Kord Marsilgi on õites õunapuud

Estcon 2019 peetud ettekanne

Üks ulmekirjanduse algusest peale väga levinud motiiv on inimkonna laienemine kosmosesse.

Kummatigi kannatab see narratiiv – sarnaselt paljudele teistele – n-ö kirjanduslikkuse all, ehk siis on absoluutselt haakumatu tegelikkusega. See ei ole alati halb – kui lugu on muus suhtes hea, siis las see toimuda planeedil, mida heal juhul leidub üks universumis. Tõelised hädad algavad siis, kui ka inimesed selles loos käituvad, nagu võiks käituda see üks eriti põrunud inimene meie kõigist miljarditest...

Võib-olla sajandikul koloniseerimislugudel on mingi õhkõrn reaalsuskate. Teisalt aga ei tähendaks nende lugude reaalsusele lähemale toomine ju sugugi, et selles žanris enam kirjutada ei saaks – miks ei võiks kirjutajad natukegi huvi tunda, kuidas asjad tegelikult on?

Sellistest kaalutlustest saigi lähtutud antud ettekande kokkupanemisel – see on tänapäeva teadusele tuginev lühike ülevaade ja analüüs, milline võiks tegelikkuses välja näha Maaväline koloniseerimine.

Enne asja kallale asumist tahaks veelkord rõhutada ja korrata juba öeldut – n-ö ennetavaks vastuseks murele, mis kumas läbi ka Estconil esitatud küsimustest, et kui olukord on nii lootusetu, siis kas enam ei tohiks kosmose koloniseerimise lugusid kirjutada? Ei! Vastupidi! Aga ärge kirjutage jama, mis sarnaneb tühikirjandusele (nn peavoolule) selles osas, et on täis usutamatuid, üks triljonile kokkusattumusi ja seda lisaks maailmas, mis põhjuslikkuse ja füüsika ja üldse enamiku teaduste põhjal ei saaks toimida...

Ettekande eesmärk ei ole ka üles lugeda võimalikult palju teoseid; näiteid muidugi on toodud, kuid ambitsiooniks ei ole olnud esinduslik ja vaieldamatu viidete kogu kokku panna.

Kuidas koloniseerimist ette kujutatakse?

Teemat uurides tundus, et mõistlik on jagada kõnealune žanr (või selle narratiivi kasutamine) kaheksaks:

1. Ebateadusikud lähenemised

2. Marsi koloniseerimine

3. Tähesüsteemide koloniseerimine alla valguse kiiruse

4. Tähesüsteemide koloniseerimine pika lennuga (kuud, aastad)

5. Tähesüsteemide koloniseerimine lühikese lennuga (hüpe, kogu reisiaeg max paar nädalat)

6. Kaugterraformimise – maailma seemned

7. Panspermia

8. Kunstlikud elukeskkonnad

Antud ettekande eesmärk on vaadelda põhjalikumalt kolme stsenaariumi:

1 (2). Müttamine Päikesesüsteemis. Esmajoones Marsi koloniseerimine ja perspektiiv midagi muud koloniseerida. Seda vaadeldes saab lähtud tänasest füüsikast: FTL (Faster-than-Light, ülevalgusekiiruselend) on võimatu, energia ei teki ega kao, seega praktikas piirdub TNF-ga (Thermonuclearfusion, termotuumasüntees).

Lisaks põhineb kõik järgnev veel ka eeldusel, et inimgeneetikas ei tehta põhjalikke muutusi. Või teisiti öeldes olen selguse huvides jätnud kõrvale kõik võimaluse, mis puudutavad näiteks taruorganisme, suuri teadvuslikke puid, (mis näiteks kusagil Maal kasvades paar suve endale tüvesse tahkekütuskiirendit kasvatavad, et siit kuhugi minema lennata), rääkimata lõpustest, tiibadest või lisajäsemetest etc etc

2 (4). Tähesüsteemide koloniseerimine pika lennuga (see ja järgmine võimalus eeldavad FTL-i).

3 (5). Tähesüsteemide koloniseerimine lühikese lennuga.

Miks?

Sellele vastamiseks vaatleme korraks siiski lühidalt ülejäänud võimalusi (andes ühtlasi vastuse, miks ma need niimoodi kaheksaks jagasin):

1 – Ebateaduslike lähenemiste puhul pole midagi öelda. Siia kuuluvad kõik lood alates Ray Bradbury loomingust, kõik need Strugatskite Veenuse metsad, Marsi kuuejalgsed sisalikud ja nii edasi ja nii edasi. Jah, Ray Bradbury „Marsi kroonikad” on lummav, tõeline meistriteos, kuid see, kus need lood toimuvad, ei ole Marss, see on Kesk-Lääs (Arizona, Illinois).

Ebateaduslike lähenemiste kvintessents on teatud mõttes Marsi printsess (mis küll ei ole rangelt võttes koloniseerimislood, sest Barsoom on asustatud...) Selle hilisem tüüpiline esindaja on Robert Sheckley – no püha kurat, kes veab maaki galaktikate vahel?!?!?

