소행성의 식민지화

Colonization of the asteroids

소행성대에 있는 소행성들을 포함한 소행성들은 인류의 식민지의 가능한 장소로 제시되어 왔다.[1]이러한 소행성 식민지화 노력의 원동력으로는 소행성 채굴과 관련된 경제적 인센티브뿐만 아니라 인류의 생존이 있다.소행성을 식민지화하는 과정은 이동 거리, 중력 부족, 온도, 방사선, 심리적인 문제 등 인간의 거주지를 위해 극복해야 할 많은 장애물을 가지고 있다.

추진력

인류의 생존

주요기사 : 공간과 생존

소행성을 식민지화하는 것에 대한 주된 주장 중 하나는 인류의 장기적인 생존을 보장하는 것이다.핵 대학살과 그에 따른 핵 겨울, 또는 슈퍼볼카노 폭발과 같은 지구상의 존재론적 위협이 있을 경우, 소행성의 식민지는 인류가 계속 살 수 있도록 할 것이다.[2]2006년 미 항공우주국(NASA) 관리자인 마이클 그리핀은 우주 식민지화의 중요성을 다음과 같이 말했다.

"…목표는 과학탐구만이 아니다…그것은 또한 인간의 서식지를 지구에서 태양계로 확장하는 것과 관련이 있다. 우리가 시간을 두고 앞으로 나아갈 때...장기적으로 볼 때 하나의 행성 종은 살아남지 못할 것이다...우리 인간이 수십만 년, 수백만 년 동안 살아남으려면 궁극적으로 다른 행성을 채워야 한다."[3]

식민지화를 위한 또 다른 논쟁은 소행성 채굴로 인한 잠재적인 경제적 이득이다.소행성에는 희귀 광물과 귀금속을 포함한 상당량의 귀중한 물질이 들어 있는데, 이 물질은 채굴되어 지구로 다시 운반되어 팔릴 수 있다.세계가 10만 년 동안 생산한 철만큼의 철을 가지고 있는 16 프시케는 금속 철과 니켈로 약 10조 달러의 가치가 있는 소행성 중 하나이다.[4]NASA는 소행성 띠 내에 지름 1km 이상의 소행성과 수백만 개의 더 작은 소행성이 있을 것으로 추정하고 있다.이 소행성의 약 8%는 16개의 프시케와 유사하다.[5][6]한 회사인 플래니터리 리소스는 이미 이 기술을 소행성 채굴에 사용한다는 목표를 가지고 기술 개발을 목표로 하고 있다.행성자원부는 약 30미터 길이의 소행성들이 25억에서 500억 달러 상당의 백금을 함유하고 있을 것으로 추정하고 있다.[7]

교통

소행성 띠로의 교통의 주요 난제는 지구로부터의 거리, 2억 4,043만 마일 (3억2,899만 km)이다.[8]지구에서 5760만 km(3,580만 마일) 떨어진 화성에 인간을 보내는 것도 이와 비슷한 도전이다.[9]화성 탐사는 화성 탐사선 임무에 근거하여 253일이 걸렸다.[9]러시아, 중국, 유럽우주국은 2007년에서 2011년 사이에 승무원 우주 비행의 물리적, 심리적 한계를 측정하기 위해 MAS-500이라고 불리는 실험을 했다.[10]이 실험은 18개월의 고독이 승무원 우주 임무의 한계라는 결론을 내렸다.[10]현재의 기술로는 소행성대로의 여정이 18개월 이상 더 길어질 것이며, 이는 승무원이 임무를 수행하는 것이 현재의 기술 능력을 넘어설 수 있음을 시사한다.[8]

착륙

우주선이 방문한 소행성 목록

소행성은 큰 중력을 생산할 만큼 크지 않아 우주선 착륙이 어렵다.[1]인간은 아직 소행성대에 있는 소행성에 우주선을 착륙시키지 못했지만, 몇 개의 소행성에 임시로 착륙시켰는데, 그 중 첫 번째 소행성은 2001년 아모르 그룹 출신의 NEA인 433_에로스였으며, 최근에는 아폴로 그룹의 또 다른 NEA인 162173 류구였다.[11]이는 일본 우주국이 수행한 하야부사2호 임무의 일부였다.[12]이 착륙은 추진용 태양 이온 추진기 4대와 반응 바퀴 4개를 이용해 가능했다.[12]이 기술은 류구에 착륙하도록 안내한 우주선의 방향제어와 궤도제어가 가능하도록 했다.[12]이 기술들은 소행성대에 성공적으로 유사한 착륙을 완료하기 위해 적용될 수 있다.

