti eden Dış Uzay Anlaşmasına yönelik tehditlerin habercisi oldu.
1977'de nihayet ilk sürdürülebilir uzay yaşam alanı olan Salyut 6 istasyonu Dünya'nın yörüngesine yerleştirildi. Sonunda ilk uzay istasyonlarının yerini, günümüzün uzaydaki en büyük insan ileri karakolu ve bir uzay yerleşimine en yakın olan ISS aldı. Çok taraflı bir rejim altında inşa edilen ve işletilen bu istasyon, örneğin Ay çevresinde ve muhtemelen Ay'da olduğu gibi, gelecekteki istasyonlar için bir plan haline geldi. Uluslararası Ay Antlaşması, Ay faaliyeti için uluslararası bir rejim talep etti, ancak şu anda Artemis Anlaşmalarında olduğu gibi çok taraflı olarak geliştiriliyor. Şimdiye kadar farklı bir gök cismi üzerindeki tek yaşam alanı, mürettebatlı aya iniş yapanların geçici yaşam alanları olmuştur.
Kavramsal
Francis Drake ve Christoph Columbus gibi gelecekteki sömürgecilerin Ay'a ulaşmaları ve dolayısıyla orada yaşayan insanlar için ilk öneriler, 17. yüzyılın ilk yarısında John Wilkins tarafından A Discourse Concerning a New Planet'te yapılmıştır.
Uzay kolonizasyonu üzerine bilinen ilk çalışma, yerleşik bir yapay uydu hakkında Edward Everett Hale tarafından yazılan 1869 romanı The Brick Moon'du. 1897'de Kurd Lasswitz uzay kolonileri hakkında da yazdı.
Rus roket bilimi öncüsü Konstantin Tsiolkovsky, 1900'lerde yazdığı Beyond Planet Earth adlı kitabında uzay topluluğunun unsurlarını öngördü. Tsiolkovsky, uzay yolcularına seralar inşa ettirdi ve uzayda mahsul yetiştirdi. Tsiolkovsky, uzaya gitmenin mükemmel insanlara yardımcı olacağına, ölümsüzlüğe ve barışa yol açacağına inanıyordu.
1920'lerde John Desmond Bernal, Hermann Oberth, Guido von Pirquet ve Herman Noordung bu fikri daha da geliştirdi. Wernher von Braun, 1952 tarihli bir Colliers makalesinde fikirlerine katkıda bulundu. 1950'lerde ve 1960'larda, Dandridge M. Cole fikirlerini yayınladı.
Konuyla ilgili başka bir ufuk açıcı kitap, 1977'de Gerard K. O'Neill tarafından yazılan The High Frontier: Human Colonies in Space kitabıydı ve bunu aynı yıl TA Heppenheimer tarafından yazılan Colonies in Space izledi.
Marianne J. Dyson, Home on the Moon'u yazdı; 2003'te Bir Uzay Sınırında Yaşamak; Peter Eckart, Lunar Base Handbook'u 2006'da yazdı ve ardından Harrison Schmitt'in 2007'de yazdığı Return to the Moon'u
Konumlar
Konum, uzay kolonizasyonu savunucuları arasında sık sık bir çekişme noktasıdır. Kolonizasyon yeri fiziksel bir gezegen, cüce gezegen, doğal uydu veya asteroit veya yörüngede olabilir. Güneş Sisteminin kolonizasyonu en çok ilgiyi görmüştür.
Bir cisim üzerinde olmayan yerleşimler için ayrıca uzay habitatına bakınız.
Dünya yakınındaki uzay
Ay
Ay, Dünya'ya yakınlığı ve daha düşük kurtulma hızı nedeniyle kolonizasyon için bir hedef olarak tartışılmaktadır. Kutuplara yakın, kalıcı olarak gölgelenmiş kraterlerde bol miktarda buz hapsolmuştur, bu da bir Ay kolonisinin su ihtiyacını karşılayabilir, ancak cıvanın da benzer şekilde burada hapsolduğuna dair göstergeler sağlık açısından endişeler doğurabilir. Altın, gümüş ve muhtemelen platin gibi doğal değerli metaller de elektrostatik toz taşınımı ile Ay kutuplarında yoğunlaşmıştır. Bununla birlikte, Ay'ın atmosfer eksikliği yüzünden uzay radyasyonundan veya göktaşlarından koruma sağlamaz, bu nedenle, koruma elde etmek için ay lav tüpleri önerilmiştir. 1/6 g'ın insan sağlığını uzun süre korumak için yeterli olup olmadığı bilinmediğinden, Ay'ın düşük yüzey yerçekimi de endişe vericidir. Bir ay üssü kurmaya olan ilgi, 21. yüzyılda Mars kolonizasyonuna ara olarak, araştırma, madencilik ve kalıcı yerleşim ile ticaret tesisleri için Moon Village gibi önerilerle arttı.
Rusya (2014) gibi bir dizi devlet uzay ajansı, Çin (2012) Ve ABD ilk ay ileri karakolunu inşa etmek için periyodik olarak ay planlarını yayınladı.
Avrupa Uzay Ajansı (ESA)Başkanı Jan Woerner, Ay Köyü olarak adlandırılan bir konseptle, Ay'ın yetenekleri konusunda ülkeler ve şirketler arasında işbirliği önerdi.
Aralık 2017 tarihli bir direktifte, Trump Yönetimi NASA'yı Dünya yörüngesinin ötesindeki diğer (BEO) varış noktalarına giden yola bir ay görevi dahil etmeye yönlendirdi.
Mayıs 2018'de yapılan bir röportajda Blue Origin CEO'su Jeff Bezos, Blue Origin'in Blue Moon aya iniş aracını özel finansmanla kendi başına inşa edip uçuracağını ancak çok daha hızlı inşa edeceklerini ve eğer yapılırsa daha fazlasını başaracaklarını belirtti. mevcut hükümet uzay ajansları ile bir ortaklık. Bezos, özellikle Aralık 2017 NASA yönü ve ESA Moon Village konseptlerinden bahsetti.
Lagrange noktaları
Dünya'ya yakın bir başka olasılık da, bir uzay kolonisinin süresiz olarak yüzebileceği kararlı Dünya-Ay Lagrange noktaları L4 ve L5'tir. L5 Topluluğu bu noktalarda uzay istasyonları inşa ederek yerleşimi teşvik etmek amacıyla kurulmuştur. Gerard K. O'Neill 1974'te özellikle L5 noktasının binlerce yüzen koloni için uygun olduğunu ve bu noktadaki sığ etkin potansiyel nedeniyle kolonilere kolaylıkla gidip gelinebileceğini öne sürmüştür.
İç gezegenler
Güneş Sistemindeki birçok gezegen, kolonizasyon ve dünyalaştırma için düşünülmüştür. İç Güneş Sisteminde kolonizasyon için ana adaylar Mars ve Venüs'tür. Kolonizasyon için diğer olası adaylar arasında Ay ve hattaMerkür sayılabilir.
Merkür
Bir zamanlar Ay gibi uçucu madde bakımından fakir bir cisim olduğu düşünülen Merkür'ün artık uçucu madde bakımından zengin olduğu bilinmektedir; şaşırtıcı bir şekilde iç Güneş Sistemi'ndeki diğer tüm karasal cisimlerden daha fazla uçucu maddeye sahiptir. Gezegen aynı zamanda Dünya/Ay sisteminden altı buçuk kat daha fazla güneş akısı almakta, bu da güneş enerjisini çok etkili bir enerji kaynağı haline getirmektedir; yörüngedeki güneş dizileri aracılığıyla bu enerjiden yararlanılabilir ve yüzeye ışınlanabilir ya da diğer gezegenlere ihraç edilebilir.
Jeolog Stephen Gillett 1996 yılında bu durumun Merkür'ü güneş yelkenli uzay araçları inşa etmek ve fırlatmak için ideal bir yer haline getirebileceğini öne sürmüştür. Uzaya çıktıklarında güneş yelkenleri açılacaktır. Kütle sürücüsü için güneş enerjisini elde etmek kolay olmalı ve Merkür yakınlarındaki güneş yelkenleri Dünya yakınlarındakinden 6,5 kat daha fazla itme gücüne sahip olacaktır. Bu da Merkür'ü Venüs'e gönderilecek (ve dünyalaştırılacak) donanımın yapımında kullanılacak malzemelerin elde edilmesi için ideal bir yer haline getirebilir. Ayrıca Merkür üzerinde ya da yakınında, yakın yıldız sistemlerine lazer itmeli ışık yelkenleri gibi büyük ölçekli mühendislik faaliyetleri için güç üretmek üzere geniş güneş kolektörleri inşa edilebilir.
Merkür'ün eksenel eğimi olmadığından, kutuplarına yakın krater tabanları ebedi karanlıkta kalır ve Güneş'i asla görmez. Soğuk tuzaklar olarak işlev görürler ve jeolojik dönemler boyunca uçucu maddeleri hapsederler. Merkür'ün kutuplarının 10141015 kg su içerdiği ve muhtemelen yaklaşık 5,65109m3 hidrokarbonla kaplı olduğu tahmin edilmektedir. Bu da tarımı mümkün kılacaktır. Merkür'ün yüksek ışık yoğunluğundan ve uzun gününden faydalanmak için bitki çeşitlerinin geliştirilebileceği öne sürülmüştür. Kutuplarda Merkür'ün geri kalanında görülen önemli gece-gündüz değişimleri yaşanmaz, bu da kutupları koloni kurmak için gezegendeki en iyi yer haline getirir.
Bir başka seçenek de, gece-gündüz değişimlerinin sıcaklıkların kabaca sabit kalmasını sağlayacak kadar sönümleneceği yeraltında yaşamaktır. Ay ve Mars'ta olduğu gibi Merkür'de de bu amaca uygun lav tüpleri bulunduğuna dair işaretler vardır. Merkür'ün kutupları etrafındaki bir halkada yeraltı sıcaklıkları Dünya'daki oda sıcaklığına, 22±1 C'ye bile ulaşabilir; ve bu sadece yaklaşık 0,7 m'den başlayan derinliklerde elde edilir. Bu uçucu maddelerin varlığı ve enerji bolluğu Alexander Bolonkin ve James Shifflett'in Merkür'ü kolonizasyon için Mars'a tercih etmelerine yol açmıştır.
Yine de üçüncü bir seçenek, Merkür'ün 176 gün süren gündüz-gece döngüsü terminatörün çok yavaş hareket ettiği anlamına geldiğinden, gece tarafında kalmak için sürekli hareket etmek olabilir.
Merkür çok yoğun olduğu için daha küçük bir gezegen olmasına rağmen yüzey yerçekimi Mars gibi 0.38g'dir. Buna uyum sağlamak, Ay'ın yerçekiminden (0,16g) daha kolay olacaktır, ancak yine de gezegenden daha düşük kaçış hızıyla ilgili avantajlar sunar. Merkür'ün yakınlığı, ona asteroitler ve dış gezegenlere göre avantajlar sağlar ve düşük sinodik periyodu, Dünya'dan Merkür'e fırlatma pencerelerinin Dünya'dan Venüs veya Mars'a olanlardan daha sık olduğu anlamına gelir.