Teatud lähenduses kuuluvad siia alla ka Asimovi Galaktikaimpeerium ja Heinleini koloniseerimislood; täpsem selgitus hiljem. „Patust puhas” on vast ainult Arthur C. Clarke (ACC).

8 – Kunstlikud elukeskkonnad. Siia alla kuuluvad kõik orbitaalid, Dysoni sfäärid, selle „avatud” variandid rõngasmaailmad (Ringworld’id) ja kõikvõimalikud muud pöörlevad tünnid-värtnad-jupstükid. Siia kuuluvad põhimõtteliselt ka igasugused suletud linnad.

Iseenesest lõppeks see rida näiteks valge kääbuse suunatud plahvatusel tekkinud mõnemiljonikilomeetrise, servast suhteliselt õhukese, allasajatuhandekilomeetrise kettaga, mille serval saab elada (kui mõõdud on valitud sellised, et piisavalt kiire pöörlemine loob servale normaalgravitatsiooni ja ühtlasi sobiva ööpäeva, ja päris servad kaarduvad üles, et õhku kinni hoida...)

Teatud mõttes kuulub siia alla ka minu Tau Sõrmus – iseenesest pole vahet, kas tegu neljamõõtmelise ruumiga või rõngasmaailma alusmaterjaliga, mis omadustelt sarnaneb valge kääbuse ainele – ehk tegu on kunstliku elukeskkonnaga, mis on meie füüsikast hea jupi maad teisel pool väljas.

Vaatluse alt jäävad need välja just nimetatud põhjustel – jah, põhimõtteliselt võib neid ehitada kuhu tahes. Tänapäeval ettekujutatavate võimalustega väiksemaid, mis põhimõtteliselt ei erineks Maa orbiidile, maa alla või ookeanisügavusse rajatud asundustest, ja „parema” füüsika puhul suuremaid. Viimased aga hakkavad põhimõtteliselt kattuma teiste väljatoodud võimalusega.

Teatud määral kõlavad kokku võimalused 3, 6 ja 7. Esimene neist tähendaks 8. punkti elukeskkonda, mis on teise tähe poole teele läkitatud ((Clarke’i Rama ja Heinleini Vanguard näiteks; kusjuures tuleb tähele panna, et näiteks Rama oleks mõeldav ka tänapäeva ettekujutustest lähtudes – selle külg oli nii paks, et see peab tõmbele vastu, ACC jama ei aja...)

Koloniseerimine alla valguse kiiruse tähendab kas põlvkondade laeva, külmutamist (hibernatsiooni) või ettevalmistatud maailma. Maailma ettevalmistamine tähendab nii FTL-iga kui ilma mingit nn maailma seemet. See võib olla näiteks robotikoloonia, nagu ACC Kauge Maa lauludes (The Songs of Distant Earth). Kui suur peab maailma seeme olema? Täiesti kooskõlas tänaste teaduslike ettekujutustega on mitmes ulmejutus kasutatud mõttekäik, et see olla õllepurgi suurune. Sellele lisaks muidugi liikumismehhanism – isegi kui lennutame selle minema näiteks ülivõimsa gammalaseriga, ei ole võimalik üle teatud distantsi isegi nii kõrge sagedusega kiirt nii täpselt suunata, et need õllepurgiperset tabaksid. (Ja loomulikult on sellest purgist suurem osa tuumareaktor ja kaitse, arvuti ise on seal sees võib-olla alla kuupsentimeetri...)

Maailma seeme eeldab muidugi von Neumanni masinate kasutamist, ilma ei saa kuidagi. Ja siit tuleneb omakorda tolle maailma seemne minimaalne suurus – Robert Charles Wilson on oma raamatus Spin läbi arvutatud, mida tähendab isepaljunevate automaatsondide saatmine kosmosesse selle uurimiseks – tuleb oodata miljoneid aastaid, enne kui vastused tulema hakkavad. Isegi kõige soodsamates tingimustes, st planeedil, kus kõik algained on olemas ja miski paljunevat keskkonnaalget kohe maha ei tapa, võib olla sõna otseses mõttes miljoniaastane vahe, kas ookeani lastakse lahti mõned rakud, mis kuidagimoodi ellu jäävad, või miski asi suudab tekitada vähemalt sipelgasuurusi elukaid, mis (arvestades meie ettekujutusi eluks kõlbulike planeetide ehitusest ja pinnal valitsevatest tingimustest) suudavad luua n-ö elutehased.

Panspermia projektid on alati kohutavalt pikad. Ja kui FTL on võimatu, räägime me juba Linnutee puhul sadadest miljonitest aastatest. Kui me lisame siia teadmise, et esimene suurem laine kiviplaneete sai Linnuteel tekkida 5–6 miljardit aastat tagasi ja universumis mitte eriti palju varem – selleks teatavasti peab esimene laine pikaealisi tähti supernoovadeks muutuma, sest need toodavad raskeid elemente, millest koosnevad siseplaneedid. Seega kui elu tõesti tekkis ainult ühes kohas universumis, ei ole see praeguseks kindlasti levinud ühest galaktikast teise ja universumi eksisteerimise ajast ei jätku, et see saaks igale poole levida.

