KAKO LAHKO OBLIKUJEMO VENERO?

Send

Nadaljujemo z našim „Dokončnim vodnikom za oblikovanje“, vesoljski časopis z veseljem predstavlja naš vodnik o oblikovanju Venere. To bi bilo mogoče storiti nekega dne, ko naša tehnologija napreduje dovolj daleč. Toda izzivi so številni in precej specifični.

Planet Venera se pogosto imenuje Zemljin sestrski planet, in prav je tako. Poleg tega, da sta skoraj enaki velikosti, sta Venera in Zemlja podobni po masi in imata zelo podobne sestave (oba sta zemeljska planeta). Kot sosednji planet Zemlji tudi Venera kroži proti Soncu v svoji coni zlatokosa (aka. Območje bivanja). Seveda pa obstaja veliko ključnih razlik med planeti, zaradi katerih je Venera neprimerna.

Za začetek je atmosfera več kot 90-krat debelejša od Zemljine, njegova povprečna površinska temperatura je dovolj vroča, da se stopi svinec, zrak pa je strupen dim, ki ga sestavljata ogljikov dioksid in žveplova kislina. Če želijo ljudje tam živeti, je resno ekološko inženirstvo - aka. teraformiranje - je potrebno najprej. In glede na njegove podobnosti z Zemljo mnogi znanstveniki mislijo, da bi bila Venera glavni kandidat za oblikovanje, še bolj kot Mars!

V zadnjem stoletju se je koncept oblikovanja Venere pojavil večkrat, tako v smislu znanstvene fantastike kot predmeta znanstvenega proučevanja. Medtem ko so bile obravnave teme v veliki meri fantastične v začetku 20. stoletja, se je zgodil prehod z začetkom vesoljske dobe. Ko se je naše znanje o Veneri izboljševalo, so tudi predlogi za spremembo pokrajine primernejši za človeško bivališče.

Primeri iz leposlovja:

Idejo o ekološki preoblikovanju Venere že od zgodnjega 20. stoletja raziskujejo v fikciji. Najbolj znan primer je Olaf Stapleton Zadnji in prvi moški (1930), od katerih sta dve poglavji, ki opisujeta, kako človekovi potomci oblikujejo Venero po Zemlji, ki ni bila bivalna; in v tem času zagrešili genocid nad domačim vodnim življenjem.

V petdesetih in šestdesetih letih se je zaradi začetka vesoljske dobe začelo oblikovanje teras v mnogih delih znanstvene fantastike. Poul Anderson je veliko pisal tudi o oblikovanju terena v petdesetih letih prejšnjega stoletja. V svojem romanu iz leta 1954 je dr. Veliki dež, Venera se spreminja s tehnikami planetarnega inženiringa v zelo dolgem časovnem obdobju. Knjiga je bila tako vplivna, da je izraz "Veliki dež" od takrat postal sinonim za oblikovanje Venere.

Avtor G. David Nordley je leta 1991 v svoji kratki zgodbi ("Snegovi Venere") predlagal, da bi se Venera lahko vrtela do 30 dni Zemlje z izvozom svoje atmosfere Venere preko množičnih voznikov. Avtor Kim Stanley Robinson je zaslovel po realistični upodobitvi teraformiranja v Mars Trilogija - ki vključujejo Rdeči Mars, Zeleni Mars in Modri Mars.

Leta 2012 je sledil tej seriji do izdaje 2312, znanstvenofantastični roman, ki se je ukvarjal s kolonizacijo celotnega Osončja - kamor spada tudi Venera. V romanu so raziskovali tudi številne načine, kako se lahko Venera oblikuje, od globalnega hlajenja do sekvestracije ogljika, ki so temeljili na znanstvenih študijah in predlogih.

Predlagani načini:

Prvi predlagani način oblikovanja Venere je leta 1961 izdelal Carl Sagan. V prispevku z naslovom "Planeta Venera" je trdil, da uporaba gensko inženirskih bakterij za pretvorbo ogljika v atmosferi v organske molekule. Vendar je to postalo nepraktično zaradi naknadnega odkritja žveplove kisline v Venerovih oblakih in vplivov sončnega vetra.

Britanski znanstvenik Paul Birch je v svoji študiji iz leta 1991 "Hitro oblikovanje Venere" predlagal bombardiranje Venerine atmosfere z vodikom. Tako nastala reakcija bi ustvarila grafit in vodo, pri čemer bi slednja padla na površino in zajela približno 80% površine v oceanih. Glede na količino potrebnega vodika bi ga morali pobrati neposredno iz enega od plinskih velikanov ali ledu njihove lune.