Olumsuz tarafı, bir Merkür kolonisi radyasyondan ve güneş patlamalarından önemli ölçüde korunma gerektirecektir ve Merkür havasız olduğu için dekompresyon ve aşırı sıcaklıklar sürekli risk olacaktır.
Venüs
Venüs'teki yüzey koşulları insan yaşamına son derece elverişsizdir: ortalama yüzey sıcaklığı 464 C'dir (kurşunu eritecek kadar sıcak) ve ortalama yüzey basıncı Dünya'nın atmosfer basıncının 92 katıdır - kabaca Dünya okyanuslarının altındaki bir kilometre derinliğe eşdeğerdir. (Bazı farklılıklar vardır; yüksekliği nedeniyle Maxwell Montes'in zirvesi sadece 380 C ve 45 bar'dır, bu da onu Venüs'ün yüzeyindeki en soğuk ve en az basınçlı yer yapar. Yaklaşık 700 C'de bazı sıcak noktalar da vardır). Sürekli bulut örtüsü nedeniyle yüzeyde güneş enerjisi mevcut değildir ve karbondioksit atmosferi zehirlidir.
Bununla birlikte, Venüs'ün üst atmosferi çok daha Dünya benzeri koşullara sahiptir ve en azından 1971'den beri Sovyet bilim adamları tarafından makul bir kolonizasyon yeri olarak önerilmiştir. 50 km'den biraz fazla yükseklikte (bulut tepeleri), atmosfer basıncı kabaca Dünya yüzeyindekine eşittir ve sıcaklıklar 0-50 C arasında değişir. Yaşam için gerekli olan uçucu elementler mevcuttur (hidrojen, karbon, nitrojen, oksijen ve sülfür) ve bulutların üzerinde güneş enerjisi bol miktarda bulunmaktadır. Basınçlandırma gerekli olmayacaktır; hatta insanlar oksijen tedariki ve sülfürik asit damlacıklarına karşı koruma sağlayan giysilerle güvenli bir şekilde yaşam alanlarının dışına çıkabilirler. Geoffrey Landis, solunabilir havanın Venüs'ün atmosferinde kaldırıcı bir gaz olduğuna dikkat çekmiştir: bir metreküp hava yarım kilogram kaldırır ve Venüs'teki bir şehir büyüklüğünde oksijen ve nitrojen dolu bir aerostat bir şehrin kütlesini kaldırabilir. Bu da Venüs için bir kolonizasyon yöntemi olarak yüzen aerostat şehirleri önermektedir. Dışarısı ile içerisi arasında basınç farkı olmaması, habitat ihlallerini onarmak için yeterli zaman olduğu anlamına gelir. Dünya'nın üç katından biraz fazla yüzölçümüyle, bu tür bir milyar şehir için bile yer olacaktır. Atmosfer bu yükseklikte yeterli radyasyon kalkanı sağlar ve Venüs'ün 0.90g yerçekimi mikro yerçekiminin olumsuz sağlık etkilerini önlemek için muhtemelen yeterlidir.
Venüs'te bir gün yüzeyde çok uzundur, ancak atmosfer gezegenden çok daha hızlı döner (süperrotasyon adı verilen bir fenomen), bu nedenle yüzen bir yaşam alanı sadece yaklaşık yüz saatlik bir güne sahip olacaktır. Landis bunu çok daha uzun olan Dünya'daki kutup gün ve geceleriyle karşılaştırıyor. Venüs'te daha yüksek enlemlerde yüzen bir yaşam alanı normal bir 24 saatlik döngüye yaklaşacaktır. Yüzeydeki madencilik önemli endüstriyel metallere erişim sağlayacaktır ve yüksek sıcaklıklara dayanması için uçaklar, balonlar ya da fulleren kablolar aracılığıyla erişilebilir. Yaşam alanının madencilik cihazlarına göre hareket halinde olması sorunundan kaçınmak için, yaşam alanı alt atmosfere inebilir: bu bölge daha sıcaktır, ancak Landis büyük boyutlu bir yaşam alanının daha yüksek sıcaklıklarda kısa bir süre kalmakla sorun yaşamayacak kadar ısı kapasitesine sahip olacağını savunuyor.
Venüs'ün kolonileştirilmesi, uzay uçuşunun şafağından bu yana birçok bilim kurgu eserinin konusu olmuştur ve hala hem kurgusal hem de bilimsel açıdan tartışılmaktadır. Venüs için öneriler, üst-orta atmosferde yüzen kolonilere ve dünyayı şekillendirmeye odaklanıyor.
Mars
Mars'ın varsayımsal kolonizasyonu kamu uzay ajansları ve özel şirketlerin ilgisini çekmiş ve bilim kurgu yazılarında, filmlerde ve sanatta kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır. Kalıcı yerleşimi araştırmaya yönelik en son taahhütler arasında kamu uzay ajansları-NASA, ESA, Roscosmos, ISRO ve CNSA ile özel kuruluşlar-SpaceX, Lockheed Martin ve Boeing yer almaktadır.
Asteroit kuşağı
Asteroit kuşağında önemli miktarda malzeme mevcuttur, ancak uzayın geniş bir bölgesini kapladığı için ince bir şekilde dağılmıştır. En büyük asteroit, yaklaşık 940 km çapıyla bir cüce gezegen olacak kadar büyük olan Ceres'tir. Sonraki en büyük iki asteroid Pallas ve Vesta olup her ikisinin de çapı yaklaşık 520 km'dir. Vidasız ikmal gemileri, 500 milyon kilometrelik alanı geçerken bile çok az teknolojik ilerleme ile pratik olmalıdır. Kolonistler, asteroitlerinin Dünya'ya ya da önemli kütleye sahip başka bir cisme çarpmamasını sağlamak konusunda güçlü bir çıkara sahip olacaklardır, ancak herhangi bir boyuttaki bir asteroiti [kaynak belirtilmeli] hareket ettirmekte son derece zorlanacaklardır. Dünya ve çoğu asteroidin yörüngeleri delta-v açısından birbirlerinden çok uzaktır ve asteroidal cisimler muazzam bir momentuma sahiptir. Roketler ya da kütle sürücüleri belki de asteroitlerin üzerine yerleştirilerek yollarını güvenli bir rotaya yönlendirebilirler.
Ceres'te hayatta kalma, yakıt ve muhtemelen Mars ve Venüs'ün dünyalaştırılması için önemli olan su, amonyak ve metan bulunmaktadır. Koloni bir yüzey kraterinde ya da yeraltında kurulabilir. Ancak Ceres'te bile yüzeydeki yerçekimi 0.03g gibi çok küçük bir değerdedir ve bu da mikro yerçekiminin olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için yeterli değildir (Ceres'e ulaşımı kolaylaştırsa da). Bu nedenle ya tıbbi tedaviler ya da yapay yerçekimi gerekecektir. Buna ek olarak, ana asteroit kuşağını kolonileştirmek için muhtemelen Ay ve Mars'ta halihazırda mevcut olan altyapı gerekecektir.
Bazıları Ceres'in asteroit madenciliği için bir ana üs ya da merkez olarak kullanılabileceğini öne sürmüştür. Ancak Geoffrey A. Landis, birden fazla asteroitten yararlanılacaksa, asteroit kuşağının bir asteroit madenciliği üssü için uygun bir yer olmadığına dikkat çekmiştir: asteroitler birbirine yakın değildir ve rastgele seçilen iki asteroitin Güneş'ten birbirlerine zıt taraflarda olma olasılığı oldukça yüksektir. Böyle bir üssün Venüs gibi bir iç gezegende inşa edilmesinin daha iyi olacağını öne sürüyor: iç gezegenler daha yüksek yörünge hızlarına sahiptir, bu da herhangi bir asteroide transfer süresini kısaltır ve Güneş'in etrafında daha hızlı dolanır, böylece asteroide fırlatma pencereleri daha sık olur (daha düşük bir sinodik dönem). Dolayısıyla Venüs uçuş süresi açısından asteroitlere Dünya ya da Mars'tan daha yakındır. Venüs-Ceres ve Venüs-Vesta yolculukları için transfer süreleri minimum enerjili yörüngeler boyunca sırasıyla sadece 1,15 ve 0,95 yıldır; bu da sırasıyla 1,29 ve 1,08 yıl olan Dünya-Ceres ve Dünya-Vesta'dan bile daha kısadır.
Dış gezegenlerin uyduları
Dış gezegenlere yapılan insan misyonlarının, yolculuk boyunca uzay radyasyonu ve mikro yerçekiminin etkileri nedeniyle hızlı bir şekilde ulaşması gerekecek. 2012 yılında Thomas B. Kerwick, dış gezegenlere olan uzaklığın insanlı keşifleri şimdilik pratik olmaktan çıkardığını yazmış, Mars'a gidiş-dönüş seyahat sürelerinin iki yıl olarak tahmin edildiğini ve Jüpiter'in Dünya'ya en yakın olduğu mesafenin Mars'ın Dünya'ya en yakın olduğu mesafeden on kat daha uzak olduğunu belirtmiştir. Ancak bu durumun "uzay aracı tasarımında kaydedilecek önemli ilerlemelerle" değişebileceğini belirtti. Jüpiter'e makul bir sürede yolculuk yapmanın bir yolu olarak nükleer-termal veya nükleer-elektrik motorları önerildi. Soğuk, uzay giysileri ve üsler için sağlam bir ısı enerjisi kaynağı gerektiren bir faktör olacaktır. Dış gezegenlerin daha büyük uydularının çoğu, insan yaşamını sürdürmek için yararlı olabilecek su buzu, sıvı su ve organik bileşikler içerir.
Robert Zubrin Satürn, Uranüs ve Neptün'ü kolonizasyon için avantajlı yerler olarak önermiştir çünkü atmosferleri döteryum ve helyum-3 gibi füzyon yakıtları için iyi kaynaklardır. Zubrin, Satürn'ün en yakın ve mükemmel bir uydu sistemine sahip olması nedeniyle en önemli ve değerli olacağını öne sürmüştür. Jüpiter'in yüksek yerçekimi atmosferinden gaz çıkarmayı zorlaştırmakta ve güçlü radyasyon kuşağı sistemini geliştirmeyi zorlaştırmaktadır. Öte yandan, füzyon gücü henüz elde edilememiştir ve helyum-3'ten füzyon gücü elde etmek geleneksel döteryum-trityum füzyonundan daha zordur. Jeffrey Van Cleve, Carl Grillmair ve Mark Hanna bunun yerine Uranüs'e odaklanıyor, çünkü helyum-3'ü atmosferden yörüngeye çıkarmak için gereken delta-v Jüpiter için gerekenin yarısı ve Uranüs'ün atmosferi helyum açısından Satürn'ünkinden beş kat daha zengin.
Jüpiter'in Galilean uyduları (Io, Europa, Ganymede ve Callisto) ve Satürn'ün Titan'ı, Dünya'nın Ay'ı ile karşılaştırılabilir yerçekimine sahip tek uydulardır. Ay, 0,17g; Io, 0,18g; Europa, 0,13g; Ganymede, 0,15g; Callisto, 0,13g; ve Titan, 0,14g yerçekimine sahiptir. Neptün'ün Triton'u Ay'ın yerçekiminin yaklaşık yarısına (0,08g) sahiptir; diğer yuvarlak uydular daha da azdır (Uranüs'ün Titania ve Oberon'undan başlayarak yaklaşık 0,04g).