(See on osaliselt vastus Fermi paradoksile – kui FTL on võimatu ja elu suhteliselt haruldane, ei ole elu universumis saanud üldse nii kaua eksisteerida, et võiks ka kõige paremates tingimustes, st mõistusliku pingutuse tulemusena tõenäoliselt meieni jõuda.)

Teisalt, Linnutee piires elu seemneid levitada on täiesti teostatav mõnemiljoniaastane projekt. Ja kui kusagil planeedil on elu, teeb see suurema terraformimise ise ära; tõsi, miljardi aasta jooksul.

Elukeskkonna loomine on ka parimal juhul aastatuhandete projekt.

Ja nüüd jõuame tagasi:

(1) Marsi koloniseerimine (Veenus takkaotsa)

Kui lähtuda väga kuivast ja teaduslikust vaatekohast, tuleb endale selgeks teha kõigepealt neli täiesti, põhimõtteliselt, aluspõhjani erinevat staadiumi – 1) Marsi külastamine, 2) Marsile püsibaasi tekitamine, 3) Marsi asustamine ja 4) Marsi terraformimine.

1-)

Täna saab kõne alla tulla Marsi külastamine ja see on põhimõtteliselt võimalik ka keemiliste rakettidega. Lubatagu tuua taas näide, mida alailma kordavad selleteemalised artiklid ja mida isegi olen kasutanud – Saturn V stardikaal on ca 3000 tonni, astronaudid Maale tagasi toonud kapslil 3 tonni. Tuhandik.

Marsilennule tuleks 1 null otsa – teoorias, praktikas 2.

Miks? Esiteks teelolekuaeg – inimene ei pea vastu; Kuulend kestis nädala, Marsilend kestab kuid (paremal juhul). ISS kaalub praegu umbes 3000 tonni – ehk see on selles skaalas väga väike. Ja seda on veetud orbiidile mitukümmend aastat.

Tänaste võimalustega arvestades algaks Marsilend orbiidilt ja kiirendusrakett, mis meeskonna Marsi juurest tagasi toob, oleks mõistlik sinnapoole teele läkitada juba aastaid varem. Kogu ahela töökindlus on – otse öeldes – persetrebestavalt madal; kui midagi viltu läheb, jääb üle ainult leinamuusikat kuulata. Ka selles mõttes ei oli asi võrreldavgi Kuulennuga, sest ameeriklastel oli tegelikult üks Saturn V varuks ja seega teoreetiline võimalus mõnedel juhtudel appi lennata. (Viimasest lennust ülejäänud raketiga saadet, muide, orbiidile Skylab.)

Ühelt poolt maksaks Marsil ära käimine täna vähem kui Apollo projekt omal ajal, ent teiselt poolt ei ole seda tehtud samal põhjusel, miks enam Kuul ei käida – sinna ei ole suuremat asja.

2-) Baas

Kui me räägime inimkonna pikaajalistest plaanidest ja näiteks kitsamalt kasvõi teaduslikest eesmärkidest, viitavad kõik kaalutlused sinnapoole, et nii Kuul, Marsil või ükskõik kus midagi ärategemiseks peab olema seal püsibaas. See omakord tähendab, et transport sinna ei tohi olla liiga riskantne ja hullumeelselt kallis.

Seega tähendab juba püsibaas Kuul tuumamootoreid.

Kordame lühidalt üle algtõed. Raketiteaduses on üks olemuslikult olulisimaid mõisteid ISP (ei, mitte Internet Service Provider, vaid Specific Impulse ehk eriimpulss; tegelikult on selle tähis I_sp, aga kuna primitiivne internet kipub senimaani subscripti ära vussima, eelistatakse enamasti ebatäpset suurtähtlühendit). Sisuliselt on see kütuse väljavoolamiskiirus ja neil, kes kunagi koolis füüsikat õppinud ja sellest natukegi aru saanud, pole raske mõista, et kui keemilisel kütustel on see ca 4 km/s, saab rakett, milles kütust oma kaalu jagu, kiiruseks 2 km/s. Kui oma kaal veerand, siis 2x rohkem ja kui kaheksandik, siis 4x rohkem, ehk 8km/s. Viimane on teatavasti (selle täpsuse piires) esimene kosmiline kiirus ja siit tulenebki, – kõiki kadusid arvestades – miks tänapäeva kosmoserakettidel jõuab maksimaalselt 1/10 stardikaalust maalähedasele orbiidile.

(Muide, miks reaktiivmootoriga lennukitel on arvutuslik ISP ca 10x suurem? Vastus on loomulikult, et lennukid „petavad” – kasutavad atmosfääriõhku. Rakett peab kosmoses hakkama saama sellega, mis kaasas.)

ISP ehk väljavoolukiirus on kõige otsesemalt seotud temperatuuriga ja siit tuleneb, et see ei saa ka tänapäeva tuumamootoritel olla eriti üle 8 km/s – põlemiskamber ei pea vastu, sulab ära. Ent juba see tähendab 4x suuremat kasulikku koormat. (Ka see ei ole päris nii lihtne, sest siin tulevad mängu mootori-veojõu suhted, aga lubatagu piirduda peamisega.)

