スペースマガジンは「テラフォーミングの決定的なガイド」を続けて、土星の衛星をテラフォーミングするためのガイドを紹介します。内側の太陽系と木星の月を超えて、土星には変換できる衛星がたくさんあります。しかし、彼らはそうすべきですか？
遠方のガス巨人土星の周りには、美しさの点で他に類を見ない、輪と月のシステムがあります。このシステム内には、人類がそれらを利用する場合、つまり輸送とインフラの問題に対処できる場合、私たちはポスト・ポスト時代の時代に生きるであろう十分な資源もあります。しかし、それに加えて、これらの月の多くは、人間の入植者に対応するように変換されるテラフォーミングにも適している可能性があります。
木星の衛星、または火星と金星の地球型惑星をテラフォーミングする場合と同様に、そうすることには多くの利点と課題があります。同時に、それは多くの道徳的および倫理的ジレンマを提示します。そして、そのすべての間で、土星の衛星をテラフォーミングするには、時間、エネルギー、リソースへの多大な取り組みが必要になるだけでなく、一部の高度な技術（まだ発明されていないもの）への依存も言うまでもありません。
クロニアンムーン：
総じて、土星システムは衛星数で木星に次ぐ2番目であり、62の確認された月があります。これらのうち、最大の月は2つのグループに分けられます。内側の大きな月（希薄なEリング内で土星の近くを周回するもの）と外側の大きな月（Eリングを超えたもの）です。土星、ミマス、エンケラドス、テチス、ディオネ、レア、タイタン、イアペトゥスからの距離順に並んでいます。
これらの月はすべて主に水の氷と岩で構成されており、岩のコアと氷のマントルと地殻の間で区別されていると考えられています。それらの中で、タイタンは適切に名前が付けられており、すべての内側または外側の衛星の中で最大かつ最も重い（他のすべての衛星よりも大きくて重い）。
人間の居住への適合性に関して、それぞれが長所と短所の独自のシェアを示しています。これらには、それぞれのサイズと構成、大気の存在（または不在）、重力、および水の利用可能性（氷の形と地下の海）が含まれます。そして最後に、土星の周りのこれらの月の存在がシステムは探査と植民地化のための魅力的なオプションです。
航空宇宙技術者および著者として、ロバート・ズブリンは彼の本で述べました 宇宙への参入：宇宙船文明の創造、土星、天王星、海王星は、水素やその他の資源が豊富なため、いつの日か「ペルシャ湾の太陽系」になる可能性があります。これらのシステムの中で、土星は地球に比較的近いこと、低放射、および優れた月のシステムのおかげで、最も重要です。
可能な方法：
木星の1つ以上の衛星をテラフォーミングすることは、比較的単純なプロセスです。すべての場合において、これには、熱核装置、小惑星や彗星による表面への影響、オービタルミラーによる太陽光の集束など、さまざまな手段による表面の加熱が含まれ、表面の氷が昇華して水蒸気や揮発性物質（アンモニアとメタン）を形成します。
ただし、土星からの放射線量が比較的少ないため（木星に比べて）、これらの大気は放射線分解以外の手段で窒素酸素に富んだ環境に変換する必要があります。これは、同じオービタルミラーを使用して太陽光を表面に集中させ、光分解によって水の氷から酸素と水素ガスの生成をトリガーすることで実行できます。酸素は表面に近いままですが、水素は宇宙空間に漏れます。
月の氷の多くにアンモニアが存在することは、バッファガスとして機能する窒素をすぐに供給できることも意味します。特定の菌株を新たに作成された雰囲気に導入することにより、 ニトロソモナス、 シュードモナス そして クロストリジウム 種–昇華したアンモニアは亜硝酸塩（NO²-）に変換され、その後窒素ガスに変換されます。
別のオプションは、「パラテラフォーミング」として知られているプロセスを採用することです。つまり、環境を変換するために、世界の全体または一部を人工シェルで囲みます。クロニアンムーンの場合、これには大きな「シェルワールド」を構築してそれらを包み込み、新しく作成された大気を長期的な変化に影響を与えるのに十分な時間維持します。
