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화성에서 녹색 만들기 : 화성에서 경제를 구축하려면 어떻게해야합니까?

화성에서 녹색 만들기 : 화성에서 경제를 구축하려면 어떻게해야합니까?


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앞으로 수십 년 동안 우주 기관과 민간 벤처 기업은 인간을 화성으로 보내기 시작하기를 원합니다. 이들 단체 중 일부는 그곳에 최초의 인간 정착지 설립을 적극적으로 계획하고 있습니다.

이 모든 계획을 통해 화성을 식민지화하려는 아이디어가 공상 과학의 영역에서 진정한 가능성의 영역으로 이동하고 있다고 말할 수 있습니다. 그러나 이것은 또한 일반적인 기술적 장애물과 비용 평가를 훨씬 뛰어 넘는 모든 종류의 문제를 야기합니다.

인간이 장기적으로 화성에서 생존 할 수 있는지에 대한 유효한 질문도 있습니다. 그리고 인간이 어떻게 화성의 환경을 변화시킬 수 있는지에 관한 윤리적 질문이 있습니다. 본격적인 테라포밍뿐만 아니라 화성의 풍경에 대한 모든 변경을 통해 말입니다.

이 모든 것을 고려할 때, 화성의 식민지가 장기적으로 경제적으로 생존 할 수 있는지 여부에 대한 전적으로 유효한 질문도 있습니다. 화성 정착촌을 만들기위한 가장 진지한 제안은 자원의 관점에서 자급 자족 문제를 해결하는 것입니다.

따라서 인간 정착과 함께 갈 수 있도록 화성에 노동 경제를 구축 할 수 있는지 여부를 고려하는 것이 중요합니다. 이를 위해 극복해야 할 과제는 무엇이며, 무엇보다도 소란 스러울 가치가 있습니까?

"새로운 개척지"로서의 화성

화성 식민지화를 좋아하는 사람들에게는 북미의 탐사 및 식민지화에 필적하는 "새로운 개척지"에 대한 희망이 자주 제기됩니다. 어떤 경우에도 화성에서 복제 될 가능성이없는 우리 역사에서 그 단계의 많은 추악한 측면 (즉, 정복, 대량 학살, 노예 제도)을 제쳐두고,이 접근 방식에 대한 명확한 논리가 있습니다.

화성의 풍경을 새로운 국경으로 제시함으로써 화성 식민지화 지지자들은 사람들의 모험심에 호소하고 있습니다. 그러한 환경에서 사는 것은 매우 어려울 수 있지만, 그것이 바로 많은 사람들에게 매력적으로 만드는 이유입니다.

화성으로 여행하고 화성에서 가장 먼저 살게 됨으로써 화성의 식민지 개척자들은 사실상 "선구자"가 될 것입니다. 그리고 얼마나 힘든 일이 사람들에게 최고의 결과를 가져다 주는지에 대해 말할 것도 있습니다. John F. Kennedy 대통령은 1963 년 Rice University에서 연설 한 유명한 연설에서 다음과 같이 말했습니다.

"우리는 달에 가기로 선택합니다. 우리는 이번 10 년 동안 달에 가기로 선택하고 다른 일을합니다. 쉽지 않기 때문이 아니라 힘들 기 때문입니다. 그 목표는 최선의 에너지와 기술을 조직하고 측정하는 데 도움이 될 것입니다., 그 도전은 우리가 기꺼이 받아 들일 것이고, 연기하고 싶지 않은 도전이고, 우리가 이기고 자하는 도전이고, 다른 도전이기도합니다. "

화성의 자연의 부

이 "프론티어"강연에 종종 수반되는 또 다른 매력적인 측면은 화성이 자원이 풍부하다는 생각입니다. 풍부한 광물로 인해 화성으로 여행하는 식민지 주민들이 또 다른 "골드 러시"또는 기타 광물 연료 경제 붐에 참여할 것이라고 믿는 사람들이 있습니다.

겉으로보기에이 주장에는 약간의 장점이 있습니다. 구조와 구성면에서 화성은 매우 "지구와 비슷"합니다. 그것은 주로 금속 코어와 규산염 맨틀 및 지각으로 구별되는 금속과 규산염 광물로 구성됩니다.

또한 화성에는 산업 응용 분야에 유용 할 수있는 풍부한 금속이 존재한다는 증거가 있습니다. 이러한 광물의 존재에 대한 증거에는 화성 운석에 대한 연구와 지상에서 작동하는 로봇 착륙선과 탐사선이 수집 한 증거가 포함됩니다.