Jüpiter uyduları
Jüpiter sistemi genel olarak, derin bir yerçekimi kuyusu da dahil olmak üzere kolonizasyon için belirli dezavantajlara sahiptir. Jüpiter'in manyetosferi, Io'daki korumasız yerleşimcilere günde yaklaşık 36 Sv ve Europa'da günde yaklaşık 5.40 Sv sağlayan yoğun iyonlaştırıcı radyasyon ile Jüpiter'in uydularını bombalar. Birkaç gün içinde yaklaşık 0,75 Sv'ye maruz kalmak radyasyon zehirlenmesine neden olmak için yeterlidir ve yaklaşık 5 Birkaç gün boyunca Sv ölümcüldür.
Jüpiter'in kendisi de diğer gaz devleri gibi başka dezavantajlara sahiptir. Üzerine inilebilecek erişilebilir bir yüzey yoktur ve hafif hidrojen atmosferi Venüs için önerildiği gibi bir tür hava habitatı için iyi bir kaldırma kuvveti sağlamayacaktır.
Io ve Europa'daki radyasyon seviyeleri, korumasız insanları bir Dünya günü içinde öldürecek kadar aşırıdır. Bu nedenle, sadece Callisto ve belki de Ganymede bir insan kolonisini makul bir şekilde destekleyebilir. Callisto Jüpiter'in radyasyon kuşağının dışında yörüngede dönmektedir.. Ganymede'in alçak enlemleri, radyasyon kalkanı ihtiyacını tamamen ortadan kaldıracak kadar olmasa da, ayın manyetik alanı tarafından kısmen korunmaktadır. Her ikisinde de su, silikat kayası ve madencilikle çıkarılıp inşaat için kullanılabilecek metaller mevcuttur.
Io'nun volkanizması ve gelgit ısınması değerli kaynaklar oluştursa da, bunlardan yararlanmak muhtemelen pratik değildir. EEuropa su (yeraltı okyanusunun tüm Dünya okyanuslarının toplamından iki kat daha fazla su içermesi bekleniyor) ve muhtemelen oksijen açısından zengindir, ancak metal ve minerallerin ithal edilmesi gerekecektir. Europa'da yabancı mikrobiyal yaşam varsa, insan bağışıklık sistemleri buna karşı koruma sağlayamayabilir. Bununla birlikte, yeterli radyasyon kalkanı, Europa'yı bir araştırma üssü için ilginç bir yer haline getirebilir. Özel Artemis Project, 1997'de Europa'yı kolonileştirmek için bir plan hazırladı; yüzey iglolarını buzu delmek ve altındaki okyanusu keşfetmek için üs olarak kullandı ve insanların buz tabakasındaki "hava ceplerinde" yaşayabileceğini öne sürdü. Ganymede ve Callisto'nun da iç okyanuslara sahip olması bekleniyor. Güneş Sisteminin daha fazla araştırılması için yakıt üretecek bir yüzey üssü inşa etmek mümkün olabilir.
2003 yılında NASA, Güneş Sisteminin gelecekteki keşfiyle ilgili olarak HOPE (Revolutionary Concepts for Human Outer Planet Exploration, İnsan Dış Gezegen Keşfi için Devrimsel Kavramlar) adlı bir çalışma gerçekleştirdi. Seçilen hedef, Jüpiter'e olan uzaklığı ve dolayısıyla gezegenin zararlı radyasyonu nedeniyle Callisto idi. Güneş Sisteminin daha fazla araştırılması için yakıt üretecek bir yüzey üssü inşa etmek mümkün olabilir. HOPE, tahrik teknolojilerinde önemli ilerlemeler olduğunu varsayarak, mürettebatlı bir görev için yaklaşık 2-5 yıllık bir gidiş-dönüş süresi tahmin etti.
Io, elverişsiz ortamı nedeniyle kolonileşme için ideal değildir. Ay, yüksek volkanik aktiviteye neden olan yüksek gelgit kuvvetlerinin etkisi altındadır. Jüpiter'in güçlü radyasyon kuşağı Io'yu gölgede bırakır ve aya günde 36 Sv radyasyon gönderir. Ay ayrıca son derece kurudur. Io, dört Galile uydusu arasında kolonileşme için en az ideal olan yerdir. Buna rağmen, volkanları kolonileşmeye daha uygun olan diğer uydular için enerji kaynağı olabilir.
Artemis Project, Europa'yı kolonileştirmek için bir plan önerdi. Bilim adamları iglolarda yaşar ve herhangi bir yeraltı okyanusunu keşfederek Europan buz kabuğunu delerlerdi. Rapor ayrıca hava ceplerinin insan yerleşimi için kullanımını tartışıyor.
Ganymede Güneş Sistemi'ndeki en büyük uydudur. Ganymede, Jüpiter'in manyetik alanı tarafından gölgelenmiş olsa da manyetosferi olan tek uydudur. Bu manyetik alan nedeniyle Ganymede, günde yaklaşık 0,08 Sv radyasyon aldığı için yüzey yerleşimlerinin mümkün olabileceği sadece iki Jovian uydusundan biridir. Ganymede dünyalaştırılabilir.
Keck Gözlemevi 2006 yılında ikili Jüpiter trojanı 617 Patroclus'un ve muhtemelen diğer birçok Jüpiter trojanının muhtemelen bir toz tabakasıyla birlikte su buzundan oluştuğunu duyurdu. Bu durum, bu bölgede su ve diğer uçucu maddelerin çıkarılmasının ve belki de önerilen Gezegenlerarası Ulaşım Ağı aracılığıyla Güneş Sistemi'nin başka bir yerine taşınmasının çok da uzak olmayan bir gelecekte mümkün olabileceğini göstermektedir. Bu da Ay, Merkür ve ana kuşak asteroitlerinin kolonileştirilmesini daha pratik hale getirebilir.
Satürn uyduları
Satürn'ün yuvarlak olabilecek kadar büyük yedi uydusu vardır: Satürn'den artan uzaklık sırasına göre bunlar Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan ve Iapetus'tur. Titan en büyük ve Ay benzeri bir yerçekimine sahip tek uydudur: Güneş Sistemi'nde yoğun bir atmosfere sahip tek uydudur ve karbon içeren bileşikler açısından zengindir, bu da kolonileşme hedefi olarak önermektedir. Titan'da su buzu ve büyük metan okyanusları vardır. Robert Zubrin, Titan'ın yaşamı desteklemek için gerekli tüm elementlerin bolluğuna sahip olduğunu ve Titan'ı kolonileşme için belki de dış Güneş Sistemi'ndeki en avantajlı yer haline getirdiğini tespit etmiştir.
Europa'da okyanusu yüzeyden ayıran kilometrelerce buza kıyasla güney kutbunda yüzeyden sadece onlarca metre buzla ayrılan bir yeraltı okyanusuna sahip olan küçük ay Enceladus da ilgi çekicidir. Burada uçucu ve organik bileşikler mevcuttur ve ayın bir buz dünyası için yüksek yoğunluğu (1,6 g/cm3) çekirdeğinin silikatlar açısından zengin olduğunu göstermektedir.
Satürn'ün radyasyon kuşağı Jüpiter'inkinden çok daha zayıftır, bu nedenle radyasyon burada daha az sorun teşkil eder. Dione, Rhea, Titan ve Iapetus radyasyon kuşağının dışında yörüngede dönerler ve Titan'ın kalın atmosferi kozmik radyasyona karşı yeterince kalkan oluşturacaktır.
Robert Zubrin, Satürn, Uranüs ve Neptün'ü "Güneş Sisteminin Basra Körfezi" olarak, bir füzyon ekonomisini yürütmek için en büyük döteryum ve helyum-3 kaynakları olarak tanımladı; göreceli yakınlık, düşük radyasyon ve geniş uydu sistemi. Öte yandan, gezegen bilimci John Lewis 1997 tarihli Mining the Sky (Gökyüzü Madenciliği) adlı kitabında, Uranüs'ün, yüklü bir tanker uzay aracının kendisini dışarı itmesini kolaylaştıran çok daha sığ yerçekimi kuyusu nedeniyle helyum-3 madenciliği için en uygun yer olduğunda ısrar etmektedir. Ayrıca Uranüs bir buz devidir ve bu da helyumun atmosferden ayrılmasını kolaylaştıracaktır.
Zubrin, Titan'ın yaşamı desteklemek için gerekli tüm elementlere bol miktarda sahip olduğunu ve Titan'ı kolonileşme için dış Güneş Sistemi'ndeki belki de en avantajlı yer haline getirdiğini belirtti. Zubrin, "Bazı açılardan Titan, insan kolonizasyonu için Güneş Sistemi içindeki en misafirperver dünya dışı gezegendir" dedi. Terraforming Dünyalaştırma konusunda çok sayıda yayını bulunan bir uzman olan Christopher McKay, aynı zamanda Ocak 2005'te Titan'a inen Huygens sondasının yardımcı araştırmacılarından biridir.
Titan'ın yüzeyi çoğunlukla kraterleşmemiştir ve bu nedenle çok genç ve aktif olduğu ve muhtemelen çoğunlukla su buzundan ve kutup bölgelerinde sıvı hidrokarbon göllerinden (metan / etan) oluştuğu sonucuna varılmıştır. Sıcaklık kriyojenik (95 K) olsa da bir üssü destekleyebilmelidir, ancak Titan'ın yüzeyi ve üzerindeki faaliyetler hakkında daha fazla bilgi gereklidir. Kalın atmosfer ve olası ani seller gibi hava koşulları da dikkate alınması gereken faktörlerdir.
9 Mart 2006'da NASA'nın Cassini uzay sondası, Enceladus'ta sıvı su olduğuna dair olası kanıtlar buldu. O maddeye göre, "sıvı su cepleri yüzeyin altında onlarca metreden fazla olamaz." Bu bulgular 2014 yılında NASA tarafından doğrulandı. Bu, sıvı suyun Enceladus'ta, örneğin Europa'da olduğundan çok daha kolay ve güvenli bir şekilde toplanabileceği anlamına gelir (yukarıya bakın). Suyun, özellikle de sıvı suyun keşfi, genellikle bir gök cismini kolonizasyon için çok daha olası bir aday yapar. Enceladus'un faaliyetinin alternatif bir modeli, sıvı su püskürmelerinden daha düşük sıcaklıklar gerektiren bir süreç olan metan/su klatratlarının ayrışmasıdır. Enceladus'un daha yüksek yoğunluğu, temel operasyonlar için malzeme sağlayabilecek Satürn'ün ortalamasından daha büyük bir silikat çekirdeğine işaret ediyor.
Trans-Neptün bölgesi
Freeman Dyson, birkaç yüzyıl içinde insan uygarlığının Kuiper kuşağına taşınmış olacağını öne sürmüştür. Neptün'ün yörüngesinin dışında, Kuiper kuşağında ve İç ve Dış Oort bulutunda birkaç yüz milyar ila trilyon kuyruklu yıldız benzeri buz zengini cisim bulunmaktadır. Bunlar, önemli miktarda döteryum ve helyum-3 de dahil olmak üzere yaşam için gerekli tüm bileşenleri (su buzu, amonyak ve karbon açısından zengin bileşikler) içerebilir. Dyson'ın önerisinden bu yana, bilinen Neptün ötesi cisimlerin sayısı büyük ölçüde artmıştır.
