KĀ MĒS VEIDOSIM VENĒRU?

Send

Turpinot mūsu “Galīgo rokasgrāmatu par terases veidošanu”, Space Magazine ar prieku iepazīstina mūsu ceļvedi par Teorētisko Venēru. To varētu izdarīt kādreiz, kad mūsu tehnoloģija tiek pietiekami attīstīta. Bet izaicinājumu ir daudz un diezgan specifiski.

Planētu Venēru bieži sauc par Zemes “Māsa Planētu”, un tas tā ir. Papildus tam, ka Venera un Zeme ir gandrīz vienāda lieluma, tās ir līdzīgas pēc masas un tām ir ļoti līdzīgs sastāvs (abas ir sauszemes planētas). Kā Zemei kaimiņos esošā planēta, Venera arī riņķo ap Sauli tās “Goldilocks Zone” (pazīstama arī kā apdzīvojamā zona). Bet, protams, starp planētām ir daudz galveno atšķirību, kas padara Venēru neapdzīvojamu.

Iesācējiem tā atmosfēra ir vairāk nekā 90 reizes biezāka nekā Zemes, tās vidējā virsmas temperatūra ir pietiekami karsta, lai izkausētu svinu, un gaiss ir toksisks izgarojums, kas sastāv no oglekļa dioksīda un sērskābes. Kā tāds, ja cilvēki vēlas tur dzīvot, nopietna ekoloģiskā inženierija - aka. reljefa veidošana - vispirms ir nepieciešama. Un, ņemot vērā tās līdzību ar Zemi, daudzi zinātnieki domā, ka Venera būtu galvenā kandidāte uz teritorijas veidošanu, pat vairāk nekā Marss!

Pagājušajā gadsimtā Venēras formas veidošanas jēdziens ir parādījies vairākkārt - gan zinātniskās fantastikas, gan zinātnisko pētījumu priekšmets. Lai gan 20. gadsimta sākumā subjekta ārstēšana bija fantastiski fantastiska, pāreja notika ar Kosmosa laikmeta sākumu. Uzlabojoties mūsu zināšanām par Venēru, uzlabojās arī priekšlikumi ainavu mainīt tā, lai tā būtu piemērotāka cilvēku apdzīvošanai.

Piemēri daiļliteratūrā:

Kopš 20. gadsimta sākuma daiļliteratūrā ir pētīta Venēras ekoloģiski pārveidojošā ideja. Agrākais zināmais piemērs ir Olafa Stapletona piemērs Pēdējie un pirmie vīrieši (1930), kuras divas nodaļas ir veltītas, lai aprakstītu, kā cilvēces pēcnācēji veido Venēru pēc tam, kad Zeme kļūst nedzīvojama; un šajā procesā veikt genocīdu pret dabisko ūdens dzīvi.

Līdz 1950. un 60. gadiem, pateicoties kosmosa laikmeta sākumam, daudzos zinātniskās fantastikas darbos sāka parādīties reljefa veidošana. Pols Andersons arī plaši rakstīja par terases veidošanu piecdesmitajos gados. Savā 1954. gada romānā Lielais lietusVenēra tiek izmainīta ar planētu inženierijas paņēmieniem ļoti ilgā laika posmā. Grāmata bija tik ietekmīga, ka termins “lielais lietus” kopš tā laika ir kļuvis par sinonīmu Venēras reljefam.

1991. gadā autors G. Deivids Nordlijs savā īsā stāstā (“Venēras sniegi”) ieteica, ka Venera, izmantojot masu vadītājus, varētu tikt savērpta līdz pat 30 Zemes dienām. Autors Kims Stenlijs Robinsons kļuva slavens ar savu reālistisko reljefa attēlojumu Marsa triloģija - kas ietvēra Sarkanais Marss, Zaļais Marss un Zilais Marss.

2012. gadā viņš sekoja šai sērijai, izlaižot 2312, zinātniskās fantastikas romāns, kas risināja visas Saules sistēmas kolonizāciju - kurā ietilpst arī Venera. Romāns tika izpētīts arī daudzos veidus, kā Venēru var pārveidot par teraformu, sākot no globālās dzesēšanas un beidzot ar oglekļa sekvestrāciju, un tie visi bija balstīti uz zinātniskiem pētījumiem un priekšlikumiem.