Predlog bi zahteval tudi dodajanje železovega aerosola v ozračje, ki bi ga bilo mogoče pridobiti iz številnih virov (tj. Lune, asteroidov, živega srebra). Preostalo ozračje, ocenjeno na približno 3 bare (trikrat večje od Zemlje), bi bilo v glavnem sestavljeno iz dušika, od katerega se bo nekaj raztopilo v nove oceane, kar še naprej znižuje atmosferski tlak.

Druga ideja je bombardirati Venero z rafiniranim magnezijem in kalcijem, ki bi sekvestriral ogljik v obliki kalcijevih in magnezijevih karbonatov. Mark Bullock in David H. Grinspoon z univerze v Koloradu v Boulderju iz leta 1996 "Stabilnost podnebja na Veneri" navajata, da bi za ta postopek lahko uporabili lastna nahajališča kalcija in magnezijevih oksidov. Skozi rudarjenje bi se lahko ti minerali izpostavili na površini in tako delovali kot ponori ogljika.

Vendar Bullock in Grinspoon tudi trdita, da bi to imelo omejen hladilni učinek - na približno 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) in bi le znižal atmosferski tlak na ocenjenih 43 barov. Zato bodo za dosego vrednosti 8 × 10 potrebne dodatne zaloge kalcija in magnezija²⁰ kg kalcija ali 5 × 10²⁰ kg potrebnega magnezija, ki bi ga najverjetneje morali izvabiti iz asteroidov.

Raziskali smo tudi koncept sončnih senčil, ki bi vključeval uporabo niza majhnih vesoljskih plovil ali enega velikega leča za preusmeritev sončne svetlobe s površine planeta in s tem znižanje globalnih temperatur. Za Venero, ki absorbira dvakrat več sončne svetlobe kot Zemlja, se verjame, da je sončno sevanje igralo glavno vlogo pri uhajanju toplogrednih učinkov, zaradi katerih je danes to, kar je.

Takšen odtenek bi lahko bil vesoljski, ki bi se nahajal v lagranganski točki Sonce – Venera L1, kjer bi preprečil, da bi nekaj sončne svetlobe doseglo Venero. Poleg tega bi ta odtenek služil tudi za blokiranje sončnega vetra in tako zmanjšal količino sevanja, ki mu je Venera izpostavljena (drugo ključno vprašanje, ko gre za bivanje). Tako ohlajanje bi povzročilo utekočinjanje ali zamrzovanje atmosferskega CO², ki bi se nato na površini odtisnil kot suh led (ki bi ga bilo mogoče odpreti izven sveta ali zapečati pod zemljo).

Lahko pa se sončni reflektorji namestijo v ozračje ali na površino. To je lahko sestavljeno iz velikih odsevnih balonov, listov ogljikovih nanocevk ali grafena ali materiala z malo albedo. Prejšnja možnost ponuja dve prednosti: za eno bi lahko atmosferske reflektorje vgradili in situ, z uporabo lokalnega ogljika. Drugič, ozračje Venere je dovolj gosto, da bi takšne strukture zlahka lebdele po oblakih.

Nasin znanstvenik Geoffrey A. Landis je predlagal tudi, da bi se mesta nad Venerovimi oblaki zgradila, ki bi lahko delovala tudi kot sončni ščit in kot procesna postaja. To bi zagotovilo začetne življenjske prostore kolonistov in bi delovalo kot teraformatorji, postopno pretvorbo Venerine atmosfere v nekaj živega, da bi se kolonisti lahko izselili na površje.

Še en predlog je povezan z venerino hitrostjo vrtenja. Venera se vrti enkrat na 243 dni, kar je daleč najpočasnejše obdobje vrtenja katerega koli od glavnih planetov. Kot takšne, Venera doživlja izredno dolge dneve in noči, ki bi se večini znanih zemeljskih vrst rastlin in živali težko prilagajale. Počasno vrtenje verjetno povzroča tudi pomanjkanje pomembnega magnetnega polja.

Član Britanskega medplanetarnega društva Paul Birch je predlagal, da se ustvari sistem orbitalnih sončnih ogledal v bližini točke L1 Lagrange med Venero in Soncem. V kombinaciji s soletta ogledalom v polarni orbiti bi ti zagotovili 24-urni svetlobni cikel.

Prav tako se domneva, da bi bilo mogoče vrtenje venerine hitrosti vrteti tako, da udarimo po površini z udarnimi udarci ali vodimo tesne prelete s premerom večjih od 96,5 km. Predlagana je tudi uporaba masovnih gonilnikov in dinamičnih kompresijskih članov za ustvarjanje rotacijske sile, potrebne za pospešitev Venere do točke, ko je doživela cikel dan in noč, enak Zemljinemu (glejte zgoraj).

