Terraformacion
La Terraformación puede ser entendida como una serie de procesos orientados a la intervención de un planeta, Satélite natural u otro cuerpo celeste para recrear en éste las condiciones óptimas para la vida terrestre, a saber, una atmósfera y temperatura adecuadas, y la presencia de agua líquida.
Marte es considerado por muchos como el más probable candidato a la terraformación. Muchos estudios se han centrado en la posibilidad de calentar el planeta y alterar su atmósfera. La NASA incluso ha organizado debates sobre el tema. Sin embargo en la actualidad existen cantidad de obstáculos que salvar antes de poder intentar terraformar Marte o cualquier otro mundo. La gran escala de tiempo y lo práctico de la terraformación es un tema de debate. Otras cuestiones sin respuesta son las relativas a la ética, logística, economía, política y metodología para alterar un mundo extraterrestre.
Un requisito importante para la vida es la fuente de energía, pero la noción de un planeta habitable implica que otros muchos criterios geofísicos, geoquímicos, y astrofísicos deban cumplirse antes en la superficie de un cuerpo astronómico capaz de soportar vida. Una vez que las condiciones sean más favorables para la vida, podría comenzar la importación de vida microbiana. Con condiciones aproximadas a las de la Tierra, la vida vegetal también podría ser trasladada. Esto aceleraría la producción de oxigeno, que en teoría otorgaría al planeta las condiciones necesarias para soportar la vida humana y animal.
Marte
Recreación de Marte Terraformado
La terraformación de Marte es un proceso hipotético con el cual el clima, la superficie y las cualidades conocidas del planeta Marte, podrían ser deliberadamente acondicionadas con el objetivo de hacerlo habitable por seres humanos y otro tipo de vida terrestre. Asimismo esto daría las condiciones de seguridad y sostenibilidad a una posible colonia humana en grandes porciones del planeta.
Basado en las experiencias que se han observado en la Tierra, se cree que el entorno puede ser modificado deliberadamente sin embargo la factibilidad de crear una biosfera en otro medio planetario aun es incierta.
En un futuro no muy lejano, el crecimiento de la población y la necesidad de recursos naturales posiblemente creará en los humanos presión para plantearse la colonización de nuevos hábitats, como la superficie de los océanos de la Tierra, las profundidades marinas, el espacio orbital terrestre próximo al planeta, la luna y los planetas cercanos, así como crear minas en el sistema solar para poder extraer energía y materiales. Mediante la terraformación, los humanos podría convertir el planeta Marte en habitable mucho antes de que se tuviera necesidad extrema. Marte esta en la zona habitable dándole a la humanidad algunos miles de años adicionales para poder desarrollar una tecnología espacial superior y poderse asentar en los bordes del sistema solar.
Marte, de por sí, ya contiene muchos de los minerales que podrían teóricamente utilizarse para la terraformación. Adicionalmente, las investigaciones recientes han descubierto grandes cantidades de hielo en forma de permafrost justo por debajo de la superficie marciana hasta la latitud 60, además de en la superficie de los polos, donde está mezclado con hielo seco y CO2 congelado. También se han creado hipótesis de que hay grandes cantidades de hielo en las capas inferiores de su superficie. Al llegar el verano marciano el dióxido de carbono (CO2) congelado de los polos regresa a la atmósfera, y la pequeña cantidad de agua residual es barrida de allí por vientos que se acercan a los 250 mph (402,336 km/h). Este suceso estacional transporta grandes cantidades de polvo y vapor de agua a la atmósfera, dando lugar a nubes tipo cirro muy semejantes a las terrestres.
