Продължавайки с нашето „Дефинитивно ръководство за термообразуване“, Space Magazine с удоволствие представя нашият водач за тераформиране на Венера. Това може да стане възможно някой ден, когато нашата технология се развие достатъчно далеч. Но предизвикателствата са многобройни и доста специфични.
Планетата Венера често е наричана Земята „Сестра Планета“ и с право. Освен че са почти с еднакъв размер, Венера и Земя са сходни по маса и имат много сходни състави (и двете са земни планети). Като съседна на Земята планета, Венера обикаля около Слънцето в зоната си „Златоноки“ (известна като обитаема зона). Но разбира се, има много ключова разлика между планетите, които правят Венера необитаема.
За начало атмосферата е над 90 пъти по-дебела от земната, средната й повърхностна температура е достатъчно гореща, за да се стопи олово, а въздухът е токсичен дим, състоящ се от въглероден диоксид и сярна киселина. Като такива, ако хората искат да живеят там, някой сериозен екологичен инженеринг - ака. тераформиране - първо е необходимо. И като се имат предвид приликите със Земята, много учени смятат, че Венера би била главен кандидат за тераформиране, още повече от Марс!
През изминалия век концепцията за термообразуване на Венера се появява многократно, както по отношение на научната фантастика, така и като обект на научно изследване. Докато лечението на темата до голяма степен беше фантастично в началото на 20 век, преходът настъпи с началото на космическата ера. Тъй като нашите познания за Венера се подобриха, така и предложенията за промяна на пейзажа да бъдат по-подходящи за обитаване на хората.
Примери за художествена литература:
От началото на 20 век идеята за екологично преобразуваща се Венера се изследва във фантастиката. Най-ранният известен пример е Олаф Стейпълтън Последни и първи мъже (1930 г.), две глави от които са посветени на описването на това как потомците на човечеството формират Венера след като Земята става необитаема; и в процеса извършват геноцид срещу местния воден живот.
Към 1950-те и 60-те години, поради началото на космическата ера, в много произведения на научната фантастика започват да се появяват тераформи. Поул Андерсън също пише широко за тераформирането през 50-те години. В романа си от 1954г. Големият дъжд, Венера се променя чрез планетарни инженерни техники за много дълъг период от време. Книгата беше толкова влиятелна, че оттогава терминът „Голям дъжд“ стана синоним на тераформирането на Венера.
През 1991 г. авторът Г. Дейвид Нордли предполага в своята кратка история („Снежите на Венера“), че Венера може да се завърти до 30 дни земя, като изнася атмосферата си на Венера чрез масови шофьори. Авторът Ким Стенли Робинсън стана известен с реалистичното си изобразяване на тераформите в Марска трилогия - които са включени Червен Марс, Зелен Марс и Син Марс.
През 2012 г. последва тази поредица с излизането на 2312, научнофантастичен роман, който се занимаваше с колонизацията на цялата Слънчева система - която включва Венера. Романът също така изследва многото начини, по които Венера може да бъде изградена, като се започне от глобалното охлаждане до секвестрирането на въглерод, всички те се основават на научни изследвания и предложения.
Предложени методи:
Първият предложен метод за тераформиране на Венера е направен през 1961 г. от Карл Саган. В документ, озаглавен „Планетата Венера“, той аргументира използването на генетично модифицирани бактерии за трансформиране на въглерода в атмосферата в органични молекули. Това обаче се оказа непрактично поради последващото откриване на сярна киселина в облаците на Венера и въздействието на слънчевия вятър.
В своето проучване от 1991 г. „Бързо термообразуване на Венера“ британският учен Пол Бърч предложи бомбардиране на атмосферата на Венера с водород. Получената реакция би произвела графит и вода, последната от които ще падне на повърхността и ще покрие приблизително 80% от повърхността в океаните. Като се има предвид необходимото количество водород, той ще трябва да се добива директно от един от газовите гиганти или леда на луната им.
Предложението също би изисквало в атмосферата да се добави железен аерозол, който може да се извлече от редица източници (т.е. Луната, астероиди, Меркурий). Останалата атмосфера, изчислена на около 3 бара (три пъти по-голяма от тази на Земята), ще се състои главно от азот, част от който ще се разтвори в новите океани, намалявайки допълнително атмосферното налягане.