NASA 임무는 바이킹 I II 착륙선뿐만 아니라 화성 길잡이, 정신 기회 탐사선은 화성의 토양 샘플을 조사하면서 알루미늄, 철, 마그네슘 및 티타늄을 식별했습니다. 과학자들은 또한 크롬, 리튬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 텅스텐 및 금과 같은 미량의 기타 광물에 대한 증거를 발견했습니다.

또한 기회 로버는 표면에서 작은 구형 구조 ( "블루 베리"라고 함)를 발견했습니다. 이들은 산화철의 일반적인 형태 인 적철광으로 만들어졌습니다. 양자 모두 정신 기회 또한 표면에 철-니켈로 구성된 운석을 발견했습니다. 이것들은 모두 식민지 주민들이 수집하고 수확 할 수 있습니다.

현실 점검

물론 그 동전에는이면이 있습니다. 바로 내려 가면 화성은 지구의 "프론티어"와 거의 공통점이 없습니다. 우선, 환경은 우리가 알고있는 것처럼 생명에 전적으로 적대적이며 지구상에서 가장 혹독한 환경조차도 비교해 보면 쾌적하게 보이게하는 조건을 가지고 있습니다.

화성의 대기는 매우 얇습니다. 30 Pa 올림푸스 몬스에서 1,155 Pa (1.155 kPa) Hellas Planitia (화성에서 가장 큰 충돌 분화구 중 하나). 평균적으로 대기압은 약 0.636 kPa 표면에, 1% 지구에있는 것의 (101.325 kPa).

믿을 수 없을 정도로 얇을뿐만 아니라 화성의 대기는 인간과 포유류에게도 독성이 있습니다. 지구 대기는 78% 질소와 약 21% 산소 가스, 화성의 대기는 96% 이산화탄소와 미량의 아르곤, 질소 및 수증기.

화성은 또한 매우 건조되어 지구상의 사막이 그에 비해 젖어 보입니다. 평균적으로 수증기는 대기의 일부 (0.0210 %)를 차지합니다. 지구상에서 이것은 다양하지만 우리 대기의 수증기는 여전히 평균 1%. 사실, 행성의 대부분의 물은 얼음처럼 극에 잠겨 있습니다.

화성의 온도 변화는 다음과 같이 매우 극단적입니다. 20 ° C (70 ° F) 적도 주변의 정오에서 최저 -153 ° C 극 주변 (-225 ° F). 그리고 대기가 너무 얇기 때문에 태양의 열이 쉽게 빠져 나갑니다. 예를 들어, 정오에 화성의 적도 주위에 서있는 사람은 발이 따뜻하지만 (24 ° C, 75 ° F) 머리는 매우 차갑습니다 (0 ° C, 32 ° F).

기온의 계절적 변화로 인해 화성은 종종 지구 전체를 덮을 수있을만큼 강해질 수있는 먼지 폭풍을 경험합니다. 이들은 몇 달 동안 지속될 수 있으며 너무 강해져 햇빛이 표면에 도달하지 못해 몇 달 동안 어둠과 극심한 추위로 이어질 수 있습니다. 2018 년에 발생한 그러한 폭풍 중 하나가 기회 로버 작업을 중단합니다.

방사선은 화성 표면의 또 다른 주요 위험입니다. 선진국에서는 지구상의 사람들이 평균 0.62rads (6.2 mSv) 연간 방사선. 화성의 얇은 대기와 보호 자기권이 없다는 사실 때문에 표면은 24.45rads (244.5mSv) / 년.

상황은 태양 양성자 사건 (일명 태양 플레어) 동안 더욱 극심 해집니다. 이 수준의 방사선에 장기간 노출되면 급성 방사선 병, 암, 유전 적 손상, 심지어 사망 위험이 극적으로 증가합니다.

그러면 화성에 중력이 있습니다. 38% 우리가 지구에서 경험하는 것 (또는 0.3794 ). 이 정도 수준의 중력에 대한 장기 노출이 무엇인지는 알 수 없지만 미세 중력 노출의 장기적인 영향에 대한 수많은 연구가 수행되었으며 그 결과는 고무적이지 않습니다.

