Por qué comprender la evolución humana en la Tierra será esencial para cualquier futura colonia en el espacio exterior
Por Lee G Irons y Morgan A Irons, Fronteras.
13 de marzo de 2023.
Los diagramas de exergía del motor térmico indican trabajo útil en forma de acumulación de exergía. Están dispuestos en orden de exergía creciente, pérdida de calor decreciente hacia el disipador de calor y entropía específica decreciente y generación de entropía neta (universal). Las bases más grandes de los triángulos indican una mayor transferencia de calor. Los círculos más grandes indican mayor exergía. Las flechas de fuerza doradas dentro del círculo de desplazamiento de material son fuerzas conservativas y no generan calor adicional; Las flechas de fuerza negras fuera del círculo de desplazamiento del material son fuerzas no conservativas debidas a colisiones inelásticas y aumentan la producción de calor; Las direcciones relativas de las flechas de fuerza se alinean con las direcciones relativas del círculo de desplazamiento del material, las flechas de fuerza a la izquierda del centro coinciden con el desplazamiento del material hacia la porción de liberación de calor del ciclo y las flechas de fuerza a la derecha del centro coinciden con el desplazamiento del material hacia la parte del ciclo de absorción de calor. Las flechas más largas indican una mayor fuerza, siendo aditiva de acuerdo con la Segunda Ley de Newton con la suma apoyando o resistiendo el momento del desplazamiento del material. Crédito: Fronteras en Astronomía y Ciencias Espaciales (2023).
¿Es inevitable la migración humana al espacio? ¿Se basa en hechos o se basa en una creencia en el excepcionalismo humano?
Estas son algunas de las preguntas exploradas por Lee y Morgan Irons en un artículo reciente publicado en Frontiers in Astronomy and Space Sciences, preguntando si la conexión evolutiva de los humanos con la Tierra requiere que habitemos el espacio de la misma manera que lo hacemos aquí.
Lee es físico, ingeniero y director ejecutivo del Instituto Norfolk. Morgan es astroecólogo y candidato a Ph.D. en la Universidad de Cornell, miembro del Instituto Carl Sagan, miembro de investigación de posgrado de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y miembro del Instituto Norfolk. En este último editorial invitado, explican por qué, y por qué no, el asentamiento espacial podría ser posible.
¿Cómo se puede lograr tal hazaña? ¿Es solo una cuestión de aprovechar los recursos de un multimillonario y el poder de capital de la Tierra económicamente desarrollada para enviar los materiales a Marte para construir una ciudad con un domo, seguido de presurizar el domo con una atmósfera similar a la de la Tierra y esparcir biosólidos? (es decir, desechos fecales humanos esterilizados) y semillas? ¿Un ecosistema sostenible, similar a la Tierra, se 'afianzará' en cualquier lugar que elijamos para 'plantarnos' nosotros mismos? ¿Qué se necesitaría para establecer una ciudad sostenible en el espacio, con sus humanos y su civilización humana?
En 2019, formamos el Instituto Norfolk con la visión de permitir la vida humana en la Tierra y en el espacio. Comenzamos reuniendo un equipo de partes interesadas gubernamentales, universitarias, sin fines de lucro y de la industria para apoyar los esfuerzos de investigación dirigidos por Morgan sobre los efectos de la gravedad y las fuerzas de lanzamiento y retorno de cohetes en los suelos naturales de la Tierra y los medios de crecimiento de biocarbón.
Morgan, con el apoyo del equipo, realizó experimentos en la Estación Espacial Internacional y un lanzamiento parabólico de Blue Origin. Comprender cómo afecta la gravedad al suelo tendrá aplicaciones tanto en la Tierra como en el espacio.
El estudio de Morgan sobre el suelo en el espacio apunta hacia el objetivo de establecer una presencia humana sostenible en el espacio. Comenzamos la investigación de la cuestión de la sustentabilidad humana en el espacio con nuestro primer artículo en Frontiers in Astronomy and Space Sciences, "Terraform Sustainability Assessment Framework for bioregenerative life support systems".
Una medida cuantificada de sustentabilidad requiere que tal habitación humana fuera de la Tierra sea capaz de mantener niveles estables de todos los recursos utilizados por los humanos, al menos tan estables como la Tierra. Lograr el desarrollo de dicha capacidad se conoce como terraformación.
En nuestro nuevo artículo de hipótesis y teoría, "Teoría de Pancosmorio (límite mundial) de la sustentabilidad de la migración humana y el asentamiento en el espacio", abordamos las muchas preguntas que planteamos en este editorial. Para vivir en el espacio, nuestra teoría establece que un yo -La restauración del ecosistema basal (es decir, natural) con capacidad y organización como la que tienen los humanos en la Tierra debe establecerse primero antes de que pueda sostenerse un ecosistema humano aumentado (es decir, tecnología, infraestructura y sociedad).
La base de esta teoría es la ciencia de la termodinámica ecológica desarrollada durante los últimos 100 años y un nuevo concepto que llamamos ciclo de motor térmico semirreversible. Una conclusión importante del desarrollo teórico es que los seres humanos y toda la vida terrestre han evolucionado para depender de condiciones que solo están disponibles naturalmente en un lugar dentro de nuestro Sistema Solar, y ese es la Tierra.
El ecosistema de aumento humano requiere un ecosistema basal autorregenerable que utilice estructuras disipativas que funcionen como ciclos de motores térmicos semirreversibles. Las estructuras disipativas son una fusión de materiales en formas que permiten la captura y el movimiento de energía a través de la ecosfera de una manera que acumula altos niveles de energía almacenada, también conocida como exergía.
La formación de una estructura disipativa requiere la presencia de una fuerza conservativa, como la fuerza gravitacional involucrada en nuestros ciclos de agua y aire (p. ej., el clima) o la fuerza electroquímica involucrada en la geoquímica del agua y el suelo y la bioquímica de la vida.
La ecosfera basal autorregenerable de la Tierra a la que toda la vida terrestre está conectada evolutivamente está sostenida por el orden autorregenerador del pozo de gravedad de la Tierra, la capacidad del área superficial de la Tierra y un flujo continuo de energía del Sol exactamente a una distancia de unidad astronómica, y la organización de la exergía acumulada en una red de ecosistemas de seres vivos evolucionados a partir de los recursos materiales disponibles en la Tierra.
Es esta misma conexión evolutiva la que hace que la vida en la Tierra sea tan exitosa en la Tierra. Aplicando el razonamiento abductivo, la teoría postula que este mismo éxito se puede duplicar en el espacio en cualquier lugar donde se puedan establecer las mismas condiciones. Desafortunadamente, no hay otro lugar en nuestro Sistema Solar que sea como la Tierra, con respecto a estas condiciones.
Con la publicación de la teoría de Pancosmorio, Lee lanzó nuevas iniciativas y formó equipos de partes interesadas para investigar y desarrollar diseños para sistemas de habitaciones espaciales que resuelvan el problema de duplicar el orden, la capacidad y la organización de la Tierra que se restauran a sí mismos.
El objetivo de tales diseños es establecer las estructuras de disipación gravitacional necesarias para el orden de auto-restauración, como se describe en la teoría. Existe la posibilidad de que el uso de un enfoque de sostenibilidad equilibrado para impulsar una ubicación a un orden de restauración automática utilizando gravedad artificial y un ecosistema basado en suelo y plantas lo suficientemente grande podría permitir el establecimiento de un asentamiento humano sostenible en el espacio.
Tal hazaña aún requeriría niveles de energía similares a la insolación solar disponible en la Tierra, así como un suministro sostenible de recursos materiales. Y los requisitos de área son realmente grandes.
La teoría de Pancosmorio también se puede aplicar al establecimiento de una vida humana más sostenible en la Tierra. Uno de nuestros proyectos actuales de la Tierra involucra los desafíos de la inseguridad alimentaria en el entorno extremo del sur de Alaska. Los problemas asociados con la agricultura en ambientes extremos tienen muchas similitudes con el espacio.
Estamos ayudando a los clanes nativos a establecer una economía circular agrícola localizada. Norfolk Institute opera como una organización sin fines de lucro, que se especializa en la ejecución desde la cuna hasta la implementación, lo que implica la reunión de un equipo de partes interesadas, desde científicos hasta organizaciones filantrópicas, gubernamentales y no gubernamentales, empresas comerciales y usuarios finales a lo largo del flujo de valor de una economía agrícola local, tal como lo hacemos con nuestra investigación espacial. Reunir tales equipos asegura mejor la implementación de la investigación en soluciones de mercado.
Toda la vida en la Tierra está conectada evolutivamente con la Tierra y el espacio. La teoría de Pancosmorio postula que el sostenimiento de la vida humana, ya sea en la Tierra o en el espacio, depende de la comprensión de cómo estas conexiones permiten la vida.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-03-human-evolution-earth-absolutely-essential.html