Друга идея е да се бомбардира Венера с рафиниран магнезий и калций, които биха разделили въглерода под формата на калциеви и магнезиеви карбонати. В своята статия от 1996 г. „Стабилността на климата на Венера“, Марк Бълок и Дейвид Х. Гринсун от Университета на Колорадо в Боулдър посочват, че за този процес могат да се използват собствени отлагания на калций и магнезиеви оксиди на Венера. Чрез добив тези минерали могат да бъдат изложени на повърхността, като по този начин действат като поглъщане на въглерод.
Обаче, Бълок и Гринсун също твърдят, че това би имало ограничен ефект на охлаждане - до около 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) и би намалило само атмосферното налягане до приблизително 43 бара. Следователно, за постигането на 8 × 10 са необходими допълнителни доставки на калций и магнезий20 kg калций или 5 × 1020 kg необходим магнезий, който най-вероятно би трябвало да се добива от астероиди.
Изследвана е и концепцията за слънчеви сенници, която би включвала използването на серия от малки космически кораби или единична голяма леща за отклоняване на слънчевата светлина от повърхността на планетата, като по този начин се намаляват глобалните температури. За Венера, която поглъща два пъти повече слънчева светлина от Земята, се смята, че слънчевата радиация е изиграла основна роля в избягалия парников ефект, който я е превърнал в това, което е днес.
Такъв нюанс може да бъде космически, разположен в Лагрангианската точка Слънце-Венера L1, където би попречил на някои слънчеви лъчи да достигнат до Венера. Освен това този нюанс би служил и за блокиране на слънчевия вятър, като по този начин намалява количеството на радиация, на която е изложена повърхността на Венера (друг ключов проблем, когато става въпрос за обитаемост). Това охлаждане би довело до втечняване или замръзване на атмосферния CO 2, който след това би се отделил върху повърхността като сух лед (който би могъл да бъде транспортиран извън света или секвестиран под земята).
Алтернативно, слънчевите отражатели могат да бъдат поставени в атмосферата или на повърхността. Това може да се състои от големи светлоотразителни балони, листове въглеродни нанотръби или графен, или материал с ниско съдържание на албедо. Първата възможност предлага две предимства: за едно, атмосферните отражатели могат да бъдат вградени in situ, като се използва локален въглерод. Второ, атмосферата на Венера е достатъчно плътна, че такива структури лесно биха могли да плуват над облаците.
Ученият от НАСА Джефри А. Ландис също предложи градовете да бъдат изградени над облаците на Венера, което от своя страна може да действа и като слънчев щит, и като станции за обработка. Те биха осигурили първоначални жизнени пространства за колонистите и биха действали като тераформери, постепенно превръщайки атмосферата на Венера в нещо подвижно, за да могат колонистите да мигрират на повърхността.
Друго предложение е свързано със скоростта на въртене на Венера. Венера се върти веднъж на 243 дни, което е най-бавният период на въртене на която и да е от основните планети. Като такава Венера изживява изключително дълги дни и нощи, което може да се окаже трудно за повечето адаптирани към Земята видове растения и животни. Бавното въртене също вероятно е причина за липсата на значително магнитно поле.
За да се справи с това, членът на Британското междупланетно общество Пол Бърч предложи да се създаде система от орбитални слънчеви огледала в близост до точката на Лагранж L1 между Венера и Слънцето. В комбинация с огледало на солета в полярна орбита те биха осигурили 24-часов светлинен цикъл.
Предполага се също, че скоростта на въртене на Венера може да бъде завъртяна, като се удари по повърхността с удари или се провеждат близки прелитания, използвайки тела с диаметър по-голям от 96,5 км. Има също така предложение да се използват масови драйвери и динамични компресионни членове за генериране на въртяща сила, необходима за ускоряване на Венера до точката, в която тя е преживяла цикъл ден-нощ, идентичен на Земния (виж по-горе).
Тогава има възможност да се премахне част от атмосферата на Венера, което би могло да се осъществи по много начини. За начало ударите, насочени към повърхността, биха издухали част от атмосферата в космоса. Други методи включват космически асансьори и масови ускорители (идеално поставени на балони или платформи над облаците), които постепенно могат да изгребват газ от атмосферата и да го изхвърлят в космоса.
