Plats

Göra grönt på den röda planeten: Hur kan vi bygga en ekonomi på Mars?

Göra grönt på den röda planeten: Hur kan vi bygga en ekonomi på Mars?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Under de kommande decennierna vill rymdorganisationer och privata satsningar börja skicka människor till Mars. Några av dessa organisationer planerar aktivt att inrätta den första mänskliga bosättningen där.

Med all denna planering är det rättvist att säga att tanken på att kolonisera Mars kan flytta från science fiction-området till det verkliga möjligheten. Detta väcker dock också alla slags frågor som går långt utöver de vanliga tekniska hinder och kostnadsbedömningar.

Det finns också giltiga frågor om huruvida människor kan överleva på Mars på lång sikt eller inte. Och det finns etiska frågor om hur människor kan förvandla Mars miljö - inte bara genom fullskalig terraformning utan genom alla förändringar av Marslandskapet.

Med hänsyn till allt detta finns det också en helt giltig fråga om en koloni på Mars skulle vara ekonomiskt hållbar på lång sikt. De mest seriösa förslagen för att skapa en marsuppgörelse gör det möjligt att ta itu med frågan om självförsörjning när det gäller resurser.

Så det är viktigt att överväga om vi kan bygga en fungerande ekonomi på Mars eller inte för att följa en mänsklig bosättning. Vilka utmaningar måste övervinnas för att göra det, och (framför allt) är det värt allt krångel?

Mars som "den nya gränsen"

För entusiaster av Mars-kolonisering väcks ofta hoppet om en "ny gräns" som kan jämföras med utforskningen och koloniseringen av Nordamerika. Att lägga undan de många fula aspekterna av den fasen i vår historia (dvs. erövring, folkmord och slaveri), som i vilket fall som helst inte sannolikt kommer att replikeras på Mars, det finns en tydlig logik för detta tillvägagångssätt.

Genom att presentera marslandskapet som en ny gräns tilltalar förespråkare för mars kolonisering folks känsla av äventyr. Att bo i en sådan miljö skulle vara mycket utmanande, men det är just det som gör det tilltalande för många människor.

Genom att resa till Mars och vara den första som bodde på den röda planeten skulle mars kolonister effektivt vara "pionjärer". Och det finns något att säga för hur hårda uppgifter får fram det allra bästa i människor. Som president John F. Kennedy sa i sitt berömda tal 1963 vid Rice University:

"Vi väljer att gå till månen. Vi väljer att gå till månen under detta decennium och göra de andra sakerna, inte för att de är lätta, utan för att de är svåra, för detta mål kommer att tjäna till att organisera och mäta det bästa av våra energier och färdigheter, eftersom den utmaningen är en som vi är villiga att acceptera, en som vi inte vill skjuta upp och en som vi tänker vinna, och de andra också. "

Naturlig rikedom på Mars

En annan tilltalande aspekt som ofta åtföljer detta "gräns" -föredrag är tanken att Mars är rik på resurser. Med sin rikliga mineralrikedom finns det de som tror att kolonister som reser till Mars kommer att delta i en annan "guldrush" eller någon annan mineraldriven ekonomisk boom.

På sitt ansikte har detta argument en viss förtjänst. När det gäller dess struktur och sammansättning är Mars väldigt "jordlik". Den består främst av metaller och silikatmineraler som skiljer sig mellan en metallkärna och en silikatmantel och skorpa.

Dessutom finns det bevis på att det finns många metaller på Mars som kan vara användbara för industriella applikationer. Bevisen för närvaron av dessa mineraler inkluderar studier av meteoriter från Mars, liksom bevis samlade av robotlandare och rovers som arbetar på ytan.

NASA-uppdrag som Viking I och II landare, liksom Mars Pathfinder, Anda och Möjlighet rovers, har identifierat aluminium, järn, magnesium och titan medan de undersökte prover av marsjord. Forskare har också funnit bevis för spårmängder av andra mineraler, såsom krom, litium, kobolt, nickel, koppar, zink, volfram och guld.