Arvestades, et Maa atmosfääris tänu radiatsioonile tuumamootoriga lennata ei ole hea mõte, jõuavad kõik arutluskäigud selleni välja, et tuumamootoritega on kõike Kuult üles tõsta sada kuni kümme tuhat korda odavam kui Maalt, ja seega Kuubaas Marsilennu conditio sine qua non. (Jah, see, mis augusti alguses Nenoksas paugu tegi, oli arvatavasti tuumamootoriga tiibrakett – Maa atmosfääris võivad seda relvana kasutada ainult hoolimatud mölakad – nagu venelased.)

Nii et teatud mõttes seisab Marsilend ikkagi poliitilise otsuse taga – inimkond peab rumalatest hirmudest üle saama ja astuma tuumaajastusse. On viimane aeg tuumatehnoloogi teadlikult ja vastutustundega arendama hakata; me ei pääse sellest niikuinii kuhugi, sest nagu eeltoodud Nenoksa näites, sitakotid juba soperdavad.

Selles kontekstis on kasulik hoida silme ees teatud väga ligikaudseid vahekordi – keemiliste ja tuumalagunemisreaktsioonide energeetiline vahe on üks miljonile; tuumaelektrijaam kasutab umbes nii palju gramme uraani, kui sama võimsusega soojuselektrijaam tonne sütt. Lagunemisreaktsioonides vabaneb (e=mc2 järgi) tuhandik massist. Termotuumareaktsioonid on 10x võimsamad ja heeliumituum kaalub protsendi vähem kui ühinenud deuteeriumituumad. Antiainereaktsioonid on miljard korda keemilistest võimsamad, vabaneb kogu seisumass.

Kõigi muude ressursside kohta kehtib põhimõtteliselt sama Kuul ja Marsil – asjast tuleb midagi välja, kui seal leidub vett. Angloameerika ulmes kasutatakse tihti väljendit volatiles (lenduvad), mõeldes nende all gaase ja vedelikke – kerged ühendid, mida alati läheb vaja. Meile on igas mõttes väga halb, kui selgub, et Kuu on kõigest ja ainult mõttetu kivikuul – see võib tähendada, et enne, kui me saame Päikesesüsteemis liikuma, tuleb alustada hoopis asteroidikaevandustest – ja see võib arusaadavalt põlvkondi aega võtta. Asteroididel peaks kõike olema; niisamuti kui on sobivaid ’lenduvaid’ välisplaneetide läheduses. Veelkord, kõike Maalt üles tõsta ei tasu, see on väga kallis. Kõike on kindlasti ka Oorti vöös ja seda pole ka raske siiapoole läkitada, aga see võib eriti ökonoomsel juhul tähendada sajandeid...

Paar sõna veel ioonmootoritest, mida kasutati raamatus ja filmis „Marslane” (Martian). Jah, ioonmootor on teoreetiliselt võimalik. Jah, see on suur ja raske kolakas, ja jah, see annab praktiliselt lõputult veojõudu (ISP nii 20–50 km/s).

„Marslane” on... kirjandus. Teaduslikult meeldivalt täpne, kuid konstrueeritud selliselt, et kogu aeg oleks perse. Päriselus ei juhtu nii, et on peaaegu perses ja leidub lahendus ja siis läheb kohe järgmine asi perse. Nii lihtsalt ei juhtu, selles mõttes pole see lugu absoluutselt usutav. Ja kohati häirib loo tagurpidiloogika (st lahendused, mis on ainult selleks, et lugu toimuda saaks) – näiteks milline segane veidrik tuleb mõttele pakkida kogu sitt kõik eraldi kotikestesse? Mida see annab? Teaduslikust vaatekohast on see väärtusetu ja kosmosse lennutatud kalleid kilogramme on paljuks muuks vaja kui sitapakkimiskileks. No ja omal ajal, näiteks Armaggedonis, olid venelased need, kes kosmoses otsustaval hetkel kaasati; nüüd on hiinlased.

Kokkuvõtteks:

Kui Kuul on midagi, tuleb sinna luua baas ja sealt edasi liikuda. Kui Kuul pole midagi, tuleb Marsilennuks luua korralik baas orbiidile.

Marsi poolusel on jääd. Marsi ekvaatoril on talutav temperatuur. Kuidas seal elamine ja kaevandamine korraldatakse, on raske öelda, aga vähemalt alguses võib endale lubada tuumamootoritega lendamist. Muide, Marsi atmosfäär on sajandik maisest ja tormi jõud seega nii väike, et seisev inimene seda praktiliselt ei tunnegi...

3-) Asustamine.

Ka püsibaasi mõte saab kaugemas perspektiivis ikkagi olla Marsi asustamine.

Millised oleksid kriteeriumid – st millest alates on Marss asustatud? Kui hüpet raketitehnikas ei tule, on Marss lootusetult kaugel; võib julgelt oletada, et vähemalt sajandi ei tasu edasi-tagasi käia – kes läheb, see üldiselt jääb. Tõenäoliselt väga kaua on see suuremas osas teaduslik projekt, millele vasta ajapikku hakkab juurde tekkima infrastruktuuri, mille arendamiseks tekib omaette seltskond ja lõpuks muutub Marss vähemalt suuremas osas ennastsäilitavaks ja hakkavad tekkima pered, lapsed ja kõik sellega kaasas käiv.