Потенциални ползи:
Една от основните причини за колонизиране на Венера и промяна на нейния климат за заселване на хората е перспективата за създаване на „резервно място“ за човечеството. И като се има предвид диапазонът на избор - Марс, Луната и Външната Слънчева система - Венера има няколко неща за това другите не го правят. Всички те подчертават защо Венера е известна като „Сестра Планета“ на Земята.
За начало Венера е земна планета, която е сходна по размер, маса и състав на Земята. Ето защо Венера има подобна гравитация като Земята, което е свързано с това, което изпитваме 90% (или 0,904г, за да бъдем точни. В резултат на това хората, живеещи на Венера, биха изложени на много по-малък риск от развитие на здравословни проблеми, свързани с времето, прекарано в безтегловност и микрогравитационна среда - като остеопороза и мускулна дегенерация.
Относителната близост на Венера до Земята също би улеснила транспортирането и комуникациите, отколкото с повечето други места в Слънчевата система. При сегашните задвижващи системи стартовите прозорци към Венера се появяват на всеки 584 дни, в сравнение със 780 дни за Марс. Времето на полета също е малко по-кратко, тъй като Венера е най-близката планета до Земята. При най-близкия подход той е на 40 милиона км, в сравнение с 55 милиона км за Марс.
Друга причина е свързана с избягалия парников ефект на Венера, което е причината за изключителната топлина и атмосферна плътност на планетата. При тестване на различни техники за екологично инженерство нашите учени биха научили много за тяхната ефективност. Тази информация от своя страна ще бъде полезна в продължаващата битка срещу изменението на климата тук, на Земята.
И в следващите десетилетия тази борба вероятно ще стане доста интензивна. Както NOAA съобщава през март 2015 г., нивата на въглероден диоксид в атмосферата вече надхвърлят 400 ppm, ниво, което не се наблюдава от времето на плиоцена - когато глобалните температури и нивото на морето бяха значително по-високи. И както показват поредица от сценарии, изчислени от НАСА, тази тенденция вероятно ще продължи до 2100 г. с тежки последици.
В един от сценариите емисиите на въглероден диоксид ще намалят с около 550 ppm към края на века, което ще доведе до повишаване на средната температура от 2,5 ° C (4,5 ° F). Във втория сценарий емисиите на въглероден диоксид нарастват до около 800 ppm, което води до средно увеличение от около 4,5 ° C (8 ° F). Докато предвидените увеличения в първия сценарий са устойчиви, при втория сценарий животът ще стане несъстоятелен в много части на планетата.
Така че освен създаването на втори дом за човечеството, тераформирането на Венера би могло също да помогне да се гарантира, че Земята остава жизнеспособен дом за нашия вид. И разбира се, фактът, че Венера е земна планета, означава, че разполага с изобилие от природни ресурси, които биха могли да бъдат събрани, помагайки на човечеството да постигне икономика „след дефицит“.
Предизвикателства:
Отвъд приликите, които Венера има със Земята (т.е. размер, маса и състав), съществуват многобройни разлики, които биха направили тераформирането и колонизирането му основно предизвикателство. От една страна, намаляването на топлината и налягането на атмосферата на Венера би изисквало огромно количество енергия и ресурси. Това също ще изисква инфраструктура, която все още не съществува и би била много скъпа за изграждане.
Например, ще са необходими огромни количества метал и модерни материали, за да се изгради орбитален нюанс, достатъчно голям за охлаждане на атмосферата на Венера до степен, че нейният парников ефект ще бъде задържан. Такава структура, ако е разположена в L1, също би трябвало да бъде четири пъти по-голяма от диаметъра на самата Венера. Тя трябва да бъде сглобена в пространството, което ще изисква масивен флот от асемблери за роботи.
За разлика от това, увеличаването на скоростта на въртене на Венера би изисквало огромна енергия, да не говорим за значителен брой удари, които би трябвало да конусират от външната Слънчева система - главно от пояса на Койпер. Във всички тези случаи ще е необходим голям флот от космически кораби, за да извлекат необходимия материал и те трябва да бъдат оборудвани с модерни задвижващи системи, които биха могли да направят пътуването в разумен период от време.
