Hvordan koloniserer vi Merkur?

Menneskeheden har længe drømt om at etablere sig på andre verdener, selv før vi begyndte at tage ud i rummet. Vi har talt om at kolonisere Månen, Mars og endda om at etablere os på exoplaneter i fjerne stjernesystemer. Men hvad med de andre planeter i vores egen baghave? Når det drejer sig om solsystemet, er der en masse potentielle ejendomme derude, som vi ikke rigtig overvejer.

Og tænk på Merkur. Selv om de fleste mennesker ikke ville mistænke det, er den planet, der ligger tættest på vores sol, faktisk en potentiel kandidat til bosættelse. Mens den oplever ekstreme temperaturer – den svinger mellem en varme, der øjeblikkeligt kunne koge et menneske, og en kulde, der kunne fryse kødet på få sekunder – har den faktisk potentiale som startkoloni.

Eksempler i fiktion:

Ideen om at kolonisere Merkur er blevet udforsket af science fiction-forfattere i næsten et århundrede. Det har dog først været siden midten af det 20. århundrede, at kolonisering er blevet behandlet på en videnskabelig måde. Nogle af de tidligst kendte eksempler herpå er Leigh Bracketts og Isaac Asimovs noveller i 1940’erne og 50’erne.

I førstnævntes værk er Merkur en tidevandsafhængig planet (hvilket var hvad astronomerne troede på det tidspunkt), der har et “Twilight Belt”, der er kendetegnet ved ekstremer i varme, kulde og solstorme. Nogle af Asimovs tidlige værker omfattede noveller, hvor en tilsvarende tidevandslåst Merkur var rammen, eller hvor karaktererne kom fra en koloni på planeten.

Deriblandt “Runaround” (skrevet i 1942 og senere inkluderet i I, Robot), som handler om en robot, der er specielt designet til at klare den intense stråling på Merkur. I Asimovs mordmysteriehistorie “The Dying Night” (1956) – hvor de tre mistænkte kommer fra Merkur, Månen og Ceres – er forholdene på de enkelte steder afgørende for at finde ud af, hvem morderen er.

I 1946 udgav Ray Bradbury “Frost and Fire”, en novelle, der foregår på en planet, der beskrives som værende ved siden af solen. Forholdene på denne verden hentyder til Merkur, hvor dagene er ekstremt varme, nætterne ekstremt kolde, og hvor menneskene kun lever i otte dage. Arthur C. Clarkes Islands in the Sky (1952) indeholder en beskrivelse af et væsen, der lever på det, som man dengang troede var Merkurs permanent mørke side, og som lejlighedsvis besøger skumringsområdet.

I sin senere roman Rendezvous med Rama (1973) beskriver Clarke et koloniseret solsystem, som omfatter Hermianerne, en hærdet gren af menneskeheden, der lever på Merkur og trives ved eksport af metaller og energi. De samme omgivelser og planetariske identiteter bruges i hans roman Imperial Earth fra 1976.

I Kurt Vonneguts roman Sirens of Titan (1959) foregår et afsnit af historien i grotter, der ligger på den mørke side af planeten. Larry Niven driller læseren i sin novelle “The Coldest Place” (1964) ved at præsentere en verden, der siges at være det koldeste sted i solsystemet, for derefter at afsløre, at det er den mørke side af Merkur (og ikke Pluto, som det almindeligvis antages).

Merkur fungerer også som en lokalitet i mange af Kim Stanley Robinsons romaner og noveller. Disse omfatter bl.a. The Memory of Whiteness (1985), Blue Mars (1996) og 2312 (2012), hvor Merkur er hjemsted for en stor by ved navn Terminator. For at undgå den skadelige stråling og varme ruller byen rundt om planetens ækvator på skinner, der holder trit med planetens rotation, så den bliver foran solen.

I 2005 udgav Ben Bova Mercury (en del af hans Grand Tour-serie), der handler om udforskning af Merkur og kolonisering af den med henblik på at udnytte solenergi. Charles Stross’ roman Saturn’s Children fra 2008 indeholder et koncept, der ligner Robinsons 2312, hvor en by kaldet Terminator bevæger sig på skinner gennem overfladen og holder trit med planetens rotation.

Foreslåede metoder:

Der findes en række muligheder for en koloni på Merkur på grund af dens rotation, kredsløb, sammensætning og geologiske historie. For eksempel betyder Merkurs langsomme rotationsperiode, at den ene side af planeten er vendt mod solen i længere perioder – med temperaturer på op til 427 °C (800 °F) – mens den side, der vender væk, oplever ekstrem kulde (-193 °C; -315 °F).