El oxígeno sólo está presente en la atmósfera en cantidades mínimas, pero se encuentra presente en grandes cantidades en óxidos metálicos en la superficie marciana. También hay algo de oxígeno presente en el suelo en la forma de nitratos. El análisis de las muestras de suelo obtenidas por el Phoenix Lander nos indicaba la presencia de perclorato, que se utiliza para liberar el oxigeno en los generadores de oxígeno químicos. Adicionalmente, la electrólisis se podría emplear para separar el agua del planeta en oxígeno e hidrógeno si existiese la electricidad suficiente. Hay quien sugiere que Marte tuvo una vez un medio ambiente relativamente similar al de la Tierra durante un estadio anterior de su desarrollo. Esta similitud nos la da el grosor de la atmósfera marciana, así como la presencia evidente de agua en estado líquido en el planeta en algún momento de su pasado. La atmósfera, tras millones de años, ha disminuido debido al escape de gases al espacio, aunque también se ha condensado parcialmente en forma sólida. Aunque parece que el agua existió en la superficie marciana, ahora sólo hay en los polos y justo debajo de la superficie del planeta en forma de permafrost. Los mecanismos exactos que llevaron a las condiciones atmosféricas actuales de Marte no se conocen del todo, aunque se han baraja varios hipótesis. Una de ellas es que la gravedad actual de Marte indica que los gases ligeros de las capas altas de la atmósfera podrían haber contribuido a la disminución de la misma, debido al exceso de átomos que se escaparon al espacio. La falta evidente de placas tectónicas es otro factor bastante plausible, ya que una falta de actividad tectónica, en teoría, haría que el reciclaje de los gases atrapados en los sedimentos del suelo revirtiéndolos a la atmósfera fuese mucho más lento. La falta de un campo magnético y actividad geológica podría ser la causa del menor tamaño del planeta, lo cual hace que el interior se haya enfriado mucho más rápidamente que el de la Tierra, aunque todos los detalles de este proceso aún nos sean desconocidos. No obstante, se cree que ninguno de estos procesos tengan un impacto significativo en el tiempo de vida típico de la mayoría de las especies, o incluso en la de la civilización humana, pudiendo contrarrestar la lenta pérdida de la atmósfera mediante mecanismos artificiales de bajo mantenimiento
La terraformación de Marte implicaría dos cambios entrelazados: creación de una atmósfera y mantener el planeta cálido. La atmósfera marciana es relativamente delgada, lo que hace que la presión en la superficie sea muy baja (0.6 kPa), comparados con la de la Tierra (101.3 kPa). La atmósfera de Marte consiste de un 95% de dióxido de carbono (CO2), 3% de nitrógeno, 1.6% de argón, y sólo contiene pequeñas cantidades de oxígeno, agua, y metano. Debido a que su atmósfera está formada principalmente de CO2, un conocido gas que produce el efecto invernadero, una vez el planeta comenzara a calentarse y a derretirse las reservas de los polos, una cantidad mayor de CO2 entraría en la atmósfera haciendo que este efecto invernadero aumentase. Cada uno de los dos procesos favorecería al otro, ayudando, de esta manera, a la terraformación. No obstante, se necesitarían aplicar ciertas técnicas de una manera controlada y a gran escala durante un tiempo lo suficientemente largo para conseguir cambios sostenibles y lograr convertir esta teoría en realidad.La manera más importante para poder crear una atmósfera en Marte es mediante la importación de agua. Obteniéndola del hielo de los asteroides, o del de las lunas de Júpiter o las de Saturno. Añadir agua y calor al medio ambiente marciano es un punto vital para hacer que este planeta frío y seco sea apropiado para sostener vida.
Venus
Recreación de Venus Terraformado
La terraformación de Venus requiere dos cambios importantes; eliminar la mayoría del dióxido de carbono de la atmósfera del planeta que alcanza a constituir el 96% de su atmósfera y a su vez reducir la presión del planeta de unos 9 MPa ya que esto lo vuelve inhabitable y reducir la temperatura de la superficie que es de 737 K (unos 464 °C). Ambas metas están profundamente interrelacionadas, ya que la temperatura extrema de Venus es debida al efecto invernadero causado por una atmósfera tan densa.
El enfriamiento podría ser mantenido colocando reflectores en la atmósfera o en la superficie. Globos reflectores flotando en la alta atmósfera podrían generar sombra. El número y tamaño de los globos necesariamente sería grande. Aumentar el albedo del planeta distribuyendo materiales reflectivos o de color claro en la superficie podría ayudar a mantener la atmósfera fría. La cantidad sería grande y tendrían que colocarse una vez que la temperatura ya hubiese descendido algo. La ventaja de las soluciones de enfriamiento en la atmósfera y superficie es que aprovechan la tecnología existente.
