HOGYAN ALAKíTHATJUK KI A VéNUST?

Send

Folytatva a „Természetes formatervezés végleges útmutatóját”, a Space Magazine örömmel mutatja be a terepformáló Vénusz útmutatóját. Lehet, hogy ezt megtehetik valamikor, amikor technológiánk elég messze halad előre. De a kihívások számos és meglehetősen specifikusak.

A Vénusz bolygót gyakran a Föld „nővér bolygójának” nevezik, és helyesen. Amellett, hogy szinte azonos méretű, a Vénusz és a Föld tömegében hasonlóak és nagyon hasonló összetételűek (mindkettő szárazföldi bolygók). Mint a Föld szomszédos bolygója, a Vénusz a „Goldilocks Zone” (más néven: lakhatósági zóna) körüli körüli körüli körüli körüli körüli körüli körüli körüli körüli körüli, a Nap körüli körüli. De természetesen sok kulcsfontosságú különbség van a bolygók között, amelyek miatt a Vénusz lakhatatlanná válik.

Először is, a légköre 90-szer vastagabb, mint a Föld légköre, átlagos felszíni hőmérséklete elég meleg ahhoz, hogy az ólom megolvadjon, és a levegő mérgező füst, amely szén-dioxidból és kénsavból áll. Mint ilyen, ha az emberek ott akarnak élni, akkor valami komoly ökológiai tervezés - más néven. terepformálás - először szükség van. És mivel hasonlósága van a Földdel, sok tudós úgy gondolja, hogy a Vénusz lenne a legfontosabb jelölõ a tereprendezéshez, még inkább, mint a Mars!

Az elmúlt évszázadban a Vénusz terraformáló fogalma többször megjelent, mind a tudományos fantasztikus, mind pedig a tudományos kutatás tárgyaként. Míg a téma kezelése nagyrészt fantasztikus volt a 20. század elején, az űrkorszak kezdetével átalakulás történt. Ahogy javultak a Vénuszra vonatkozó ismereteink, úgy javultak a javaslatok is a táj megváltoztatására, hogy jobban megfeleljen az ember lakására.

Példák a fikcióra:

A 20. század eleje óta a Venus ökológiai átalakításának gondolatát fedezték fel a fikcióban. A legkorábbi ismert példa Olaf Stapletoné Utolsó és első férfiak (1930), amelynek két fejezete annak leírására szolgál, hogy az emberiség leszármazottai hogyan alakítják a Vénust a Föld után, amikor a Föld lakhatatlanná válik; és a folyamat során népirtást követ el a természetes vízi élet ellen.

Az 1950-es és 60-as évekre, az űrkorszak kezdetének köszönhetően, a tereprendezés számos tudományos fantasztikus műben megjelent. Poul Anderson részletesen írt az 1950-es évek tereprendezéséről. 1954-es regényében A nagy eső, A Vénust nagyon hosszú ideig változtatják meg a bolygómérnöki technikák. A könyv annyira befolyásos volt, hogy a „nagy eső” kifejezés azóta szinonimává vált a Vénusz tereprendezésével.

1991-ben a szerző, David David Nordley novellájában („A Vénusz havai”) azt sugallta, hogy a Vénusz a Föld várakozási körzetének tömeghajtókkal történő kivitelével akár 30 Föld napig is felpörgethető. Kim Stanley Robinson szerző híre lett a tereprendezés reális ábrázolásáról Mars-trilógia - amely tartalmazza Vörös Mars, Zöld Mars és Kék Mars.

2012-ben követte ezt a sorozatot a 2312, egy tudományos fantasztikus regény, amely a teljes Naprendszer gyarmatosításával foglalkozott - amely magában foglalja a Vénust is. A regény azt is megvizsgálta, hogy a Vénusz milyen formában terelhető fel, kezdve a globális hűtéstől a szén-dioxid megkötésig, amelyek mindegyike tudományos tanulmányokon és javaslatokon alapult.