この殻の中で、クロニアンムーンの温度はゆっくりと上昇し、水蒸気雰囲気は内部のUVライトからの紫外線に曝され、バクテリアが導入され、必要に応じて他の元素が追加されます。このようなシェルは、雰囲気を作成するプロセスを注意深く制御でき、プロセスが完了する前に失われるものがないことを保証します。
ミマス：
直径396km、質量0.4×1020 kg、Mimasはこれらの月の中で最小かつ最小の質量です。それは形が卵形で、軌道周期0.9日で185,539 kmの距離で土星を周回します。 1.15 g / cm3（水よりわずかに高い）と推定されるMimasの低密度は、ほとんどが少量の岩石を含む水の氷で構成されていることを示しています。
この結果として、ミマスはテラフォーミングに適した候補者ではありません。その氷を溶かすことによって作成される可能性のある大気は、おそらく宇宙に失われるでしょう。さらに、その低密度は、地球の大部分が海であり、小さな岩石のコアしかないことを意味します。これにより、表面に落ち着くための計画が非現実的になります。
エンケラドス：
一方、エンケラドスの直径は504 km、質量は1.1×10です。20キロ 球形です。それは237,948 kmの距離で土星を周回し、単一の軌道を完了するのに1。4日かかります。小さい球形の衛星の1つですが、地質学的に活発な唯一のクロニアンムーンです。これは、太陽系で知られている最小の天体の1つです。その結果、有名な「タイガーストライプ」のような特徴が生まれます。これは、月の南極緯度内にある一連の隆起したわずかに湾曲したほぼ平行な断層です。
南極圏でも大きな間欠泉が観測されており、定期的に土星のEリングを補充する氷、ガス、塵のプルームを放出しています。これらのジェットは、エンケラドスが凍った地殻の下に液体の水を持っていることを示すいくつかの兆候の1つです。地熱プロセスは、コアの近くに暖かい海を維持するのに十分な熱を放出します。
温水液体海の存在は、エンケラドスをテラフォーミングの魅力的な候補にします。プルームの構成は、海底が塩辛いこと、有機分子と揮発性物質が含まれていることも示しています。これらには、アンモニア、メタン、プロパン、アセチレン、ホルムアルデヒドなどの単純な炭化水素が含まれます。
エルゴ、氷の表面が昇華すると、これらの化合物が放出され、自然な温室効果が引き起こされます。光分解、放射線分解、バクテリアと組み合わせて、水蒸気とアンモニアを窒素-酸素雰囲気に変換することもできます。エンケラドスの高密度（〜1.61 g / cm3）は、ケイ酸塩と鉄のコアが平均よりも大きいことを示します（クロニアンムーンの場合）。これは、地表でのあらゆる操作のための材料を提供する可能性があり、表面の氷が昇華される場合、エンケラドスは主に信じられないほど深い海で構成されないことを意味します。
ただし、この液体塩水海洋、有機分子、揮発性物質の存在は、エンケラドスの内部が熱水活動を経験していることも示しています。このエネルギー源は、有機分子、栄養素、および生命のプレバイオティクス条件と組み合わされて、エンケラドスが地球外生命体の故郷である可能性を意味します。
エウロパやガニメデと同様に、これらはおそらく地球の深海の熱水噴出孔と同様の環境に住む極限環境の生物の形をとるでしょう。その結果、エンケラドスをテラフォーミングすると、月面の自然のライフサイクルが破壊されたり、将来の入植者に害を及ぼす可能性のある生命体が放出されたりする可能性があります。
テティス：
直径1066 kmのテティスは、土星の内衛星で2番目に大きく、太陽系で16番目に大きい月です。その表面の大部分は、ひどくクレーターと丘陵の地形と、小さくて滑らかな平野地域で構成されています。その最も顕著な特徴は、直径400 kmのオデュッセウスの大きな衝突クレーターと、オデュッセウスと同心で幅100 km、深さ3〜5 km、長さ2,000 kmの広大な峡谷システム、イサカチャスマです。
