Продовжуючи наш «остаточний посібник з терроформування», Space Magazine із задоволенням представляє нашому путівнику з тераформування Венери. Це можливо можливо зробити колись, коли наша технологія просунеться досить далеко. Але виклики численні і досить специфічні.
Планету Венеру часто називають «сестрою планетою» Землі, і це правильно. Окрім того, що майже однакових розмірів, Венера та Земля схожі за масою та мають дуже схожі композиції (обидві планети Землі). Будучи сусідньою до Землі планетою, Венера також обертається навколо Сонця в межах своєї зони золотого золота (т.к. зона проживання). Але звичайно, існує багато ключових відмінностей між планетами, які роблять Венеру непридатною для життя.
Для початківців атмосфера в 90 разів густіша за земну, середня температура поверхні досить гаряча, щоб розплавити свинець, а повітря - токсичний дим, що складається з вуглекислого газу та сірчаної кислоти. Якщо такі люди хочуть там жити, якась серйозна екологічна інженерія - ака. тераформування - потрібно спочатку. І зважаючи на схожість із Землею, багато вчених вважають, що Венера була б головним кандидатом на тероформування, навіть більше, ніж Марс!
Протягом останнього століття концепція тераформування Венери з'явилася неодноразово, як з точки зору наукової фантастики, так і як предмета наукового вивчення. Якщо трактування цього питання було значною мірою фантастичним на початку 20 століття, перехід відбувся з початком космічної доби. У міру того, як наші знання про Венеру покращувались, так само і пропозиції щодо зміни ландшафту були більш придатними для проживання людей.
Приклади з художньої літератури:
З початку 20 століття ідея екологічно перетворюючої Венери досліджується у художній літературі. Найдавніший відомий приклад - це Олаф Стаплтон Останні та перші чоловіки (1930), дві глави яких присвячені опису того, як нащадки людства термоформують Венеру після того, як Земля стає непридатною для життя; і в цьому процесі здійснюють геноцид проти рідного водного життя.
До 1950-х і 60-х років, завдяки початку космічної ери, у багатьох творах наукової фантастики терапевтичне формування почало з'являтися. Пул Андерсон також широко писав про тераформування у 1950-х роках. У своєму романі 1954 р. Великий дощ, Венера змінюється за допомогою технік планетарної інженерії протягом дуже тривалого періоду часу. Книга була настільки впливовою, що термін "Великий дощ" з того часу став синонімом терроформування Венери.
У 1991 році автор Г. Девід Нордлі запропонував у своїй новелі («Сніги Венери») про те, що Венера може закрутитися до 30 днів Землі шляхом експорту атмосфери Венери через масових водіїв. Автор Кім Стенлі Робінсон прославився своїм реалістичним змалюванням тераформізації у с Марська трилогія - які включали Червоний Марс, Зелений Марс і Блакитний Марс.
У 2012 році він послідував за цією серією з випуском 2312, науково-фантастичний роман, який стосувався колонізації всієї Сонячної системи - до якої входить Венера. У романі також досліджено багато способів побудови Венери, починаючи від глобального охолодження до захоплення вуглецю, і все це грунтувалося на наукових дослідженнях та пропозиціях.
Запропоновані методи:
Перший запропонований метод термоформування Венери був зроблений в 1961 році Карлом Саганом. У статті під назвою «Планета Венера» він аргументував використання генетично сконструйованих бактерій для перетворення вуглецю в атмосфері в органічні молекули. Однак це стало непрактичним через подальше виявлення сірчаної кислоти у хмарах Венери та вплив сонячного вітру.
У своєму дослідженні 1991 року "Швидко формуючи Венеру" британський учений Пол Бірч запропонував бомбардувати атмосферу Венери водородом. У результаті реакції утворюються графіт і вода, остання з яких впаде на поверхню і покриє приблизно 80% поверхні в океанах. Враховуючи кількість необхідного водню, його доведеться збирати безпосередньо з одного з газових гігантів або льоду їхнього місяця.
Пропозиція також потребує внесення в атмосферу аерозолю заліза, який може бути отриманий з ряду джерел (тобто Місяця, астероїдів, Меркурія). Атмосфера, що залишилася, за оцінками, приблизно в 3 бар (утричі більше, ніж у Землі), в основному складається з азоту, частина з якого буде розчинятися в нових океанах, знижуючи атмосферний тиск.