Piedāvātās metodes:

Pirmo ierosināto Venēras formas veidošanas metodi 1961. gadā izstrādāja Karls Sagans. Rakstā ar nosaukumu “Planētas Venēra” viņš aizstāvēja ģenētiski modificētu baktēriju izmantošanu, lai atmosfēras oglekli pārveidotu organiskās molekulās. Tomēr tas tika padarīts par nepraktisku, pateicoties sekojošai sērskābes atrašanai Venēras mākoņos un saules vēja ietekmei.

Britu zinātnieks Pols Bērzs savā 1991. gada pētījumā “Strauji veido Venēru ātri” ierosināja Venēras atmosfēru bombardēt ar ūdeņradi. Rezultātā rodas grafīts un ūdens, no kuriem pēdējais nokrīt uz virsmas un okeānos pārklāj aptuveni 80% no virsmas. Ņemot vērā nepieciešamo ūdeņraža daudzumu, tas būtu jānovāc tieši no viena no gāzes giganta vai viņu mēness ledus.

Priekšlikumā būtu arī paredzēts, ka atmosfērā jāpievieno dzelzs aerosols, ko var iegūt no vairākiem avotiem (t.i., Mēness, asteroīdiem, dzīvsudraba). Atlikušā atmosfēra, kas tiek lēsta ap 3 bāriem (trīs reizes vairāk nekā Zeme), galvenokārt sastāv no slāpekļa, no kura daži izšķīst jaunajos okeānos, samazinot atmosfēras spiedienu vēl vairāk.

Vēl viena ideja ir Veneras bombardēšana ar rafinētu magniju un kalciju, kas atdalītu oglekli kalcija un magnija karbonātu veidā. Marks Bulloks un Deivids H. Grinspoon no Kolorādo Universitātes Boulderā 1996. gada rakstā “Venēras klimata stabilitāte” norādīja, ka šajā procesā var izmantot pašas Venēras kalcija un magnija oksīdu nogulsnes. Kalnrūpniecības laikā šie minerāli varēja tikt pakļauti virsmai, tādējādi darbojoties kā oglekļa izlietnes.

Tomēr Bulloks un Grinspoon arī apgalvo, ka tam būtu ierobežota dzesēšanas ietekme - līdz aptuveni 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) un atmosfēras spiediens samazinātos tikai līdz aptuveni 43 bariem. Tādējādi, lai sasniegtu 8 × 10, būs nepieciešami papildu kalcija un magnija krājumi²⁰ kg kalcija vai 5 × 10²⁰ kg vajadzīgā magnija, kas, visticamāk, būtu jāizrok no asteroīdiem.

Tika izpētīts arī saules nokrāsu jēdziens, kas paredzētu mazo kosmosa kuģu sēriju vai viena liela objektīva izmantošanu saules gaismas novirzīšanai no planētas virsmas, tādējādi samazinot globālo temperatūru. Venērai, kas absorbē divreiz vairāk saules gaismas nekā Zeme, tiek uzskatīts, ka saules starojumam ir bijusi liela loma bēgošajā siltumnīcas efektā, kas to padarīja tādu, kāds tas ir šodien.

Šāda nokrāsa varētu būt balstīta uz kosmosu un atrodas Saules – Venēras L1 Lagrangian punktā, kur tā neļautu dažiem saules stariem nokļūt Venērā. Turklāt šī ēna kalpos arī saules vēja bloķēšanai, tādējādi samazinot starojuma daudzumu, uz kuru saskaras Venēras virsma (vēl viena galvenā problēma, kas saistīta ar apdzīvojamību). Šīs dzesēšanas rezultātā sašķidrinās vai sasalst atmosfēras CO 2, kas pēc tam tiks atdalīts uz virsmas kā sauss ledus (ko varētu nogādāt ārpus pasaules vai atdalīt pazemē).

Alternatīvi saules atstarotājus varētu novietot atmosfērā vai virspusē. Tas varētu sastāvēt no lieliem atstarojošiem baloniem, oglekļa nanocauruļu vai grafēna loksnēm vai materiāla ar zemu albedo saturu. Pirmajai iespējai ir divas priekšrocības: vienai atmosfēras atstarotājus varētu uzbūvēt uz vietas, izmantojot vietēji iegūtu oglekli. Otrkārt, Veneras atmosfēra ir pietiekami blīva, lai šādas struktūras varētu viegli peldēt virs mākoņiem.