Kolonistler cüce gezegenin buzlu kabuğunda veya mantosunda yaşayabilir, füzyon veya jeotermal ısıyı kullanabilir ve uçucu maddeler ve mineraller için yumuşak buz veya sıvı iç okyanusta madencilik yapabilirler. Hafif yerçekimi ve bunun sonucunda buz manto veya iç okyanustaki düşük basınç göz önüne alındığında, kayalık çekirdeğin dış yüzeyini kolonileştirmek, kolonistlere en fazla sayıda mineral ve uçucu kaynak sağlamanın yanı sıra onları soğuktan da yalıtabilir. Arka plan radyasyon seviyelerinin düşük olması muhtemel olduğundan, yüzey habitatları veya kubbeleri de bir başka olasılıktır.
Gaz devleri etrafında yörüngede
Ayrıca, Güneş Sistemi'nin gaz devi gezegenlerinin üst atmosferlerine keşif ve muhtemelen termonükleer yakıt olarak birim kütle başına çok yüksek bir değere sahip olabilecek helyum-3 madenciliği için robotik aerostatlar yerleştirme önerileri de vardır.
Uranüs dört gaz devi arasında en düşük kaçış hızına sahip olduğundan, helyum-3 için bir maden sahası olarak önerilmiştir. Eğer robotik faaliyetlerin insan gözetiminde yapılması gerekli görülürse, Uranüs'ün doğal uydularından biri üs olarak kullanılabilir.
Neptün'ün uydularından birinin kolonizasyon için kullanılabileceği varsayılıyor. Triton'un yüzeyi, muhtemelen amonyak/sudan oluşan bir yeraltı okyanusunu ima eden kapsamlı jeolojik aktivite belirtileri gösteriyor. Teknoloji, böyle bir jeotermal enerjiden yararlanmanın mümkün olduğu noktaya kadar ilerlerse, nükleer füzyon gücüyle desteklenen Triton gibi kriyojenik bir dünyayı kolonileştirmeyi mümkün kılabilir.
Güneş Sisteminin ötesinde
Güneş Sistemi'nin ötesine bakıldığında, kolonileşme hedefi olabilecek birkaç yüz milyar kadar potansiyel yıldız bulunmaktadır. Asıl zorluk diğer yıldızlara olan büyük mesafelerdir: Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerden kabaca yüz bin kat daha uzakta. Bu da çok yüksek hız (ışık hızının kesirli bir yüzdesinden biraz daha fazla) ya da yüzyıllar veya bin yıllar süren seyahat sürelerinin bir kombinasyonunun gerekli olacağı anlamına gelir. Bu hızlar mevcut uzay aracı tahrik sistemlerinin sağlayabileceğinin çok ötesindedir.
Uzayda kolonileşme teknolojisi prensipte insanoğlunun ışık hızından (c) çok daha düşük olan yüksek ama rölativistik altı hızlarda genişlemesine olanak sağlayabilir. Yıldızlararası bir koloni gemisi, büyük itici güç kabiliyetleri ve bağımsız enerji üretimi ile birlikte bir uzay habitatına benzer olacaktır.
Hem bilim adamları tarafından hem de sert bilim kurguda önerilen varsayımsal yıldız gemisi kavramları şunları içerir:
Bir nesil gemisi ışıktan çok daha yavaş hareket eder ve bunun sonucunda yıldızlararası yolculuk süresi onlarca yıl ya da yüzyıllar sürer. Mürettebat yolculuk tamamlanmadan önce nesilden nesile geçecektir, dolayısıyla mevcut insan ömrü varsayıldığında ilk mürettebattan hiçbirinin varış noktasına kadar hayatta kalması beklenmez.
Mürettebatın çoğunun veya tamamının yolculuğu bir tür kış uykusunda veya askıya alınmış animasyonda geçirdiği, bazılarının veya tamamının varış noktasına ulaşmasına izin veren bir uyuyan gemi.
Embriyo taşıyan yıldızlararası bir yıldız gemisi (EIS), bir nesil gemisinden ya da uyuyan gemiden çok daha küçüktür ve insan embriyolarını ya da DNA'larını donmuş ya da hareketsiz halde varış noktasına taşır. (Burada ihmal edilen bu tür yolcuların doğumu, yetiştirilmesi ve eğitilmesindeki bariz biyolojik ve psikolojik sorunlar temel olmayabilir).
Nükleer füzyon veya fisyonla çalışan bir tür gemi (örneğin iyon sürücüsü), belki de %10 c'ye varan hızlara ulaşarak yakın yıldızlara bir insan ömrüyle karşılaştırılabilir sürelerde tek yönlü yolculuklara izin verir.
Orion-gemisi projesi, Freeman Dyson tarafından önerilen ve bir yıldız gemisini itmek için nükleer patlamaları kullanacak olan nükleer enerjili bir konsepttir. Benzer potansiyel hız kapasitesine sahip, ancak muhtemelen daha kolay bir teknolojiye sahip, önceki nükleer roket konseptlerinin özel bir durumu.
Güneş Sisteminden bir tür güç ışınlaması kullanan lazer tahrik konseptleri, hafif yelkenli ya da başka bir geminin, yukarıdaki füzyonla çalışan elektrikli roketin teorik olarak ulaşabileceği hızlara benzer yüksek hızlara ulaşmasını sağlayabilir. Bu yöntemler varış noktasında durmak için ek nükleer itici güç gibi bazı araçlara ihtiyaç duyacaktır, ancak hibrid (hızlanma için hafif yelken, yavaşlama için füzyon-elektrik) bir sistem mümkün olabilir.
Yüklenen insan zihinleri ya da yapay zeka, radyo ya da lazer aracılığıyla ışık hızında, kendini kopyalayan uzay araçlarının sübliminal olarak seyahat ettiği ve altyapı kurduğu ve muhtemelen bazı zihinleri de getirdiği yıldızlararası hedeflere iletilebilir. Dünya dışı zeka da bir başka uygun varış noktası olabilir. Yukarıdaki kavramlar, temel enerji ve reaksiyon kütlesi hususları nedeniyle yüksek, ancak yine de alt rölativistik hızlarla sınırlı görünmektedir ve hepsi de uzay kolonizasyon teknolojisinin mümkün kılabileceği, on yıllardan yüzyıllara kadar yaşam sürelerine sahip bağımsız habitatlara izin veren yolculuk süreleri gerektirecektir. Yine de c'nin %0.1'i kadar bir ortalama hızda bile insan yıldızlararası genişlemesi, Güneş'in galaktik yörünge süresi olan ~240.000.000 yılın yarısından daha kısa bir sürede tüm Galaksiye yerleşmeye izin verecektir ki bu da diğer galaktik süreçlerin zaman ölçeğiyle karşılaştırılabilir. Dolayısıyla, yakın rölativistik hızlarda yıldızlararası seyahat hiçbir zaman mümkün olmasa bile (ki bu şu anda belirlenemez), uzay kolonizasyonunun geliştirilmesi, henüz makul bir şekilde öngörülemeyen teknolojik ilerlemeler gerektirmeden insanlığın Güneş Sistemi'nin ötesine genişlemesine izin verebilir. Bu durum, yaygın olarak dikkat çekilen birçok doğal ve insan kaynaklı tehlike göz önüne alındığında, kozmik zaman ölçeklerinde akıllı yaşamın hayatta kalma şansını büyük ölçüde artırabilir.
Eğer insanlık büyük miktarda, tüm gezegenlerin kütle enerjisi mertebesinde bir enerjiye erişebilirse, Alcubierre sürücüleri inşa etmek mümkün hale gelebilir. Bunlar mevcut fizik koşullarında mümkün olabilecek birkaç süperluminal seyahat yönteminden biridir. Bununla birlikte, ortaya çıkan temel zorluklar nedeniyle böyle bir cihazın asla var olamayacağı muhtemeldir. Bu konuda daha fazla bilgi için Alcubierre Sürücüsü yapmanın ve kullanmanın zorlukları bölümüne bakınız.
Galaksiler arası seyahat
Galaksiler arasındaki mesafeler, yıldızlar arasındaki mesafelerden bir milyon kat daha uzaktır ve bu nedenle galaksiler arası kolonizasyon, kendi kendini idame ettiren özel yöntemlerle milyonlarca yıllık yolculukları içerecektir.
Hukuk, yönetim ve egemenlik
Uzay faaliyetleri yasal olarak ana uluslararası anlaşma olan Dış Uzay Anlaşmasına dayanmaktadır. Ancak uzay hukuku, çok daha az onaylanan Ay Antlaşması gibi diğer uluslararası anlaşmaları ve çeşitli ulusal yasaları içeren daha geniş bir yasal alan haline gelmiştir.
Dış Uzay Antlaşması, birinci maddesinde uzay faaliyetlerinin temel sonuçlarını belirlemiştir: "Ay ve diğer gök cisimleri de dahil olmak üzere dış uzayın keşfi ve kullanımı, ekonomik veya bilimsel gelişme derecelerine bakılmaksızın tüm ülkelerin yararına ve çıkarına olacak şekilde gerçekleştirilecek ve tüm insanlığın malı olacaktır."
Ve ikinci maddede şöyle devam eder: "Ay ve diğer gök cisimleri de dahil olmak üzere dış uzay, egemenlik iddiasıyla, kullanım veya işgal yoluyla ya da başka herhangi bir yolla ulusal temellüke tabi değildir."
Uluslararası uzay hukukunun gelişimi büyük ölçüde dış uzayın insanlığın ortak mirası olarak tanımlanması etrafında dönmüştür. William A. Hyman tarafından 1966 yılında sunulan Uzayın Magna Carta'sı dış uzayı açıkça terra nullius olarak değil res communis olarak çerçevelemiş, bu da daha sonra Birleşmiş Milletler Dış Uzayın Barışçıl Amaçlarla Kullanımı Komitesi'nin çalışmalarını etkilemiştir.
Sebepler
İnsan uygarlığının hayatta kalması
Uzay kolonizasyonu çağrısı yapan birincil argüman, insan uygarlığının ve karasal yaşamın uzun vadeli hayatta kalmasıdır. Dünya dışında alternatif yerler geliştirerek, insanlar da dahil olmak üzere gezegenin türleri, kendi gezegenimizde doğal veya insan yapımı felaketler olması durumunda yaşayabilir.
Teorik fizikçi ve kozmolog Stephen Hawking iki kez uzay kolonizasyonunun insanlığı kurtarmanın bir yolu olduğunu savundu. 2001 yılında Hawking, uzayda koloniler kurulamadığı takdirde insan ırkının önümüzdeki bin yıl içinde yok olacağını tahmin etmişti. 2010 yılında, insanlığın iki seçenekle karşı karşıya olduğunu belirtti: ya önümüzdeki iki yüz yıl içinde uzayı kolonileştiririz ya da uzun vadeli yok olma olasılığıyla karşı karşıya kalırız.
