¿Tiene Mercurio los recursos naturales necesarios para sostener una colonia humana?

La misión MESSENGER nos está dando una imagen muy tentadora de los recursos de Mercurio. No sorprende que gran parte de la superficie sean minerales basálticos que contienen alrededor de un 42% de oxígeno en promedio por peso. El hierro se reduce notablemente en alrededor del 1,5 %, algo extraño teniendo en cuenta que la densidad total del planeta es de 5,4 g/cm3, mientras que el azufre está en torno al 2,3 %.

Colonizar cualquier planeta tiene que incluir una idea de los beneficios frente a los gastos. ¿Vale la pena el costo de desarrollar la tecnología para hacer frente al calor y el frío, la radiación, el regolito tóxico y los problemas de recursos de Mercurio? Mi respuesta es un rotundo SI!!

La posición orbital de Mercurio es su mayor activo. Ser capaz de lanzar naves espaciales a cualquier otro planeta tres o cuatro veces al año sugiere que un programa de exploración muy agresivo puede basarse allí. Si se utilizan velas solares para llevar sondas a otros planetas, el 'costo químico' del lanzamiento desde Mercurio se limita a 4,2 km/seg. Esta es la velocidad necesaria para salir de la superficie de Mercurio a una órbita de escape cercano para encontrarse con una vela. Por el contrario, el lanzamiento desde la Tierra nos condena a al menos 11,2 km/seg.

Como plataforma astronómica, Mercurio puede soportar todo tipo de instrumentos en todas las longitudes de onda. También puede hacerlo la Luna. La diferencia es que, en Mercurio, un instrumento determinado tiene 88 días de máxima oscuridad para realizar estudios de cielo completo y 44 días para observar básicamente cualquier objeto específico. La Luna, en el mejor de los casos, ofrece solo 14 días.

Para aquellos interesados ​​en colonizar Marte, Mercurio puede producir y transportar megatonelajes a Marte en mucho menos tiempo que cualquier programa basado en la Tierra/Luna, ya que Mercurio tiene siete veces más oportunidades de lanzamiento. Esto se debe a que el período sinódico de Mercurio con Marte es de aproximadamente 101 días, en comparación con el período Tierra-Marte de 780 días. El hecho de que Mercurio pueda aportar 20 veces más energía solar para la producción que las instalaciones de Marte tampoco perjudica el potencial de Mercurio.

Podría seguir. . .

El desafío ambiental se trata más de aprender los detalles de lo que hay allí. Lo estamos haciendo con MESSENGER ahora y, con suerte, con una misión de aterrizaje de algún tipo como seguimiento.

Una última cosa: si me preguntan cuál es el mayor desafío para colonizar Mercurio, será el efecto de la energía cinética en los vehículos tripulados que van a Mercurio. La única respuesta disponible en este momento es una propulsión muy grande de alto impulso con una carga útil muy liviana.

Bueno, un gran problema es que en Mercurio no podemos fabricar plásticos. Se necesitan productos petroquímicos como materia prima y, por lo que sé, no había dinosaurios en Mercurio.

Los bioplásticos existen, pero necesitaríamos una gran plantación para poder fabricar plásticos de forma sostenible. Ya necesitaríamos grandes plantaciones para la alimentación y para mantener la atmósfera, por lo que esto podría volverse inviable debido a consideraciones de espacio. Además, debemos considerar el reciclaje de la materia orgánica. Los plásticos son un callejón sin salida en la cadena de materia orgánica, no se pueden degradar fácilmente a estiércol, incluso si se crean a partir de materia orgánica. En un planeta donde los bloques de construcción deben enviarse desde la Tierra, esto puede ser un problema.

Así que nada de plástico.

Sin embargo, Mercurio parece tener toneladas de hierro. Está bien.

La pregunta que hay que hacerse no es si Mercurio tiene los recursos que necesitamos, sino qué podemos hacer con los recursos que tiene Mercurio.

Dada una carga útil de colonización inicial lo suficientemente grande, en teoría , cualquier colonia podría continuar casi indefinidamente sin una entrada adicional de materia. Si perfeccionamos la tecnología, podríamos colonizar el espacio entre la Tierra y Venus. Tome este planeta por ejemplo: comenzamos con una carga útil de colonización REALMENTE grande, y seguimos usando la misma materia, en su mayoría. Si conseguimos destruirnos con algún desastre como el calentamiento global, será cuestión de gestión, no de falta de recursos.

Para mantener una colonia con su población inicial o por debajo de ella, el único recurso absolutamente necesario es la energía, que los colonos de Mercurial obtendrían del sol al igual que nosotros, en mucha mayor abundancia, si pudieran cosecharla. Si queremos que la colonia pueda crecer más allá de su tamaño inicial, necesitará materiales de biomateria, como hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno. Por lo que puedo decir, todavía no tenemos suficiente información para evaluar esos recursos en Mercurio. Por ejemplo, aunque no hay oxígeno atmosférico significativo, probablemente encontraremos óxidos metálicos en cantidad suficiente en la superficie. Si no, la colonia solo puede crecer al ritmo que podemos arrojarle cometas. En cualquier caso, el principal reto no es en absoluto la falta de recursos, sino de tecnología.