NASA zinātnieks Geoffrey A. Landis ir arī ierosinājis, ka pilsētas varētu būvēt virs Venēras mākoņiem, kas savukārt varētu darboties gan kā saules vairogs, gan kā apstrādes stacijas. Tās nodrošinātu kolonistu sākotnējās dzīves telpas un darbotos kā zemes veidotāji, pakāpeniski pārveidojot Venēras atmosfēru par kaut ko pielietojamu, lai kolonisti varētu migrēt uz virsmu.

Vēl viens ieteikums ir saistīts ar Venēras rotācijas ātrumu. Venēra griežas reizi 243 dienās, kas ir līdz šim lēnākais jebkuras lielās planētas rotācijas periods. Tādējādi Venera piedzīvo ārkārtīgi ilgas dienas un naktis, kurām zināmajām Zemes augu un dzīvnieku sugām var izrādīties grūti pielāgoties. Lēna rotācija, iespējams, ir saistīta arī ar nozīmīga magnētiskā lauka trūkumu.

Lai to risinātu, Lielbritānijas Starpplanētu biedrības loceklis Pols Bērcs ierosināja izveidot orbitālo saules spoguļu sistēmu netālu no L1 Lagranža punkta starp Venēru un Sauli. Apvienojumā ar soletta spoguli polārajā orbītā tie nodrošinātu 24 stundu gaismas ciklu.

Ir arī ierosināts, ka Venēras griešanās ātrumu varētu savirzīt, vai nu sitot virsmu ar triecienelementiem, vai arī vadot tuvu lidošanu, izmantojot ķermeņus, kuru diametrs pārsniedz 96,5 km (60 jūdzes). Ir arī ierosinājums izmantot masu virzītājus un dinamiskos kompresijas elementus, lai radītu griešanās spēku, kas vajadzīgs, lai Venēra paātrinātu līdz vietai, kur tā piedzīvoja dienas un nakts ciklu, kas ir identisks Zemei (skat. Iepriekš).

Tad ir iespēja noņemt daļu no Venēras atmosfēras, ko var paveikt vairākos veidos. Iesākumā triecienelementi, kas vērsti uz virsmu, daļu atmosfēras izpūst kosmosā. Citas metodes ir kosmosa lifti un masu paātrinātāji (ideālā gadījumā novietoti uz baloniem vai platformām virs mākoņiem), kas varētu pakāpeniski izdalīt gāzi no atmosfēras un izvadīt to kosmosā.

Potenciālie ieguvumi:

Viens no galvenajiem Venēras kolonizācijas un tās dzīves apstākļu mainīšanas iemesliem ir perspektīva izveidot cilvēcei “rezerves vietu”. Un, ņemot vērā izvēles diapazonu - Marsu, Mēnesi un Ārējo Saules sistēmu -, Venērai ir vairākas lietas, par ko citas, nevis citas. Tas viss uzsver, kāpēc Venera ir pazīstama kā Zemes māsa Planēta.

Iesācējiem Venēra ir sauszemes planēta, kuras lielums, masa un sastāvs ir līdzīgs Zemei. Tāpēc Venērai ir līdzīgs gravitācijas spēks kā Zemei, kas ir aptuveni no tā, ko mēs piedzīvojam 90% (vai 0,904g, lai būtu precīzi. Rezultātā cilvēkiem, kas dzīvo uz Venēras, ir daudz zemāks risks saslimt ar veselības problēmām, kas saistītas ar laiku, kas pavadīts bezsvara stāvoklī un mikrogravitācijas apstākļos, piemēram, osteoporoze un muskuļu deģenerācija.

Venēras relatīvais tuvums Zemei arī atvieglotu transportēšanu un sakarus nekā ar citām Saules sistēmas vietām. Ar pašreizējām vilces sistēmām logi uz Venēru notiek ik pēc 584 dienām, salīdzinot ar 780 dienām Marsam. Lidojuma laiks ir arī nedaudz īsāks, jo Venera ir Zemei tuvākā planēta. Pēc tuvākās pieejas tas atrodas 40 miljonu km attālumā, salīdzinot ar 55 miljoniem km Marsam.