2005 yılında, o zamanki NASA Yöneticisi Michael Griffin, uzay kolonizasyonunu mevcut uzay uçuşu programlarının nihai hedefi olarak tanımladı ve şunları söyledi:
Eskiden Amerika Birleşik Devletleri Dışişleri Bakanlığı'ndan olan Louis J. Halle, Foreign Affairs'de (Yaz 1980), küresel nükleer savaş durumunda uzayın kolonileştirilmesinin insanlığı koruyacağını yazdı. Fizikçi Paul Davies ayrıca, gezegensel bir felaketin Dünya'daki insan türünün hayatta kalmasını tehdit etmesi durumunda, kendi kendine yeten bir koloninin Dünya'yı "tersine kolonileştirebileceği" ve insan uygarlığını yeniden kurabileceği görüşünü destekliyor. Yazar ve gazeteci William E. Burrows ve biyokimyacı Robert Shapiro, insan uygarlığının Dünya dışında bir " yedeğini " oluşturmak amacıyla, Uygarlığı Kurtarma İttifakı adlı özel bir proje önerdiler.
J. Richard Gott, Kopernik prensibine dayanarak, insan ırkının 7.8 milyon yıl daha hayatta kalabileceğini, ancak diğer gezegenleri kolonileştirmesinin mümkün olmadığını tahmin etmiştir. Bununla birlikte, yanıldığının kanıtlanmasını umduğunu ifade etmiştir, çünkü "diğer dünyaları kolonileştirmek, bahislerimizi korumak ve türümüzün hayatta kalma olasılığını artırmak için en iyi şansımızdır".
2019'da yapılan teorik bir çalışmada, bir grup araştırmacı insan uygarlığının uzun vadeli yörüngesi üzerine kafa yoruyor. Dünya'nın sonlu olması ve Güneş Sistemi'nin sınırlı süresi nedeniyle, insanlığın uzak gelecekte hayatta kalması için büyük olasılıkla kapsamlı uzay kolonizasyonu gerektireceği tartışılmaktadır. İnsanlığın bu 'astronomik yörüngesi', tabir edildiği şekliyle, dört adımda gerçekleşebilir: İlk adım, ister uzayda ister Dünya'dan uzaktaki gök cisimlerinde olsun, çeşitli yaşanabilir yerlerde bol miktarda uzay kolonisi kurulabilir ve buna izin verilebilir. başlangıç için Dünya'dan gelen desteğe bağımlı kalmak. İkinci adımda, bu koloniler kademeli olarak kendi kendine yeterli hale gelebilir ve Dünya'daki ana uygarlık başarısız olursa veya ölürse hayatta kalmalarını sağlar. Üçüncü adım, koloniler uzay istasyonlarında veya gök cisimlerinde, örneğin terraforming yoluyla kendi yaşam alanlarını geliştirebilir ve genişletebilir. Dördüncü adımda, koloniler kendi kendini kopyalayabilir ve uzayda yeni koloniler kurabilir, bu daha sonra kendini tekrar edebilen ve kozmos boyunca katlanarak devam edebilen bir süreç. Bununla birlikte, bu astronomik yörünge, kaynakların tükenmesi veya çeşitli insan grupları arasındaki zorlayıcı rekabet nedeniyle büyük olasılıkla kesintiye uğrayacağı ve sonunda düşeceği ve bazı 'yıldız savaşları' senaryolarına yol açacağı için kalıcı olmayabilir.
Uzaydaki geniş kaynaklar
Uzaydaki kaynaklar hem malzeme hem de enerji bakımından muazzamdır. Farklı tahminlere göre Güneş Sistemi tek başına, çoğu Güneş'in kendisinden olmak üzere, Dünya'daki mevcut insan nüfusunun birkaç bin ila bir milyar katını desteklemeye yetecek kadar malzeme ve enerjiye sahiptir.
Asteroit madenciliği de uzay kolonizasyonunda önemli bir oyuncu olacaktır. Yapı ve kalkan yapmak için gerekli su ve malzemeler asteroitlerde kolayca bulunabilir. Dünya'da ikmal yapmak yerine, daha iyi bir uzay yolculuğunu kolaylaştırmak için asteroitlerde madencilik ve yakıt istasyonları kurulması gerekiyor. Optik madencilik, NASA'nın asteroitlerden malzeme çıkarmayı tanımlamak için kullandığı terimdir. NASA, Ay'a, Mars'a ve ötesine yapılacak keşifler için asteroitlerden elde edilen itici yakıtın kullanılmasının 100 milyar dolar tasarruf sağlayacağına inanıyor. Finansman ve teknoloji tahmin edilenden daha erken sağlanırsa, asteroit madenciliği on yıl içinde mümkün olabilir.
Yukarıdaki altyapı gereksinimlerinin bazı kalemleri Dünya'da zaten kolayca üretilebilmesine ve bu nedenle ticari kalemler olarak çok değerli olmamasına rağmen (oksijen, su, ana metal cevherleri, silikatlar, vb.), diğer yüksek değerli kalemler daha bol, daha kolay üretilebilir, daha yüksek kalitededir veya yalnızca uzayda üretilebilir. Bunlar (uzun vadede) uzay altyapısına yapılacak ilk yatırımdan çok yüksek bir getiri sağlayacaktır.
Bu yüksek değerli ticari mallardan bazıları değerli metaller, değerli taşlar, güç, güneş pilleri, bilyalı rulmanlar, yarı iletkenler, ve farmasötiklerdir.
Her ikisi de Dünya'ya yakın küçük asteroidler olan 3554 Amun ya da (6178) 1986 DA büyüklüğündeki küçük bir asteroidden metal çıkarılması, insanların tarih boyunca çıkardığı metal miktarının 30 katına denk gelecektir. Bu büyüklükteki bir metal asteroit 2001 piyasa fiyatlarıyla yaklaşık 20 trilyon ABD doları değerinde olacaktır
Bu kaynakların ticari olarak kullanılmasının önündeki başlıca engeller, ilk yatırım maliyetinin çok yüksek olması, bu yatırımlardan beklenen geri dönüş için gereken sürenin çok uzun olması (Eros Projesi 50 yıllık bir geliştirme planlamaktadır) ve bu girişimin daha önce hiç yapılmamış olması, yani yatırımın yüksek riskli doğasıdır.
Daha az olumsuz sonuçla genişleme
İnsanların genişlemesi ve teknolojik ilerleme genellikle bir tür çevresel yıkımla, ekosistemlerin ve beraberindeki vahşi yaşamın yok edilmesiyle sonuçlanmıştır. Geçmişte, genişleme genellikle birçok yerli halkın yerinden edilmesi pahasına gerçekleşmiş, bunun sonucunda bu halklara yönelik muamele tecavüzden soykırıma kadar uzanmıştır. Uzayda bilinen bir yaşam olmadığı için, bazı uzay yerleşimi savunucularının da belirttiği gibi, bunun bir sonuç olması gerekmez. Ancak Güneş Sistemi'ndeki bazı cisimlerde yerli yaşam formları bulunma potansiyeli vardır ve bu nedenle uzay kolonizasyonunun olumsuz sonuçları göz ardı edilemez.
Karşı argümanlar, sömürü mantığını değil, sadece konumu değiştirmenin daha sürdürülebilir bir gelecek yaratmayacağını belirtiyor.
Aşırı nüfus artışı ve kaynak talebinin azaltılması
Uzay kolonizasyonu için bir argüman, kaynakların tükenmesi gibi Dünya'nın aşırı nüfusunun önerilen etkilerini azaltmaktır. Uzayın kaynakları kullanıma açılsaydı ve yaşamı destekleyen uygun yaşam alanları inşa edilseydi, Dünya artık büyümenin sınırlarını belirleyemezdi. Dünya kaynaklarının çoğu yenilenemez olmasına rağmen, gezegen dışı koloniler gezegenin kaynak gereksinimlerinin çoğunu karşılayabilir. Dünya dışı kaynakların mevcudiyeti ile karasal olanlara olan talep azalacaktır. Bu fikrin savunucuları arasında Stephen Hawking ve Gerard K. O'Neill bulunmaktadır.
Kozmolog Carl Sagan ve bilim kurgu yazarları Arthur C. Clarke, ve Isaac Asimov, dahil olmak üzere diğerleri, herhangi bir fazla nüfusu uzaya göndermenin insan aşırı nüfusuna uygun bir çözüm olmadığını savundu. Clarke'a göre, "nüfus savaşı burada, Dünya'da yapılmalı veya kazanılmalıdır". Bu yazarların sorunu, uzaydaki kaynakların eksikliği değil ( Mining the Sky gibi kitaplarda gösterildiği gibi), Dünya'daki aşırı nüfusu "çözmek" için çok sayıda insanı uzaya göndermenin fiziksel olarak pratik olmamasıdır.
Diğer argümanlar
Uzay kolonizasyonunun savunucuları, varsayılan bir doğuştan gelen keşfetme ve keşfetme dürtüsünden bahsediyorlar ve bunu ilerlemenin ve gelişen medeniyetlerin merkezindeki bir nitelik olarak adlandırıyorlar.
Nick Bostrom, faydacı Nick Bostrom, faydacı bir bakış açısıyla, çok büyük bir nüfusun çok uzun bir süre (muhtemelen milyarlarca yıl) yaşamasını sağlayacağı ve bu da muazzam miktarda fayda (veya mutluluk) üreteceği için uzay kolonizasyonunun başlıca hedef olması gerektiğini savunmuştur. Nihai kolonizasyon olasılığını arttırmak için varoluşsal riskleri azaltmanın, uzay kolonizasyonunun daha erken gerçekleşebilmesi için teknolojik gelişmeyi hızlandırmaktan daha önemli olduğunu iddia etmektedir. Çalışmasında, acı acı çekme sorununa rağmen yaratılan yaşamların pozitif etik değere sahip olacağını varsaymaktadır.
Freeman Dyson ile 2001 yılında yapılan bir röportajda, J. Richard Gott ve Sid Goldstein'a neden bazı insanların uzayda yaşaması gerektiği soruldu. Cevapları şuydu:
Hayatı ve güzelliği evrene yaymak
Türümüzün hayatta kalmasını sağlamak
Güneş enerjisi uyduları, asteroit madenciliği ve uzay üretimi gibi yeni alan ticarileştirme biçimleriyle para kazanmak
İnsanları ve endüstriyi uzaya taşıyarak Dünya'nın çevresini kurtarın
Biyotik etik, yaşamın kendisine değer veren bir etik dalıdır. Biyotik etik ve bunun uzaya uzantısı olan panbiyotik etik için, yaşamı güvence altına almak ve çoğaltmak ve yaşamı en üst düzeye çıkarmak için uzayı kullanmak bir insan amacıdır.
Zorluklar
Dış Güneş Sistemini kolonileştirmede pek çok sorun olacaktır. Bunlar şunlardır:
Dünya'dan uzaklık: Dış gezegenler Dünya'dan iç gezegenlere göre çok daha uzaktır ve bu nedenle ulaşılması daha zor ve zaman alıcı olacaktır. Buna ek olarak, dönüş yolculukları da zaman ve mesafe göz önüne alındığında çok pahalıya mal olabilir.
Aşırı soğuk: Dış Güneş Sistemi'nin birçok yerinde sıcaklıklar mutlak sıfıra yakındır.