잘 알려진 과학 커뮤니케이터 Bill Nye (Science Guy)는이 주제에 대한 많은 강연 중 하나에서 이러한 문제를 해결했습니다. 그가 말했듯이 :

"캘리포니아의 주 모토를 아십니까? 유레카! (사람들이 발견했습니다) 이렇게 새크라멘토 강에서 나오는 연어 (팔을 크게 벌리고 있습니다).이 단백질은 무릎으로 헤엄 치고 있습니다. 결국 그들은 바위가 금으로 만든 ... 그래서 (그들의 국가 모토는) 유레카입니다. 좋아요, 여러분. 화성에 가면, 그렇지 않습니다 ... 우주선의 문을 열면 (헐떡 거리는 소리가납니다) 적어도 섭씨 20도 이하입니다 ... 화성에 가서 개척자 나 정착민이되어 캠프를 세우고 땅을 떠나 사는 것이 정말 멋지다고 생각한다면 남극 대륙으로 가십시오. 2 년 동안 필요한 모든 스쿠버 탱크를 가져 가서 그것이 정말로 당신을위한 것이라고 생각하는지보십시오. "

그러나 화성 (또는 달 또는 소행성대)에 상점을 세우는 것에 대해 가장 설득력있는 주장은 관련 거리입니다. 화성과 지구가 궤도에서 가장 가까운 지점에있을 때 (평균적으로) 5,460 만 km (3,390 만 마일).

이것은 "반대"로 알려져 있으며,이 기간 동안 태양과 화성이 하늘의 반대편에 있다는 사실을 나타냅니다 (지구에서 관찰 됨). 이것은 약 2 년에 한 번 발생합니다. 다른 때에 화성은 (우리에 비해) 태양 너머에 있고 하늘의 같은 부분에 나타납니다.

"결합"으로 알려진 이러한 경우에 지구와 화성은 4 억 1 백만 km (2 억 4,900 만 마일) 떨어져 있습니다. 이것은 광석 (또는 다른 귀금속)을 집어 지구로 되 돌리는 데 매우 먼 길입니다.

게다가 이러한 채굴 활동을 지원하기 위해 식민지를 설립하는 데 드는 비용은 천문학적 일 것입니다. Elon Musk 자신의 추정치 (화성 식민지화의 주요 지지자)에 따르면 최대 10 조 달러가들 수 있습니다!

이런 상황에서 여기에 머물면서 지구에서 원자재를 계속 추출하는 것이 훨씬 경제적으로 합리적입니다.

하지만 할 수 있습니까?

이 모든 것들이 화성에 식민지를 건설 할 수있는 방법과 그 주변에 경제를 건설 할 수있는 방법이 여전히 있습니다. 귀금속과 광석과 관련하여 식민지 주민들이 화성 광석을 조사, 추출 및 정제 할 수있는 많은 방법이 존재합니다.

그리고 가장 큰 도전, 물류 및 운송과 관련하여 솔루션도 있습니다. 물류 및 운송부터 시작하겠습니다. 화성으로 발사 된 모든 승무원이없는 임무의 경우, 화성에 도착하는 데 걸리는 시간은 일반적으로 150 ...에 300 일.

그러나 이것들은 풀린 이는 승무원 우주선보다 질량이 훨씬 적고 훨씬 빠르게 이동할 수 있음을 의미합니다. 이 문제를 해결하기 위해 인류는 핵열 및 원자력 추진 (NTP / NEP)과 같은 새로운 추진 개념을 개발해야합니다.

핵 엔진을 장착 한 우주선은 단 100 일 만에 화성에 갈 수 있다는 사실을 제대로 깨달았습니다. 화성 채굴이나 다른 벤처를 수익성있게 만들만큼 빠르지는 않지만 개선은 모두 동일합니다.

또 다른 비용 절감 조치는 광석을 현장에서 처리하고이를 로봇이 수행하도록하는 것입니다. 최근 연구에서 행성 과학자 인 Gary Stewart는 화성의 금속이 풍부한 분화구에 금속을 조사, 추출 및 정제하여 완제품과 제품을 만드는 자동화 시설을 구축하는 방법을 설명했습니다.

기지는 태양 전지판 농장, 지역 얼음 및 소금 매장지, 현장 자원 활용 (ISRU)을 활용하여 자급 자족 할 수 있습니다. 로봇 채굴자가 광석을 추출하면 3D 프린팅 기술에 의존하여 철 합금 제품을 만드는 자동화 된 주조 소로 옮겨집니다.