Täpsustagem – vedu on nii kallis, et kõik, mis võimalik, tuleb kohapeal teha. Seega veetakse Maalt Marsile ainult väga kalleid asju või seda, mida seal tõesti kuidagi muidu ei saa; nimekirja tipus on ilmselt protsessorid ja muu mikroelektroonika, aga arvatavasti ka tuumamaterjalid ja väärismetallid.

Mis on Marsil elamise suured eelised?

Esiteks, tõenäoliselt on seal iga inimene väga kallis, nii et tööpuudust ei ole karta.

Teiseks energiatagatus – seal võib meeletult energiat kulutada, keskkonnahoid ei ole seal arvatavasti sajandeid teema.

Kolmandaks võib see tähendada väga pikka eluiga. Uuringud näitavad, et inimene võib võib-olla elada isegi 120-aastaseks, kui võtta Maa gravitatsioonist meile peale sunnitud surve südamele ja üldse kogu organismile.

Kuidas tüüpiline Marsi linn võib välja näha? Atmosfäär pakub siiski elementaarset kaitset mikrometeooride eest, nii et tõenäoliselt hiiglaslikud kilekuplid. Mõistlik on need teha näiteks vähemalt neljakihilised ja nii, et iga kihi vahel tõuseb rõhk parasjagu nii palju, et hoiab seda üleval. Sellised kuplid võivad olla ka praeguste ettekujutuste tasemel ikka kuni sajaruutkilomeetrised, st piisavalt suured, et nende alla rajada ka elukeskkond, mis võimalikult imiteerib maist. Seda kilet toetavad iga natukese maa tagant kõrged tornmajad, kus on korterid ja muu linnakeskkond, ja enamik pinda ei ole muidugi mingi park, vaid põllud. Kaevandused ja üldse suur hulk tööd on muidugi automatiseeritud ja küllap kehtivad ranged ohutusnõuded.

4-) Terraformimine.

Selle puhul on ainult üks suur küsimus – kust võtta vett? Küllalt tõenäoliselt kõige mõttekam suunata jäämägesid Marsile Kuiperi vööst.

Jah, see on aastasadade projekt.

Kuidas need alla saada? Võimalik, et kõige lihtsam on lasta need Olümpuse mäe pihta kukkuda.

Muidugi, siin tuleb endale taas mahtudest aru anda – arvutasin Veenuse jaoks läbi, kui tihti peaksid kukkuma kuupkilomeetrised jääkamakad, et saada Maa ookeanidega võrreldavas koguses vett? (NB! See on sedalaadi küsimus, et kel vähegi kannatust ja viitsimist, võib proovida seda endale ette kujutada... et saada teada, paljuga mööda panid...)

Vastus on, et kuupkilomeetrisi jäämägesid peaks kukkuma üks sekundis kolmekümne aasta jooksul!

Ühesõnaga, siin on vastamata küsimusi palju, aga selge on, et ka kõige paremal juhul ei saa Marsil hingata või ujuda enne 300, tõenäolisemalt 500–1000 aastat. Teisalt, need ookeanid küll auravad ühel päeval taas ära, kuid see las olla selle päeva mure – Marsil olid kunagi ookeanid, need pidasid vastu ca 2 miljardit aastat. Atmosfääriga on halvem – see kipub vähem kui miljoni aastaga taas liiga hõredaks muutuma...

Ja veel on kasulik hoida peas sellist samuti sajandivanust võrdlust, et Maa ookeanid on planeedile umbes nagu inimesel prille kanda – nende mass on suhteliselt väike, nii et ka selline kolmekümneaastane pommitamine iga sekund langevate jäämägedega ei muuda planeedi orbiiti ega ööpäeva pikkust.

Veenus?

Seda Maa sõsarat oleks teatud mõttes mõistlikumgi terraformida kui Marssi, sest esiteks on see õige suurusega ja teiseks saab päikeselt hulga rohkem energiat.

Veenuse terraformimine algaks sellest, et selle L1-e (esimesse Lagrange’i punkti) tehakse planeedisuurune vari ja kõigepealt lastakse planeedil korralikult maha jahtuda; see võtab oleneb seatud eesmärgist ca 30 aastat. Marsi ja Veenuse korraga terraformimisel oleks veel see mõte, et seal on atmosfääri liiga palju ja kui see (lämmastik ja süsinikdioksiid) lumena maha sajab, oleks mõttekas osa sellest ka kuulideks vormida ja Marsi suunas teele saata.

Veenuse ööpäev on teatavasti pikem kui aasta (planeet pöörleb väga aeglaselt teistele vastassuunas). Selleks, et Veenuse pöörlemist kiirendada, tuleks vähemalt Päike töösse rakendada – aga sellist tehnoloogiat ei ole praegu silmapiiril. Nii et sobiva ööpäevarütmi saavutamiseks on hulga mõistlikum panna sellised hiigelsuured varjud ja peeglid ümber planeedi tiirlema, mis osa päikesevalgusest kinni püüavad ja osa ööpoolel päeva tekitamiseks peegelduvad.

Muud kerad?