Güç: Güneş enerjisi dış Güneş Sistemi'nde iç Güneş Sistemi'ne göre çok daha az yoğunlaşmıştır. Bir çeşit yoğunlaştırma aynası kullanılarak orada kullanılıp kullanılamayacağı ya da nükleer gücün gerekli olup olmayacağı belirsizdir. Gezegenlerin ya da uyduları olan cüce gezegenlerin yerçekimsel potansiyel enerjisinin kullanılması da önerilmiştir.
Düşük yerçekiminin insan vücudu üzerindeki etkileri: Gaz devlerinin tüm uyduları ve tüm dış cüce gezegenler çok düşük bir yerçekimine sahiptir, en yükseği Io'nun yerçekimidir (0.183 g) ve bu Dünya'nın yerçekiminin 1/5'inden daha azdır. Apollo programından bu yana tüm mürettebatlı uzay uçuşları Alçak Dünya yörüngesiyle sınırlandırılmıştır ve bu tür düşük yerçekimi ivmelerinin insan vücudu üzerindeki etkilerini test etme fırsatı olmamıştır. Düşük yerçekimli ortamların ağırlıksız ortamda uzun süreli maruz kalmaya çok benzer etkileri olabileceği tahmin edilmektedir. Bu tür etkiler, uzay aracının döndürülerek yapay yerçekimi yaratılmasıyla önlenebilir.
Eleştiriler
Uzay kolonizasyonu, 1758 gibi erken bir tarihte aşırı insan nüfusu sorununa bir çözüm olarak görüldü ve Stephen Hawking'in uzay araştırmalarını sürdürme nedenlerinden biri olarak listelendi. Ancak eleştirmenler, 1980'lerden bu yana nüfus artış oranlarındaki yavaşlamanın aşırı nüfus riskini azalttığını belirtiyor.
Eleştirmenler ayrıca, uzaydaki ticari faaliyetlerin maliyetlerinin Dünya merkezli endüstrilere karşı karlı olamayacak kadar yüksek olduğunu ve bu nedenle, öngörülebilir gelecekte uzay kaynaklarının önemli ölçüde sömürülmesinin olası olmadığını savunuyorlar.
Diğer itirazlar arasında, kozmosun sömürgeleştirilmesi ve metalaştırılmasının, büyük finans kurumları, büyük havacılık ve uzay şirketleri ve askeri-endüstriyel kompleks gibi büyük ekonomik ve askeri kurumlar da dahil olmak üzere halihazırda güçlü olanların çıkarlarını artıracağı, yeni savaşlara yol açacağı ve işçilerin ve kaynakların önceden var olan sömürüsünü, ekonomik eşitsizliği, yoksulluğu, sosyal bölünmeyi ve marjinalleşmeyi, çevresel bozulmayı ve diğer zararlı süreçleri veya kurumları daha da kötüleştireceği yönündeki endişeler yer almaktadır.
Diğer endişeler arasında insanların artık insan olarak değil, maddi varlıklar olarak görüldüğü bir kültürün yaratılması da yer almaktadır. Uzay kolonizasyonunun izole kolonilerde yaşayan insanların psikolojik ve sosyal ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için insan onuru, ahlak, felsefe, kültür, biyoetik ve bu yeni "toplumlardaki" megaloman liderlerin tehdidi gibi konuların ele alınması gerekecektir.
İnsan ırkının geleceği için bir alternatif veya ek olarak, birçok bilim kurgu yazarı 'iç-uzay' alanına, yani insan zihninin ve insan bilincinin bilgisayar destekli keşfine odaklanmıştır - muhtemelen gelişimsel olarak bir Matrioshka Beynine giden yolda.
Robotik uzay araçları, sınırlı görev süresi ve insan görevlerinde yer alan yüksek yaşam desteği ve dönüş nakliyesi maliyeti olmaksızın aynı bilimsel avantajların çoğunu elde etmek için bir alternatif olarak önerilmektedir.
Fermi paradoksunun - "başka kimse yapmıyor" - bir sonucu da, uzaylı kolonizasyon teknolojisine dair hiçbir kanıt bulunmadığı için, aynı teknoloji seviyesini kendimizin kullanmasının bile istatistiksel olarak mümkün olmadığı argümanıdır.
Kolonyalizm
Uzay kolonizasyonu, postkolonyal emperyalizmin ve sömürgeciliğin devamı, kolonizasyon yerine dekolonizasyon çağrısı olarak tartışılmıştır. Eleştirmenler, mevcut siyasi-yasal rejimlerin ve onların felsefi temellerinin, uzayın emperyalist gelişimine avantaj sağladığını ve uzay kolonizasyonundaki kilit karar vericilerin genellikle özel şirketlere bağlı zengin seçkinler olduğunu ve uzay kolonizasyonunun sıradan değil, öncelikle akranlarına hitap edeceğini iddia ediyor. vatandaşlar. Ayrıca, kapsayıcı ve demokratik katılım ve herhangi bir uzay keşfi, altyapı veya yerleşim uygulamasına ihtiyaç olduğu tartışılmaktadır. Uzay hukuku uzmanı Michael Dodge'a göre, Dış Uzay Anlaşması gibi mevcut uzay yasası uzaya erişimi garanti ediyor, ancak sosyal kapsayıcılığı zorunlu kılmıyor veya devlet dışı aktörleri düzenlemiyor.
Özellikle "Yeni Sınır" anlatısı, yerleşimci sömürgeciliğin ve açık kaderin yansımasız devamı olarak eleştirildi ve varsayılan insan doğasının temeli olarak keşif anlatısını sürdürdü. Joon Yun, uzay kolonizasyonunu insanın hayatta kalmasına bir çözüm olarak ve kirlilik gibi küresel sorunların emperyalist olduğunu düşünüyor, bu tür diğerleri uzayı sömürgeciliğin yeni bir fedakarlık alanı olarak tanımlıyor.
Natalie B. Trevino, üzerine düşünülmezse sömürgeciliğin değil, sömürgeciliğin uzaya taşınacağını savunuyor.
Daha spesifik olarak, Venüs'ün atmosferik uzayında yerleşime karşı Mars'ın bölgesel kolonizasyonunu savunmak, yüzeycilik olarak adlandırıldı, Thomas Gold'un yüzey şovenizmine benzer bir kavram.
Mauna Kea Gözlemevleri gibi daha genel olarak uzay altyapısı da sömürgeci olmakla eleştirildi ve protesto edildi. Guyana Uzay Merkezi, kolonizasyonu Dünya'da ve uzayda bir sorun olarak birbirine bağlayan sömürge karşıtı protestoların da yeri olmuştur.
Dünya dışı ilk temas senaryosuyla ilgili olarak, kolonyal dili kullanmak için kullanılmasının bu tür ilk izlenimleri ve karşılaşmaları tehlikeye atacağı iddia edildi.
Dahası, bir bütün olarak uzay uçuşu ve daha özel olarak uzay hukuku, sömürgeci bir miras üzerine inşa edildiği ve uzaya erişimin ve faydalarının paylaşımını kolaylaştırmadığı için postkolonyal bir proje olarak eleştirilmiş, bunun yerine uzay uçuşunun sömürgeciliği ve emperyalizmi sürdürmek için kullanılmasına sıklıkla izin vermiştir.
Gezegen koruması
Mars'a giden robot uzay araçlarının sterilize edilmesi, aracın dış yüzeyinde en fazla 300.000 spor bulunması ve su içeren "özel bölgelere" temas etmeleri halinde daha kapsamlı bir şekilde sterilize edilmeleri gerekmektedir, aksi takdirde yaşam tespit deneyleri ya da gezegenin kendisi kirlenebilir.
İnsanlar, insan mikrobiyomunun binlerce türünden tipik olarak yüz trilyon mikroorganizmaya ev sahipliği yaptığından ve bunlar insanın hayatını korurken ortadan kaldırılamadığından, insan misyonlarını bu düzeyde sterilize etmek imkansızdır. Sınırlama tek seçenek gibi görünüyor, ancak sert bir iniş (yani çarpışma) durumunda büyük bir zorluk teşkil ediyor. Bu konuda birkaç gezegen atölye çalışması yapıldı, ancak henüz ileriye dönük bir yol için nihai bir kılavuz yok. İnsan kaşifler, dünya dışı mikroorganizmaları taşırken gezegene dönerlerse istemeden Dünya'yı kirletebilirler.
Sömürgeciler için fiziksel, zihinsel ve duygusal sağlık riskleri
Bir kolonizasyon girişimine katılabilecek insanların sağlığı artan fiziksel, zihinsel ve duygusal risklere maruz kalacaktır. NASA, yerçekimi olmadan kemiklerin mineral kaybederek osteoporoza neden olduğunu öğrendi. Kemik yoğunluğu ayda %1 oranında azalabilir, bu da yaşamın ilerleyen dönemlerinde osteoporoza bağlı kırık riskinin artmasına neden olabilir. Başa doğru sıvı kayması görme sorunlarına neden olabilir. NASA, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki kapalı ortamlarda izolasyonun, muhtemelen kapalı alanlar ve uzun uzay uçuşunun monotonluğu ve sıkıcılığı nedeniyle depresyona, uyku bozukluklarına ve kişisel etkileşimlerin azalmasına yol açtığını tespit etmiştir. Sirkadiyen ritim de, gün batımı ve gün doğumu zamanlamasının bozulmasının uyku üzerindeki etkileri nedeniyle uzay yaşamının etkilerine karşı hassas olabilir. Bu durum yorgunluğun yanı sıra uykusuzluk gibi diğer uyku sorunlarına da yol açarak üretkenliklerini azaltabilir ve ruh sağlığı bozukluklarına neden olabilir Yüksek enerjili radyasyon kolonizatörlerin karşı karşıya kalacağı bir sağlık riskidir, çünkü derin uzaydaki radyasyon astronotların şu anda alçak Dünya yörüngesinde karşılaştıklarından daha ölümcüldür. Uzay araçlarındaki metal kalkanlar uzay radyasyonunun sadece %25-30'una karşı koruma sağlayarak kolonizatörleri radyasyonun diğer %70'ine ve bunun kısa ve uzun vadeli sağlık komplikasyonlarına maruz bırakabilir.
Uygulama
Uzayda koloniler kurmak için su, gıda, alan, insan, inşaat malzemeleri, enerji, ulaşım, iletişim, yaşam desteği, simüle edilmiş yerçekimi, radyasyondan korunma ve sermaye yatırımına erişim gerekmektedir. Kolonilerin gerekli fiziksel kaynakların yakınında yer alması muhtemeldir. Uzay mimarisi pratiği, uzay uçuşunu insan dayanıklılığının kahramanca bir testi olmaktan çıkarıp rahat bir deneyimin sınırları içinde normalliğe dönüştürmeyi amaçlamaktadır. Diğer sınır açıcı girişimlerde olduğu gibi, uzay kolonizasyonu için gerekli sermaye yatırımı muhtemelen hükümetlerden gelecektir, John Hickman ve Neil deGrasse Tyson tarafından ortaya atılan bir argüman. .