마찬가지로 금과 같은 귀금속은 금괴, 전자 부품, 심지어 보석 제품으로도 만들 수 있습니다. 스튜어트의 추정에 따르면 일일 금 생산량은 0.001m³ 모든 귀금속 제품에서 수십억 달러의 연간 수익을 창출 할 수 있습니다. "

시간이 지남에 따라이 시설은 자체 비용을 지불 할뿐만 아니라 추가 자동화 된 채굴 시설을 구축 할 수 있습니다. 이는 차례로 수출 경제의 기반을 미리 구축함으로써 화성 정착촌의 생성을 촉진 할 수 있습니다.

화성 식민지 설립에 대해 말하면 Elon Musk가 SpaceX로 알려진 민간 항공 우주 회사를 설립 한 것은 바로 이러한 이유 때문입니다 (우주 탐사를 활성화하는 것 외에도). 2002. 이것의 본질적인 것은 재사용 가능한 로켓 스테이지의 개발입니다. SpaceX 그들의 팔콘 9팔콘 헤비 발사기.

1970 년과 2000 년 사이에 탑재 물이나 승무원을 우주로 발사하는 데 드는 킬로그램 당 비용은 상대적으로 안정적이었습니다. $18,500 킬로 당 (파운드당 $ 8,390). 에 대한 팔콘 9팔콘 헤비, 저궤도 (LEO)에 페이로드를 보내는 데 드는 비용은 $2,720 kg 당 (파운드당 $ 1,236) $1400 (파운드당 $ 640).

개발과 함께 우주선슈퍼 헤비 발사체-완전히 재사용 가능한 시스템-SpaceX는 궤도, 달, 화성에 승무원 발사 서비스를 제공 할 수있는 시점에 가까워지고 있습니다. 그들이 웹 사이트에 언급했듯이, 임무 일정은 탐사 임무로 시작됩니다. 2022:

"첫 번째 임무의 목표는 수자원을 확인하고, 위험 요소를 식별하고, 초기 전력, 채광 및 생명 유지 인프라를 배치하는 것입니다.화물과 승무원이 모두 포함 된 두 번째 임무는 2024 년을 목표로하며, 주요 목표는 다음과 같습니다. 추진체 창고를 건설하고 미래의 승무원 비행을 준비합니다. 이러한 초기 임무에서 나온 선박은 또한 첫 번째 화성 기지의 시작 역할을하여 번성하는 도시를 건설하고 결국 화성에 자립적 인 문명을 구축 할 수 있습니다. "

최근 몇 년 동안 Musk는이 1 기지 (Mars Base Alpha)가 빠르면 2028 년에 조립 될 수 있다고 밝혔습니다. Musk의 비전에 따라이 도시는 20 빌드하는 데 몇 년이 필요합니다 1000 우주선. 2050 년까지 머스크는 인구가 100 만 명인 본격적인 화성 도시의 건설을 주도하기를 희망합니다.

이 도시의 경제에 관해서도 머스크는 그것에 대해 몇 가지 생각을했습니다. 그는 광업과 수출 경제가 가까운 장래에 실현되지 않을 것이라는 데 동의합니다. 따라서 화성 경제는 주로 부동산 구매를 기반으로합니다.

이것의 핵심은 화성으로의 이동을 매력적으로 만드는 것입니다. 머스크가 2016 년 국제 우주 회의에서 발표 한 "인간을 다 행성 종으로 만들기"라는 유명한 연설에서 말했듯이

"우리가 화성으로 이동하는 데 드는 비용을 미국의 평균 주택 가격 인 20 만 달러로 구할 수 있다면 자립적 인 문명을 만들 확률이 매우 높다고 생각합니다. 그들은 저축했고 그것이 그들의 목표였습니다. 그들은 궁극적으로 충분한 돈을 모으고 티켓을 사서 화성으로 이동할 수있었습니다. 화성은 오랫동안 노동력이 부족하여 일자리가 부족하지 않게되었습니다. "

이러한 감정은 유명한 항공 우주 엔지니어이자 작가 인 Robert Zubrin이 화성 경제를 구축하는 것에 대해 말한 것과 동일합니다. 그가 주제에 대한 연구에서 요약했듯이, 점점 더 저렴한 발사 서비스는 자립 식민지가 구축되면 화성으로의 이주를 허용 할 것입니다.