Dertil kommer, at planetens hurtige omløbstid på 88 dage kombineret med dens sideriske rotationsperiode på 58,6 dage betyder, at det tager ca. 176 jorddage for solen at vende tilbage til det samme sted på himlen (dvs. en soldag). Det betyder i bund og grund, at en enkelt dag på Merkur varer lige så længe som to af dens år. Så hvis en by blev placeret på natsiden og havde skinnehjul, så den kunne holde sig i bevægelse for at være foran solen, kunne folk leve uden at frygte at brænde op.

Dertil kommer, at Merkurs meget lave aksiale hældning (0,034°) betyder, at dens polarområder er permanent skyggefulde og kolde nok til at indeholde vandis. I den nordlige region blev der i 2012 observeret en række kratere af NASA’s MESSENGER-sonde, som bekræftede eksistensen af vandis og organiske molekyler. Forskerne mener, at der også kan være is på Merkurs sydlige pol og hævder, at der kan findes anslået 100 milliarder til 1 billion tons vandis ved begge poler, som kan være op til 20 meter tyk nogle steder.

I disse regioner kunne der bygges en koloni ved hjælp af en proces kaldet “paraterraforming” – et begreb, der blev opfundet af den britiske matematiker Richard Taylor i 1992. I en artikel med titlen “Paraterraforming – The Worldhouse Concept” beskrev Taylor, hvordan man kunne placere en tryksat indkapsling over det brugbare område af en planet for at skabe en selvstændig atmosfære. Med tiden kunne økologien inde i denne kuppel ændres for at opfylde menneskets behov.

I Merkurs tilfælde ville dette omfatte pumpning af en atmosfære, der kan indåndes, og derefter smeltning af isen for at skabe vanddamp og naturlig vanding. Til sidst ville området inde i kuplen blive et beboeligt levested, komplet med sit eget vandkredsløb og kulstofkredsløb. Alternativt kunne man fordampe vandet og skabe iltgas ved at udsætte det for solstråling (en proces kendt som fotolyse).

En anden mulighed ville være at bygge under jorden. NASA har i årevis leget med tanken om at bygge kolonier i stabile, underjordiske lava-rør, som man ved, at der findes på Månen. Og de geologiske data, som MESSENGER-sonden fik under de overflyvninger, den foretog mellem 2008 og 2012, førte til spekulationer om, at der måske også findes stabile lavarør på Merkur.

Dette omfatter oplysninger, der blev opnået under sondens overflyvning af Merkur i 2009, som afslørede, at planeten var meget mere geologisk aktiv i fortiden, end man tidligere havde troet. Desuden begyndte MESSENGER at spotte mærkelige schweiziske ostelignende træk på overfladen i 2011. Disse huller, der er kendt som “hulrum”, kunne være et tegn på, at der også findes underjordiske rør på Merkur.

Kolonier, der er bygget inde i stabile lava-rør, ville være naturligt beskyttet mod kosmisk og solstråling og ekstreme temperaturer, og de ville kunne sættes under tryk for at skabe en atmosfære, der kan ånde. Desuden oplever Merkur i denne dybde langt færre temperaturvariationer og ville være varmt nok til at være beboeligt.

Potentielle fordele:

Merkur ligner ved første øjekast Jordens måne, så en bosættelse af den ville være afhængig af mange af de samme strategier for etablering af en månebase. Den har også rigelige mineraler at byde på, hvilket kunne hjælpe med at bevæge menneskeheden i retning af en økonomi efter knaphed. Ligesom Jorden er det en terrestrisk planet, hvilket betyder, at den består af silikatsten og metaller, der er differentieret mellem en jernkerne og en silikatskorpe og -mantel.

Merkur består imidlertid af 70 % metaller, mens Jordens sammensætning er 40 % metal. Desuden har Merkur en særlig stor kerne af jern og nikkel, og som udgør 42% af dens volumen. Til sammenligning udgør Jordens kerne kun 17% af dens volumen. Hvis Merkur blev udvundet, kunne der derfor produceres tilstrækkeligt mange mineraler til at brødføde menneskeheden i al uendelighed.

Denne nærhed til solen betyder også, at den kunne udnytte en enorm mængde energi. Denne energi kunne indsamles af solcelleanlæg i kredsløb, som ville være i stand til konstant at opsamle energi og sende den til overfladen. Denne energi kunne derefter sendes til andre planeter i solsystemet ved hjælp af en række overførselsstationer placeret ved Lagrangepunkter.