Javasolt módszerek:

A Vénusz tereprendezésének első javasolt módszerét 1961-ben Carl Sagan készítette. A „A Vénusz bolygója” című cikkben géntechnológiával módosított baktériumok használatát érvelt a légkörben lévő szén szerves molekulákká történő átalakítására. Ezt azonban a Vénusz felhőiben a későbbi kénsav felfedezése és a napsugaras szél hatására gyakorlatilag lehetetlenné tették.

Paul Birch brit tudós, 1991-ben a „Vértes gyors formálása a Vénuszról” című tanulmányában javasolta a Vénusz légkörének hidrogénnel történő bombázását. Az így kapott reakció során grafitot és vizet állítanak elő, amelyek utóbbi a felszínre esik, és az óceánok felületének körülbelül 80% -át lefedik. Tekintettel a szükséges hidrogénmennyiségre, azt közvetlenül a gázipari óriások egyikéből vagy a hold jégéből kellene kinyerni.

A javaslat megköveteli továbbá a vas-aeroszol hozzáadását a légkörbe, amely számos forrásból származhat (például a Holdból, aszteroidákból, higanyból). A fennmaradó atmoszféra, amely becslések szerint 3 bar körül van (háromszor a Földnél), főleg nitrogénből áll, amelyek egy része feloldódik az új óceánokban, tovább csökkentve a légköri nyomást.

Egy másik ötlet az, hogy finomított magnéziummal és kalciummal bombázzák a Vénust, amely kalcium- és magnézium-karbonátok formájában szénszekvenálódna. Mark Bullock és David H. Grinspoon, a Boulder-i Colorado Egyetemen, 1996-ban „A klíma stabilitása a Vénuszon” című tanulmányukban jelezték, hogy a Vénus saját kalcium- és magnézium-oxid-lerakódásai felhasználhatók erre a folyamatra. Bányászat útján ezek az ásványok ki lehetnek téve a felületnek, így szén-dioxid-elnyelőként működnek.

Bullock és Grinspoon ugyanakkor azt is állítják, hogy ennek korlátozott hűtési hatása van - mintegy 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) hőmérsékletre, és csak a becsült 43 bar-ra csökkenti a légköri nyomást. Ezért további kalcium- és magnéziumkészletekre lenne szükség a 8x10 eléréséhez²⁰ kg kalcium vagy 5 × 10²⁰ kg magnézium szükséges, amelyet valószínűleg aszteroidákból kell bányászni.

Megvizsgálták a napfény árnyékának fogalmát is, amely magában foglalja akár egy sor kis űrhajó vagy egyetlen nagy lencse használatát a bolygó felületének a napfény elterelésére, ezáltal csökkentve a globális hőmérsékletet. A Vénusz számára, amely kétszer annyi napfényt vesz fel, mint a Föld, a napsugárzásnak vélhetően nagy szerepet játszott a szivárgó üvegházhatásban, amely napjainkig tette.

Egy ilyen árnyék lehet űr alapú, a Sun – Venus L1 Lagrangian pontban helyezkedik el, ahol megakadályozza, hogy bizonyos napfény elérje a Vénust. Ezenkívül ez az árnyékolás megakadályozná a napenergia szélét, csökkentve ezzel a Vénusz felületének kitett sugárzás mértékét (ez egy másik kulcsfontosságú kérdés a lakhatóság szempontjából). Ez a hűtés a légköri szén-dioxid cseppfolyósodását vagy fagyasztását eredményezné, amelyet ezután szárazjég formájában eltávolítanak a felületről (amelyet világon kívül el lehet szállítani vagy föld alatti lehet).

Alternatív megoldásként napelemes reflektorok helyezhetők a légkörbe vagy a felületre. Ez nagy visszatükröző léggömbökből, szén nanocsövekből vagy grafénből vagy alacsony albedó anyagból állhat. Az előbbi lehetőségnek két előnye van: az egyikhez a légköri reflektorokat helyben lehet építeni, helyi forrásból származó szén felhasználásával. Másodszor, a Vénusz légköre elég sűrű, hogy az ilyen szerkezetek könnyen lebegjenek a felhők tetején.