Dessutom har Möjlighet rover hittade små sfäriska strukturer (kända som "blåbär") på ytan. Dessa var gjorda av hematit, en vanlig form av järnoxid. Både Anda och Möjlighet har också hittat meteoriter som består av järn-nickel som sitter på ytan. Dessa kunde alla samlas in och skördas av kolonister.

Verklighetskontroll

Naturligtvis finns det en baksida till det myntet. När det kommer ner till det har Mars väldigt lite gemensamt med jordens "gränser". Till att börja med är miljön helt fientlig mot livet som vi känner den och har förhållanden som gör att även de hårdaste miljöerna på jorden ser trevliga ut i jämförelse.

Atmosfären på Mars är otroligt tunn och sträcker sig från ett lågt 30 Pa på Olympus Mons till en hög av 1.155 Pa (1,155 kPa) i Hellas Planitia (en av de största slagkratrarna på Mars). I genomsnitt är atmosfärstrycket ungefär 0,636 kPa på ytan, vilket är mindre än 1% av vad vi har på jorden (101,325 kPa).

Förutom att vara otroligt tunn, är atmosfären på Mars också giftig för människor och däggdjur. Jordens atmosfär består av 78% kväve och ungefär 21% syrgas består Mars atmosfär av 96% koldioxid och spårmängder av argon, kväve och vattenånga.

Mars är också väldigt uttorkad, till den punkt att öknar på jorden verkar våta i jämförelse. I genomsnitt utgör vattenånga en bråkdel av en procent av atmosfären (0,0210%). På jorden varierar detta, men vattenånga i vår atmosfär är fortfarande i genomsnitt runt 1%. I själva verket är den stora majoriteten av planetens vatten låst bort i polerna som is.

Temperatursvängningar är också mycket extrema på Mars, allt från 20 ° C (70 ° F) vid middagstid runt ekvatorn till ett lägsta av -153 ° C (-225 ° F) runt stolparna. Och eftersom atmosfären är så tunn, slipper lätt värme från solen. För att illustrera skulle en person som står runt ekvatorn på Mars vid middagstid ha varma fötter (24 ° C, 75 ° F) men ett mycket kallt huvud (0 ° C, 32 ° F).

På grund av säsongsvariationer i temperaturen upplever Mars ofta dammstormar som kan bli tillräckligt starka för att täcka hela planeten. Dessa kan pågå i månader och kan bli så intensiva att de förhindrar att solljus når upp till ytan, vilket leder till månader av mörker och extrem kyla. En sådan storm, som ägde rum 2018, orsakade Möjlighet rover att upphöra med sin verksamhet.

Strålning är en annan stor fara på Mars yta. I utvecklade länder utsätts människor på jorden för i genomsnitt 0,62 rad (6,2 mSv) strålning per år. På grund av Mars tunna atmosfär och det faktum att den inte har någon skyddande magnetosfär, mottar ytan runt 24.45 rader (244,5 mSv) per år.

Situationen blir ännu mer extrem under solprotonhändelser (även kallad solfack). Långvarig exponering för denna nivå av strålning skulle dramatiskt öka risken för akut strålningssjukdom, cancer, genetisk skada och till och med dödsfall.

Då har du allvaret på Mars, vilket är ungefär 38% av vad vi upplever här på jorden (eller 0.3794 g). Även om det fortfarande är okänt vad långvarig exponering för denna tyngdkraftsnivå kan vara, har många studier genomförts på de långsiktiga effekterna av exponering för mikrogravitation och resultaten är inte uppmuntrande.