1立方センチメートルあたり0.984±0.003グラムの平均密度で、テチスはほぼすべて氷で構成されていると考えられています。テティスが岩の多いコアと氷のマントルに区別されているかどうかは現在のところ不明です。しかし、岩がその質量の6％未満しか占めていないという事実を考えると、分化したテチスは半径が145 kmを超えないコアを持つことになります。一方、テチスの形状（3軸楕円体に似ている）は、内部が均質である（つまり、氷と岩の混合）形状と一致しています。
このため、テティスはまた、テラフォーミングリストから外されています。実際に小さな岩の内部がある場合、表面を加熱処理すると、月の大部分が溶けて宇宙に失われます。代わりに、内部が岩と氷の均質な混合物である場合、溶融が起こった後に残るのは残骸の雲だけです。
ディオーネ：
直径と質量が1,123 km、11×1020 kg、ディオネは土星の4番目に大きい月です。ディオーネの表面の大部分は、直径250 kmまでのクレーターがあり、クレーターの多い古い地形です。土星からの軌道距離は377,396 kmで、月は1回転するのに2.7日かかります。
ジオンの平均密度が約1.478 g /cm³であることは、それが主に水氷で構成され、残りがケイ酸塩岩石コアで構成されている可能性が高いことを示しています。 Dioneには、酸素イオン（O +²）の非常に薄い雰囲気もあります。これは、2010年にカッシーニ宇宙探査機によって最初に検出されました。この大気の発生源は現在不明ですが、放射線分解の産物であると考えられています。土星の放射帯からの荷電粒子は、表面の氷と相互作用して水素と酸素を生成します（ヨーロッパと同じように）。
この希薄な雰囲気のために、ディオンの氷を昇華させると酸素雰囲気が生成される可能性があることはすでに知られています。しかし、現在のところ、ディオンが揮発ガスの正しい組み合わせを持っているかどうか、窒素ガスを確実に生成できるかどうか、または温室効果が引き起こされるかどうかは不明です。ディオネの低密度と組み合わせると、これはテレフォーミングの魅力のないターゲットになります。
レア：
直径1,527 km、23×1020 質量がkgのレアは、土星の衛星で2番目に大きく、太陽系で9番目に大きい月です。軌道半径は527,108 kmで、大きな衛星の中で5番目に遠く、軌道の完成には4.5日かかります。他のクロニアの衛星と同様に、レアはかなりクレーターのある表面を持ち、そのトレーリング半球にはいくつかの大きな割れ目があります。
約1.236 g /cm³の平均密度で、レアは75％の水氷（約0.93 g /cm³の密度）と25％のケイ酸塩岩（約3.25 g /cm³の密度）で構成されると推定されています。この低密度は、レアは太陽系で9番目に大きい月ですが、10番目に大きい月であることを意味します。
その内部に関しては、レアはもともと岩の多いコアと氷のようなマントルの間で区別されていると疑われていました。しかし、より最近の測定では、レアが部分的にのみ分化しているか、内部が均一であることが示されているようです-おそらく珪岩と氷の両方で構成されています（木星の月のカリストに似ています）。
レアの内部のモデルは、エンケラドスとタイタンに似た、内部に液体の水の海があるかもしれないことも示唆しています。この液体水海は、存在するとすれば、コアとマントルの境界に位置している可能性が高く、コア内の放射性元素の崩壊によって引き起こされる加熱によって維持されます。内海であろうとなかろうと、月の大部分が氷水で構成されているという事実は、それをテラフォーミングにとって魅力のないオプションにします。
巨人：
すでに述べたように、タイタンはクロニアの衛星の中で最大です。実際、直径5,150 km、1,350×1020 質量がkgのタイタンは土星の最大の月であり、地球の周回軌道にある質量の96％以上を占めています。かさ密度1.88 g / cmに基づく3、タイタンの構成は、半分が氷で半分が岩でできた材料です–おそらく、3,400 kmの岩が多い中心部がいくつかの氷で覆われた層で囲まれたいくつかの層に区別されています。