"그들의 동기는 노동력이 부족한 경제에서 더 높은 임금을 받고, 전통과 억압에서 벗어나고, 그들의 욕구를 행사할 수있는 자유를 포함하여 유럽인과 다른 사람들이 미국에 온 역사적 동기와 여러면에서 유사 할 것입니다. 길들여지지 않고 정의되지 않은 세상에서 창조하십시오. 대규모 이민 상황에서 부동산 매각은 지구 경제에 상당한 수입원을 추가 할 것입니다. "

Zubin에 따르면 화성 경제의 또 다른 측면은 혁신과 아이디어로 귀결 될 것입니다. 본질적으로, 기회의 자유와 결합 된 화성 생활의 도전은 화성의 식민지를 "발명을위한 압력솥"으로 만들 것입니다.

이러한 발명품에 대한 라이센스는 화성 정착지에 안정적인 수입원을 제공하고 (추가 정착지 건설 가능) 지구와 화성의 생활 수준을 높이는 데 기여할 것입니다.

식민지 모델은 잊어 버려!

다시 말하지만, 화성 경제에 대한 아이디어는 우리가 사각형 구멍에 강제로 밀어 넣으려는 둥근 못일 것입니다. 자원의 수확과 수출을 중심으로 경제를 구축하기보다는 "처음부터"경제를 구축하는 방법을 모색해야합니다.

이것이 하버드 경영 대학원 교수 인 Matthew Weinzierl의 2018 년 연구에서 제안한 아이디어입니다. Weinzierl은 "우주, 최종 경제 개척자"라는 제목으로 상업 우주 산업 (일명 New Space)의 부상과 그 핵심에서 탈 중앙화 과정을 다루었습니다.

생존을 보장 할 인프라를 구축하는 과정이 완료되면 식민지 주민들은 처음부터 지역 경제와 정치 / 사회 시스템을 구축 할 수 있습니다. Weinzierl은 다음과 같이 주장합니다.

"이러한 우주 경제 비전이 부분적으로 만 실현된다면 사회와 경제학자에게 미치는 영향은 엄청날 것입니다. 결국 인류 역사상 우리가 (거의) 백지에서 경제 사회를 만들고 연구 할 수있는 최고의 기회가 될 것입니다. 경제학자들은 선진 우주 경제의 전망을 건전한 회의론으로 다루어야하지만 그것을 공상 과학 소설로 취급하는 것은 무책임 할 것입니다. "

그동안

아아, 자급 자족하는 화성 식민지가 건설되고 그 주변에 실행 가능한 경제가 구축되기 전에해야 할 일이 여전히 많습니다. 이미 언급했듯이 화성에서 임무를 보내는 데 드는 비용을 상당히 줄여야합니다.

그리고 재사용 가능한 로켓은 좋은 출발이지만 지구와 화성 사이에 인프라를 구축하는 문제도있어 왕복 비용을 줄일 수 있습니다. 이를 위해 달과 화성을 공전하는 서식지 (두 곳 모두의 연료 보급소)가 그렇게 할 것입니다.

Elon Musk와 같은 재사용 가능한 우주선의 작동 함대 우주선 또는 NASA의 계획-딥 스페이스 트랜스 포트 또한 필요합니다. 시간과 사람들을 화성으로 오가는 비용 효율적인 수단이 주어지면 시간이 지남에 따라 식민지가 생겨날 수 있습니다.

이 식민지가 번성하고 그 주민들이 붉은 행성에서 상당한 양의 "적금"을 추출 할 수 있다고 가정하면 아마도 수출이 시작될 수 있습니다. 이것은 차례로 진정한 행성 간 경제의 발전과 우리가 알고있는 희소성의 종말로 이어질 것입니다!

  • SpaceX-생명체를 다 행성으로 만들기
  • 포브스-화성에 행운이 있을까요?
  • 마켓 플레이스-화성을 식민지화하는 경제학
  • 화성 탐험-인간과 화성 보고서 2019
  • 로이터-화성은 인간에게 순환 경제의 마지막 개척지를 보여줍니다
  • ESA-달과 화성의 미래 도시 정착에 대한 도전
  • Harvard-우주, 마지막 경제 개척자-Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars-1000 명의 화성 식민지를위한 경제 모델
  • Lockheed Martin Astronautics- "화성 식민지화의 경제적 생존 가능성"-Robert Zubrin
  • "레드 골드-화성에서 귀금속 조사, 노천 채굴 및 노천 정제를위한 실용적인 방법." -게리 스튜어트 (2019)


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