Інша ідея - бомбардувати Венеру рафінованим магнієм та кальцієм, який би секвестрував вуглець у вигляді карбонатів кальцію та магнію. У своїй роботі "Стабільність клімату на Венері" Марк Баллок та Девід Х. Грінспун з Університету Колорадо в Боулдері вказували, що для цього процесу можуть бути використані власні відкладення оксидів кальцію та магнію. Завдяки видобутку ці корисні копалини можуть потрапляти на поверхню, діючи, таким чином, як раковини вуглецю.
Однак Баллок і Грінспун також стверджують, що це мала б обмежений ефект охолодження - приблизно до 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) і знизило б лише атмосферний тиск до оціночних 43 бар. Отже, для досягнення 8 × 10 потрібні додаткові запаси кальцію та магнію20 кг кальцію або 5 × 1020 кг необхідного магнію, який, швидше за все, доведеться видобувати з астероїдів.
Також була досліджена концепція сонячних відтінків, яка передбачала б використання серії малих космічних апаратів або однієї великої лінзи для відволікання сонячного світла від поверхні планети, знижуючи тим самим глобальну температуру. Для Венери, яка поглинає вдвічі більше сонячного світла, ніж Земля, вважається, що сонячне випромінювання відіграло головну роль у втікаючому парниковому ефекті, який зробив його таким, яким він є сьогодні.
Такий відтінок може бути космічним, розташованим у Лагрангійській точці Сонце - Венера L1, де він би перешкоджав потраплянню сонячного світла до Венери. Крім того, цей відтінок також буде служити для блокування сонячного вітру, зменшуючи таким чином кількість випромінюваної поверхні Венери (ще одне ключове питання, що стосується заселеності). Таке охолодження призвело б до зрідження або замерзання атмосферного СО2, який потім переносився б на поверхню у вигляді сухого льоду (який можна перевозити за межі світу або секвеструвати під землю).
Альтернативно, сонячні відбивачі можуть розміщуватися в атмосфері або на поверхні. Це може складатися з великих світловідбивних повітряних куль, листів вуглецевих нанотрубок або графену або матеріалу з низьким вмістом альбедо. Перша можливість пропонує дві переваги: для одного атмосферні відбивачі можуть бути побудовані in situ, використовуючи вуглець із місцевим джерелом. По-друге, атмосфера Венери досить щільна, щоб такі споруди могли легко плавати над хмарами.
Вчений НАСА Джеффрі А. Ландіс також запропонував місто будувати над хмарами Венери, що, в свою чергу, може виступати і сонячним екраном, і як станції обробки. Це забезпечило б початкові життєві простори для колоністів і діяло б як тераформери, поступово перетворюючи атмосферу Венери в щось зручне, щоб колоністи могли мігрувати на поверхню.
Ще одна пропозиція стосується швидкості обертання Венери. Венера обертається один раз на 243 дні, що є найбільш повільним періодом обертання будь-якої з найбільших планет. Таким чином, Венера переживає надзвичайно довгі дні та ночі, що може виявити важким пристосування більшості відомих на Землі видів рослин і тварин. Повільне обертання також, ймовірно, пояснюється відсутністю значного магнітного поля.
Для вирішення цього питання член Британського міжпланетного товариства Пол Бірч запропонував створити систему орбітальних сонячних дзеркал поблизу точки Лагранжа L1 між Венерою та Сонцем. У поєднанні з дзеркалом солетти на полярній орбіті вони забезпечили 24-годинний світловий цикл.
Також припускається, що швидкість обертання Венери може бути розкручена, якщо вдарити по поверхні ударами, або провести тісні обльоту, використовуючи тіла діаметром більше 96,5 км (60 миль). Також існує пропозиція використовувати використання масових драйверів та членів динамічного стиснення для генерації сили обертання, необхідної для пришвидшення Венери до тієї точки, коли вона пережила цикл день-ніч, ідентичний земному (див. Вище).
Тоді є можливість видалити частину атмосфери Венери, що може бути досягнуто різними способами. Для початківців удари, спрямовані на поверхню, виведуть частину атмосфери в космос. Інші методи включають космічні ліфти та прискорювачі маси (в ідеалі розміщуються на повітряних кулях або платформах над хмарами), які можуть поступово відбирати газ з атмосфери і викидати його в космос.