また、独自の大気を持つ唯一の大きな月でもあります。これは、寒くて密度が高く、太陽系の中で窒素を豊富に含む唯一の高密度の大気です（地球のメタンを除いて）。科学者たちはまた、上層大気中の多環式芳香族炭化水素やメタン氷の結晶の存在にも注目しています。太陽系の他のすべての月や惑星とは異なり、タイタンが地球と共有しているもう1つのことは、大気圧です。タイタンの表面では、気圧は約1.469バール（地球の1.45倍）と推定されています。
持続的な大気のヘイズのために観察するのが難しいタイタンの表面は、ほんの少しの衝突クレーター、クリオ火山の証拠、そして明らかに潮汐風によって形作られた縦の砂丘フィールドを示しています。タイタンはまた、地球の横にある太陽系の唯一の天体であり、その表面には液体の天体があり、タイタンの北極と南極の地域ではメタンエタン湖の形をしています。
軌道距離は1,221,870 kmで、土星から2番目に大きい大きな月で、16日ごとに1つの軌道を完成します。エウロパやガニメデと同様に、タイタンには水がアンモニアと混合された地下海があり、月面に噴火して低温火山活動を引き起こすと考えられています。この海の存在に加えて、タイタンのプレバイオティックな環境は、そこにも生命が存在する可能性があることを示唆する人を導きました。
そのような生命は、内海で微生物や極限環境の形態をとることができ（エンケラドスやヨーロッパに存在すると考えられているものと同様）、あるいはメタン生成生物のさらに極端な形態をとることができます。示唆されているように、地球上の生物が水中に住んでいるのと同じように、タイタンの液体メタンの湖に生命が存在する可能性があります。このような生物は、酸素ガス（O²）の代わりに二水素（H²）を吸入し、グルコースの代わりにアセチレンで代謝し、二酸化炭素の代わりにメタンを吐き出します。
しかし、NASAはこれらの理論が完全に仮説のままであると述べて記録に残っています。したがって、有機化学に関連するプレバイオティクス条件はタイタンに存在しますが、生命自体は存在しない可能性があります。ただし、これらの条件の存在は科学者の間で魅力の対象のままです。そして、その大気は遠い昔の地球と類似していると考えられているため、テラフォーミングの支持者は、タイタンの大気がほとんど同じ方法で変換できることを強調しています。
それを超えて、タイタンが良い候補である理由はいくつかあります。まず、生命を維持するために必要なすべての要素（大気中の窒素とメタン）、液体メタン、液体の水とアンモニアを豊富に持っています。さらに、タイタンの気圧は地球の1.5倍です。つまり、着陸船と生息地の内部気圧は、外部気圧と同じか、近くに設定できます。
これにより、月、火星、小惑星帯などの低気圧またはゼロ気圧の環境と比較して、着陸船および生息地の構造工学の困難さと複雑さが大幅に軽減されます。大気が厚いため、他の惑星や木星の月とは異なり、放射は問題になりません。
また、タイタンの大気には可燃性化合物が含まれていますが、これらは十分な酸素と混合されている場合にのみ危険を示します。それ以外の場合は、燃焼を達成または維持できません。最後に、大気密度と表面重力の比率が非常に高いため、航空機が揚力を維持するために必要な翼幅も大幅に減少します。
これらすべてがうまくいくと、タイタンを住みやすい世界に変えることは、適切な条件が与えられれば実現可能でしょう。手始めに、オービタルミラーを使用して、より多くの太陽光を表面に向けることができます。月のすでに濃厚で温室効果ガスに富んだ大気と組み合わせて、これは氷を溶かし、水蒸気を空気中に放出するかなりの温室効果につながります。
もう一度、これは窒素/酸素の豊富な混合に変換でき、大気はすでに窒素が非常に豊富であるため、他のクロニアン衛星よりも簡単です。窒素、メタン、アンモニアの存在は、化学肥料を生産して食品を栽培するためにも使用できます。ただし、オービタルミラーは、環境が再び極端に寒くなり、氷の状態に戻らないようにするために、所定の位置に留まる必要があります。