Välkänd vetenskapskommunikatör Bill Nye (Science Guy) tog upp dessa utmaningar under ett av hans många samtal om ämnet. Som han uttryckte det:

"Känner du Kaliforniens statliga motto? Eureka! (Människor upptäckte) lax som kommer ut ur Sacramento River så här (håller armarna breda). Detta protein simmar bara i ditt knä. Och så småningom fann de att deras stenar är gjord av guld ... Det är därför (deras statliga motto är) Eureka. OK, ni. Om ni åker till Mars är det inte så ... Du öppnar dörren till rymdskeppet (gör gasande ljud), det är minst 20 celsius, åtminstone ... Om du verkligen tycker att det är häftigt att åka till Mars, vara pionjär eller bosättare, att slå upp läger och leva från landet, åk bara till Antarktis ... Ta alla dyktankar du behöver i två år och se om du tror att det verkligen är något för dig. "

Det kanske mest övertygande argumentet mot att starta butik på Mars (eller månen eller i asteroidbältet, för den delen) är dock det inblandade avståndet. När Mars och jorden är närmast i sina banor handlar de (i genomsnitt) om 54,6 miljoner km (33,9 miljoner mil) från varandra.

Detta är känt som en "opposition", som hänvisar till det faktum att under dessa perioder är solen och Mars på motsatta sidor av himlen (som observerats från jorden). Detta inträffar ungefär vartannat år. Vid andra tillfällen är Mars bortom solen (i förhållande till oss) och visas i samma del av himlen.

Vid dessa tillfällen, känd som en "konjunktion", kan jorden och Mars vara lika mycket som 401 miljoner km (249 miljoner miles) från varandra. Det här är en väldigt lång väg att gå för att plocka upp malm (eller annan ädelmetall) och dra tillbaka den till jorden.

Utöver det skulle priset för att etablera en koloni för att stödja dessa gruvaktiviteter vara astronomiskt. Enligt Elon Musks egna uppskattningar (en stor förespråkare för Mars kolonisering) kan det kosta upp till 10 biljoner dollar!

Under omständigheterna är det mycket mer ekonomiskt vettigt att bara stanna här och fortsätta att utvinna råvaror från jorden.

Men kan det göras?

Allt detta sagt, det finns fortfarande sätt att bygga en koloni på Mars såväl som en ekonomi kring den. När det gäller ädla metaller och malm finns ett antal metoder som gör det möjligt för kolonister att kartlägga, extrahera och förfina malm från Mars.

Och när det gäller de största utmaningarna, logistik och transport, finns det också lösningar där. Låt oss börja med logistik och transport. För alla obemannade uppdrag som har lanserats mot Mars har den tid det tog för dem att komma dit vanligtvis tagit 150 till 300 dagar.

Men dessa var uncrewed uppdrag, vilket innebär att de har en betydligt lägre massa än en bemannad rymdfarkost och kan resa mycket snabbare. För att lösa denna fråga skulle mänskligheten behöva utveckla nya framdrivningskoncept som kärnkraftvärme och kärnelektrisk framdrivning (NTP / NEP).

På rätt sätt kunde rymdfarkoster utrustade med kärnmotorer göra resan till Mars på bara 100 dagar. Fortfarande inte tillräckligt snabbt för att göra Mars gruvdrift eller andra sådana satsningar lönsamma, men det är en förbättring likväl.

En annan kostnadsbesparingsåtgärd skulle vara att bearbeta malm på plats och att göra detta av robotar. I en nyligen genomförd studie beskrev planetforskaren Gary Stewart hur en automatiserad anläggning kunde etableras i en metallrik krater på Mars som skulle vara ansvarig för kartläggning, utvinning och raffinering av metaller för att skapa färdiga material och produkter.

Basen skulle utnyttja solpanelgårdar, lokal is- och saltavlagringar och resursutnyttjande på plats (ISRU) för att vara självförsörjande. När malmer har extraherats av robotgruvare kommer de att föras till automatiserade gjuterier som förlitar sig på 3D-trycktekniker för att skapa järnlegerade produkter.

