¿Viabilidad de colonizar Ceres?

Esta respuesta está desactualizada. El sobrevuelo de Dawn en febrero de 2015 agregó mucha información que no se conocía al escribir esta respuesta.

En realidad, no sabemos mucho sobre Ceres. Todo lo que sabemos al respecto proviene de la observación desde la Tierra o desde la órbita terrestre. Hasta ahora no ha sido visitado por una sonda, pero la nave espacial Dawn lo hará en febrero de 2015. Esto probablemente nos dará mucha más información sobre su composición.

Lo que sí sabemos es que Ceres es bastante pequeño. Se estima que su masa es solo alrededor del 1,3% de la de la Luna. Se estima que su gravedad superficial es sólo$0.27 m/s^2$. Una gravedad superficial baja hace que la colonización sea más difícil porque los astronautas sufrirán casi tanto de atrofia muscular, osteoporosis y otros problemas de salud como lo hacen en microgravedad en órbita terrestre baja. Pero cuando se trata de investigar y/o explotar asteroides cercanos, la baja gravedad facilita las cosas, porque esto significa que no requeriría mucha energía para escapar bien de su gravedad y realizar un aterrizaje.

La superficie de Ceres parece contener hielo. Al menos eso es lo que implica su firma infrarroja. El hielo puede potencialmente derretirse y filtrarse en el agua potable, o dividirse en oxígeno para respirar e hidrógeno para generar energía a partir de la fusión nuclear (que sigue siendo ciencia ficción, pero también lo es la minería de asteroides y la colonización espacial). Otra aplicación del hidrógeno y el oxígeno es que puede licuarse y usarse como bipropulsor para cohetes de combustible líquido. Ese es un punto a favor importante para la exploración. La superficie también parece contener algunos minerales ricos en hierro que podrían ser potencialmente adecuados para crear material de construcción para hábitats o tal vez incluso para naves espaciales, pero eso es difícil de saber sin una muestra de suelo real.

Ceres parece estar bastante caliente para un objeto tan lejos del sol. Su temperatura máxima parece ser de unos -38° C. También gira bastante rápido (período de rotación de 9 horas), lo que significa que las diferencias de temperatura en la superficie no serán muy grandes. Esto tampoco es tan malo.

Pero al final, Ceres no parece ser mucho más o menos candidato para la colonización que otros grandes asteroides de hielo. Pero tal vez Dawn nos cuente más.

El achatamiento de Ceres parece indicar agua. Además , el telescopio espacial Herschel detectó recientemente géiseres de agua . Con suerte, aprenderemos más cuando la nave espacial Dawn llegue en febrero de 2015.

A los chovinistas planetarios les gusta señalar que la masa del Cinturón Principal es pequeña en comparación con la Tierra o Marte. Pero la mayor parte de la masa de un planeta es inaccesible. A medida que excavamos, la presión y la temperatura aumentan. Solo se puede alcanzar una capa delgada de la masa de la superficie de un planeta. Los bienes raíces y los recursos potenciales de un planeta se miden mejor por área de superficie que por volumen.

Y la superficie total de los asteroides supera con creces la superficie de las grandes lunas y los planetas rocosos.

Además, todo el volumen de un asteroide es accesible.

Según Seligman , la presión interna de un cuerpo se puede aproximar por 3/8 π G g _R ² (1-(r/R) ² ). Donde R es la distancia desde la superficie al centro y r es la distancia desde el centro.

Si mi aritmética es correcta, la presión del centro de Ceres es aproximadamente la misma que la de la roca a 2,7 km por debajo de la superficie terrestre, unas 1400 atmósferas. Y la mina TauTona de Sudáfrica tiene una profundidad de 3,9 km bajo tierra. Por lo tanto, es posible abrir un túnel a través de Ceres. Por supuesto, el volumen de asteroides más pequeños sería aún más accesible.