Понастоящем не съществуват такива задвижващи системи, а конвенционалните методи - вариращи от йонни двигатели до химически горива - не са нито достатъчно бързи, нито икономични. За илюстрация, НАСА Нови хоризонти мисията отне повече от 11 години, за да направи историческото си срещане с Плутон в пояса на Койпер, използвайки конвенционални ракети и метода за подпомагане на гравитацията.
Междувременно разсъмване мисията, която разчиташе на йонно задвижване, отне почти четири години, за да стигне до Веста в Астероидния пояс. Нито един от методите не е практичен за извършване на многократни пътувания до пояса на Койпер и извличане на ледени комети и астероиди и човечеството няма никъде близо до броя на корабите, които биха ни били необходими за това.
Същият проблем с ресурсите важи и за концепцията за поставяне на слънчеви отражатели над облаците. Количеството материал би трябвало да бъде голямо и ще трябва да остане на място дълго след промяна на атмосферата, тъй като повърхността на Венера в момента е изцяло закрепена от облаци. Също така Венера вече има силно отразяващи облаци, така че всеки подход ще трябва значително да надмине сегашния си албедо (0,65), за да се промени.
А що се отнася до премахването на атмосферата на Венера, нещата са еднакво предизвикателни. През 1994 г. Джеймс Б. Полак и Карл Сейгън провеждат изчисления, които показват, че удар с диаметър с диаметър 700 км, удрящ Венера с голяма скорост, ще бъде по-малко от една хилядна част от общата атмосфера. Нещо повече, ще има намаляване на възвръщаемостта, тъй като плътността на атмосферата намалява, което означава, че ще са необходими хиляди гигантски удари.
Освен това по-голямата част от изхвърлената атмосфера ще излезе в слънчева орбита близо до Венера и - без допълнителна намеса - може да бъде уловена от гравитационното поле на Венера и отново да стане част от атмосферата. Премахването на атмосферния газ с помощта на космически асансьори би било трудно, тъй като геостационарната орбита на планетата е непрактично разстояние над повърхността, където отстраняването с помощта на масови ускорители би отнело много време и е много скъпо.
Заключение:
Накратко, потенциалните ползи от тераформирането на Венера са ясни. Човечеството би имало втори дом, бихме могли да добавим ресурсите си към нашите собствени и щяхме да научим ценни техники, които биха могли да помогнат да се предотврати катаклизмичната промяна тук на Земята. Трудната част обаче е да се стигне до момента, в който тези ползи могат да бъдат реализирани.
Подобно на повечето предложени начинания за изграждане на конструкции, много препятствия трябва да бъдат решени предварително. Най-важното сред тях са транспорта и логистиката, мобилизиране на масивен флот от роботи и теглене на плавателни съдове, за да се използват необходимите ресурси. След това трябва да се поеме ангажимент за много поколения, който да осигури финансови ресурси, за да може работата да бъде завършена. Не е лесна задача при най-идеалните условия.
Достатъчно е да се каже, че това е нещо, което човечеството не може да направи в краткосрочен план. Въпреки това, гледайки към бъдещето, идеята Венера да стане нашата „сестра планета“ по всякакъв начин за въображаемо - с океаните, обработваемата земя, дивата природа и градовете - със сигурност изглежда като красива и осъществима цел. Единственият въпрос е, колко време ще трябва да чакаме?
Написахме много интересни статии за тераформирането тук в сп. Space. Ето окончателното ръководство за тераформиране, можем ли да преобразуваме Луната? Трябва ли да преобразуваме Марс? Как да изградим Марс? и студентският екип иска да терасира Марс, използвайки цианобактерии.
Имаме и статии, които изследват по-радикалната страна на тераформирането, като можехме ли да изграждаме Юпитер? Можем ли да изграждаме слънцето? Можем ли да изградим черна дупка?
За повече информация, вижте Terraforming Mars на НАСА Quest! и НАСА пътуване до Марс.
И ако ви е харесало видеото, публикувано по-горе, елате да разгледате нашата страница на Patreon и да разберете как можете да получите тези видеоклипове по-рано, докато ни помагате да ви предоставим още страхотно съдържание!
Podcast (аудио): Изтегляне (Продължителност: 3:58 - 3.6MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (видео): Изтегляне (47.0MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