Der er også spørgsmålet om Merkurs tyngdekraft, som er 38 procent af Jordens normale tyngdekraft. Det er over det dobbelte af det, som Månen oplever, hvilket betyder, at kolonisterne ville have lettere ved at tilpasse sig til den. Samtidig er den også lav nok til at give fordele med hensyn til eksport af mineraler, da skibe, der afgår fra dens overflade, ville have brug for mindre energi for at opnå flugthastighed.

Sidst er der afstanden til selve Merkur. Med en gennemsnitlig afstand på ca. 93 millioner km (58 millioner mi) ligger Merkur mellem 77,3 millioner km (48 millioner mi) og 222 millioner km (138 millioner mi) væk fra Jorden. Dermed er den meget tættere på end andre mulige ressourcestærke områder som Asteroidebæltet (329 – 478 millioner km væk), Jupiter og dens månesystem (628,7 – 928 millioner km) eller Saturns (1,2 – 1,67 milliarder km).

Merkur opnår også en inferior konjunktion – det punkt, hvor den er tættest på Jorden – hver 116. dag, hvilket er betydeligt kortere end enten Venus’ eller Mars’. Grundlæggende kan missioner, der er bestemt til Merkur, opsendes næsten hvert fjerde år, mens opsendelsesvinduer til Venus og Merkur skal finde sted hvert 1,6 år og hver 26. måned.

Med hensyn til rejsetid er der blevet opsendt flere missioner til Merkur, som kan give os et skøn over, hvor lang tid det kan tage. For eksempel tog det første rumfartøj, der rejste til Merkur, NASA’s Mariner 10-rumfartøj (som blev opsendt i 1973), omkring 147 dage for at nå frem.

For nylig blev NASA’s MESSENGER-rumfartøj opsendt den 3. august 2004 for at studere Merkur i kredsløb og foretog sin første forbiflyvning den 14. januar 2008. Det er i alt 1.260 dage at komme fra Jorden til Merkur. Den forlængede rejsetid skyldtes, at ingeniørerne ønskede at placere sonden i kredsløb om planeten, så den var nødt til at fortsætte med en langsommere hastighed.

Udfordringer:

En koloni på Merkur ville naturligvis stadig være en stor udfordring, både økonomisk og teknologisk set. Omkostningerne ved at etablere en koloni hvor som helst på planeten ville være enorme, og det ville kræve rigelige materialer, der skulle fragtes fra Jorden eller udvindes på stedet. Uanset hvad, ville en sådan operation kræve en stor flåde af rumskibe, der er i stand til at foretage rejsen på en respektabel tid.

En sådan flåde findes endnu ikke, og omkostningerne ved at udvikle den (og den tilhørende infrastruktur til at få alle de nødvendige ressourcer og forsyninger til Merkur) ville være enormt høje. At satse på robotter og in-situ ressourceudnyttelse (ISRU) ville helt sikkert reducere omkostningerne og mindske mængden af materialer, der skulle fragtes. Men disse robotter og deres operationer ville skulle beskyttes mod stråling og soludbrud, indtil de fik arbejdet gjort.

Situationen svarer i bund og grund til at forsøge at etablere et beskyttelsesrum midt i et tordenvejr. Når den er færdig, kan man søge ly. Men i mellemtiden vil du sandsynligvis blive våd og beskidt! Og selv når kolonien først var færdig, ville kolonisterne selv skulle håndtere de evigt tilstedeværende farer ved strålingseksponering, dekompression og ekstreme varme- og kuldeforhold.

Som sådan ville en koloni, hvis den blev etableret på Merkur, være stærkt afhængig af dens teknologi (som skulle være ret avanceret). Indtil kolonien bliver selvforsynende, vil de, der bor der, også være afhængige af forsyningsleverancer, der regelmæssigt skal komme fra Jorden (igen, fragtomkostninger!)

Så snart den nødvendige teknologi er udviklet, og vi kan finde ud af en omkostningseffektiv måde at oprette en eller flere bosættelser og sende skibe til Merkur, kan vi se frem til at have en koloni, der kan forsyne os med ubegrænset energi og mineraler. Og vi ville få en gruppe menneskelige naboer kendt som Hermians!

Som med alt andet vedrørende kolonisering og terraforming, når vi først har fastslået, at det faktisk er muligt, er det eneste tilbageværende spørgsmål “hvor meget er vi villige til at bruge?”.