La eliminación de parte de la atmósfera de Venus podría intentarse por diversos métodos, posiblemente en combinación. La eliminación directa de gas atmosférico de Venus al espacio probablemente sería muy difícil. Venus tiene una velocidad de escape suficientemente alta como para hacer impráctico el expulsarla mediante impactos de asteroides. Pollack y Sagan calcularon en 1993 que un impactador de 700 km de diámetro golpeando Venus a más de 20 km/s, expulsaría toda la atmósfera sobre el horizonte visto desde el punto de impacto, pero dado que esto es menos de una milésima parte de la atmósfera total y habría cada vez menos atmósfera en sucesivos impactos conforme la densidad fuera decreciendo, harían falta un gran número de estos impactadores gigantes. Objetos menores no funcionarían tan bien, y harían falta incluso más. La violencia del bombardeo bien podría dar como resultado una expulsión significativa de gases de las rocas que reemplazaría la atmósfera expulsada. Y es más, la mayoría de la atmósfera expulsada estaría en una órbita solar cercana a Venus, y eventualmente caería de nuevo sobre él. La eliminación de gas atmosférico de una forma más controlada también sería difícil. La extremadamente lenta velocidad de rotación de Venus significa que sería imposible el construir ascensores espaciales, y la propia atmósfera a eliminar hace inútiles las catapultas electromagnéticas para sacar cargas desde la superficie del planeta. Posibles soluciones incluyen colocar catapultas electromagnéticas en globos de gran altitud, o torres soportadas por globos extendiéndose sobre el grueso de la atmósfera, usando fuentes espaciales, o rotovatores. Tales procesos necesitarían una gran sofisticación y tiempo, y puede que no sean económicamente viables sin el uso de automatización a gran escala.
Otro modo sería convertir la atmósfera de Venus en compuestos sólidos haciéndola reaccionar con elementos añadidos externamente.
Bombardeando Venus con magnesio refinado y calcio metal del planeta Mercurio u otra fuente, podría atraparse el dióxido de carbono en forma de carbonato cálcico y carbonato magnésico.
Bombardeando Venus con hidrógeno, posiblemente obtenido de alguna otra fuente del sistema solar exterior y haciéndolo reaccionar con el dióxido de carbono podría producirse grafito y agua mediante la reacción Bosch. Requeriría alrededor de 4·1019 kg de hidrógeno el convertir completamente la atmósfera venusiana, y el agua resultante cubriría alrededor del 80% de la superficie comparado con el 70% de la Tierra. La cantidad de agua producida sería alrededor del 10% de la existente en la Tierra. Un parasol o algo equivalente sería además necesario, ya que el vapor de agua es en sí mismo un gas de efecto invernadero. Los océanos de Venus incrementarían el albedo del planeta y permitirían que se reflejase una mayor cantidad de la radiación solar hacia el espacio.
Colonización de Mercurio
Mercurio fue sugerido como un posible blanco para la colonización espacial del Sistema Solar interior, junto con Marte, la Luna, y el Cinturón de Asteroides. Estas colonias estarían obligadas a permanecer en las regiones polares debido a las altas temperaturas que registra el planeta durante las horas del día, aunque incursiones en otras partes del planeta serían factibles utilizando equipos apropiados, traspasando el terminador ligeramente cuyas características se aproximarían a las polares o durante la noche.
Como la Luna, Mercurio no tiene una atmósfera significativa, está relativamente cercano al Sol, realiza revoluciones lentas con una pequeña inclinación de su eje. Por esta similitud, varios creen que la colonización de Mercurio podría ser llevada a cabo con la misma tecnología y equipamiento necesarios para la colonización de la Luna. A pesar de su cercanía al Sol, la existencia de depósitos de hielo en las áreas polares de Mercurio es una teoría, lo que los convertiría en la mejor elección para un asentamiento humano. Las áreas polares además no sufrirían la extrema variación de la temperatura entre el día y la noche, a la cual está expuesta el resto de la superficie de Mercurio. Al ser el planeta más cercano al Sol, Mercurio tiene una vasta cantidad de los recursos energéticos del Sol. Su constante solar es de 9.13 kW/m², 6.5 veces la de la Tierra o la Luna. Debido a que la inclinación de su eje de rotación relativo a su órbita es tan baja (aproximadamente 0.01 grados), existe la posibilidad de que existan los denominados picos de luz eterna, similares a aquellos presentes en la Luna. Los puntos altos localizados en los polos del planeta están irradiados continuamente por el Sol. Incluso, aunque no existieran, se podrían construir en torres, o estaciones de recolección situadas alrededor de un polo que podrían ser conectadas en un anillo, asegurando así suministro de energía de modo continuo.
Existen predicciones que indican que el suelo de Mercurio puede contener grandes cantidades de Helio-3, que podrían convertirse en una importante fuente de energía limpia en la Tierra, y conductor de la futura economía del Sistema Solar. También, podría haber minerales disponibles para ser extraídos, tal vez para construir estaciones espaciales en una órbita baja en torno al Sol que servirían como establecimientos para actividades con gran intensidad de energía.
