惑星工学 - 百科事典

惑星工学は、惑星の環境を影響するための技術の開発と適用のことです。惑星工学は、地球改造、種子散布、地工学などのさまざまな方法を含みます。

科学的コミュニティで広く議論されている地球改造とは、地球の生命に適した環境を作るために他の惑星を変えることを指します。種子散布とは、地球の生命を住める惑星に導入することを指します。地工学とは、惑星の気候を工学で設計することを指し、地球に既に適用されています。これらの方法はそれぞれ異なるアプローチを持ち、異なる可能性と倫理的な懸念を持っています。

地球改造

地球改造は、惑星、月、または他の天体の大気、気温、表面地形、または生態系を変更して地球の環境を模倣するプロセスです。

= 技術 =
潜在的な地球改造の論点としてよく議論されているのは火星です。火星を地球改造するために、人間は新しい大気を作る必要があります。これは、惑星の高炭素二酸化濃度と低い大気圧のためです。これは、原生的な材料から「氷点下」に温室効果ガスを導入することで可能です。金星を地球改造するには、金星が地球の2倍の太陽光を受けているため、炭素二酸化を炭素に変換する必要があります。このプロセスは、「高高度吸収性の微粒子」または日陰を使って温室効果を取り除くことで可能です。これにより、より住める金星を作ることができます。

NASAは、地球改造を実現するための居住可能システムと技術のカテゴリーを定義しています。これらのトピックには、乗組員のための食料を保存および包装するための省エネルギーシステム、食料の準備と調理、水の配布、休憩、廃棄物とリサイクルのための施設、乗組員の衛生と休憩のためのエリアの開発が含まれます。

= 可能性 =
地球改造の試みには、さまざまな惑星工学の課題が立ちはだかっています。例えば、火星の大気の地球改造は、火星大気に「大量のガス」を追加する必要があります。このガスは、火星の極冠や地下の貯水池内に固体や液体の形で保存されていると考えられています。しかし、十分な炭素二酸化が火星の極冠の堆積物内に存在することは少ない可能性があり、液体の炭素二酸化はより高温の地殻の深部に存在する可能性があります。さらに、火星の極冠全体を昇華させることで、現在の大気圧が15ミリバルから15ミリバルに増加します。一方、地球の平均海面圧は1013.25ミリバルです。

天文学者カール・セーガンが最初に正式に提案した金星の地球改造は、有機分子誘導の炭素変換、日陰、惑星の自転の増加、さまざまな化学的手段などを通じて議論されてきました。しかし、金星には硫酸と太陽風が多く、これらは有機環境に有害であるため、有機的な炭素変換方法は実現不可能とされています。他の方法、例えば太陽遮光、水素衝突、マグネシウムカルシウム衝突は理論的には妥当ですが、人間がまだ手に入れていない大規模な資源と宇宙技術が必要です。

= 倫理的考慮 =
成功した地球改造は他の惑星で生命が繁栄する可能性がありますが、哲学者たちはこの実践が倫理的であるかどうかについて議論しています。ある倫理学者は、火星のような惑星は人類の有用性に独立して内在する価値があり、そのため人間の干渉から自由でなければならないと主張しています。また、火星を住めるようにするために必要なステップ（例えば、核融合炉、宇宙に設置された太陽光パワーのレーザー、または火星の極冠に薄い煙を拡散するなど）は、火星が持つ現在の美的価値を損なうと主張しています。これにより、人類の本質的な倫理的および道徳的な価値が疑問視されます。これにより、人類が他の惑星の現在の生態系を自分たちの利益のために根絶することに同意するかどうかの疑問が提起されます。この倫理的な枠組みでは、これらの惑星に対する地球改造の試みは、その内在する価値のある環境を脅かすとされ、これらの努力が不道徳であると見なされることがあります。

種子散布


= 環境の考慮 =
種子散布の主な議論対象は火星です。種子散布の場所は、大気の温度、気圧、有害な放射線の存在、水や地球の生命に必要な他の化合物などの自然資源の有無に基づいて選ばれます。

= 種子散布のための微生物の開発 =
自然や工学によって作られた微生物を作成または発見する必要があります。最初に使用される微生物は、火星の大気中の高い炭素二酸化濃度や電離放射線に耐えうる必要があります。後の生物、例えば多細胞植物は、氷点下の温度に耐えうり、高炭素二酸化レベルに耐え、大量の酸素を生成する必要があります。

微生物は非生物的な機構よりも大きな利点を提供します。彼らは自己複製を行い、火星の表面に大規模な機械を輸送したり製造したりする必要はありません。また、ほとんどのメンテナンスなしに複雑な化学反応を引き起こして、惑星規模の地球改造を実現できます。

気候工学

気候工学は、地球の気候システムを意図的に大規模に変更して気候変動と戦う惑星工学の一形態です。地工学の例には、大気中から炭素二酸化を取り除く炭素二酸化除去（CDR）や、太陽エネルギーを宇宙に反射させる太陽放射線変更（SRM）があります。炭素二酸化除去（CDR）には、再林化などより単純な方法から、直接大気捕集などのより複雑なプロセスまでがあります。後者は、高コストと大量のエネルギー消費が課題であるため、工業規模での導入が難しいです。

SRMの例には、ストラトスフィア微粒子注入（SAI）や海洋雲明る化（MCB）があります。火山が噴火すると、アエロゾルと呼ばれる小さな粒子が大気中に広がり、太陽のエネルギーを宇宙に反射します。これにより冷却効果が生じ、これらのアエロゾルをストラトスフィアに注入することで大規模な冷却を促進することができると考えられています。

MCBの1つの提案は、低層の海雲に蒸気をスプレーして、より多くの雲凝集核を作ることです。これにより、雲がより白くなり、光をより効率的に反射することが理論的には期待できます。

参考情報


参考文献
Angelo, Joseph A. Jr. (2006). "Planetary engineering". Encyclopedia of space and astronomy. New York: Facts On File. pp. 462–462. ISBN 978-1-4381-1018-9.
Sagan, Carl (December 1973). "Planetary engineering on Mars". Icarus. 20 (4): 513–514. Bibcode:1973Icar...20..513S. doi:10.1016/0019-1035(73)90026-2.


外部リンク
Geoengineering: A Worldchanging Retrospective – 地球工学に関する記事の概要（持続可能なサイト Worldchanging）