A los chovinistas planetarios les gusta decir que los planetas se pueden terraformar. Les gusta imaginar a marcianos caminando en mangas de camisa bajo el cielo marciano, respirando aire marciano. En mi opinión, la terraformación no es práctica y es un desperdicio de recursos. Creo que los lugares para vivir más allá de la Tierra serán entornos totalmente cerrados y artificiales. Esto será cierto sin importar si los habs son asteroidales, lunares o marcianos.

Otro argumento a favor de los planetas es la necesidad de que la gravedad se mantenga saludable. En los habitáculos giratorios, la inercia en un marco giratorio (también conocido como fuerza centrífuga) puede proporcionar aceleración para evitar la atrofia ósea y muscular, así como para drenar los senos paranasales, permitir inodoros, duchas, etc.

Los pozos de gravedad muy poco profundos de los asteroides hacen que los tallos de frijoles (también conocidos como Clarke Towers) sean más factibles. Si el asteroide tiene una velocidad angular saludable$\omega$, más aún. El día sideral de Ceres es de unas 9 horas, un$\omega$más del doble, casi el triple que la de Marte y la Tierra. Un tallo de frijol Ceres podría ser tan corto como 706 kilómetros y la relación de conicidad utilizando una sustancia ordinaria como Kevlar sería solo 1.02. Un proyecto mucho, mucho menos desafiante que un ascensor terrestre o incluso marciano. Un ascensor Vesta podría ser tan corto como 265 kilómetros con una relación de conicidad de Kevlar de 1,01. Creo que los elevadores de asteroides podrían reducir en gran medida la masa de reacción necesaria para el delta V. Por lo tanto, las fracciones de masa exigidas por la ecuación del cohete de Tsiolkovsky se vuelven menos desafiantes. Viajar por el cinturón principal podría ser menos problemático que viajar entre planetas.

Así que mi respuesta es sí. Sí, colonizar Ceres es factible. Además de colonizar gran parte del Cinturón Principal.

Hay suficiente hielo de agua en Ceres. Con respecto al combustible, ¿a qué te refieres? Se puede producir combustible en su superficie a partir del agua separándola en oxígeno e hidrógeno, pero esto necesita energía. Y la única fuente de energía que existe es la energía solar.

Desde un punto de vista estrictamente físico, sí, podríamos colonizar Ceres. ¿Por qué querríamos? Colonizar cualquier objeto en el espacio es más una cuestión económica y política que una cuestión material o física. Las misiones humanas a Ceres costarán miles de millones de dólares y debe haber una justificación para ello que sea aceptable para la cultura predominante. Y las culturas cambian. ¿Qué motivaría al público en general oa los inversionistas privados a colonizar cualquier lugar, en la Tierra o en el espacio? Responda esa pregunta y verá el futuro de Ceres, o no.

Sí al agua para Ceres, no al combustible. Si vas a un "WIKI de colonización" sobre la colonización de Ceres, verás no solo que hay una cantidad significativa de agua en forma de hielo en Ceres, sino que las trayectorias favorables a Ceres desde la Tierra en realidad ocurren con más frecuencia que a Marte. Además, se requiere menos delta-V que para Marte, dada la menor gravedad de Ceres. Se habla de que otros de los mejores asteroides principales con agua significativa son tan buenos como Ceres, pero no creo que en realidad sepamos de otros, y ciertamente Ceres, siendo el mejor asteroide principal más grande, naturalmente tiene más agua que cualquier otro asteroide en el cinturón.

En cuanto al combustible, tenemos que dejar de hablar de usar agua extraterrestre como combustible. Esto es tan increíblemente miope como los habitantes originales de la Isla de Pascua cortando todos los árboles.

Y así como nos va a llevar mucho más tiempo enviar gente a Marte de lo que piensan los entusiastas actuales, va a llevar mucho más tiempo colonizar fuera del mundo de lo que la gente piensa. Cada vez más el orden está mirando, primero, la Luna, luego Ceres... ¡NO Marte!