A NASA Geoffrey A. Landis tudósa azt is javasolta, hogy a városokat építsék a Vénusz felhők fölé, amelyek viszont napenergia pajzsként és feldolgozó állomásként is működhetnek. Ezek kezdeti életteret biztosítanának a gyarmatosítók számára, és teraszformátorokként működnének, fokozatosan átalakítva a Vénusz légkörét valami élhetővé, hogy a gyarmatosítók a felszínre vándorolhassanak.

Egy másik javaslat a Vénusz fordulatszámával kapcsolatos. A Vénusz 243 naponként egyszer forog, ami messze a legfontosabb bolygók forgási periódusa. Mint ilyen, a Vénusz rendkívül hosszú napokon és éjszakákon él át, amelyekhez a Föld egyik legismertebb növény- és állatfaja számára nehéz lehet alkalmazkodni. A lassú forgás valószínűleg a jelentős mágneses mező hiányát is magyarázza.

Ennek megoldására Paul Birch, a Brit Interplanetary Society tagja azt javasolta, hogy hozzanak létre egy orbitális napelemek tükrök rendszerét az L1 Lagrange pont közelében a Vénusz és a Nap között. A poláris pályán lévő soletta tükörrel kombinálva ezek 24 órás fényciklusot biztosítanak.

Azt is javasolták, hogy a Vénusz forgási sebességét meg lehet fordítani úgy, hogy ütközéses a felületre ütközésmérõkkel, vagy egy közeli repülést hajt végre 96,5 km (60 mérföld) átmérõjûnél nagyobb testtel. Szintén javasolt a tömegmeghajtók és a dinamikus kompressziós elemek felhasználása annak a forgási erőnek a generálásához, amely ahhoz szükséges, hogy a Vénusz felgyorsuljon, egészen addig a pontig, amikor a Földéhez hasonló nappali-éjszakai ciklust tapasztalja (lásd fent).

Ezután lehetőség nyílik a Vénusz hangulatának eltávolítására, amely számos módon megvalósítható. A kezdők számára a felületre irányított ütközésmérők a légkör egy részét az űrbe fújják. Más módszerek közé tartoznak az űrliftek és a tömeggyorsítók (ideális esetben léggömbökre vagy peronokra a felhők felett), amelyek fokozatosan ki tudják szedni a gázt a légkörből, és kilökhetnek az űrbe.

Lehetséges előnyök:

A Vénusz gyarmatosításának és az emberi letelepedés légkörének megváltoztatásának egyik fő oka az emberiség számára „helymeghatározó hely” létrehozásának lehetősége. És tekintettel a választási lehetőségekre - a Marsra, a Holdra és a Külső Naprendszerre -, a Vénusznak sok dolgára van szüksége, a többieknek nem. Mindez kiemeli, hogy a Vénust miért nevezik a Föld „nővér bolygójának”.

Először is a Vénusz egy földi bolygó, amelynek mérete, tömege és összetétele hasonló a Földhez. Ez az oka annak, hogy a Vénusz gravitációja hasonló a Földhez, ami körülbelül az, amit 90% -ban (vagy 0,904) tapasztalunk megg, hogy pontos legyek. Ennek eredményeként a Vénuszon élő embereknek sokkal alacsonyabb a kockázata a súlytalanságban és a mikrogravitációs környezetben eltöltött idővel kapcsolatos egészségügyi problémák - például oszteoporózis és izomdegeneráció - kialakulásának.

A Vénusznak a Földhez való viszonylagos közelsége szintén megkönnyítené a szállítást és a kommunikációt, mint a Naprendszer legtöbb más helyén. A jelenlegi meghajtó rendszereknél a Vénuszra nyíló ablakok 584 naponként fordulnak elő, szemben a Mars 780 napjával. A repülési idő szintén kissé rövidebb, mivel a Vénusz a Földhez legközelebbi bolygó. A legközelebbi megközelítésnél 40 millió km távolságban van, szemben a Mars 55 millió km-rel.