Потенційні переваги:
Однією з головних причин колонізації Венери та зміни її клімату для заселення людей є перспектива створення «резервного місця» для людства. А враховуючи діапазон варіантів вибору - Марс, Місяць та Зовнішня Сонячна система - у Венери є декілька речей для цього, інших. Усі вони підкреслюють, чому Венера відома як планета-сестра Землі.
Для початку Венера - це земна планета, яка за розмірами, масою та складом схожа на Землю. Ось чому Венера має схожу гравітацію на Землю, тобто приблизно з того, що ми відчуваємо на 90% (або 0,904)гточніше. Як результат, люди, що живуть на Венері, матимуть набагато менший ризик розвитку проблем зі здоров’ям, пов’язаних із часом, проведеним в умовах невагомості та мікрогравітації - таких як остеопороз та дегенерація м’язів.
Відносна близькість Венери до Землі також полегшить транспортування та зв’язок, ніж у більшості інших місць сонячної системи. У сучасних системах приведення в рух вікна на Венеру відбуваються кожні 584 дні, порівняно з 780 днями для Марса. Час польоту також дещо коротший, оскільки Венера є найближчою до Землі планетою. При найближчому підході він знаходиться на відстані 40 мільйонів км, порівняно з Марсом 55 мільйонів км.
Ще одна причина пов’язана з утеченим парниковим ефектом Венери, що є причиною надзвичайного тепла та атмосферної щільності планети. Випробовуючи різні методи екологічної інженерії, наші вчені багато чого дізнаються про їх ефективність. Ця інформація, у свою чергу, стане в нагоді в боротьбі зі зміною клімату тут, на Землі.
І в найближчі десятиліття ця боротьба, ймовірно, стане досить напруженою. Як повідомляло NOAA в березні 2015 року, рівень вуглекислого газу в атмосфері зараз перевищив 400 проміле, що не спостерігалося з часів пліоцену - коли глобальна температура та рівень моря були значно вищими. І як показує серія сценаріїв, обчислених NASA, ця тенденція, ймовірно, збережеться до 2100 року з серйозними наслідками.
За одним із сценаріїв, викиди вуглекислого газу до кінця століття знизяться приблизно на 550 проміле, що призведе до підвищення середньої температури на 2,5 ° C (4,5 ° F). У другому сценарії викиди двоокису вуглецю зростають до приблизно 800 проміле, що призводить до середнього підвищення приблизно на 4,5 ° C (8 ° F). Оскільки прогнозовані в першому сценарії збільшення є стійкими, в останньому сценарії життя стане бездоганним у багатьох частинах планети.
Таким чином, крім створення другого будинку для людства, терапія Венери може також допомогти забезпечити, щоб Земля залишалася життєздатним домом для нашого виду. І звичайно, той факт, що Венера - це земна планета, означає, що вона має багаті природні ресурси, які можна збирати, що допомагає людству досягти економії "після дефіциту".
Виклики:
Окрім подібності Венери з Землею (тобто розміром, масою та складом), існують численні відмінності, які зробить термоформування та колонізацію його головним завданням. Для одного, зниження тепла та тиску атмосфери Венери вимагає величезної кількості енергії та ресурсів. Також знадобиться інфраструктура, яка ще не існує і будувати її буде дуже дорого.
Наприклад, знадобиться величезна кількість металу та сучасних матеріалів, щоб створити орбітальний відтінок, достатньо великий для охолодження атмосфери Венери до того, що її парниковий ефект буде зупинений. Така структура, якщо вона розташована в L1, також повинна бути в чотири рази більше діаметра самої Венери. Її потрібно було б зібрати в космосі, що вимагало б величезного парку роботів-складальників.
Навпаки, збільшення швидкості обертання Венери вимагало б величезної енергії, не кажучи вже про значну кількість ударів, які мали б конусуватись із зовнішньої Сонячної системи - головним чином з поясу Койпера. У всіх цих випадках для вивезення необхідного матеріалу знадобиться великий флот космічних кораблів, і вони повинні бути обладнані вдосконаленими приводними системами, які могли б здійснити подорож за розумну кількість часу.