Vēl viens iemesls ir saistīts ar Venēras bēgošo siltumnīcas efektu, kas ir planētas ārkārtējā karstuma un atmosfēras blīvuma iemesls. Pārbaudot dažādas ekoloģiskās inženierijas tehnikas, mūsu zinātnieki daudz uzzinātu par to efektivitāti. Šī informācija, savukārt, būs ļoti noderīga notiekošajā cīņā pret klimata izmaiņām šeit, uz Zemes.

Un nākamajās desmitgadēs šī cīņa, visticamāk, kļūs diezgan intensīva. Kā NOAA ziņoja 2015. gada martā, oglekļa dioksīda līmenis atmosfērā tagad ir pārsniedzis 400 ppm - līmeni, kas nav novērots kopš Pliocēna laikmeta - kad globālā temperatūra un jūras līmenis bija ievērojami augstāks. Kā liecina NASA aprēķināto scenāriju sērija, šī tendence, visticamāk, turpināsies līdz 2100. gadam ar smagām sekām.

Vienā scenārijā oglekļa dioksīda emisijas izlīdzināsies aptuveni 550 ppm līdz gadsimta beigām, kā rezultātā vidējā temperatūra paaugstināsies par 2,5 ° C (4,5 ° F). Otrajā scenārijā oglekļa dioksīda emisijas palielinās līdz aptuveni 800 ppm, kā rezultātā vidējais pieaugums ir aptuveni 4,5 ° C (8 ° F). Kamēr pirmajā scenārijā prognozētais pieaugums ir noturīgs, otrajā scenārijā daudzās planētas daļās dzīve kļūs neizturama.

Tātad, līdztekus tam, ka tiek radīti otrie cilvēces mājokļi, Venēras reljefa veidošana varētu arī palīdzēt nodrošināt, ka Zeme paliek dzīvotspējīga mājvieta mūsu sugām. Un, protams, tas, ka Venera ir sauszemes planēta, nozīmē, ka tai ir bagātīgi dabas resursi, kurus varētu novākt, palīdzot cilvēcei sasniegt “postpietiekamu” ekonomiku.

Izaicinājumi:

Papildus līdzībām, kas Venērai ir ar Zemi (t.i., lielums, masa un sastāvs), ir daudz atšķirību, kas tās veidošanu un kolonizēšanu padarītu par galveno izaicinājumu. Pirmkārt, Venēras atmosfēras siltuma un spiediena samazināšanai būtu nepieciešams milzīgs enerģijas un resursu daudzums. Tam būtu nepieciešama arī tāda infrastruktūra, kuras vēl nav un kuras būvēšana būtu ļoti dārga.

Piemēram, lai izveidotu orbitālu ēnu, kas ir pietiekami liela, lai atdzesētu Venēras atmosfēru līdz tā siltumnīcas efekta apturēšanai, būs nepieciešams milzīgs daudzums metāla un modernu materiālu. Ja šāda struktūra ir novietota L1, tai arī vajadzētu būt četras reizes lielākai par pašas Venēras diametru. Tas būtu jāsamontē kosmosā, un tam būtu nepieciešams milzīgs robotu montētāju parks.

Turpretī, lai palielinātu Venēras rotācijas ātrumu, būs nepieciešama milzīga enerģija, nemaz nerunājot par ievērojamu skaitu triecienelementu, kuriem vajadzētu būt konusiem no ārējās Saules sistēmas - galvenokārt no Kuipera jostas. Visos šajos gadījumos nepieciešama liela apjoma kosmisko kuģu flote, lai pārvilinātu nepieciešamo materiālu, un tie būs jāaprīko ar modernām piedziņas sistēmām, kas varētu veikt braucienu saprātīgā laika posmā.

Pašlaik šādas piedziņas sistēmas nepastāv, un parastās metodes - sākot ar jonu motoriem un beidzot ar ķīmiskiem degvielām - nav pietiekami ātras vai ekonomiskas. Lai ilustrētu, NASA Jauni horizonti misijas izveidei vajadzēja vairāk nekā 11 gadus, lai ar vēsturiskām izredzēm tiktos ar Plutonu Kuipera joslā, izmantojot parastās raķetes un gravitācijas palīgmetodi.

Tikmēr Rītausma Misija, kas paļāvās uz jonu piedziņu, paņēma gandrīz četrus gadus, lai sasniegtu Vesta asteroīda joslā. Neviena no šīm metodēm nav praktiska atkārtotu braucienu veikšanai uz Kuipera jostu un ledus komētu un asteroīdu vilkšanai, un cilvēcei nav tik daudz kuģu, cik mums būtu nepieciešams to darīt.

