books studied projects by space agencies

القمر

يعتبر القمر بفضل قربه المكان الأقرب لاستعمار بشري وذلك حسب المقياس الزمني. ويتمتع أيضاً بسرعة إفلات ضعيفة جداً التي تسمح بتبادل أسهل للمواد مع الأرض أو مع مستعمرات فضائية أخرى، بل أيضاً إنشاء مصعد فضاء قمري على المدى البعيد جداً. واذا كان القمر لديه كميات غير كافية من الهيدروجين والكربون والنيتروجين، فإنه يملك الكثير من الأكسجين والسيليكون والمعادن. كما هو الحال بالنسبة للمريخ، حيث ستُسبب الجاذبية القمرية الضعيفة التي تمثل سدس جاذبية الأرض مشاكل حين العودة للأرض أو على صحة المستعمرين المستقبليين. كالجانب الظاهر يكون في جزء محمي من الرياح الشمسية بواسطة الأرض، يفترض أن يكون ذلك في البحار من الجانب المخفي أن توجد أكبر التجمعات للهيليوم3 على القمر. يُعد هذا النظير نادراً جداً على الأرض، لكن لها قدرة كبيرة فيما يتعلق بالمحروقات في مفاعلات الاندماج النووي، إذاً قد يكون ذلك أداة دفع جديدة.

اتبعت ناسا المشروع الذي أطلقه الرئيس جورج بوش George W. bush فيما يتعلق بمركز قمري متقدم واقع على أحد الأقطاب في عام 2024 · ، وبتمويل مُؤمن حتى هذا التاريخ، ولكن تم إلغاء ذلك بواسطة الرئيس باراك أوباما Barack Obama في شهر فبراير عام 2010 عند طلبه ميزانية عام 2011. ومن المخطط أن يأوي المركز المتقدم 4 رواد فضاء سيتناوبون خلال مدة 6 أشهر وسيستخدمون الموارد المحلية. وكانت وكالة الفضاء تريد <<مد النطاق الاقتصادي الأرضي>>.

تتوقع وكالة الفضاء الأوروبية وجود قاعدة دائمة في عام 2025 والتي قد يبدأ بناؤها في عام 2020. وتتوقع الوكالة الفضائية الفدرالية الروسية وجود قاعدة دائمة على القمر بعد عام 2025 بقليل وبعد إعلان وكالة الاستكشاف الجوي الفضائية اليابانية عن قاعدة مبنية بمساعدة الإنسان الآلي لعام 2025، أرجأت البناء إلى عام 2030. ويتوقع رئيس الهيئة الفضائية إنيرجيا، نيكولاي سيفاستيانوف، إنشاء قاعدة قمرية روسية عام 2015 لاستخراج الهيليوم 3 بطريقة صناعية عام 2020، بالرغم من ذلك إلا أنه سيتطلب مُنشأة منجمية كبيرة جداً. اقترحت الأكاديمية الصينية للعلوم ضمن تقرير إستراتيجية التطوير لأصحاب القرار السياسيين بناء قاعدة على القمر عام 2030. ولدى الصين أيضاً مشاريع لاستثمار الهيليوم 3 القمري.

المريخ

يُعد المريخ والقمر الهدفان المميزان بالنسبة لمشاريع الاستعمار والاستكشاف المستقبلية لوكالات الفضاء مع إرسال بعثات بشرية ابتداءً من سنوات 2020 بواسطة ناسا وقد دُرست مشاريع قاعدة المريخ عدة مرات. وطُورت فكرة بناء قاعدة على المريخ بواسطة رائد مهمات أبولو وعضو مجلس الشيوخ هاريسون شميت Harrison Schmitt ووكالة ناسا منذ نهاية عقد السبعينات مع تاريخ بناء مخطط لما قبل سنوات 2000، مما أثار اهتمام الرئيس جيمي كارتر Jimmy Carter مؤقتاً. وتم التخلي عن المشروع لأسباب سياسية ومُنحت الأولوية للمكوك الفضائي ثم تمت العودة للمشروع واستبعد عدة مرات على مر العقود التالية، حتى تناول المشروع إعادة تأهيل المريخ على المدى البعيد والنظري جداً, مع استخدام موارد محلية لدعم المهمة.

إن مساحة المريخ مساوية لمساحة الأرض القارية وتحتوي على مخازين مياه كبيرة على أقطابها وممكن على الطبقة الجليدية أيضاً, بل حتى على الجزء الذي يتجمد في الشتاء، مما قد يسهل استعماره بحسب ماذكره بعض العلماء المنضمين في مجتمع المريخ. ويحتوي المريخ على ثاني أكسيد الكربون بكثرة في أجوائه والعديد من المعادن الخام كالحديد. ويُعتبر المريخ الهدف الأساسي للاستعمار عن طريق الكائن البشري بالنسبة لمجتمع المريخ، وبإمكان الاستقلالية الاقتصادية الضرورية للاستعمار بحسب رأيهم أن تساهم في جعلها قاعدة انطلاق ممتازة لمنشأة منجمية للكويكبات. إن جاذبية المريخ هي أيضاً علمية، لأن الباحثون يعتقدون أن الحياة خارج الأرض يمكن أن تحدث في زمن من تاريخها كما حدث على الحجر النيزكي المريخي ALH84001 وأنه بإمكان الحياة أن تكون حاضرة دائماً على الكوكب على شكل بقع سوداء وغيرها اكتشفت بالقرب من الأقطاب التي تظهر في كل ربيع، وتلك فرضية مرفوضة من قبل علماء آخرين وناسا.