인간 거주에 대한 도전

중력

중력의 부족은 인간 생물학에 많은 악영향을 미친다.중력장의 전환은 공간적 방향, 조정, 균형, 운동, 멀미 유도에 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 가지고 있다.[13]소행성은, 인공 중력이 없는 것으로, 지구에 비해 상대적으로 중력이 적다.[14]인체에 중력이 작용하지 않으면 뼈는 미네랄을 잃고 골밀도는 매월 1%씩 감소한다.이에 비해 노인들의 뼈 손실률은 연간 1-1.5% 수준이다.[13]우주에서 뼈로부터 칼슘을 배설하는 것은 또한 낮은 중력에 있는 사람들을 신장결석의 위험성을 더 높게 만든다.[13]또한, 중력이 부족하면 체내의 액체가 머리 쪽으로 이동하게 되고, 머리의 압력과 시력 문제를 일으킬 수 있다.[13]

전반적인 신체 건강도 감소하는 경향이 있고, 적절한 영양 섭취가 훨씬 더 중요해진다.중력이 없으면 근육이 덜 결속되고 전체적인 움직임이 쉬워진다.[13]의도적인 훈련이 없다면 근육량, 심혈관 조절, 지구력이 감소할 것이다.[13]

인공중력

인공 중력은 무중력이 인체에 미치는 부작용에 대한 해결책을 제공한다.비엔나 대학의 연구원들이 행한 연구에서 조사한 소행성에 인공 중력을 구현하기 위한 한 가지 명제는 천체를 공동화시키고 회전시키는 것을 포함한다.식민지 개척자들은 소행성 내에 살게 되고, 원심력은 지구의 중력을 시뮬레이션하게 된다.연구진은 소행성이 충분히 강할지는 알 수 없지만, 필요한 회전율을 유지할 수 있을지는 알 수 없지만, 소행성의 치수와 구성이 허용 가능한 수준 이내라면 이런 프로젝트를 배제할 수 없다는 사실을 발견했다.[15]

현재 우주 비행이나 식민지 개척 노력에 인공 중력을 실용적으로 대규모로 적용하는 것은 규모와 비용 문제로 인해 전무하다.[16]그러나, 다양한 연구소와 단체들은 장기간의 우주 비행과 우주 식민지화와 같은 미래 임무의 실현 가능성을 판단하기 위해 인간의 원심분리기들을 이용하여 장기간의 지속적이거나 간헐적인 인공 중력이 신체에 미치는 영향을 연구하기 위해 여러 가지 실험을 해왔다.[17]콜로라도 보울더 대학의 연구팀은 그들이 인간 원심분리기에서 분당 약 17바퀴를 돌 때, 대부분의 작은 규모의 인공 중력 적용 실험을 괴롭히는 멀미 없이 모든 연구 참가자들을 편안하게 느끼게 할 수 있다는 것을 발견했다.[18]이는 대형 구조물에 비해 현저하게 절감된 비용을 고려할 때 더 실현 가능한 대안적 방법을 제공한다.

온도

대부분의 소행성들은 화성과 목성 사이의 소행성대에 위치해 있다.이곳은 영하 73도에서 영하 103도의 추운 지역이다.[19]인간의 삶은 온기를 위해 일관된 에너지원을 필요로 할 것이다.