В даний час таких приводних систем не існує, а звичайні методи - від іонних двигунів до хімічних палив - не є ні швидкими, ні економічними. Для ілюстрації, НАСА Нові горизонти Місії знадобилося більше 11 років, щоб здійснити історичну зустріч із Плутоном у поясі Койпера, використовуючи звичайні ракети та метод гравітації.
Тим часом Світанок Місії, яка спиралася на іонне рушійне життя, знадобилося майже чотири роки, щоб дістатися до Вести в поясі астероїдів. Жоден метод не є практичним для повторних подорожей до поясу Койпера та витягування крижаних комет та астероїдів, і людство ніде не має кількості кораблів, які б нам знадобилися для цього.
Ця ж проблема ресурсів актуальна і для концепції розміщення сонячних відбивачів над хмарами. Кількість матеріалу повинна бути великою і повинна залишатися на місці довгий час після зміни атмосфери, оскільки поверхня Венери в даний час повністю окутана хмарами. Крім того, на Венері вже є відбиваючі хмари, тому будь-який підхід повинен був значно перевершити свій сучасний альбедо (0,65), щоб змінити значення.
А коли йдеться про видалення атмосфери Венери, справи стають однаково складними. У 1994 році Джеймс Б. Поллак та Карл Саган провели розрахунки, які показали, що ударний удар діаметром 700 км, що вражає Венеру з великою швидкістю, складе менше тисячної частини загальної атмосфери. Більше того, буде зменшуватися віддача, оскільки щільність атмосфери зменшується, а значить, знадобляться тисячі гігантських ударів.
Крім того, більша частина атмосфери, що викидається, вийде на сонячну орбіту поблизу Венери, і - без подальшого втручання - може бути захоплена гравітаційним полем Венери і знову стати частиною атмосфери. Видалення атмосферного газу за допомогою космічних ліфтів буде складно, оскільки геостаціонарна орбіта планети лежить непрактично на відстані над поверхнею, де видалення за допомогою прискорювачів масових витрат буде трудомістким і дуже дорогим.
Висновок:
Підсумовуючи, потенційні переваги тераформуючої Венери зрозумілі. У людства був би другий дім, ми змогли б додати свої ресурси до власних, і ми б вивчили цінні прийоми, які могли б допомогти запобігти катаклізматичним змінам тут, на Землі. Однак важко дійти до того, як ці переваги можна було б реалізувати.
Як і більшість запропонованих підприємств, що пропонують термоформування, заздалегідь необхідно вирішити багато перешкод. Найважливішим з них є транспорт та логістика, мобілізація величезного парку робочих робітників та витягання суден для використання необхідних ресурсів. Після цього потрібно взяти на себе зобов’язання, що мають багато поколінь, забезпечуючи фінансові ресурси, щоб переглядати роботу до її завершення. Непросте завдання в самих ідеальних умовах.
Досить сказати, що це те, що людство не може зробити в короткостроковому періоді. Однак, дивлячись у майбутнє, ідея Венери стати нашою «сестрою планетою» у будь-який спосіб уявлення - з океанами, ріллею, дикою природою та містами - безумовно, здається красивою і здійсненною метою. Питання лише в тому, як довго нам доведеться чекати?
Ми написали багато цікавих статей про тераформування тут у Space Magazine. Ось остаточний посібник з тераформування, чи можемо ми перетворити Місяць? Чи варто нам формувати Марс? Як ми плануємо Марс? та студентська команда хоче здійснити форму Марса за допомогою ціанобактерій.
У нас також є статті, які досліджують більш радикальну сторону тераформування, як, наприклад, ми могли би терраформувати Юпітер ?, Чи могли б ми перетворити сонце ?, чи не могли б ми перетворити чорну діру?
Для отримання додаткової інформації перегляньте Тераформований Марс на NASA Quest! та НАСА Подорож на Марс.
І якщо вам сподобалось відео, розміщене вище, завітайте на сторінку Patreon і дізнайтеся, як ви можете отримати ці відео раніше, допомагаючи нам приносити вам більше чудового контенту!
Podcast (аудіо): Завантажити (Тривалість: 3:58 - 3.6MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (відео): Завантажити (47.0MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