Tāda pati resursu problēma attiecas arī uz koncepciju par saules atstarotāju novietošanu virs mākoņiem. Materiāla daudzumam vajadzētu būt lielam, un tam vajadzētu palikt savā vietā ilgi pēc atmosfēras modifikācijas, jo Venēras virsmu pašlaik pilnībā mājo mākoņi. Arī Venērai jau ir izteikti atstarojoši mākoņi, tāpēc jebkurai pieejai vajadzētu ievērojami pārsniegt pašreizējo albedo (0,65), lai panāktu pārmaiņas.

Un, runājot par Venēras atmosfēras noņemšanu, lietas ir vienlīdz izaicinošas. Džeimss B. Pollaks un Karls Sagans 1994. gadā veica aprēķinus, kas liecināja, ka triecienelements, kura diametrs ir 700 km diametrā un ar lielu ātrumu iedarbojas uz Venēru, ir mazāks par tūkstošdaļu no kopējās atmosfēras. Turklāt, samazinoties atmosfēras blīvumam, atgriešanās samazinās, un tas nozīmē, ka būtu nepieciešami tūkstošiem milzu triecienelementu.

Turklāt lielākā daļa izmestā atmosfēras nonāktu saules orbītā netālu no Venēras, un - bez turpmākas iejaukšanās - to varētu uztvert Venēras gravitācijas lauks un atkal kļūt par atmosfēras daļu. Atmosfēras gāzes noņemšana, izmantojot kosmosa liftus, būtu sarežģīta, jo planētas ģeostacionārā orbīta atrodas nepraktiski tālu virs virsmas, kur noņemšana, izmantojot masu paātrinātājus, būtu laikietilpīga un ļoti dārga.

Secinājums:

Rezumējot, ir acīmredzami iespējamie ieguvumi, ko dod labdarības Venēra. Cilvēcei būtu otrās mājas, mēs varētu pievienot tās resursus savējiem, un mēs iemācītos vērtīgus paņēmienus, kas varētu palīdzēt novērst kataklizmas pārmaiņas šeit uz Zemes. Tomēr grūti sasniegt šo vietu, kur šos labumus varētu realizēt.

Tāpat kā vairums ierosināto risinājumu par teritoriju veidošanu, iepriekš jānovērš daudzi šķēršļi. Starp tām galvenokārt ir pārvadājumi un loģistika, mobilizējot milzīgu robotu darbinieku floti un kravas vilkšanu, lai izmantotu nepieciešamos resursus. Pēc tam būs jāuzņemas vairāku paaudžu saistības, nodrošinot finanšu resursus, lai darbu varētu redzēt līdz pabeigšanai. Nav viegls uzdevums visideālākajos apstākļos.

Pietiek pateikt, ka tas ir kaut kas, ko cilvēce īstermiņā nevar izdarīt. Tomēr, raugoties nākotnē, ideja par Venēru kļūt par mūsu “māsu planētu” visos iespējamos veidos - ar okeāniem, aramzemi, savvaļas dzīvniekiem un pilsētām - noteikti šķiet kā skaists un īstenojams mērķis. Jautājums tikai, cik ilgi mums būs jāgaida?

Mēs šeit esam uzrakstījuši daudz interesantu rakstu par reljefa veidošanu Space Magazine. Šeit ir galīgais terases veidošanas ceļvedis. Vai mēs varam formēt Mēnesi ?, Vai mums vajadzētu veidot Marsu ?, Kā mēs veidojam Marsu? un studentu komanda vēlas veidot Marsu, izmantojot zilaļģes.

Esam arī ieguvuši rakstus, kas pēta terraformācijas radikālāko pusi, piemēram, Could We Terraform Jupiter ?, Can We Terraform The Sun? Un We Can Terraform A Black Hole?

Lai iegūtu papildinformāciju, apskatiet Terraforming Mars vietnē NASA Quest! un NASA ceļojums uz Marsu.

Un, ja jums patika iepriekš ievietotais videoklips, apmeklējiet mūsu Patreon lapu un uzziniet, kā jūs varat šos videoklipus iegūt savlaicīgi, vienlaikus palīdzot mums sniegt jums vēl lielisku saturu!