イアペトゥス：
直径1,470 km、18×1020 質量が1kgのイアペトゥスは、土星の大きな月の中で3番目に大きい衛星です。そして、土星から3,560,820 kmの距離で、それは大きな月の中で最も遠く、単一の軌道を完了するのに79日かかります。珍しい色と構成のため–その前半球は暗くて黒いですが、その後ろ半球ははるかに明るいです–それはしばしば土星の月の「陰陽」と呼ばれます。
イアペトゥスの平均距離（半長軸）は3,560,820 kmで、土星の1つの軌道を完了するには79.32日かかります。土星の3番目に大きい月であるにもかかわらず、イアペトゥスは、その次に最も近い主要な衛星（タイタン）よりも土星からはるかに遠くを周回しています。土星の衛星の多く、特にテチス、ミマス、レアのように、イアペトゥスは密度が低く（1.088±0.013 g /cm³）、これは主に水の氷とわずか20％の岩で構成されていることを示しています。
しかし、ほとんどの土星の大きな月とは異なり、その全体的な形状は球形でも楕円体でもなく、平坦な極と膨らんだウエストラインで構成されています。その大きくて異常に高い赤道の尾根も、その不均衡な形に貢献しています。このため、Iapetusは静水圧平衡を達成していないことが知られている最大の月です。外観は丸みを帯びていますが、その膨らんだ外観は球形として分類されません。
このため、イアペトゥスはテラフォーミングの可能性が高いとは言えません。実際にその表面が溶けた場合、それも非現実的な深海のある海洋世界になり、この水は宇宙に失われる可能性があります。
潜在的な課題：
それを分解するために、エンケラドスとタイタンだけがテラフォーミングの実行可能な候補であるように見えます。ただし、どちらの場合も、加圧構造物や防護服を必要とせずに人間が存在できる居住可能な世界にそれらを変えるプロセスは、長くて費用のかかるものになります。そして、木星の衛星をテラフォーミングするのと同じように、課題はカテゴリー別に分類できます。
- 距離
- リソースとインフラストラクチャ
- ハザード
- 持続可能性
- 倫理的配慮
つまり、土星は資源が豊富で、天王星や海王星よりも地球に近いかもしれませんが、実際には非常に遠いです。平均して、土星は地球から約1,429,240,400,000 km離れています（または〜8.5 AUは地球と太陽の間の平均距離の8倍半に相当します）。全体像を見ると、 ボイジャー1 地球から土星系に到達するために、およそ38か月間探査します。入植者と地表をテラフォームするために必要なすべての機器を運ぶ乗組員の宇宙船の場合、そこに到達するにはかなり時間がかかります。
これらの船は、過度に大きくて高価になるのを避けるために、より小さく、より速く、より費用対効果の高いものにするために、低温学または冬眠関連の技術に依存する必要があります。この種の技術は火星への乗組員のミッションのために調査されていますが、それはまだ研究開発段階にあります。さらに、オービタルミラーを構築し、小惑星や破片を取り込んでインパクターとして使用し、乗組員の宇宙船に後方支援を提供するには、ロボット宇宙船と支援船の大規模な艦隊も必要になります。
乗組員が到着するまで乗組員を停滞させることができる乗船とは異なり、これらの船は、実際の時間内にクロニアンの衛星を往復できるように高度な推進システムを備える必要があります。これらすべてが、今度はインフラストラクチャーの重要な問題を引き起こします。基本的に、地球と土星の間で運用している艦隊は、それらを供給し、燃料を供給し続けるために、あちこちの間に基地のネットワークが必要です。
したがって、実際には、土星の衛星をテレフォームする計画は、月、火星、小惑星帯、木星の衛星に恒久的な基地ができるまで待たなければなりません。さらに、オービタルミラーを構築するには、かなりの量のミネラルやその他のリソースが必要であり、その多くは小惑星帯または木星のトロイの木馬から採取することができます。