Noh, kõne alla võiksid veel tulla Saturni, Uraani ja Neptuuni atmosfääris hiigelsuurte õhupallidena hõljuvad linnad (Saturni puhul hoiaks +20 normaalrõhul gaas linna veel väga sobilikus kõrguses ka raskusjõu mõttes...)

Üldiselt aga ei pääse järeldusest – Päikesesüsteemis annab muuga võrreldes kergemini asustada Marsi, muu müttamine on ja jääb väga piiratuks ja keeruliseks.

(2) Eksoplaneetide koloniseerimine pika lennuga

Algtingimuseks siiski FTL. Tavatingimustes ei ole võimalik laevale anda arvatavasti rohkem kui ca 1/10 valguse kiirusest, sest nii hõre kui ka poleks tähtedevaheline vaakum, hakkab see valguse kiirusele lähenedes olulist takistust osutama.

Pikk lend tähendab antud kontekstis, et niisama edasi-tagasi ei käida – minek on suhteliselt pöördumatu (mis põhjusel täpselt, pole isegi oluline).

Sa jõuad kuhugi tähe juurde, kus on vähemalt üks potentsiaalselt asustamiseks või terraformimiseks sobiv planeet. Sul on laev, millega kohale lennati. Kas seda laeva on mõtet tagasi viia? Tõenäoliselt ei ole.

Pangem tähele, et see tuleneb mitutpidi mineku pöördumatuse definitsioonist, kuid mitte ainult – pika lennuga minek tähendab, et tegu on suure, olulise ettevõtmisega. Kõiki kaalutlusi arvesse võttes on tõenäoliselt parem laeva või vähemalt suuremat osa sellest (elukorpusi jmt) mitte tagasi viia, vaid kõigepealt juba hädavaru mõttes jätta planeedi orbiidile. (Loogika on siin kuni selleni välja, et laev võib olla tagasijõudmise ajaks moraalselt vananenud ja selle väärtus kolooniale toormaterjalina suurem etc etc.)

Siit tuleneb omakorda, et ükskõik, kas laev maandub või jääb orbiidile, elatakse alguses seal. Väga võimalik, et mingi osa seltskonnast (näiteks valitsus või reaktoritehnikud?) elavad seal võib-olla põlvkondi, enne kui kuhugi mujale kolivad.

Siinkohal on mõtet minna järgmise punkti juurde, sest mõned edasised kaalutlused on neil kahel suhteliselt sarnased.

(3) Eksoplaneetide koloniseerimine lühikese lennuga

Lühike lend on siis definitsiooni järgi midagi sellist, mida on võimalik inimelu hoomatavas skaalas vastavalt vajadusele kordi-kordi korrata. Siin ei ole mingeid ajalisi piire – ka lühike lend antud kontekstis võib tähendada mitmekuist retke. Kokkuleppeliseks piiriks võiks olla veel see, et laevas põhimõtteliselt ei elata; mis omakorda võiks tähendada, et üle paari nädala ikkagi veedetakse hibernatsioonis.

Jah, definitsioonid natuke kattuvad, kuid lisaks kestusele tuleb eraldi välja tuua mõned punktid, mis muudavad lühikese lennuga koloniseerimist olemuslikult:

Luure – sa tead, mis sind ootab. Mitte ei lennata kohale ja seal sa siis oled.

Kui planeet on vähegi kõlblik, st otsustatakse asustamisega edasi minna, ehitatakse orbitaaljaam. Tõenäoliselt rajatakse planeedile mitmeid uurimisjaamu, hakatakse looma laboreid ja pannakse käima katsetootmine. Võimalik, et luuakse baas planeedi kaaslasele, kui seal selline on, ja võimalik, et enne tõsist toimetamist planeedil luuakse asteroidikaevandused.

Miks niipalju askeldamist väljaspool eluga planeeti? Elementaarne – seal ei juhtu kunagi midagi ootamatut; seal pole mingit riski midagi kogemata perse keerata. Ja sinna on alati võimalik taanduda, kui planeedil on midagi tõeliselt ootamatut.

Siin tasub mõelda veel selliste nüansside üle, et kas lühikese lennu laev laskub planeedile? Sellele küsimusele ei ole ühest vastust – võib väidelda niipidi, et laev, mis on suuteline suhteliselt lühikese ajaga läbima tähtedevahelisi kaugusi, peaks olema sellisel tehnilisel tasemel, et mingi planeet seda põhimõtteliselt ei ohusta. See loogika aga ei pruugi üldse kehtida, sest näiteks ka eespool mainitud, meile tuntud ioonmootor on võimeline töötama ainult vaakumis; teoreetiliselt täiesti võimalik, et väljaspool aegruumi tähe juurest tähe juurde hüppav laev ei tohi näiteks Oorti vööstki tähele lähemale tulla...

Tõeliselt ebateaduslik ulme on muidugi need lood, kus näiteks laev lendab tähtede vahel ja siis kukub planeedile alla – selle tõenäosus peaks ikka olema näruselt olematu. Omaette kategooria moodustavad teisalt lood, kus mindi kohale mingi ussiaugu kaudu või on avastatud mingid teised võimalused, mis lubavad n-ö vanniahjuga kohale lennata – ütleme viisakalt, et las neile lugudele jääb kirjanduslik väärtus, need ei ole teadusliku käsitluse mõttes relevantsed.

