WIE KOLONISIEREN WIR SATURNMONDE?

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Willkommen zurück zu unserer Serie über die Kolonisierung des Sonnensystems! Heute werfen wir einen Blick auf den größten Saturnmond - Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus und Mimas.

Ab dem 17. Jahrhundert machten Astronomen einige tiefgreifende Entdeckungen rund um den Planeten Saturn, von dem sie glaubten, dass er zu dieser Zeit der am weitesten entfernte Planet des Sonnensystems war. Christiaan Huygens und Giovanni Domenico Cassini waren die ersten, die die größten Saturnmonde entdeckten - Titan, Tethys, Dione, Rhea und Iapetus. Weitere Entdeckungen folgten; und heute umfasst das, was wir als Saturn-System erkannt haben, 62 bestätigte Satelliten.

Was wir über dieses System wissen, ist in den letzten Jahrzehnten dank Missionen wie erheblich gewachsen Voyager und Cassini. Und mit diesem Wissen sind mehrere Vorschläge gekommen, die behaupten, wie Saturnmonde eines Tages kolonisiert werden sollten. Neben dem einzigen Körper außer der Erde, der eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre hat, gibt es in diesem System auch reichlich Ressourcen, die genutzt werden könnten.

Ähnlich wie die Idee, den Mond, den Mars, die Monde des Jupiter und andere Körper im Sonnensystem zu kolonisieren, wurde die Idee, Kolonien auf den Saturnmonden zu errichten, in der Science-Fiction ausführlich untersucht. Gleichzeitig wurden wissenschaftliche Vorschläge gemacht, die betonen, wie Kolonien der Menschheit zugute kommen würden, um Missionen tiefer in den Weltraum zu bringen und ein Zeitalter des Überflusses einzuleiten!

Beispiele in der Fiktion:

Die Kolonisierung des Saturn war über die Jahrzehnte ein wiederkehrendes Thema in der Science-Fiction. Zum Beispiel in Arthur C. Clarkes Roman von 1976 Kaiserliche ErdeTitan ist die Heimat einer menschlichen Kolonie von 250.000 Menschen. Die Kolonie spielt eine wichtige Rolle im Handel, wo Wasserstoff aus der Saturnatmosphäre gewonnen und als Treibstoff für interplanetare Reisen verwendet wird.

In Piers Anthony Bio eines Weltraumtyrannen In der Serie (1983-2001) wurden Saturnmonde in einer Zeit nach der Diaspora von verschiedenen Nationen kolonisiert. In dieser Geschichte wurde Titan von den Japanern kolonisiert, während Saturn von den Russen, Chinesen und anderen ehemaligen asiatischen Nationen kolonisiert wurde.

Im Roman Titan (1997) von Stephen Baxter dreht sich die Handlung um eine NASA-Mission nach Titan, die nach einer Bruchlandung auf der Oberfläche ums Überleben kämpfen muss. In den ersten Kapiteln von Stanislaw Lem Fiasko (1986) wird eine Figur auf der Oberfläche von Titan eingefroren, wo sie mehrere hundert Jahre lang festsitzt.

In Kim Stanley Robinsons Mars Trilogy (1996) wird Stickstoff aus Titan für die Terraforming des Mars verwendet. In seinem Roman 2312 (2012) hat die Menschheit mehrere Saturnmonde kolonisiert, darunter Titan und Iapetus. In der Geschichte wird auch mehrfach auf die „Enceladian Biota“ verwiesen, bei der es sich um mikroskopisch kleine fremde Organismen handelt, die einige Menschen aufgrund ihres angenommenen medizinischen Werts aufnehmen.

Im Rahmen seiner Grand Tour Series, Ben Bovas Romane Saturn (2003) und Titan (2006) befassen sich mit der Kolonisierung des Cronian-Systems. In diesen Geschichten wird Titan von einem künstlich intelligenten Rover erforscht, der auf mysteriöse Weise zu Fehlfunktionen führt, während eine mobile menschliche Weltraumkolonie die Ringe und andere Monde erforscht.

Vorgeschlagene Methoden:

In seinem Buch Raum betreten: Eine Raumfahrt-Zivilisation schaffen (1999) befürwortete Robert Zubrin die Kolonisierung des äußeren Sonnensystems, ein Plan, der die Gewinnung der Atmosphäre der äußeren Planeten und die Errichtung von Kolonien auf ihren Monden beinhaltete. Neben Uranus und Neptun wurde Saturn als eine der größten Quellen für Deuterium und Helium-3 bezeichnet, die die bevorstehende Fusionswirtschaft vorantreiben könnten.

Er identifizierte den Saturn aufgrund seiner relativen Nähe, geringen Strahlung und seines hervorragenden Mondsystems als den wichtigsten und wertvollsten der drei. Zubrin behauptete, Titan sei ein Hauptkandidat für die Kolonisierung, da es der einzige Mond im Sonnensystem ist, der eine dichte Atmosphäre hat und reich an kohlenstoffhaltigen Verbindungen ist.