Potem obstaja možnost, da odstranite del Venerine atmosfere, kar bi lahko dosegli na več načinov. Za začetek bi udarne glave, usmerjene na površino, del atmosfere odnesle v vesolje. Druge metode vključujejo vesoljska dvigala in množične pospeševalnike (v idealnem primeru nameščene na balone ali platforme nad oblaki), ki lahko postopoma odvzamejo plin iz ozračja in ga izločijo v vesolje.

Potencialne koristi:

Eden glavnih razlogov za kolonizacijo Venere in spreminjanje njenega podnebja za človeško poselitev je možnost ustvarjanja "rezervne lokacije" za človeštvo. In glede na vrsto izbire - Mars, Luna in Zunanji Osončje - se Venera loti več stvari, druge pa ne. Vsi ti poudarjajo, zakaj je Venera znana kot Zemljin "sestrski planet".

Za začetek je Venera zemeljski planet, ki je po velikosti, masi in sestavi podoben Zemlji. To je razlog, zakaj ima Venera podobno težo kot Zemlja, kar je približno tisto, kar doživimo 90% (ali 0,904g, če smo natančni. Zaradi tega bi bili ljudje, ki živijo na Veneri, veliko manjši, da bi razvili zdravstvene težave, povezane s časom, ki ga preživijo v breztežnosti in mikrogravitaciji - na primer osteoporoza in degeneracija mišic.

Relativna bližina Venere do Zemlje bi tudi olajšala prevoz in komunikacijo kot z večino drugih lokacij osončja. Pri sedanjih pogonskih sistemih se izstrelitvena okna na Venero pojavijo vsakih 584 dni v primerjavi s 780 dnevi za Mars. Čas letenja je tudi nekoliko krajši, saj je Venera najbližji planet Zemlji. Glede na najbližji pristop je oddaljen 40 milijonov km v primerjavi s 55 milijoni km za Mars.

Drug razlog je povezan z odstranjevanjem toplogrednih učinkov Venere, kar je razlog za izjemno toploto in gostoto atmosfere na planetu. Naši znanstveniki bi se pri preizkušanju različnih tehnik ekološkega inženiringa veliko naučili o njihovi učinkovitosti. Te informacije bodo še kako koristne v teku boja proti podnebnim spremembam tukaj na Zemlji.

In v naslednjih desetletjih bo ta boj verjetno postal precej intenziven. Kot je NOAA poročal marca 2015, je raven ogljikovega dioksida v ozračju presegla 400 ppm, kar ni bilo opaziti od obdobja pliocena - ko so bile globalne temperature in gladina morja bistveno višje. In kot kaže vrsta scenarijev, ki jih je izračunala NASA, se bo ta trend verjetno nadaljeval do leta 2100, kar bo imelo resne posledice.

Po enem scenariju se bodo emisije ogljikovega dioksida proti koncu stoletja znižale za približno 550 ppm, kar bo povzročilo povprečno povečanje temperature za 2,5 ° C (4,5 ° F). Po drugem scenariju se emisije ogljikovega dioksida povečajo na približno 800 ppm, kar povzroči povprečno povečanje za približno 4,5 ° C (8 ° F). Medtem ko so povečanja, predvidena v prvem scenariju, trajnostna, bo v drugem scenariju življenje postalo nevzdržno na mnogih delih planeta.

Poleg oblikovanja drugega doma za človeštvo bi lahko oblikovanje Venere pripomoglo tudi k temu, da Zemlja ostane uspešen dom za naše vrste. In seveda, dejstvo, da je Venera zemeljski planet, pomeni, da ima obilo naravnih virov, ki bi jih lahko pobrali, kar bi pomagalo človeštvu, da bi doseglo ekonomijo, ki jo je „premalo“.

Izzivi:

Poleg podobnosti, ki jih ima Venera z Zemljo (tj. Velikost, masa in sestava), obstajajo številne razlike, zaradi katerih bi bilo oblikovanje in kolonizacija velik izziv. Prvič, za zmanjšanje toplote in pritiska Venerine atmosfere bi bilo treba ogromno energije in virov. Zahtevala bi tudi infrastrukturo, ki še ne obstaja in bi jo bilo zelo drago zgraditi.

Na primer, za izdelavo orbitalne sence, dovolj velike za ohlajanje Venerove atmosfere, bi bilo potrebno ogromno kovin in naprednih materialov, da bi se njen toplogredni učinek zaustavil. Takšna zgradba, če bi bila nameščena na L1, bi morala biti tudi štirikrat večja od premera same Venere. Sestaviti bi ga morali v vesolju, kar bi zahtevalo ogromno floto sestavljenih robotov.