Yaşam desteği
Uzay yerleşimlerinde, bir yaşam destek sistemi "çökmeden" tüm besin maddelerini geri dönüştürmeli veya ithal etmelidir. Uzaydaki yaşam desteğine en yakın karasal analog muhtemelen bir nükleer denizaltıdır. Nükleer denizaltılar mekanik yaşam destek sistemleri kullanarak insanları aylarca su yüzeyine çıkmadan destekleyebilmektedir ve aynı temel teknoloji muhtemelen uzayda da kullanılabilir. Ancak nükleer denizaltılar "açık döngü" ile çalışırlar - deniz suyundan oksijen çekerler ve mevcut oksijeni geri dönüştürmelerine rağmen tipik olarak karbondioksiti denize atarlar. Yaygın olarak önerilen bir başka yaşam destek sistemi de Biyosfer 2 gibi kapalı bir ekolojik sistemdir.
Sağlık risklerine çözümler
Geleceğin sömürgecileri ve öncüleri için birçok fiziksel, zihinsel ve duygusal sağlık riski olmasına rağmen, bu sorunları düzeltmek için çözümler önerilmiştir. Mars500, HI-SEAS ve SMART-OP, yalnızlığın ve uzun süre kapalı kalmanın etkilerini azaltmaya yardımcı olma çabalarını temsil eder. Aile üyeleriyle iletişim halinde olmak, tatilleri kutlamak ve kültürel kimlikleri sürdürmek, ruh sağlığının bozulmasını en aza indirmede etkili oldu. Ayrıca astronotların endişelerini azaltmalarına yardımcı olacak geliştirme aşamasındaki sağlık araçları ve kapalı bir ortamda mikropların ve bakterilerin yayılmasını azaltmaya yönelik yararlı ipuçları da bulunmaktadır. Astronotlar için radyasyon riski, sık sık izleme ve mekik üzerindeki korumadan uzağa odaklanarak azaltılabilir. Gelecekteki uzay ajansları ayrıca, her sömürgecinin kasın bozulmasını önlemek için zorunlu miktarda günlük egzersiz yapmasını sağlayabilir.
Radyasyon koruması
Kozmik ışınlar ve güneş patlamaları uzayda ölümcül bir radyasyon ortamı yaratır. Dünya yörüngesinde, Van Allen kuşakları Dünya atmosferinin üzerinde yaşamayı zorlaştırır. Manyetik veya plazma radyasyon kalkanları geliştirilmedikçe, yaşamı korumak için yerleşim yerlerinin gelen radyasyonun çoğunu emmeye yetecek kütle ile çevrelenmesi gerekir.
Metrekare yüzey alanı başına dört metrik tonluk pasif kütle koruması, radyasyon dozunu yılda birkaç mSv veya daha azına düşürecek, bu da Dünya'daki bazı yüksek nüfuslu doğal arka plan alanlarının oranının çok altında. Bu, Ay toprağının ve asteroitlerin oksijene, metallere ve diğer yararlı malzemelere dönüştürülmesinden arta kalan malzeme (cüruf) olabilir. Bununla birlikte, bu kadar büyük kütleye sahip gemilerin manevra yapması için önemli bir engel teşkil etmektedir (hareketli uzay aracının özellikle daha az kütleli aktif kalkan kullanması muhtemeldir). Atalet, dönüşü başlatmak veya durdurmak için güçlü iticileri veya bir geminin iki büyük bölümünü zıt yönlerde döndürmek için elektrik motorlarını gerektirecektir. Koruyucu malzeme, dönen bir iç kısım etrafında sabit olabilir.
Psikolojik uyum
Uzun süreli bir uzay görevinin getirdiği monotonluk ve yalnızlık, astronotları kabin hummasına veya psikotik bir mola vermeye yatkın hale getirebilir. Dahası, uykusuzluk, yorgunluk ve aşırı iş yükü bir astronotun uzay gibi her eylemin kritik olduğu bir ortamda iyi performans gösterme yeteneğini etkileyebilir
Ekonomi
Uzayın kolonileştirilmesi için gerekli yöntemler, uzayın ticari kullanımından elde edilecek tahmini karlara ek olarak, amaç için toplanan kümülatif fonları karşılayacak kadar ucuz hale geldiğinde (daha ucuz fırlatma sistemleri ile uzaya erişim gibi) kabaca mümkün olduğu söylenebilir
Geleneksel fırlatma maliyetleri göz önüne alındığında uzay kolonizasyonu için gereken büyük miktarlardaki paranın hemen elde edilebileceğine dair bir beklenti olmasa da, 2010'lu yıllarda fırlatma maliyetlerinde radikal bir düşüş yaşanması ve dolayısıyla bu yöndeki çabaların maliyetinin azalması ihtimali bulunmaktadır. Alçak Dünya yörüngesine 13.150 kg'a (28.990 lb) kadar faydalı yük fırlatma başına 56,5 milyon ABD$'lık yayınlanmış fiyatıyla SpaceX Falcon 9 roketleri halihazırda "sektördeki en ucuz" roketlerdir. SpaceX'in yeniden kullanılabilir fırlatma sistemi geliştirme programının bir parçası olarak Falcon 9'ların yeniden kullanılabilmesini sağlamak üzere geliştirilmekte olan ilerlemeler "fiyatı büyüklük sırasına göre düşürebilir, daha fazla uzay tabanlı girişimi tetikleyebilir ve bu da ölçek ekonomileri yoluyla uzaya erişim maliyetini daha da düşürebilir." SpaceX'in yeniden kullanılabilir teknolojiyi geliştirmede başarılı olması halinde, bunun "uzaya erişim maliyeti üzerinde büyük bir etki yaratması" ve uzay fırlatma hizmetlerinde giderek daha rekabetçi hale gelen piyasayı değiştirmesi beklenmektedir. alçak Dünya yörüngesine, SpaceX Falcon 9 roketleri zaten "sektörün en ucuzları". Şu anda SpaceX'in yeniden kullanılabilir fırlatma sistemi geliştirme programının bir parçası olarak yeniden kullanılabilir Falcon 9'ları mümkün kılmak için geliştirilmekte olan ilerlemeler "fiyatı birkaç kat düşürebilir, uzaya dayalı daha fazla işletmeyi ateşleyebilir ve bu da uzaya erişim maliyetini daha da düşürebilir. ölçek ekonomileri aracılığıyla."
Başkan'ın Amerika Birleşik Devletleri Uzay Araştırmaları Politikasının Uygulanması Komisyonu, uzay kolonizasyonunun başarılması için belki de hükümet tarafından bir teşvik ödülü oluşturulmasını, örneğin Ay'a insan yerleştiren ve Dünya'ya dönmeden önce onları belirli bir süre yaşatan ilk kuruluşa ödül verilmesini önermiştir.
Para ve para birimi
Uzmanlar, uzayda kurulacak toplumlarda para ve para birimlerinin olası kullanımlarını tartışmışlardır. Yarı Evrensel Galaksiler Arası Mezhep veya QUID, gezegenler arası gezginler için uzaya uygun bir polimer PTFE'den yapılmış fiziksel bir para birimidir. QUID, İngiltere Ulusal Uzay Merkezi ve Leicester Üniversitesi'nden bilim adamları tarafından döviz şirketi Travelex için tasarlandı.
Diğer olasılıklar, Elon Musk tarafından önerildiği gibi, kripto para biriminin birincil para birimi biçimi olarak dahil edilmesini içerir.
Kaynaklar
Ay, Mars, asteroitler veya metal açısından zengin gezegen Merkür'deki koloniler yerel malzemeleri çıkarabilir. Ay, argon, helyum ve karbon, hidrojen ve nitrojen bileşikleri gibi uçucu maddeler açısından yetersizdir. LCROSS çarpma aracı, Ay için yüksek su konsantrasyonuna sahip olduğu için seçilen Cabeus kraterini hedef aldı. İçinde bir miktar su tespit edilen bir malzeme bulutu patladı. Misyon baş bilimcisi Anthony Colaprete, Cabeus kraterinin %1 veya muhtemelen daha fazla su içeren malzeme içerdiğini tahmin ediyor. Su buzu, ay kutuplarının yakınındaki diğer sürekli gölgeli kraterlerde de bulunmalıdır. Helyum, güneş rüzgarı tarafından regolith'e bırakıldığı Ay'da yalnızca düşük konsantrasyonlarda bulunmasına rağmen, her yerde tahminen bir milyon ton He-3 bulunmaktadır. Aynı zamanda endüstriyel açıdan önemli oksijen, silikon ve demir, alüminyum ve titanyum gibi metallere sahiptir.
Malzemeleri Dünya'dan fırlatmak pahalıdır, bu nedenle koloniler için toplu malzemeler Ay'dan, Dünya'ya yakın bir nesneden (NEO), Phobos'tan veya Deimos'tan gelebilir. Bu tür kaynakları kullanmanın faydaları şunları içerir: daha düşük bir yerçekimi kuvveti, kargo gemilerinde atmosferik sürtünme olmaması ve zarar görecek biyosfer olmaması. Birçok NEO, önemli miktarda metal içerir. Daha kuru bir dış kabuğun (tıpkı şist gibi) altında, diğer bazı NEO'lar, milyarlarca ton su buzu ve kerojen hidrokarbonların yanı sıra bazı nitrojen bileşikleri içeren aktif olmayan kuyruklu yıldızlardır.
Daha uzakta, Jüpiter'in Truva asteroitlerinin su buzu ve diğer uçucu maddeler açısından zengin olduğu düşünülüyor.
Bazı hammaddelerin geri dönüştürülmesi neredeyse kesinlikle gerekli olacaktır.
Enerji
Yörüngedeki güneş enerjisi bol ve güvenilirdir ve günümüzde uydulara güç sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Boş uzayda gece yoktur ve güneş ışığını engelleyecek bulutlar veya atmosfer yoktur. Işık yoğunluğu ters kare yasasına uyar. Dolayısıyla, Güneş'ten d uzaklığında mevcut olan güneş enerjisi E = 1367/d2 W/m2'dir; burada d astronomik birimlerle (AU) ölçülür ve 1367 watt/m2 Dünya'nın Güneş'e olan yörünge uzaklığı olan 1 AU'da mevcut olan enerjidir.
Uzayın ağırlıksız ve vakumlu ortamında, çok hafif destek yapılarına sahip metalik folyodan yapılmış devasa parabolik yansıtıcılarla güneş fırınlarında endüstriyel süreçler için yüksek sıcaklıklar kolayca elde edilebilir. Güneş ışığını radyasyon kalkanlarının etrafından yaşam alanlarına (kozmik ışınların görüş hattına girmesini önlemek ya da Güneş'in görüntüsünün "gökyüzünde" hareket ediyormuş gibi görünmesini sağlamak için) ya da ekinlerin üzerine yansıtacak düz aynalar daha da hafif ve yapımı daha kolaydır.
Yerleşimcilerin elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamak için büyük güneş enerjisi fotovoltaik hücre dizilerine veya termik santrallere ihtiyaç duyulacaktır. Dünya'nın gelişmiş bölgelerinde elektrik tüketimi ortalama 1 kilovat/kişi (ya da yılda kişi başına kabaca 10 megavat-saat) olabilir. Bu enerji santralleri, gücü iletmek için kablolar kullanılıyorsa ana yapılardan kısa bir mesafede veya kablosuz güç iletimi ile çok daha uzakta olabilir.
