Ein „Megasatellit“, der Ceres umkreist, wäre ein schönes Zuhause für Menschen, sagt Wissenschaftler

Angesichts der gesamten Logistik ist es unwahrscheinlich, dass die Menschheit jemals einen Weg außerhalb des Sonnensystems finden wird Exoplaneten besiedeln . Aber die Möglichkeit, sich anderswo im Sonnensystem niederzulassen, ist nicht so weit hergeholt.

Die NASA plant einen Außenposten der Mond . Bemannte Missionen zu Mars sind nicht weit weg. Verdammt, wir haben sogar bereits Menschen, die außerhalb des Planeten (wenn auch nur für vorübergehende Aufenthalte) auf der Internationalen Raumstation leben.

Gibt es also irgendwo sonst im Sonnensystem, wo Menschen unser Zuhause sein könnten? Nun, laut dem Physiker und Astrobiologen Pekka Janhunen vom Finnischen Meteorologischen Institut in Finnland ist der Zwergplanet Ceres nicht ganz unplausibel.

Ceres ist ein interessanter Felsbrocken. Es hängt in der Asteroid Gürtel zwischen Mars und Jupiter , und mit seinem Durchmesser von 952 Kilometern (592 Meilen) gilt er sowohl als der größte bekannte Asteroid im Sonnensystem als auch als der einzige Zwergplanet, der der Sonne näher ist als Neptun.

Warum Ceres? Es erfüllt viele wünschenswerte Kriterien, meint Janhunen.

„Die Motivation“, schreibt er in einem Preprint-Artikel, der auf veröffentlicht wurde arXiv , „besteht darin, eine Siedlung mit künstlicher Schwerkraft zu haben, die ein Wachstum über die Wohnfläche der Erde hinaus ermöglicht und gleichzeitig den Bewohnern eine einfache Fortbewegung innerhalb der Siedlung und eine relativ niedrige Bevölkerungsdichte von 500 [Menschen pro] Quadratkilometer ermöglicht.“

Er argumentiert, dass Mars und Mond möglicherweise nicht die besten Orte für menschliche Kolonien seien, weil sich ihre natürliche Schwerkraft stark von der der Erde unterscheidet. Wir wissen, dass Astronauten gesundheitliche Probleme haben, wenn sie aus einer Umgebung mit niedrigem oder Null-G-Gehalt zur Erde zurückkehren. Wir haben nur sehr wenig Ahnung von den Auswirkungen bei geringer Schwerkraft zur Reife heranwachsen .

Eine Alternative zum Modell einer Planetenkolonie ist eine künstliche Weltraumkolonie, die die Sonne umkreist – eine Raumstation, die sich dreht, um genügend Zentrifugalkraft zu erzeugen, um sie nachzuahmen ein g : Schwerkraft der Erde.

Das wäre auch logistisch schrecklich. Wenn die Bevölkerung für eine Siedlung zu groß wird, können mehrere Siedlungen erforderlich sein. Wenn sich mehrere Kolonien in einer Umlaufbahn um die Sonne befinden, könnten sie auseinander driften und andere Probleme verursachen, beispielsweise Reisen zwischen Siedlungen. Wenn sie einen gemeinsamen Körper umkreisen, wird die Kollisionsvermeidung zum Problem.

Janhunens Lösung ist eigentlich ganz nett, zumindest vom Konzept her: Verwenden Sie Ceres als Basis, um die die rotierenden Siedlungsknoten kreisen könnten, verbunden durch einen festen Rahmen.

Dies würde nicht nur das Problem lösen, die Siedlungsknoten ohne Kollisionsgefahr zusammenzuhalten, sondern auch das Problem der Materialien, da diese direkt vom Zwergplaneten gesammelt werden könnten. Stickstoff sei von besonderer Bedeutung, sagte Janhunen, da er einen großen Teil der Erdatmosphäre ausmache.

Aber wir wissen auch, dass Ceres ziemlich salzig ist, und neuere Forschungen deuten darauf hin, dass dies auch der Fall sein könnte viel Wasser unter der Oberfläche . Sonnenkollektoren auf der Oberfläche des Zwergplaneten könnten problemlos einen Weltraumaufzug zum Satelliten antreiben.