På samma sätt kan ädla metaller som guld formas till guldmetaller, elektroniska komponenter och till och med smycken. Baserat på Stewarts uppskattningar, en daglig guldproduktion "på bara 0,001 m³ kan omsättas i årliga intäkter från flera miljarder dollar från alla ädelmetallprodukter. "

Med tiden skulle denna anläggning inte bara betala för sig själv utan också möjliggöra ytterligare automatiserade gruvanläggningar. Dessa skulle i sin tur kunna underlätta skapandet av en marsuppgörelse genom att i förväg skapa grunden för en exportekonomi.

På tal om att upprätta en marskoloni, det var just av denna anledning (förutom att återuppliva rymdutforskningen) som Elon Musk grundade det privata rymdföretaget känt som SpaceX i 2002. Inneboende för detta är utvecklingen av återanvändbara raketsteg, som SpaceX har uppnått med sina Falcon 9 och Falcon Heavy bärraketer.

Mellan 1970 och 2000 förblev kostnaden per kilo för att skjuta nyttolast eller besättningar i rymden relativt stabil - i genomsnitt $18,500 per kilo (8 390 $ per pund). För Falcon 9 och Falcon Heavy, kostnaden för att skicka nyttolaster till Low Earth Orbit (LEO) är bara $2,720 per kg (1 236 $ per pund) och ungefär $1400 ($ 640 per kg), respektive.

Med utvecklingen av Rymdskepp och Super-tung lanseringsfordon - ett helt återanvändbart system - SpaceX närmar sig den punkt där det kommer att kunna tillhandahålla bemannade sjösättningstjänster till omloppsbana, Månen och Mars. Som de säger på sin webbplats kommer uppdragets tidslinje att börja med ett utforskande uppdrag i 2022:

"Målen för det första uppdraget kommer att vara att bekräfta vattenresurser, identifiera faror och att införa infrastruktur för initial kraft, gruvdrift och livsuppehållande. Ett andra uppdrag, med både last och besättning, riktas till 2024, med primära mål att bygga en drivdepå och förbereda sig för framtida besättningsflyg. Fartygen från dessa första uppdrag kommer också att fungera som början på den första Mars-basen, från vilken vi kan bygga en blomstrande stad och så småningom en självbärande civilisation på Mars. "

Under de senaste åren har Musk angett att denna första bas (Mars Base Alpha) skulle kunna monteras så tidigt som 2028. I enlighet med Musks vision skulle staden ta cirka 20 år att bygga skulle innebära 1000 Starships. År 2050 hoppas Musk att ha presiderat skapandet av en fullfjädrad stad med en befolkning på en miljon invånare.

När det gäller stadens ekonomi har Musk också haft några tankar om det. Han instämmer i att gruvdrift och en exportekonomi inte skulle fungera inom den omedelbara framtiden. Som sådan skulle en marsekonomi till stor del baseras på köp av fastigheter.

Nyckeln till detta är att göra att flytta till Mars attraktivt. Som Musk sa under sitt berömda tal, "Making Humans a Multi-Planetary Species", som han höll vid Internationella astronautiska kongressen 2016

"Om vi ​​kan få kostnaden för att flytta till Mars till kostnaden för ett medianhuspris i USA, som är cirka 200 000 dollar, tror jag att sannolikheten för att skapa en självförsörjande civilisation är mycket hög ... Nästan vem som helst, om de sparade upp och det var deras mål, de kunde i slutändan spara tillräckligt med pengar och köpa en biljett och flytta till Mars - och Mars skulle ha brist på arbetskraft under lång tid så att jobb inte skulle vara bristfälligt. "

Dessa känslor upprepar vad den berömda flygteknikern och författaren Robert Zubrin hade att säga om att bygga en mars ekonomi. Som han sammanfattade i en studie om ämnet skulle alltmer billiga lanseringstjänster möjliggöra utvandring till Mars när en självförsörjande koloni har upprättats.