İlk uzay yerleşimi tasarımlarının önemli bir ihracatının, Dünya'daki konumlara ya da Ay'daki kolonilere veya uzaydaki diğer konumlara güç göndermek için kablosuz güç aktarımı (faz kilitli mikrodalga ışınları veya özel güneş pillerinin yüksek verimlilikle dönüştürdüğü dalga boylarını yayan lazerler) kullanacak büyük güneş enerjisi uyduları (SPS) olması bekleniyordu. Dünya'daki konumlar için bu güç elde etme yöntemi son derece zararsızdır, sıfır emisyon ve watt başına geleneksel güneş panellerine göre çok daha az yer alanı gerekir. Bu uydular öncelikle Ay veya asteroit kaynaklı malzemelerden inşa edildikten sonra, SPS elektriğinin fiyatı fosil yakıt veya nükleer enerjiden elde edilen enerjiden daha düşük olabilir; bunların yerini alması, elektrik üretiminden kaynaklanan sera gazlarının ve nükleer atıkların ortadan kaldırılması gibi önemli faydalar sağlayacaktır.
Güneş enerjisinin kablosuz olarak Dünya'dan Ay'a aktarılması da uzay kolonizasyonu ve enerji kaynakları için önerilen bir fikirdir. Apollo görevleri sırasında NASA için çalışan fizikçi Dr. David Criswell, uzaydan enerji aktarmak için güç ışınları kullanma fikrini ortaya attı. Yaklaşık 12 cm dalga boyuna sahip mikrodalgalar olan bu ışınlar atmosferden geçerken neredeyse hiç etkilenmeyecektir. Ayrıca insanlardan ya da hayvan faaliyetlerinden uzak tutmak için daha endüstriyel alanlara da yönlendirilebilirler Bu sayede güneş enerjisinin daha güvenli ve güvenilir yöntemlerle aktarılması mümkün olacaktır.
2008'de bilim adamları Maui'deki bir dağdan Hawaii adasına 20 watt'lık bir mikrodalga sinyali gönderebildiler. O zamandan bu yana JAXA ve Mitsubishi, yörüngeye 1 gigawatt'a kadar enerji üretebilecek uydular yerleştirmek için 21 milyar dolarlık bir projede bir araya geldi. Bunlar, uzay tabanlı güneş enerjisi için enerjinin kablosuz olarak iletilmesini sağlamak için günümüzde yapılan sonraki gelişmelerdir.
Ancak, uzaydaki diğer konumlara kablosuz olarak iletilen SPS gücünün değeri tipik olarak Dünya'dakinden çok daha yüksek olacaktır. Aksi takdirde, güç üretme araçlarının bu projelere dahil edilmesi ve Dünya'ya fırlatma maliyetlerinin ağır cezasını ödemesi gerekecektir. Bu nedenle, Dünya'ya gönderilen güç için önerilen tanıtım projeleri dışında, SPS elektriği için ilk önceliğin iletişim uyduları, yakıt depoları veya alçak Dünya yörüngesi (LEO) ile jeosenkron yörünge (GEO), Ay yörüngesi veya yüksek eksantrikli Dünya yörüngesi (HEEO) gibi diğer yörüngeler arasında kargo ve yolcu taşıyan "yörünge römorkörü" iticileri gibi uzaydaki konumlar olması muhtemeldir:&hairsp;132 Sistem aynı zamanda enerjiyi elektriğe dönüştürmek için uydulara ve Dünya'daki alıcı istasyonlara dayanacaktır. Bu sayede enerji gündüzden geceye kolayca aktarılabilecek, yani 7/24 güvenilir olacaktır.
Ay'da veya Mars'ta bulunan koloniler için bazen nükleer enerji önerilir, çünkü bu yerlerde güneş enerjisi arzı çok kesintilidir; Ay, iki Dünya haftası süren gecelere sahiptir. Mars'ta geceler, nispeten yüksek yerçekimi ve güneş panellerini örtmek ve bozmak için büyük toz fırtınalarının olduğu bir atmosfer var. Ayrıca, Mars'ın Güneş'ten daha uzak olması (1,52 astronomik birim, AU), Dünya yörüngesine kıyasla Mars'ta güneş enerjisinin yalnızca 1/1,52 2 veya yaklaşık %43'ünün mevcut olduğu anlamına gelir. Başka bir yöntem, yukarıda açıklandığı gibi güneş enerjisi uydularından (SPS'ler) kablosuz olarak ay veya Mars kolonilerine enerji iletmek olabilir; Bu konumlarda güç üretmenin zorlukları, SPS'lerin oradaki göreceli avantajlarını, Dünya üzerindeki konumlara ışınlanan güçten çok daha fazla hale getiriyor. Yaşam desteği, bakım, iletişim ve araştırma sağlamak için bir Ay üssü ve enerjisinin gereksinimlerini de karşılayabilmek için, ilk kolonilerde hem nükleer hem de güneş enerjisinin bir kombinasyonu kullanılacaktır.
Ay ve uzay gibi havasız ortamlarda ve daha az ölçüde çok ince Mars atmosferinde hem solar termal hem de nükleer enerji üretimi için ana zorluklardan biri üretilen kaçınılmaz ısının dağıtılmasıdır. Bu da oldukça geniş radyatör alanları gerektirir.
Kendini kopyalama
Uzay üretimi kendi kendini kopyalamayı sağlayabilir. Bazıları bunun nihai hedef olduğunu düşünüyor çünkü kolonilerde üstel bir artışa izin verirken Dünya'ya olan maliyetleri ve bağımlılığı ortadan kaldırıyor. Böyle bir koloninin kurulmasının, Dünya'nın ilk kendini kopyalama eylemi olacağı tartışılabilir. Ara hedefler, Dünya'dan yalnızca bilgi (bilim, mühendislik, eğlence) bekleyen kolonileri ve entegre devreler, ilaçlar, genetik materyal ve aletler gibi yalnızca periyodik olarak hafif nesneler tedarik etmeyi gerektiren kolonileri içerir.
Nüfus boyutu
2002 yılında antropolog John H. Moore, 150-180 kişilik bir nüfusun istikrarlı bir toplumun 60 ila 80 nesil boyunca, yani 2.000 yıla eşdeğer bir süre boyunca var olmasına izin vereceğini tahmin etmiştir.
Astrofizikçi Frédéric Marin ve parçacık fizikçisi Camille Beluffi, 6.300 yıllık bir yolculuk varsayımıyla, Proxima Centauri'ye ulaşacak bir nesil gemisi için asgari uygulanabilir nüfusun görevin başında 98 yerleşimci olacağını hesapladılar (daha sonra mürettebat, gemi içinde birkaç yüz yerleşimciden oluşan istikrarlı bir nüfusa ulaşana kadar üreyecektir).
2020'de Jean-Marc Salotti, dünya dışı bir dünyada hayatta kalmak için minimum yerleşimci sayısını belirlemek için bir yöntem önerdi. Tüm faaliyetlerin gerçekleştirilmesi için gereken süre ile tüm insan kaynaklarının çalışma sürelerinin karşılaştırılmasına dayanır. Mars için 110 kişi gerekli olacaktır.
Savunuculuk
Birkaç özel şirket, Mars'ın kolonileştirilmesine yönelik planlarını açıkladı. Uzay kolonizasyonu çağrısına öncülük eden girişimciler arasında Elon Musk, Dennis Tito ve Bas Lansdorp yer alıyor.
İlgili kuruluşlar
Uzay kolonizasyonuna katkıda bulunan kuruluşlar şunlardır:
Ulusal Uzay Topluluğu, Dünya'nın ötesinde gelişen topluluklarda yaşayan ve çalışan insanların vizyonuna sahip bir kuruluştur. NSS ayrıca uzay yerleşimi üzerine tam metin makaleler ve kitaplardan oluşan kapsamlı bir kitaplığa sahiptir.
Space Frontier Foundation, uzay gelişimi hakkında güçlü serbest piyasa, kapitalist görüşler dahil olmak üzere uzay savunuculuğu gerçekleştirir.
Mars Derneği, Robert Zubrin'in Mars Direct planını ve Mars'a yerleşimi teşvik ediyor.
Uzay Yerleşimi Enstitüsü, bir ömür boyu uzay kolonizasyonu gerçekleştirmenin yollarını arıyor.
SpaceX, Mars'ta uzun vadeli insan yerleşimini sağlamak amacıyla kapsamlı bir uzay uçuşu ulaşım altyapısı geliştiriyor.
Uzay Araştırmaları Enstitüsü, özellikle O'Neill silindirleri olmak üzere, uzaydaki yerleşim yerlerinin incelenmesini finanse etmektedir.
Alliance to Rescue Civilization, Ay'da ve Dünya'dan uzaktaki diğer yerlerde insan uygarlığının yedeklerini kurmayı planlıyor.
Artemis Projesi, özel bir ay yüzeyi istasyonu kurmayı planlıyor.
İngiliz Gezegenler Arası Topluluğu, bir Mars kolonisi, gelecekteki itme sistemleri (bkz. Daedalus Projesi ), terraforming ve diğer yaşanabilir dünyaların yerini belirleme dahil olmak üzere uzayın keşfedilmesi ve kullanılmasına yönelik fikirleri teşvik eder.
Haziran 2013'te BIS, Gerard O'Neill'in 1970'lerdeki uzay kolonisi çalışmalarını o zamandan bu yana kaydedilen ilerlemeler ışığında yeniden incelemek için SPACE projesini başlattı. Bu çabanın ilerleyişi, derginin Eylül 2019'daki özel sayısında ayrıntılı olarak anlatıldı
Asgardia (ulus) - Dış Uzay Antlaşması tarafından konulan sınırlamaları aşmak isteyen bir kuruluş.
Kıbrıs Uzay Araştırma Teşkilatı (CSEO), uzay keşfini ve kolonizasyonu teşvik eder ve uzayda işbirliğini teşvik eder.
Uzay yerleşiminin karasal benzerleri
Birçok uzay ajansı, gelişmiş yaşam destek sistemleri için test yatakları inşa eder, ancak bunlar kalıcı kolonizasyon için değil, uzun süreli insan uzay uçuşu için tasarlanmıştır.
Kendi kendine yeten bir yerleşime bir analog inşa etmeye yönelik en ünlü girişim, Dünya'nın biyosferini kopyalamaya çalışan Biosphere 2'dir.
BIOS-3, 1972'de Sibirya'nın Krasnoyarsk şehrinde tamamlanan başka bir kapalı ekosistemdir.
Mars Çölü Araştırma İstasyonu da benzer nedenlerle bir habitata sahiptir, ancak çevredeki iklim kesinlikle yaşanmaz değildir.
Devon Adası Mars Arktik Araştırma İstasyonu, dünya dışı karakol inşaatı ve işletimi için bazı uygulamalar da sağlayabilir.
Medya ve kurguda
Yerleşik uzay yaşam alanları bilim kurgu öykülerinde stok bir unsur olsa da, yaşanabilir bir dünyanın yerleşimi ve işgali ile ilgili sosyal veya pratik temaları araştıran kurgusal eserler çok daha nadirdir.
Solaris, yerleşik gezegenlerin uzay kolonizasyonuna yönelik eleştirisiyle tanınır. Bir noktada karakterlerden biri şöyle diyor:
2022'de Rudolph Herzog ve Werner Herzog, Lucianne Walkowicz ile birlikte Last exit: Space adlı derinlemesine bir belgesel sundu.