Mercurio es más grande que la Luna (con un diámetro de 4879 km contra 3476 km) y tiene una densidad mayor debido a la gran presencia de hierro. Como resultado, la gravedad en la superficie de Mercurio es de 0.377 g, más del doble que la lunar, de 0.1654 g, y similar a la gravedad en la superficie de Marte. Debido a que hay evidencia de problemas de salud relacionados con la exposición prolongada a la baja gravedad, Mercurio puede ser más atractivo que la Luna para ser habitado a largo plazo.
La falta de una atmósfera importante, proximidad al Sol, un largo día solar (176 días terrestres) conducen a importantes retos para cualquier futuro asentamiento humano. Fuera de la posibilidad de la existencia de hielo en los polos, es poco probable que los elementos necesarios para la vida existan en el planeta. Todos deberían ser importados. La escasa distancia de Mercurio al Sol hace que la atracción ejercida por el Sol sea mayor, requiriendo un mayor cambio de velocidad que el requerido por otros planetas para viajar hacia y desde Mercurio. Orbitas de asistencia gravitatoria usando a Venus se usaron en el pasado para alcanzar Mercurio.
Colonización de Ceres
Ceres ha sido propuesto como uno de los posibles objetivos de colonización humana en el sistema solar interno.
Ceres es un planeta enano que se encuentra en el cinturón de asteroides, compuesto por alrededor de un tercio de la masa de todo el cinturón y es el sexto cuerpo más grande del sistema solar interno tanto en masa como en volumen. Tiene forma esférica, y una superficie gravitatoria al 2'8% que la de la Tierra. Su superficie es aproximadamente de 1'9% a la de la tierra firme de nuestro planeta, equivalente a la región de Argentina. Las observaciones indican que alberga una gran cantidad de agua congelada,alrededor de 1/10 del agua total que hay en los océanos de la Tierra. El flujo de energía solar de 150 W/m2 (en perihelio), que es nueve veces más pequeña que la de nuestro planeta, sigue siendo suficiente como para la instalación de energía solar. Siendo el cuerpo más grande del cinturón de asteroides, Ceres podría convertirse en la base principal y transporte central para el futuro de la infraestructura de la minería de los asteroides permitiendo transportar recurso minerales más lejanos a Marte, la Luna y la Tierra.
Su colonización también se convertiría en un paso en el camino de la colonización de otros cuerpos del sistema solar, tales como los satélites de Júpiter. A causa de su pequeña fuga de velocidad combinada con grandes cantidades de agua congelada, podría servir como una fuente de agua, combustible y oxigeno para abastecer las naves.
Paraterraformación
También conocido como el concepto "casamundo" ("worldhouse" en inglés), la paraterraformación o pseudoterraformación consiste en la construcción de un recinto habitable en un planeta que en último término podría crecer hasta abarcar la mayoría de la superficie útil del mismo. El recinto consistiría de una cubierta transparente mantenida a uno o varios kilómetros sobre la superficie, presurizada con una atmósfera respirable y anclada mediante torres y cables a intervalos adecuados. Una casamundo podría construirse usando tecnología conocida desde los años 1960.
La paraterraformación tiene muchas ventajas sobre la aproximación tradicional a la terraformación. Por ejemplo, proporciona unos beneficios inmediatos a los inversores; la casamundo comienza en una pequeña zona (una ciudad bajo cúpula por ejemplo), pero esas zonas proporcionan espacio habitable desde el primer momento. La paraterraformación también permite una aproximación modular que puede ser ajustada a las necesidades de la población del planeta, creciendo sólo en donde y lo rápidamente que sea necesario. Finalmente, la paraterraformación reduce enormemente la cantidad de atmósfera que sería necesario añadir a planetas como Marte para que tuviera una presión atmosférica similar a la terrestre. De esta forma, usando una cubierta sólida, incluso objetos celestes que en caso contrario serían incapaces de mantener algún tipo de atmósfera (como los asteroides) podrían proporcionar ambientes habitables. El ambiente bajo la cubierta de una casamundo probablemente sería más propicio para la manipulación artificial.
Tiene la desventaja de necesitar un gran esfuerzo de construcción y mantenimiento; el coste que podría ser mejorado hasta cierto punto mediante el uso de mecanismos de producción y reparación automatizados. Una casamundo sería más susceptible a un fallo catastrófico en el caso de una rotura importante de la cubierta, aunque este riesgo probablemente podría ser reducido mediante la compartimentación y otras medidas de seguridad activas. Los impactos de meteoritos son una preocupación importante en ausencia de una atmósfera externa en la cual se puedan quemar antes de alcanzar la superficie.
Las pequeñas casamundos son denominadas a menudo como "cúpulas".