إلا أن الجو الخفيف جداً في المريخ ودرجات الحرارة المنخفضة والإشعاعات المرتفعة ستتطلب أنظمة دعم للحياة مشابهة لما خصص للفضاء مع أفضلية القدرة على استخدام الموارد المحلية للتطوير. إضافة إلى ذلك، تعد آثار الجاذبية المريخية الضعيفة على المدى البعيد التي تمثل ثلث الجاذبية الأرضية غير معروفة وربما تجعل العودة إلى الأرض مستحيلة للبشر المولودين على المريخ أو الذين مكثوا مدة طويلة عليه كما هو الحال في انعدام الجاذبية.

قمري أوروبا وكاليستو وأقمار أخرى لكوكب المشتري

يعد أوروبا وكاليستو وغانيميد أكبر ثلاثة أقمار تابعة لكوكب المشتري. وهم مكسيِّون بالجليد ويعتبرون هدفاً لمهمات مأهولة لناسا على المدى البعيد جداً.

تم تحديد كاليستو مبدئياً كقاعدة متقدمة حول المشتري في السنوات 2045 وذلك بدراسة قامت بها ناسا عام 2003 من ناحية ضعف تعرضه لإشعاعات المشتري. وقد تمكِّن القاعدة المأهولة بالبشر وأيضاً بالإنسان الآلي من استكشاف هذا القمر وإنتاج المحروقات من أجل العودة إلى الأرض ولكن أيضاً من أجل المهمات المتجهة إلى أقمار المشتري الأخرى ومنها قمر أوروبا الذي ربما يمتلك مثل كاليستو محيطات تحت طبقة جليده وربما الحياة أيضاً.

تم دراسة استعمار قمر أوروبا عن طريق مشروع أرتيميس Artemis، وقد أنشئت شركة خاصة لاستعمار القمر بطريقة قابلة للحياة اقتصادياً. وقد تكون المستعمرة واقعة تحت الطبقة الجليدية بستة امتار على الأقل لتتحمل المستويات الكثيفة للإشعاعات. حيث يعتمد المشروع على تقدم مستقبلي للتقنيات من أجل النجاح ولكن استقبلته ناسا بريبة.

مركبات فضائية

بحسب الدراسات النظرية التي حققها جيرارد أونيل Gerard K. O"Neill وناسا في أعوام 1975 – 1977، بإمكان مركبات فضائية واقعة في الفضاء تدعى مستعمرات فضائية أو مستعمرات مدارية أو محطات فضائية أن تفيد يوماً ما في استقبال البشر بشكل دائم. ستكون مدناً حقيقية أو عوالم مستقلة بأحجام مختلفة من بضع آلاف إلى ملايين الأفراد. وتعتبر هذه المركبات الفضائية بالنسبة لأونيل الطريقة الأفضل لاستعمار الفضاء، وقابلة للحياة أكثر من استعمار الكواكب. إن السيئة الوحيدة للمستعمرات الواقعة في الفضاء هي نقص المواد الأولية التي يجب أن تُستورد من كواكب أخرى أو كويكبات، وما يميزها هو غياب الجاذبية لتكاليف نقل أقل بكثير. ويمكن أن تكون المركبات الفضائية واقعة في مدار أرضي أو على نقاط لاغرانج لتكون قريبة من الأرض.

بالمقارنة مع مواقع أخرى، يمتلك المدار الأرضي مميزات عديدة وعيب وحيد. حيث يمكن بلوغ المدارات الأرضية في بضع ساعات في حين أنه يتوجب أيام للذهاب إلى القمر وشهور للوصول إلى المريخ. ويجعل انعدام الجاذبية بناء المستعمرات أكثر سهولة نسبياً، وبرهن رواد الفضاء ذلك بنقل أقمار تزن أطنان باليد. إذاً يتم التحكم بالجاذبية المستعارة على أي مستوى بحسب دوران المستعمرة. إضافة إلى مناطق السكن يمكن أن تكون 1 g. لا تعرف حتى الآن ماهي الجاذبية الدنيا للبقاء على صحة جيدة ولكن 1 g ستمكِّن بالتأكيد من نمو أفضل لأطفال المستعمرين.

هناك إمكانية أخرى للمواقع هي نقاط لاغرانج الخمسة الأرضية - القمرية. وبالطبع يتوجب بضع الأيام للوصول إليها بوسائل الدفع الحالية، وتستفيد من منفذ للطاقة الشمسية مستمر باستثناء حالات الكسوف النادرة. حيث أنه لن يحدث لنقاط لاغرانج الخمسة الأرضية – الشمسية كسوف ولكن فقط النقطة الأولى L1 والثانية L2 قابلتان لحدوث الكسوف لساعات قليلة، وتتطلب الأخرى ات شهوراً ولكن البعض منها مع ذلك قد يكون أكثر استقراراً مثل النقطة الرابعة L4 أوالخامسة L5. إلا أن ميل نقاط لاغرانج إلى جمع الغبار والحطام مثل غيوم كورديليوسكي Kordylewski وتتطلب إلى تدابير استقرارية، ذلك من شأنه أن يجعلها أقل ملائمة لبناء المستعمرات من المتوقعة بشكل أولي.

لم يتم تطوير مفهوم المواطن الفضائية العملاقة ابداً عن طريق ناسا ولم يتجاوز الدراسة النظرية ابداً، وباعتبار الحاجة إلى إرسال مليون طن في مدار حول الأرض خلال 6 أو 10 سنوات أمراً مستحيلاً دون وسيلة نقل قليلة التكلفة تصل إلى 55 دولار للكيلوجرام كما نصت عليه الدراسة آنذاك مع تطويرات في المكوك الفضائي لصاروخ ساتورن 5. ومع ذلك فقد أخذت الدراسة بعين الاعتبار جميع الثوابت الملائمة، بما في ذلك تمهيدات كالتأثير على طبقة الأوزون بأكثر من 2000 إطلاق ضروري.