방사선

우주에서 우주선과 태양 플레어는 치명적인 방사선 환경을 만들어낸다.[20]우주 방사선은 심장병, 암, 중추신경계 장애, 급성 방사선 증후군의 위험을 증가시킬 가능성이 있다.[21]지구에서 우리는 자기장과 대기로 보호받고 있지만, 소행성들은 이 방어가 부족하다.[1]

이 방사선을 방어할 수 있는 한 가지 가능성은 소행성 내부에 사는 것이다.소행성 내부 100m 깊이까지 파고들면 방사선으로부터 충분히 보호받을 수 있을 것으로 추정된다.[20][1]그러나 소행성의 구성은 이 해결책에 문제를 일으킨다.많은 소행성들은 구조적인 무결성이 거의 없는 느슨하게 구성된 돌무더기들이다.[1]

심리학

우주 여행은 뇌 구조, 신경 연결성, 행동의 변화 등 인간의 심리에 큰 영향을 미친다.[21]

우주 방사선은 뇌에 영향을 주는 능력을 가지고 있으며, 쥐와 쥐를 대상으로 광범위하게 연구되어 왔다.[21][22]이 연구들은 동물들이 공간 기억력, 신경 상호 연결성, 기억력의 감소로 고통 받는다는 것을 보여준다.[21][22]게다가, 그 동물들은 불안과 두려움이 증가했다.[21]

공간의 고립과 환경에서의 수면의 어려움도 심리적인 영향에 기여한다.지구상의 사람들과 대화하는 것의 어려움은 외로움, 불안, 우울증에 기여할 수 있다.[22]러시아의 한 연구는 연장된 우주 여행의 심리적 영향을 시뮬레이션했다.다양한 나라의 건강한 남성 6명이 2010-11년 520일 동안 밀폐된 모듈 안에서 살았다.[22]조사의 구성원들은 적당한 우울증, 비정상적인 수면 주기, 불면증, 체력 소진 등의 증상을 보고했다.[22]

게다가, NASA는 세계 규모의 임무가 정신적 문제로 인해 종료되거나 중단되었다고 보고한다.[23]이러한 문제들 중 일부는 공통된 정신적 망상, 우울증, 그리고 실패한 실험으로 괴로워하는 것을 포함한다.[23]

하지만, 많은 우주 비행사들에게, 우주 여행은 실제로 긍정적인 정신적 영향을 미칠 수 있다.많은 우주비행사들은 행성, 목적, 영성에 대한 감상이 증가하고 있다고 보고한다.[24]이것은 주로 우주에서 지구를 바라본 데서 비롯된다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e Allison, Peter Ray. "How we could survive on an asteroid". bbc.com. Retrieved November 8, 2019.
  2. ^ Kaku, Michio (2018). The future of humanity : terraforming Mars, interstellar travel, immortality, and our destiny beyond Earth (First ed.). New York. ISBN 9780385542760. OCLC 1013774445.
  3. ^ "NASA's Griffin: 'Humans Will Colonize the Solar System'". September 25, 2005. ISSN 0190-8286. Retrieved November 8, 2019.
  4. ^ Parnell, Brid-Aine. "NASA Will Reach Unique Metal Asteroid Worth $10,000 Quadrillion Four Years Early". Forbes. Retrieved November 9, 2019.
  5. ^ "What are asteroids?". phys.org. Retrieved November 9, 2019.
  6. ^ "In Depth Asteroids". NASA Solar System Exploration. Retrieved November 9, 2019.
  7. ^ "Tech billionaires bankroll gold rush to mine asteroids". Reuters. April 24, 2012. Retrieved November 9, 2019.
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  15. ^ Maindl, Thomas I.; Miksch, Roman; Loibnegger, Birgit (2019). "Stability of a Rotating Asteroid Housing a Space Station". Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 6: 37. arXiv:1812.10436. Bibcode:2019FrASS...6...37M. doi:10.3389/fspas.2019.00037. ISSN 2296-987X.
  16. ^ Feltman, Rachel (May 3, 2013). "Why Don't We Have Artificial Gravity?". Popular Mechanics. Retrieved November 8, 2019.
  17. ^ Clément, Gilles (November 24, 2017). "International roadmap for artificial gravity research". NPJ Microgravity. 3 (1): 29. doi:10.1038/s41526-017-0034-8. ISSN 2373-8065. PMC 5701204. PMID 29184903.
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  23. ^ a b Morris, Nathaniel P. "Mental Health in Outer Space". Scientific American Blog Network. Retrieved November 8, 2019.
  24. ^ Goldhill, Olivia. "Astronauts report an "overview effect" from the awe of space travel—and you can replicate it here on Earth". Quartz. Retrieved November 8, 2019.