„Das Heben der Materialien von Ceres ist energetisch günstiger als die Verarbeitung zu Lebensräumen, wenn ein Weltraumaufzug verwendet wird“, Janhunen erklärt . „Da Ceres eine geringe Schwerkraft hat und sich relativ schnell dreht, ist der Weltraumaufzug machbar.“

Strahlenschutz, sagte er, könne zu 80 Prozent aus Silikat-Regolith (Gestein von Ceres) und Wasser gebaut werden. Die Lebensräume würden in ländliche und städtische Räume unterteilt, mit einer Bodentiefe von 1,5 bis 4 Metern, je nach Bedarf für Bäume und Gärten.

(P. Janhunen, arXiv, 2020)

Da Ceres so weit von der Sonne entfernt ist, könnten Spiegel verwendet werden, um das Sonnenlicht auf den Lebensraum zu lenken, für den Anbau von Nutzpflanzen, für die Beleuchtung und für Solarenergie. Diese Spiegel wären wie eine Schminkdose an einer Seite des scheibenförmigen Satelliten angelenkt und könnten so eingestellt werden, dass sie das meiste Sonnenlicht sammeln, während sich der Zwergplanet um die Sonne bewegt.

„Wir verwenden eine Scheibengeometrie für den Megasatelliten, weil seine Symmetrie das Gezeitendrehmoment eliminiert, sodass keine Reaktionsräder erforderlich sind, um die Fluglage aufrechtzuerhalten“, Janhunen schreibt .

„Die Lebensräume werden durch natürliches Sonnenlicht beleuchtet. Das Sonnenlicht wird von zwei Planspiegeln, die im 45-Grad-Winkel geneigt sind, auf der Scheibe gesammelt und von Parabolspiegeln auf die gewünschte Intensität konzentriert.

Dies könnte bei Bedarf erweitert werden, indem einfach weitere Lebensräume an den Rändern des ersten Lebensraums hinzugefügt werden, sodass es möglicherweise Millionen von Lebensräumen gibt, für einen Lebensstil, der vielleicht sogar besser sein könnte als das Leben auf der Erde.

Schließlich gäbe es keine Naturkatastrophen oder ungünstige Wetterbedingungen, und aufgrund seiner Modularität könnte es einfach mit der Bevölkerung weiter wachsen. Im Prinzip könnte Ceres, so glaubt Janhunen, das 10.000-fache der heutigen Erdbevölkerung ernähren.

Natürlich ist das alles sehr spekulativ und muss noch getestet werden. Darüber hinaus stellt Janhunen fest, dass die künstliche Schwerkraft in der Umlaufbahn immer noch ein Ziel ist, das noch verwirklicht werden muss.

Im Übrigen reichen Weltraumaufzüge, Riesenspiegel und Strahlenschutz aus, um eine Weltraumkolonie zu schützen. Orbitalsimulationen für Ceres und die Logistik für den Transport so vieler Menschen über den Mars hinaus sind ebenfalls Faktoren, die noch berücksichtigt werden müssen.

Sobald diese Probleme jedoch behoben sind, würde es nur etwa 22 Jahre dauern, einen menschlichen Satelliten im Orbit um Ceres zu bauen, berechnet Janhunen.

„Der Gesamtschwierigkeitsgrad bei der Durchführung dieses Projekts ähnelt wahrscheinlich der Besiedlung des Mars“, er schreibt .

„Das Delta-V und die Flugzeit nach Ceres sind länger, aber andererseits vermeidet man Planetenlandungen und das atmosphärische Wetter und den Staub.“ Auf Ceres ist es zwar etwas aufwändig, die Materialien mit dem Aufzug in die Umlaufbahn zu befördern, aber es ist energetisch günstig. Sobald sich die Materialien in der hohen Ceres-Umlaufbahn befinden, ist die thermische Umgebung gleichmäßig und Energie ist aufgrund der Abwesenheit von Finsternissen leicht zu gewinnen.“

Sicherlich eine Überlegung wert, oder?

Janhunens Artikel, verfasst im Rahmen des Finnisches Kompetenzzentrum für nachhaltige Raumfahrtforschung , ist verfügbar unter arXiv .

H/T: Phys.org