Másik oka a Vénusz elszivárgott üvegházhatása, amely a bolygó extrém hő- és légköri sűrűségének oka. Különböző ökológiai mérnöki technikák kipróbálásakor tudósok sokat tanulnának azok hatékonyságáról. Ez az információ nagy jelentőséggel bír majd a Földön az éghajlatváltozás elleni folyamatos küzdelemben.

És az elkövetkező évtizedekben ez a harc valószínűleg meglehetősen intenzív lesz. Ahogyan a NOAA 2015. márciusában számolt be, a légkörben a szén-dioxid szintje meghaladta a 400 ppm-et, ezt a szintet a Pliocén-korszak óta nem látották, amikor a globális hőmérséklet és a tenger szintje jelentősen magasabb volt. És a NASA által kiszámított forgatókönyvek sorozata szerint ez a tendencia valószínűleg 2100-ig folytatódik, súlyos következményekkel járva.

Az egyik forgatókönyv szerint a szén-dioxid-kibocsátás mintegy 550 ppm-en szinteződik a század vége felé, amelynek eredményeként az átlagos hőmérséklet 2,5 ° C (4,5 ° F) lesz. A második forgatókönyvben a szén-dioxid-kibocsátás körülbelül 800 ppm-re emelkedik, ami átlagosan kb. 4,5 ° C (8 ° F) növekedést eredményez. Míg az első forgatókönyvben előrejelzett növekedés fenntartható, az utóbbi esetben az élet a bolygó sok részén tarthatatlanná válik.

Tehát amellett, hogy az emberiség számára otthoni otthont teremt, a Vízusz terraformáló formája szintén hozzájárulhat annak biztosításához, hogy a Föld életképes otthona maradjon fajunk számára. És természetesen az a tény, hogy a Vénusz egy szárazföldi bolygó, azt jelenti, hogy bőséges természeti erőforrásokkal rendelkezik, amelyeket meg lehetne szedni, ezáltal segíti az emberiséget a „hiány utáni” gazdaság elérésében.

Kihívások:

A Vénusz és a Föld közötti hasonlóságokon (azaz méret, tömeg és összetétel) túl sok különbség van, amelyek nagy kihívást jelentenek a tájkép kialakításában és kolonizálásában. Először is, a Vénusz légkörének hő- és nyomás csökkentése óriási energiát és erőforrásokat igényel. Szükség lenne olyan infrastruktúrára is, amely még nem létezik, és nagyon drága lenne annak felépítése.

Például hatalmas mennyiségű fémre és korszerű anyagokra lenne szükség ahhoz, hogy egy olyan nagy pályát építsenek, amely elég nagy ahhoz, hogy a Vénusz légkörét lehűtse annyira, hogy az üvegházhatása megálljon. Az ilyen szerkezetnek, ha az L1 helyzetben van, szintén maga a Vénusz átmérőjének négyszeresének kell lennie. Az űrben kell összeszerelni, ami hatalmas robotszerelő flottát igényel.

Ezzel szemben a Vénusz forgási sebességének növelése óriási energiát igényelne, nem is beszélve arról, hogy jelentős számú ütközőkészüléknek kellene kúpot keltenie a külső Naprendszerből - főleg a Kuiperi övből. Ezekben az esetekben nagy űrhajókra lenne szükség a szükséges anyagok szállításához, és azokat fejlett hajtásrendszerekkel kell felszerelni, amelyek ésszerű időn belül képesek megtenni az utazást.

Jelenleg nincs ilyen meghajtórendszer, és a hagyományos módszerek - az ionmotoroktól kezdve a kémiai hajtóanyagokig - nem elég gyorsak és gazdaságosak. A szemléltetésül a NASA Új láthatár A misszió több mint 11 évet vett igénybe ahhoz, hogy történelmi találkozása Plutonával a Kuiper-övezetben történjen, hagyományos rakéták és gravitációs segítő módszer alkalmazásával.

Közben a Hajnal Az ionos meghajtásra támaszkodó misszió majdnem négy évbe telt, hogy elérje Vesta-t az aszteroida övben. Egyik módszer sem praktikus a Kuiper-övezetbe történő ismételt kirándulásokhoz, valamint a jeges üstökösök és aszteroidák visszahúzásához, és az emberiségnek semmi közel van a hajók számához, amelyre szükségünk lenne erre.