Am 9. März 2006 fand die Cassini-Raumsonde der NASA mögliche Hinweise auf flüssiges Wasser auf Enceladus, was 2014 von der NASA bestätigt wurde. Nach Angaben der Sonde tritt dieses Wasser aus Jets um den Südpol von Enceladus aus und ist nicht mehr vorhanden als zehn Meter unter der Oberfläche an bestimmten Stellen. Dies würde das Sammeln von Wasser erheblich erleichtern als auf einem Mond wie Europa, wo die Eisdecke mehrere Kilometer dick ist.

Von Cassini erhaltene Daten wiesen auch auf das Vorhandensein flüchtiger und organischer Moleküle hin. Und Enceladus hat auch eine höhere Dichte als viele Saturnmonde, was darauf hinweist, dass es einen größeren durchschnittlichen Silikatkern hat. Alle diese Ressourcen würden sich als sehr nützlich erweisen, um eine Kolonie aufzubauen und grundlegende Operationen durchzuführen.

Im Oktober 2012 stellte Elon Musk sein Konzept für einen Mars Colonial Transporter (MCT) vor, das für sein langfristiges Ziel, den Mars zu kolonisieren, von zentraler Bedeutung war. Zu dieser Zeit gab Musk an, dass der erste unbemannte Flug des Mars-Transportraumfahrzeugs im Jahr 2022 stattfinden würde, gefolgt von der ersten bemannten MCT-Mission, die im Jahr 2024 abfliegt.

Im September 2016 enthüllte Musk während des Internationalen Astronautischen Kongresses 2016 weitere Details seines Plans, darunter den Entwurf eines interplanetaren Transportsystems (ITS) und geschätzte Kosten. Dieses System, das ursprünglich dazu gedacht war, Siedler zum Mars zu transportieren, hatte sich in seiner Rolle entwickelt, Menschen zu weiter entfernten Orten im Sonnensystem zu transportieren - zu denen auch die Jupiter- und Cronian-Monde gehören könnten.

Mögliche Vorteile:

Im Vergleich zu anderen Orten im Sonnensystem - wie dem Jupiter-System - sind die größten Saturnmonde erheblich weniger Strahlung ausgesetzt. Zum Beispiel sind Jupiters Monde Io, Ganymed und Europa intensiver Strahlung des Jupiter-Magnetfelds ausgesetzt - von 3600 bis 8 Rem pro Tag. Diese Expositionsmenge wäre für den Menschen tödlich (oder zumindest sehr gefährlich) und erfordert erhebliche Gegenmaßnahmen.

Im Gegensatz dazu sind die Strahlungsgürtel von Saturn deutlich schwächer als die von Jupiter - mit einer äquatorialen Feldstärke von 0,2 Gauß (20 Mikrotesla) im Vergleich zu 4,28 Gauß von Jupiter (428 Mikrotesla). Dieses Feld erstreckt sich von ungefähr 139.000 km vom Saturnzentrum bis zu einer Entfernung von ungefähr 362.000 km - im Vergleich zu Jupiters Feld, das sich auf eine Entfernung von ungefähr 3 Millionen km erstreckt.

Von den größten Saturnmonden fallen Mimas und Enceladus in diesen Gürtel, während Dione, Rhea, Titan und Iapetus Umlaufbahnen haben, die sie von außerhalb der Strahlungsgürtel des Saturn bis weit darüber hinaus platzieren. Titan umkreist beispielsweise den Saturn in einer durchschnittlichen Entfernung (Semi-Major-Achse) von 1.221.870 km und ist damit sicher außerhalb der Reichweite der energetischen Partikel des Gasriesen. Und seine dichte Atmosphäre kann ausreichen, um die Bewohner vor kosmischen Strahlen zu schützen.

Darüber hinaus könnten gefrorene flüchtige Stoffe und Methan, die aus Saturnmonden gewonnen wurden, verwendet werden, um andere Orte im Sonnensystem zu terraformieren. Im Fall des Mars wurden Stickstoff, Ammoniak und Methan vorgeschlagen, um die Atmosphäre zu verdicken und einen Treibhauseffekt zur Erwärmung des Planeten auszulösen. Dies würde dazu führen, dass Wassereis und gefrorenes CO² an den Polen sublimieren - was zu einem sich selbst tragenden Prozess des ökologischen Wandels führt.

Kolonien auf Saturnmonden könnten auch als Basis für die Ernte von Deuterium und Helium-3 aus der Saturnatmosphäre dienen. Die reichlich vorhandenen Wassereisquellen auf diesen Monden könnten auch zur Herstellung von Raketentreibstoff verwendet werden und somit als Zwischenstopp und Tankstelle dienen. Auf diese Weise könnte eine Kolonisierung des Saturn-Systems die Wirtschaft der Erde befeuern und die Erforschung tiefer in das äußere Sonnensystem erleichtern.