Dada solo la tecnología que ya existe hoy en día, no creo que esos colonos tengan una oportunidad de bola de nieve en la superficie diurna de Mercurio de sobrevivir al primer año Mercurial. Pero una vez que hayamos explorado Mercurio lo suficiente como para tener una idea sólida de la variedad de materiales disponibles, lo que llevará décadas o más a nuestro ritmo actual, debemos determinar si podemos usar esos materiales para construir estructuras de contención atmosférica, reflexión de la luz, dispersión. y materiales de filtración, reposición atmosférica, suelos, etc.

Si nos quedamos atascados en la idea de que necesitamos cúpulas de plástico o vidrio para contener nuestra atmósfera y dejar pasar la luz, entonces la falta de silicio y petróleo presentará un problema grave, pero si encontramos una manera de hacer un material translúcido resistente a partir de principalmente hidrógeno, azufre y magnesio, que ya sabemos que abundan en Mercurio, o de alguna otra cosa que encontramos con nuestras sondas en cantidad suficiente, entonces estamos en el negocio. Apenas hemos arañado la superficie de lo que es posible en las ciencias de los materiales. Solo hemos explorado un puñado de opciones que hemos encontrado interesantes y útiles para los desafíos que enfrentamos en la Tierra.

Editar en respuesta a paul23:
no soy científico de materiales ni químico, pero de improviso, puedo ver que el agua (H ₂ O) es transparente como gas, líquido o sólido cristalino. El azufre tiene la misma capa exterior que el oxígeno, entonces, ¿qué pasa con el H ₂ S? Hay mucho Hidrógeno y Azufre en la superficie de Mercurio. Así que decidí buscar en Google las propiedades de ese químico. Es más familiar para nosotros en la Tierra como algo que huele a huevos podridos y se disuelve fácilmente en agua para formar un ácido poderoso. Pero finalmente encontré algunos datos interesantes aquí .sobre sus propiedades químicas cuando se aísla. En ausencia de agua, tiene un pH neutro y es transparente como un gas y un líquido. No puedo encontrar inmediatamente ninguna información sobre su opacidad como sólido cristalino, pero sé que puede formar una estructura cristalina porque es un superconductor de temperatura relativamente alta., lo que, en todo caso, lo hace mucho más interesante como recurso potencial para una colonia Mercurial. Por supuesto, el hecho de que sea un gas a baja presión y temperaturas habitables por humanos es un desafío de ingeniería inmediato. Pero mira, soy un profano dándole unos minutos de pensamiento creativo y haciendo una búsqueda rápida en Internet. Mi objetivo es solo señalar que usted no sabe qué tipos de propiedades materiales pueden descubrir los investigadores hasta que mira, y sospecho que ni siquiera hemos gastado nuestro primer millón en la ciencia de los materiales de Mercurial todavía.

En cualquier caso, ciertamente no estoy comprando la idea de que el azufre simplemente "no será capaz de crear" el tipo correcto de lista de cristales. ¡Aún no hemos hecho la ciencia para averiguarlo! Algunas cosas, tal vez incluso esta, pueden no tener una solución fácil. Pero otras cosas pueden tener soluciones extraordinariamente asombrosas. Quiero decir, tal vez una colonia de Mercurial tendría que vivir en las profundidades de la tierra donde utilizan su tecnología superconductora H ₂ S para operar con una eficiencia lo suficientemente alta como para reducir la carga de la recolección de energía solar en la superficie. Hay mucha investigación por hacer antes de saber cuáles serán los desafíos fundamentales. No creo que sea el momento de desanimarnos y decir que esos materiales no pueden funcionar.

Esta es una pregunta antigua, pero como recientemente recibió una nueva respuesta, agregaré la mía.

Dada la tecnología actual, la respuesta es "de ninguna manera". Dado nuestro conocimiento de lo que podría ser posible, la respuesta actual es "¿quién sabe?"

En este momento, los humanos no tienen la menor idea sobre cómo hacer una colonia humana sostenible en el espacio. Enviar personas al espacio no se parece en nada a la era de los descubrimientos del siglo XVI, en la que se podía enviar un velero alrededor del mundo y esperar encontrar aire, agua y comida dondequiera que fuera el barco.

Lo único que sabemos es que no sabemos cómo hacerlo. No podemos hacer una colonia humana sostenible en Arizona, y mucho menos en la Luna, Marte o Mercurio.

Demasiados fanáticos de la ciencia ficción se obsesionan con la física de la exploración espacial e ignoran por completo los aspectos biológicos del problema. La parte de la física es comparativamente fácil. ¿Biología? Simplemente no sabemos cómo hacerlo. Hacer una colonia espacial autosostenible por ahora es un concepto perpetuamente TRL 1. En otras palabras, es ciencia ficción por ahora, y sospecho que lo será por mucho tiempo.