Ugyanez az erőforrás-probléma vonatkozik a napfényvisszaverők felhők felett történő elhelyezésének koncepciójára. Az anyagmennyiségnek nagynak kell lennie, és a légkör módosítása után sokáig a helyén kell maradnia, mivel a Vénusz felületét jelenleg teljesen felhők borítják. Ezenkívül a Vénuszon már nagyon fényvisszaverő felhők vannak, így bármilyen megközelítésnek jelentősen meg kell haladnia a jelenlegi albedót (0,65), hogy változást lehessen elérni.

És amikor a Vénusz hangulatát eltávolítják, a dolgok ugyanolyan kihívásokkal telik. James B. Pollack és Carl Sagan 1994-ben olyan számításokat végeztek, amelyek azt mutatták, hogy egy 700 km átmérőjű ütközésmérő, amely nagysebességű Vénuszra ütközik, kevesebb, mint a teljes légkör ezred része. Ráadásul csökken a visszatérés, mivel a légkör sűrűsége csökken, ami azt jelenti, hogy óriási ütközők ezreire lenne szükség.

Ezen túlmenően a kibocsátott légkör nagy része a Vénusz közelében napi pályára kerülne, és - további beavatkozás nélkül - a Vénusz gravitációs mezőjével megragadható, és ismét a légkör részévé válhat. A légköri gáz űrliftekkel történő eltávolítása nehéz lenne, mivel a bolygó geostacionárius pályája nem praktikus távolságban van a felszín felett, ahol a tömeggyorsítók használatával történő eltávolítás időigényes és nagyon költséges.

Következtetés:

Összegezve: a terepjáró Vénusz lehetséges előnyei egyértelműek. Az emberiségnek második otthona lenne, képesek lennénk erőforrásainkat hozzáadni a sajátunkhoz, és olyan értékes technikákat tanulnánk, amelyek elősegíthetik a kataklizmikus változásokat a Földön. Azonban nehéz elérni azt a pontot, ahol ezeket az előnyöket megvalósítani lehet.

A legtöbb javasolt tereprendező vállalkozáshoz hasonlóan sok akadályt is előzetesen meg kell oldani. Ezek közül kiemelkedő a szállítás és a logisztika, a robotmunkások hatalmas flottájának mozgósítása és a kézműves vontatás a szükséges erőforrások kiaknázása érdekében. Ezt követően egy többgenerációs elkötelezettséget kell vállalni, amely pénzügyi forrásokat biztosít a munka teljes megtekintéséhez. Ez nem könnyű feladat a legideálisabb körülmények között.

Elegendő mondani, hogy ezt az emberiség rövid távon nem teheti meg. A jövőre nézve azonban az a gondolat, hogy a Vénusz mindenképpen elképzelhető módon „nővér bolygónkká” váljon - óceánokkal, szántófölddel, vadvilággal és városokkal - gyönyörű és megvalósítható cél. Az egyetlen kérdés, meddig kell várnunk?

Sok érdekes cikket írtunk a tereprendezésről itt a Space Magazine-ban. Itt található a végleges útmutatás a terepformáláshoz: teher alakíthatjuk-e a holdot? Tegyük-e fel a Marsot? - Hogyan tegyük fel a Marsot? és a hallgatói csapat azt akarja, hogy a Mars terápiáját ciánbaktériumokkal végezzék.

Vannak olyan cikkeink is, amelyek feltérképezik a terepformálás radikálisabb oldalát, például a Could We Terraform Jupiter ?, Can Terraform The Sun? És We are Terraform A Black Hole?

További információkért nézd meg a NASA Quest Terraforming Mars programját! és a NASA útja a Marsra.

És ha tetszett a fent közzétett videó, látogasson el a Patreon oldalra, és derítse ki, hogyan lehet ezeket a videókat korán beszerezni, miközben segít minket, hogy még több nagyszerű tartalmat nyújtsunk neked!