Igatahes tõenäoliselt rajatakse asustatavale planeedile kõigepealt kaitstud linnad, kus katsetatakse kontrollitud tingimustes kohaliku-maise interaktsioone. Küllap proovitakse aastaid, kuidas kõige parem oleks keskkonda kohandada nii, et mingit suuremat jama ei juhtuks, ja võimalik, et teatud juhtudel laienetakse mingil kontrollitud viisil põlvkondi.

Selles mõttes on omaaegne Robert A. Heinlein ja praegune John Scalzi äärmiselt, idiootlikult ebateaduslikud näited – no on ikka raske ette kujutada niivõrd loogikat ja tervet mõistust eiravat universumi, kus toimub selline koloniseerimine, et lendad kohale, maandud, visatakse sind laevast välja, rakendad muulad vankri ette ja vaatad ise, kuidas hakkama saad!

Tähendab, sellist asja võib ette kujutada küll – aga siis on tegemist meelelahutusega, ehk see, kuhu sa satud, on teemapark, ja sa maksad sellise „koloniseerimise” eest head pappi.

Et viimast väidet korralikumalt lahti seletada, tuleks küsida:

Mida potentsiaalselt asustatavat me tõenäoliselt leiame?

Kõigepealt aga peame natuke täpsustama:

Mis on üldse elamiskõlblik planeet?

1- Temperatuur. Planeet peab olema nn Goldilocki tsoonis, ehk sellisel kaugusel tähest, et selle pinnal saaks olla vedelat vett. Tegelikult asustamiseks jääb sellest väheks, sest inimesele on tegelikult vaja, et planeedil oleks võimalikult suur ala, kus see püsib enam-vähem Maa 15ºC juures, +/- 10º.

2- Gravitatsioon. See ei tohiks maisest üle kahe korra erineda. Ja võib-olla on see juba liiga lai vahemik, sest siin astuvad mängu teised tegurid – liiga kerge planeet ei suuda õhku kinni hoida ja liiga raskel on ainult ookean. Ehk kõrvale jäävad supermaad ja pisimaad (super-Earth, sub-Earth). Supermaad, ehk Maas tunduvalt suuremad planeedid on tõenäoliselt veemaailmad. On erinevaid arvutusi, kuid Päikesesüsteemile sarnastes tingimustes tekkinud planeet Maa oleks kõigest ca 1,6x suuremana üleni veega kaetud. Neid on võimalik asustada tingimusel, et kogu elu toimub millelgi ujuval. Pisimaade häda on selles, et kuigi me ei tea täpselt, kuidas pannakse paika veekogus prototähesüsteemides, on üsna selge, et Maast oluliselt väiksemad planeedid ei saa hästi atmosfääri ja ookeanide hoidmisega hakkama.

3- Muud tingimused jätaks hetkeks kõrvale, sest neid tuleb niikuinii vaadelda allpool seoses sellega, mida inimesed planeediga ette võtta mõtlevad või palju selleks teha tuleb; see kokkuvõte lähtub eeldusest, et tähelt saadud kiirgushulk ja planeedi suurus ei ole muudetavad, ülejäänud on.

Palju selliseid Linnuteel olla võiks?

Ei tea.

Aga põhimõtteliselt ei ole viimase poole või kolmveerand sajandiga muutunud järgmine arutluskäik:

Linnuteel on ca pool triljonit tähte. Neist enamik on punased kääbused, põhijada „korralikke” tähti on ca 100 miljonit.

Seega isegi kui ühe tähe juures tuhandest on parameetritelt sobiv planeet ja

ühe tähe juures sajast on seal „õigel ajal” arenenud elu,

on selliseid planeete Linnuteel miljon – 1 000 000.

(Seda numbrit on kasutanud ka näiteks Asimov oma Asumi sarjas; üldse aga sajad ulmeautorid.)

Mis jääb „skaalast välja”?

Punaste kääbuste planeedid. Praeguste teadmiste valguses on need kõik pööratud tähe poole ühe küljega ja saavad iga natukese aja tagant korraliku kiirguspuhanguga nuhelda, nii et tõenäoliselt on tegu elutu ja mitte eriti kutsuva keskkonnaga.

Huvitav võimalus, mis võib „sisse tulla”:

Kaksiktähtede planeedid. Nende orbiidid on ebastabiilsed ja seega ei ole väga tõenäoline leida sealt arenenud elu, niisamuti võib keskkond olla üht või teistpidi paigast ära. Küll aga võib nende hulgas olla palju selliseid, mis mingi aja on enam-vähem stabiilsel orbiidil. Kui suurus on õige, võib selline planeet olla asustatav. Jah, see muutub ühel päeval elamiskõlbmatuks, ent ehk tasub sinna ikkagi elama asuda, kui see juhtub näiteks miljoni aasta pärast?...