"Deras motiv för att göra det kommer på många sätt att parallellt med de historiska motiven för européer och andra att komma till Amerika, inklusive högre lönesatser i en arbetskortsekonomi, fly från tradition och förtryck, samt friheten att utöva sin strävan att skapa i en outtömd och odefinierad värld. Under sådana stora invandringsvillkor kommer försäljning av fastigheter att ge en betydande inkomstkälla till planetens ekonomi. "

En annan aspekt av en mars ekonomi, enligt Zubin, skulle komma ner till innovation och idéer. I grund och botten skulle utmaningen att leva på Mars, i kombination med möjligheten att göra en marskoloni till "en tryckkokare för uppfinningen".

Licenserna för dessa uppfinningar skulle ge en stadig inkomstkälla för bosättningar från Mars (vilket möjliggör att ytterligare bosättningar byggs) och bidra till högre levnadsstandard både på jorden och på Mars.

Glöm kolonimodellen!

Då är tanken på en mars ekonomi kanske en rund pinne som vi försöker tvinga in i ett fyrkantigt hål. I stället för att försöka bygga en ekonomi kring skörden och exportera resurser, borde vi kanske leta efter att bygga en ekonomi "från grunden".

Det är tanken som föreslogs i en studie från 2018 av Matthew Weinzierl, professor vid Harvard Business School. Med titeln "Space, the Final Economic Frontier" tog Weinzierl upp ökningen av den kommersiella rymdindustrin (aka New Space) och processen för decentralisering i sin kärna.

När processen med att bygga infrastrukturen som säkerställer överlevnaden är klar skulle kolonisterna kunna bygga en lokal ekonomi och politiska / sociala system från grunden. Som Weinzierl argumenterar:

"Om sådana rumsekonomiska visioner till och med delvis förverkligas kommer konsekvenserna för samhället - och ekonomer - att vara enorma. Det kommer trots allt att vara vår bästa chans i mänsklig historia att skapa och studera ekonomiska samhällen från ett (nästan) tomt skiffer. Även om ekonomer borde behandla utsikterna till en utvecklad rymdekonomi med sund skepsis, skulle det vara oansvarigt att behandla det som science fiction. "

Sålänge

Ack, det finns fortfarande mycket att göra innan en självförsörjande marskoloni kan byggas och en livskraftig ekonomi byggs upp runt den. Som redan nämnts måste den stora kostnaden för att skicka uppdrag till och från Mars minskas avsevärt.

Och även om återanvändbara raketer är en bra start, finns det också frågan om att skapa infrastruktur mellan jorden och Mars som kommer att göra tur och retur billigare. För detta kommer inget mindre än livsmiljöer som kretsar kring månen och Mars (liksom tankstationer på båda) att göra.

En fungerande flotta av återanvändbara rymdfarkoster som Elon Musk's Rymdskepp eller NASA: s planerade-Deep Space Transport är också nödvändigt. Med tanke på tid och ett kostnadseffektivt sätt att få människor till och från Mars kan en koloni växa upp över tiden.

Om vi ​​antar att denna koloni trivs och dess folk kan extrahera en betydande mängd "rött guld" från den röda planeten, kan export kanske börja. Detta skulle i sin tur sannolikt leda till utvecklingen av en verklig interplanetär ekonomi och slutet på bristen som vi känner den!

  • SpaceX - Making Life Multiplanetary
  • Forbes - Finns det en förmögenhet att tjäna på Mars?
  • Marketplace - Ekonomin med att kolonisera Mars
  • Utforska Mars - The Humans to Mars Report 2019
  • Reuters - Mars visar människan den sista gränsen för cirkulär ekonomi
  • ESA - Utmaningar för framtida stadsbyggnader på Månen och Mars
  • Harvard - Space, the Final Economic Frontier - Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars - En ekonomisk modell för en marskoloni med tusen människor
  • Lockheed Martin Astronautics - "The Economic Viability of Mars Colonization" - Robert Zubrin
  • "Red Gold-Praktiska metoder för ädelmetallundersökning, gruvdrift och raffinering utomhus på Mars." - Gary Stewart (2019)


Titta på videon: MAGA YMCA parody (November 2022).