このプロセスは、現在の基準では懲罰的に高価であり、（再度）高度な駆動システムを備えた艦隊が必要になります。また、Shell Worldsを使用したパラテラフォーミングも同様で、小惑星帯との間の数回の移動、数百（数千ではないにしても）の建設とサポートクラフト、およびその間に必要なすべての基地が必要です。
放射線はクロニアンシステムでは大きな脅威ではありませんが（木星の周りとは異なり）、月はその歴史の過程で多大な影響を受けてきました。その結果、表面に構築された集落は、彗星や小惑星が軌道に到達する前に方向を変える一連の防御衛星のように、軌道上で追加の保護が必要になる可能性があります。
第4に、土星の衛星をテラフォーミングすることは、木星の衛星と同じ課題を提示します。つまり、テラフォーミングされたすべての月は海洋惑星であり、土星の衛星のほとんどはそれらの高濃度の氷のために耐えられないのに対して、タイタンとエンケラドスはそれほど良くありません。実際、タイタンの氷がすべて溶けた場合、その内部の海の下にあると考えられている層も含めて、海面の水深は最大1700 kmになります。
それだけでなく、この海は含水コアを取り囲み、惑星を不安定にする可能性があります。エンケラドスは、 カッシーニ コアの密度が低く、ケイ酸塩に加えて水がコアに含まれていることを示しています。したがって、その表面の深い海に加えて、そのコアも不安定である可能性があります。
そして最後に、倫理的な考慮事項があります。エンケラドスとタイタンの両方が地球外生命体の本拠地である場合、環境を変更しようとするあらゆる努力が彼らの破壊をもたらす可能性があります。それを除けば、表面の氷を溶かすと、先住民の生命体が増殖し、変異する可能性があり、それらへの曝露は、人間の開拓者の健康に害を及ぼす可能性があります。
結論：
繰り返しになりますが、これらすべての考慮事項に直面すると、「なぜ面倒なのか」と尋ねざるを得ません。クロニアンムーンの自然環境をそのままの状態で変更する必要があるのに、どうしてわざわざそれらの天然資源を使って、ポストポスト時代の到来を告げるのでしょうか。文字通り、土星系には十分な水氷、揮発性物質、炭化水素、有機分子、ミネラルがあり、人類を無期限に供給し続けます。
その上、テラフォーミングの影響がなければ、タイタンとエンケラドスの集落はおそらくはるかにテナブルになるでしょう。また、テチス、ディオネ、レア、イアペトゥスの月面に建物の定住を推測することもできます。これは、システムのリソースを活用できるという点で、はるかに有益であることがわかります。
また、木星のエウロパ、ガニメデ、カリストの衛星と同様に、テラフォーミングの行為を先に進めることは、他の場所、つまり金星や火星をテラフォーミングするために使用できる資源が豊富にあることを意味します。何度も議論されてきたように、クロニアンシステムの豊富なメタン、アンモニア、水の氷は、「地球の双子」を「地球のような」惑星に変えるのを助けるのに非常に役立ちます。
繰り返しますが、「できるかどうか」という質問に対する答えは、がっかりです。
私たちはここSpace Magazineでテラフォーミングに関する多くの興味深い記事を書いています。テラフォーミングの決定的なガイド、火星をテラフォーミングする方法、金星をテラフォーミングする方法、月をテラフォーミングする方法、木星の月をテラフォーミングする方法は次のとおりです。
また、テラフォーミングのより過激な側面を探る記事もあります。たとえば、木星をテラフォームできますか？太陽をテラフォームできますか？ブラックホールをテラフォームできますか？
天文学キャストは、エピソード61：土星の月のように、主題についての良いエピソードも持っています。
詳細については、土星の衛星のNASAの太陽系探査ページとカッシーニミッションのページをご覧ください。
そして、このビデオが気に入ったら、Patreonのページをチェックして、これらのビデオをいかに早く入手し、より優れたコンテンツを提供できるようにするかを見つけてください。