Herausforderungen:

Natürlich gibt es zahlreiche Herausforderungen bei der Kolonisierung der Saturnmonde. Dazu gehören die Entfernung, die erforderlichen Ressourcen und die Infrastruktur sowie die Naturgefahren, mit denen Kolonien auf diesen Monden zu kämpfen hätten. Für den Anfang ist Saturn zwar reich an Ressourcen und näher an der Erde als Uranus oder Neptun, aber immer noch sehr weit.

Im Durchschnitt ist Saturn ungefähr 1.429 Milliarden km von der Erde entfernt. oder ~ 8,5 AE, das entspricht dem 8,5-fachen der durchschnittlichen Entfernung zwischen Erde und Sonne. Um das ins rechte Licht zu rücken, brauchte es die Voyager 1 Sonde ungefähr achtunddreißig Monate, um das Saturn-System von der Erde aus zu erreichen. Für Raumschiffe mit Besatzung, die Kolonisten und die gesamte Ausrüstung tragen, die zur Besiedlung der Oberfläche erforderlich ist, würde es erheblich länger dauern, bis sie dort ankommen.

Um zu vermeiden, dass diese Schiffe zu groß und zu teuer sind, müssten diese Schiffe auf Kryotechnik oder Technologie im Zusammenhang mit dem Winterschlaf angewiesen sein, um Platz bei Lagerung und Unterkunft zu sparen. Während diese Art von Technologie für Missionen mit Besatzung zum Mars untersucht wird, befindet sie sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase.

Alle Schiffe, die an den Kolonisationsbemühungen beteiligt sind oder Ressourcen zum und vom Cronian-System transportieren, müssten über fortschrittliche Antriebssysteme verfügen, um sicherzustellen, dass sie die Fahrten in realistischer Zeit durchführen können. Angesichts der Entfernungen würde dies wahrscheinlich Raketen erfordern, die einen nuklear-thermischen Antrieb verwenden, oder etwas noch Fortgeschritteneres (wie Antimaterie-Raketen).

Und während Ersteres technisch machbar ist, wurden noch keine derartigen Antriebssysteme gebaut. Alles, was weiter fortgeschritten ist, würde viel mehr Jahre Forschung und Entwicklung und einen großen Ressourceneinsatz erfordern. All dies wirft wiederum das entscheidende Problem der Infrastruktur auf.

Grundsätzlich würde jede Flotte, die zwischen Erde und Saturn operiert, ein Netzwerk von Stützpunkten zwischen hier und da benötigen, um sie zu versorgen und zu tanken. Pläne zur Kolonisierung der Saturnmonde müssten also auf die Schaffung dauerhafter Stützpunkte auf dem Mond, dem Mars, dem Asteroidengürtel und höchstwahrscheinlich den Jupiter-Monden warten. Dieser Prozess wäre nach den derzeitigen Standards strafbar teuer und würde (erneut) eine Flotte von Schiffen mit fortschrittlichen Antriebssystemen erfordern.

Und während Strahlung im kronischen System keine große Bedrohung darstellt (im Gegensatz zu Jupiter), waren die Monde im Laufe ihrer Geschichte großen Auswirkungen ausgesetzt. Infolgedessen würden Siedlungen, die auf der Oberfläche errichtet wurden, wahrscheinlich zusätzlichen Schutz im Orbit benötigen, wie eine Reihe von Verteidigungssatelliten, die Kometen und Asteroiden umleiten könnten, bevor sie den Orbit erreichen.

Angesichts seiner reichlich vorhandenen Ressourcen und der Möglichkeiten, tiefer in das Sonnensystem (und vielleicht sogar darüber hinaus) einzudringen, ist Saturn und sein Mondensystem nichts weniger als ein großer Preis. Darüber hinaus ist die Aussicht auf eine Kolonisierung dort viel attraktiver als an anderen Orten, die mit größeren Gefahren verbunden sind (d. H. Jupiters Monde).

Eine solche Anstrengung wäre jedoch entmutigend und würde ein massives Engagement von mehreren Generationen erfordern. Und jede solche Anstrengung müsste höchstwahrscheinlich auf den Bau von Kolonien und / oder Stützpunkten an Orten warten, die näher an der Erde liegen - wie auf dem Mond, dem Mars, dem Asteroidengürtel und um den Jupiter. Aber wir können auf lange Sicht sicherlich Hoffnung machen, nicht wahr?

Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über Kolonialisierung geschrieben. Hier ist, warum wir zuerst den Mond kolonisieren?, Wie kolonisieren wir Merkur?, Wie kolonisieren wir Venus?, Kolonisieren wir Venus mit schwimmenden Städten, werden wir jemals den Mars kolonisieren?, Wie kolonisieren wir Jupiters Monde? Und den endgültigen Leitfaden für Terraforming.

Astronomy Cast hat auch viele interessante Episoden zu diesem Thema. Schauen Sie sich Episode 59: Saturn, Episode 61: Saturnmonde, Episode 95: Menschen zum Mars, Teil 2 - Kolonisten, Episode 115: Der Mond, Teil 3 - Rückkehr zum Mond und Episode 381: Aushöhlen von Asteroiden in Science Fiction an.

Quellen: