Terraformande Venus

Terraforming av Venus  är en hypotetisk process för att skapa förutsättningar som är lämpliga för mänskligt liv på Venus .

Terraformad Venus kan vara en planet med ett varmt och fuktigt klimat . Det uppskattas att om den venusiska atmosfären hade en jordkomposition, skulle dess medeltemperatur vara cirka 26 °C (15 °C på jorden) [1] .

Aktuella förhållanden på Venus

Medeltemperaturen är + 467 ° C ( Venus  är en av de hetaste planeterna i solsystemet ), atmosfärstrycket  är cirka 93 atm ( bar ), atmosfärens sammansättning: koldioxid  - 96,5%, kväve  - 3,5%, kol monooxid och svaveldioxidgas  - 0,197%, vattenånga  - 0,003%.

Attraktionskraft för utveckling

  1. Venus är vår planets tvillingsyster: Venus medeldiameter är 12103,6 km (95% av jordens medeldiameter ), massa 4,87⋅10 24 kg (81,5% av jordens massa), fritt fallacceleration 8,9 m/s² (90,4 % av jordens gravitation).
  2. Venus är den planet som ligger närmast oss i solsystemet .
  3. Venus tar emot mycket solenergi, som potentiellt skulle kunna användas för terraforming.

Svårigheter i utforskning och terraforming

  1. Det är väldigt varmt på Venus - medeltemperaturen på ytan är +467 ° C (varmare än på Merkurius ).
  2. Trycket på Venus yta är 93 atmosfärer .
  3. Atmosfären på Venus är 96,5 % CO 2 .
  4. Det finns praktiskt taget inget vatten på Venus, så det måste levereras dit på konstgjord väg. Till exempel från kometer eller asteroider, eller hitta ett sätt att syntetisera vatten (till exempel från atmosfärisk CO 2 och väte).
  5. Venus roterar i motsatt riktning jämfört med jorden och andra planeter i solsystemet, lutningen av rotationsaxeln till vektorn för rotationsvinkelhastigheten runt solen är 178 °. På grund av denna ovanliga kombination av riktningar och perioder av rotation och rotation runt solen, varar en dag på Venus 116 dagar och 18 timmar, och varaktigheten för dagtid och natt är 58 dagar och 9 timmar vardera.
  6. Venus har ingen magnetosfär , dessutom är Venus belägen närmare solen än jorden. Som ett resultat, under terraforming (med en minskning av atmosfärens massa), kan strålningsnivån på planetens yta ökas i jämförelse med jorden.

Metoder för att terraforma Venus

Solskärmar mellan solen och Venus

Skärmarna är tänkta att installeras vid Lagrange-punkten mellan Venus och solen. Man bör komma ihåg att en sådan jämvikt är instabil, och för att hålla den vid Lagrange-punkten kommer regelbundna justeringar av dess position att krävas.

Det antas att sådana "paraplyer" drastiskt kommer att kunna minska flödet av solenergi som når Venus och som ett resultat minska temperaturen på planeten till en acceptabel nivå. Dessutom, med tillräcklig avskärmning av Venus från solen, kan temperaturen sänkas till en sådan grad att Venus atmosfär fryser och en betydande del av den faller till ytan i form av torris (fast CO 2 ). Resultatet kommer att bli ett betydande tryckfall och ytterligare (på grund av en ökning av albedo ) kylning av planeten.

Ett av alternativen för sådana projekt är installationen av ultralätta reflekterande speglar som skärmar, vars ljus kan användas för att samtidigt värma upp kallare planeter (till exempel Mars ). Skärmen kan också fungera som en gigantisk fotocell för det kraftfullaste solkraftverket [2] .

Bombardering av kometer eller hydro-ammoniakasteroider

Mängden vatten som måste levereras till Venus är enorm: för att till exempel skapa en acceptabel hydrosfär på Venus krävs minst 10 17 ton vatten, vilket är ungefär hundra tusen gånger massan av Halleys komet . Den erforderliga isiga asteroiden bör ha en diameter på cirka ~600 km (6 gånger mindre än månens diameter).

Förutom iskalla kometer och asteroider innehåller vissa Jupiters och Saturnus månar , liksom Saturnus ringar, stora mängder vatten.

Det finns en åsikt [3] att ett exakt beräknat bombardemang kommer att göra det möjligt att "snurra" Venus runt sin axel och på så sätt minska den alltför långa Venusdagen. Enligt lagen om bevarande av rörelsemängd, oavsett detaljer, i fallet med en tangentiell påverkan vid ekvatorn, kommer Venus rotationshastighet att öka med ungefär (radian / s), där m och M är massorna av asteroid (komet) respektive Venus, V är kometens eller asteroidens hastighet, R är planetens radie. Eftersom kometernas relativa hastigheter kan vara tiotals kilometer per sekund (upp till den tredje kosmiska hastigheten för Venus, det vill säga upp till mer än 70 km/s), räcker till och med en relativt liten asteroid jämfört med planeten för att ge den en ganska märkbar rotation. Men "liten" jämfört med en planet är mycket stor i absoluta termer, så många fler asteroider skulle behövas för att lösa detta problem än att bara leverera vatten.

Leverans av vatten till Venus genom asteroidbombardement, vilket löser vissa problem, skapar samtidigt nya. Låt oss lista några:

Det förväntas att fritt vatten kommer att förstöra de venusiska stenarna och i synnerhet tvätta ut kalciumoxid från den venusiska jorden. Den resulterande alkaliska lösningen börjar absorbera CO 2 från Venus atmosfär och binder den i form av karbonater (CaCO 3 , MgCO 3 ):

Förstörelse av venusisk basaltjord:

Kalkstensutfällning:

Under en viss tidsperiod kommer alltså koncentrationen av CO 2 och atmosfärstrycket på Venus att minska, efter

vilket kommer att göra det möjligt att lansera fotosyntetiska landlevande organismer där för att omvandla kvarvarande Venus CO 2 till syre .

Det bör noteras att vattenånga är en ännu starkare växthusgas än CO 2 , så denna metod för att omvandla det venusiska klimatet måste fortfarande kombineras med solskärmarna som diskuterats ovan för att förhindra en ny omgång av uppvärmning av Venus.

Kokpunkt för vatten vid olika tryck:

Tryck,
atm 		Vattens kokpunkt
, °C
1,033 100,00
1 500 110,79
5 000 151,11
10 000 179,04
20 000 211,38
25 000 222,90
50 000 262,70
100 000 309,53

Leverans av landlevande alger eller andra mikroorganismer till Venus

1961 föreslog Carl Sagan att kasta lite chlorella i atmosfären på Venus . Det antogs att alger, utan naturliga fiender, snabbt skulle föröka sig exponentiellt och relativt snabbt fixera koldioxiden som finns där i stora mängder i organiska föreningar och berika Venus atmosfär med syre. Detta kommer i sin tur att minska växthuseffekten, på grund av vilken yttemperaturen på Venus kommer att minska [4] .

Liknande projekt föreslås nu - till exempel föreslås det att spraya genetiskt modifierade blågröna alger i Venus atmosfär (för överlevnad under flygförhållanden i atmosfäriska strömmar) , på en nivå av 50-60 km från ytan, där trycket är ca 1,1 bar och temperaturen ca +30 grader Celsius.

Därefter, när ytterligare studier visade att det nästan inte fanns något vatten i Venus atmosfär, övergav Sagan denna idé. För att dessa och andra projekt om klimatets fotosyntetiska omvandling ska bli möjliga måste man först lösa problemet med vatten på Venus på ett eller annat sätt, till exempel att leverera det på konstgjord väg där eller hitta ett sätt att syntetisera vatten "på plats" från andra föreningar.

Neutralisera en sur atmosfär

Stötpulverisering i en metallmeteors atmosfär kan leda till bindning av svavelsyra till salt, med åtföljande utsläpp av vatten eller väte (beroende på meteorens exakta sammansättning). Asteroider som (216) Cleopatra är av visst värde för denna lösning. Kanske har även Venus djupa klippor en lämplig sammansättning. I det här fallet räcker det att använda en vätebomb med tillräcklig kraft för att samtidigt orsaka en dammig "kärnkraftsvinter" och binda syra med samma damm.

Problemet med Venus brist på magnetfält

Jordens magnetfält skyddar effektivt vår planets yta från bombardement av laddade partiklar. Magnetfältet tar upp dessa partiklar (protoner och elektroner), vilket tvingar dem att röra sig längs kraftlinjerna. Detta förhindrar deras interaktion med de övre lagren av atmosfären.

Venus saknar sitt eget magnetiska fält, det finns bara en svag magnetosfär , som har sitt utseende tack vare samspelet mellan solens magnetfält och planetens jonosfär . Som ett resultat av påverkan av laddade partiklar från rymden på Venus atmosfär, sker i synnerhet jonisering och avledning av vattenånga. Vätet som bildas under dessa processer lämnar planeten tyst, eftersom de karakteristiska hastigheterna för vätemolekyler är jämförbara med den andra kosmiska hastigheten . Så förlorade Venus allt vatten den fick när planeten bildades [5] .

När man terraformerar Venus måste även detta problem lösas.

Det första sättet är "främjande" av planeten [6] . Eftersom Venus är en jordisk planet finns det hopp om att en " magnetisk dynamo " kommer att uppstå. Enligt indirekta bevis finns det mekanismer på Venus som liknar den terrestra plattektoniken, därför har Venus en metallkärna. Denna väg är dock förknippad med kolossala tekniska svårigheter på grund av de enorma energikostnaderna.

Det andra sättet är att lägga en elektrisk tråd längs Venus ekvator (helst supraledande ) och excitera ström i den [7] . Trots den enorma omfattningen av denna uppgift, verkar den vara mer genomförbar i tekniska termer än den första vägen.

Det tredje sättet är att placera en kraftfull magnetfältsgenerator vid Lagrange-punkten L1, utrustad med en kärnreaktor som energikälla och tillräckligt med bränsle för konstant omloppskorrigering. En sådan generator kommer att skapa en magnetisk dipol som täcker hela planeten med ett slags paraply [8] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Terraformning, eller kommer jorden att förbli vårt hem . Hämtad 11 juli 2009. Arkiverad från originalet 6 december 2010.
  2. ↑ Solparaply och kylskåp för hela planeten . Datum för åtkomst: 19 november 2016. Arkiverad från originalet 19 november 2016.
  3. ↑ Vladimir Kryuchkov. Och hela jorden räcker inte  // Resultat: journal. - 2009. - Nr nr 41 (695) . Arkiverad från originalet den 9 oktober 2009.
  4. ↑ Shklovsky I. S. Ch. 26 Intelligent liv som en kosmisk faktor // Universum, liv, sinne / Ed. N.S. Kardashev och V.I. Moroz. - 6:e uppl., tillägg. — M .: Nauka . — 320 s. — (Problem med vetenskap och tekniska framsteg).
  5. ↑ Tatyana Zimina. Vart tog vattnet från Venus vägen? . "Vetenskap och liv" . Hämtad 8 juli 2020. Arkiverad från originalet 8 juli 2020.
  6. ↑ Kolonisering av Venus . astrotime.ru (7 mars 2011). Tillträdesdatum: 21 maj 2013. Arkiverad från originalet 9 mars 2013.
  7. ↑ Venuskolonisering, terraformning, planetarisk kolonisering, planetarisk kolonisering, rymdkolonisering, rymdutforskning . www.astrotime.ru Hämtad 27 januari 2018. Arkiverad från originalet 27 januari 2018.
  8. ↑ L. Green, J. Hollingsworth, D. Brain, V. Airapetian, A. Glocer, A. Pulkkinen, C. Dong och R. Bamford. EN FRAMTIDA MARS-MILJÖ FÖR VETENSKAP OCH UTFORSKNING.  (eng.)  // Planetary Science Vision 2050 Workshop : journal. — 2017. Arkiverad den 28 februari 2021.

Länkar

 Utforskning av Venus med rymdfarkoster
Från en flygande bana
Från omloppsbana
Nedstigning i atmosfären
På en yta
ballongsonder _
Planerade uppdrag
se även
 Rymdkolonisering
Kolonisering
av solsystemet		 Rymdkolonisering
Terraformning
Kolonisering utanför
solsystemet
Rymdbosättningar
Resurser och energi