V nasprotju s tem bi povečanje hitrosti vrtenja Venere zahtevalo ogromno energije, da ne omenjam velikega števila udarcev, ki bi morali konusi iz zunanjega osončja - predvsem iz Kuiperjevega pasu. V vseh teh primerih bi za vleko potrebnega materiala potrebovali veliko floto vesoljskih ladij in jih bi morali opremiti z naprednimi pogonskimi sistemi, ki bi potovanje lahko opravili v razumnem času.

Trenutno ni takšnih pogonskih sistemov in običajne metode - od ionskih motorjev do kemičnih pogonskih goriv - niso niti dovolj hitre niti ekonomične. Za ponazoritev je Nasina Nova obzorja misija je potrebovala več kot 11 let, da se je s Plutonom v Kuiperjevem pasu začela z zgodovinskim srečanjem z uporabo običajnih raket in metode gravitacijske pomoči.

Medtem je Zora misija, ki se je zanašala na ionsko pogonsko silo, je trajala skoraj štiri leta, da je Vesta dosegla asteroidni pas. Nobena metoda ni praktična za ponavljajoča se potovanja do Kuiperjevega pasu in vlečenje ledenih kometov in asteroidov, človeštvo pa ni blizu toliko ladij, ki bi jih morali storiti.

Isti problem virov velja za koncept postavitve sončnih reflektorjev nad oblake. Količina materiala bi morala biti velika in bi morala ostati na mestu dolgo po spremembi ozračja, saj je površina Venere trenutno popolnoma obkrožena z oblaki. Tudi Venera ima že močno odsevne oblake, zato bi moral vsak pristop občutno preseči svoj sedanji albedo (0,65), da bi lahko kaj spremenil.

In ko gre za odstranitev Venerine atmosfere, so stvari enako zahtevne. Leta 1994 sta James B. Pollack in Carl Sagan opravila izračune, ki so nakazovali, da bi udarna glava s premerom 700 km, ki udari na Venero, znašala manj kot tisočino celotne atmosfere. Še več, donosnosti bi se zmanjševali, saj se gostota atmosfere zmanjšuje, kar pomeni, da bi bilo potrebnih na tisoče velikanskih udarcev.

Poleg tega bi večina izpuščenega ozračja segla v sončno orbito blizu Venere in - brez nadaljnjega posredovanja - bi lahko zajela Venerovo gravitacijsko polje in ponovno postala del ozračja. Odstranjevanje atmosferskega plina s pomočjo vesoljskih dvigal bi bilo težko, saj geostacionarna orbita planeta leži nepraktično na razdalji nad površino, pri čemer bi bilo odstranjevanje množičnih pospeševalnikov zamudno in zelo drago.

Zaključek:

Če povzamemo, so potencialne koristi od oblikovanja Venere jasne. Človeštvo bi imelo drugi dom, svoje vire bi lahko dodali sami in naučili bi se dragocenih tehnik, ki bi lahko pomagale preprečiti kataklizmične spremembe tukaj na Zemlji. Vendar je težko priti do točke, ko bi te koristi lahko uresničili.

Kot večina predlaganih področij za oblikovanje terena je treba tudi pred tem odpraviti številne ovire. Najpomembnejše med njimi so prevoz in logistika, zbiranje velike flote robotskih delavcev in vleka plovila za pridobivanje potrebnih virov. Po tem bi bilo treba sprejeti večgeneracijsko zavezo, ki bo zagotovila finančna sredstva za delo do konca. Ni najlažja naloga v najbolj idealnih pogojih.

Dovolj je reči, da to človeštvo kratkoročno ne zmore. Toda v prihodnosti se nam ideja o tem, da bi Venera postala naš "sestrski planet" na vsak način zamisli - z oceani, njivskimi območji, divjimi živalmi in mesti - zagotovo zdi lep in izvedljiv cilj. Vprašanje je le, kako dolgo bomo morali čakati?

O vesoljskem oblikovanju smo tukaj napisali veliko zanimivih člankov. Tu je definitivni vodnik za oblikovanje terena, ali lahko oblikujemo Luno? Ali bi morali oblikovati Mars? Kako naj oblikujemo Mars? in Študentska ekipa želi oblikovati Mars z uporabo cianobakterij.

Imamo tudi članke, ki raziskujejo bolj radikalno plat oblikovanja, kot so: Ali bi lahko oblikovali Jupiter? Ali bi lahko oblikovali sonce? Ali bi lahko oblikovali črno luknjo?

Za dodatne informacije si oglejte Terraforming Mars na NASA Quest! in Nasino potovanje na Mars.

Če vam je bil všeč zgoraj objavljeni video, pojdite na našo stran Patreon in ugotovite, kako lahko te videoposnetke dobite zgodaj, medtem ko nam pomagate prinesti več odlične vsebine!