Terraformimise tasemed:

Kõige eelneva kokkuvõtteks võime enda jaoks paika panna, mida me enda ümber kosmosest leiame ja mida me sellega peale võime hakata:

1- Terraformimist sisuliselt mittevajavad planeedid. Eeldatavalt on seal elu. Just sellistest planeetidest räägivad praktiliselt kõik koloniseerimist puudutavad ulmejutud ja kui lähtuda eelnevalt toodud arutluskäigust, et ühe tähe juures tuhandest on sobiva temperatuuri ja suurusega planeet ja ühel sajast neist on elu, on sama konservatiivsetest tõenäosustest lähtuvalt Linnuteel võib-olla veel üks planeet, mille peamine probleem on vastikud elukad.

Tõsiselt. Me ei tea neid tõenäosusi – kui elu on palju levinum, on neid rohkem. Kui elu tekkimine on äärmiselt haruldane, nagu mõned teadlased väidavad, oleme tõesti üksi universumis. (Selle pildi ajaks segaseks samuti eelpool käsitletud panspermia, kuid see on teine teema.)

2- Mingis staadiumis elukeskkond. Kui mõtleme korra geoloogilise skaala peale, peaks olema selge, et selliste leidmise tõenäosus on eelmisest vähemalt 1000x suurem. See oleks mitmeski mõttes väga hea leid – siis on planeet elamiskõlblik, elu on ära teinud suurema terraformimise selles mõttes, et seal on hingatav õhk, ja meil ei ole erilist raskust ega ka südametunnistuspiina oma elukeskkonnaga sellest kõigest üle sõita.

3- Eluta planeedid, millel potentsiaal põhimõtteliselt olemas. Kuivõrd me ei tea elu tekkimise tingimusi, on võimatu öelda, palju selliseid on võrreldes punktiga 2, kuid eeldades, et elu ikkagi tekib sobivates tingimustes, on juttu näiteks noortest planeetidest, mainitud kaksiktähtede planeetidest, mingis katastroofis elu kaotanud planeetidest etc etc.

4- Keskkonna vähene järeleaitamine. Kordan taas, et me teame veel eksoplaneetidest liiga vähe, et siin mingeid tõenäosusi välja pakkuda, küll aga peaks intuitiivselt neid eelmistest punktidest vähemalt paar suurusjärku rohkem olema. Järeleaitamise kõige lihtsamad variandid on vee lisamine ja atmosfääri koostise muutmine. Mõeldav on ka kiirgusbalansi muutmine kas varju või peegliga ja ehk annab midagi ette võtta ka rõngaste või väiksemate kuudega (kui need probleeme põhjustavad).

5- Tõsine järeleaitamine. Siia alla võiksid kuuluda pöörlemisperioodi ja massi muutmine ja see väljub hetkel meie teaduslike ettekujutuste skaalast. Tõenäoliselt on ka väga võimekal tsivilisatsioonil näiteks planeedi poolitamine ikkagi selline tuhandete aastate projekt ja hetkel on puhas kohvipaksu pealt ennustamine, kas seda kunagi ka teha tasub või on sellisteks asjadeks võimelisel tsivilisatsioonil teised mured-väljakutsed.

6- Aeglane terraformimine, mis piirneb teisest otsast panspermia. Ehk panspermia oleks miljoniaastane projekt – saadame elu kuhugi peale ja vaatame, mis välja tuleb. Järgmine tase oleks seda natuke kiiremini teha, näiteks panna tööle mingid inkubaatorid vmt, mis aitavad keskkonda meile soovitud suunas nügida. Selle eelis on, et muutused on aeglased ja kui planeet oli mingil tasemel, kasvõi kerges skafandris elatav, siis lähevad asjad ainult paremaks... näiteks mõne tuhande aasta jooksul.

7- Eelmise vastand – järeleaitamine ülivõimsate vahenditega. Aga see läheb pisut skaalast välja, piirnedes küsimusega, kas siis poleks lihtsam juba orbitaale ehitada...

Mis teed on inimkonnal lahti?

Eeldusel, et me ei leia FTL-i.

1- Müttame sajandeid päikesesüsteemis

Pikemas vaates käime varem või hiljem paratamatult alla.

Tõsi, kui inimene suudab hõlvata Päikesesüsteemi, võib siin sajandeid väljakutseid jätkuda, nii et igal juhul on see parem kui siin Maal pealetungiva poliitkorrektsuse ja idiokraatia kätte vaikselt hääbuda, kuni keskkonnakatastroof meid lõplikult minema pühib.

2- Maailma seemned

Teeme, mis suudame. Leiame planeete, saadame robotid. Tõenäoliselt hakkab seal toimima aeglane terraformimine. Võib-olla ühel päeval saadame ka (külmutatud) kolonistid või põlvkondade laevad teele... Miljoni aastaga suudame üle Linnutee levida... :-)

3- Me õpime ära Hüppe läbi mingi null- või hüperruumi

Küllalt tõenäoliselt hüljatakse siis kõik teised Päikesesüsteemi elukeskkonnad (eeldusel muidugi, et need ei ole selleks ajaks täielikult terraformitud) – no kes tunneb huvi mingi Marsi külma õhuta kivikuuli vastu, kui võimalik on kuhugi hulga vähem vaeva nähes teha „päris” Maa.

4- Sureme välja.

See on kahjuks alati laual. Ja kui me siit kuhugi ei lähe, siis on ainult küsimus millal.