CUM FACEM TERRAFORM VENUS?

Send

Continuând cu „Ghidul nostru definitiv pentru Terraforming”, Space Magazine este încântat să ne prezinte ghidul nostru pentru Terraforming Venus. S-ar putea să facă acest lucru într-o zi, când tehnologia noastră avansează destul de departe. Dar provocările sunt numeroase și destul de specifice.

Planeta Venus este adesea denumită „planeta surioară” a Pământului, și pe bună dreptate. Pe lângă faptul că sunt aproape aceeași dimensiune, Venus și Pământ sunt similare în masă și au compoziții foarte similare (ambele fiind planete terestre). Ca o planetă vecină cu Pământul, Venus orbitează și Soarele în „Zona Goldilocks” (de asemenea, zona locuibilă). Dar, desigur, există multe diferențe cheie între planetele care fac Venus nelocuibilă.

Pentru început, are o atmosferă de peste 90 de ori mai groasă decât Pământul, temperatura medie a suprafeței este suficient de fierbinte pentru a topi plumbul, iar aerul este un fum toxic format din dioxid de carbon și acid sulfuric. Ca atare, dacă oamenii doresc să trăiască acolo, unele inginerii ecologice serioase - de asemenea. terraforming - este necesar mai întâi. Și având în vedere asemănările sale cu Pământul, mulți oameni de știință consideră că Venus ar fi un candidat primordial pentru terraformare, chiar mai mult decât Marte!

De-a lungul secolului trecut, conceptul de terraformare a lui Venus a apărut de mai multe ori, atât în ceea ce privește ficțiunea științifică, cât și ca subiect al studiului științific. În timp ce tratamentele subiectului au fost în mare măsură fantastice la începutul secolului XX, o tranziție a avut loc odată cu începutul epocii spațiale. Pe măsură ce cunoștințele noastre despre Venus s-au îmbunătățit, la fel și propunerile pentru modificarea peisajului pentru a fi mai potrivite pentru locuința umană.

Exemple în ficțiune:

Încă de la începutul secolului XX, ideea transformării ecologice a lui Venus a fost explorată în ficțiune. Primul exemplu cunoscut este Olaf Stapleton Bărbații de ultimă oră (1930), dintre care două capitole sunt dedicate să descrie modul în care descendenții umanității terasă Venus după ce Pământul devine nelocuibil; și în acest proces, comite genocid împotriva vieții native acvatice.

În anii 1950 și 60, ca urmare a începutului epocii spațiale, terraformingul a început să apară în multe lucrări de science-fiction. De asemenea, Poul Anderson a scris pe larg despre terraforming în anii '50. În romanul său din 1954, Ploaia cea mare, Venus este modificat prin tehnici de inginerie planetară pe o perioadă foarte lungă de timp. Cartea a fost atât de influentă încât termenul „Ploaie mare” a ajuns de atunci să fie sinonim cu terraformarea lui Venus.

În 1991, autorul David David Nordley a sugerat în nuvela sa („Zăpada lui Venus”) că Venus ar putea fi transformat într-o lungime de 30 de zile pe Pământ, exportând atmosfera lui Venus prin intermediul șoferilor de masă. Autorul Kim Stanley Robinson a devenit celebru pentru reprezentarea sa realistă a terasformării în Trilogia lui Marte - care include Marte Roșie, Marte Verde și Marte albastră.

În 2012, el a urmărit această serie cu lansarea 2312, un roman science fiction care s-a ocupat de colonizarea întregului sistem solar - care include Venus. Romanul a explorat, de asemenea, numeroasele moduri în care Venus putea fi transformat în terra, variind de la răcirea globală până la sechestrarea carbonului, toate acestea fiind bazate pe studii și propuneri academice.

Metode propuse:

Prima metodă propusă de formare a terestrei Venus a fost realizată în 1961 de Carl Sagan. Într-o lucrare intitulată „Planeta Venus”, el a susținut utilizarea bacteriilor proiectate genetic pentru a transforma carbonul din atmosferă în molecule organice. Cu toate acestea, acest lucru a fost impracticabil datorită descoperirii ulterioare a acidului sulfuric în norii lui Venus și efectelor vântului solar.

În studiul său din 1991 „Terraforming Venus rapid”, savantul britanic Paul Birch a propus să bombardeze atmosfera lui Venus cu hidrogen. Reacția rezultată ar produce grafit și apă, cea din urmă ar cădea la suprafață și ar acoperi aproximativ 80% din suprafața oceanelor. Având în vedere cantitatea de hidrogen necesară, acesta ar trebui să fie recoltat direct de la unul dintre gigantii gazului sau gheața lunii lor.

Propunerea ar necesita, de asemenea, adăugarea aerosolului de fier în atmosferă, care ar putea fi derivat dintr-o serie de surse (adică Luna, asteroizi, Mercur). Atmosfera rămasă, estimată a fi în jur de 3 bari (de trei ori mai mare decât cea a Pământului), ar fi compusă în principal din azot, o parte din care se va dizolva în noile oceane, reducând în continuare presiunea atmosferică.

O altă idee este de a bombarda Venus cu magneziu rafinat și calciu, care ar fi sechestrat carbonul sub formă de carbonați de calciu și magneziu. În lucrarea lor din 1996, „Stabilitatea climatului pe Venus”, Mark Bullock și David H. Grinspoon de la Universitatea din Colorado de la Boulder au indicat că depozitele proprii ale Venus de calciu și oxizi de magneziu ar putea fi utilizate pentru acest proces. Prin minerit, aceste minerale ar putea fi expuse la suprafață, acționând astfel ca chiuvete de carbon.

Cu toate acestea, Bullock și Grinspoon susțin, de asemenea, că acest lucru ar avea un efect de răcire limitat - la aproximativ 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) și ar reduce doar presiunea atmosferică la aproximativ 43 de baruri. Prin urmare, ar fi necesare aporturi suplimentare de calciu și magneziu pentru a atinge 8x10²⁰ kg de calciu sau 5 × 10²⁰ kg de magneziu necesar, care ar fi probabil să fie extras din asteroizi.

Conceptul de nuanțe solare a fost de asemenea explorat, ceea ce ar presupune utilizarea fie unei serii de nave spațiale mici, fie a unei singure lentile mari pentru a devia lumina solară de pe suprafața unei planete, reducând astfel temperaturile globale. Pentru Venus, care absoarbe de două ori mai mult soarele Pământului, se crede că radiațiile solare au jucat un rol major în efectul de scurgere a serii care a făcut-o ceea ce este astăzi.

O astfel de umbră ar putea fi bazată pe spațiu, situată în punctul Lagrangian Soare-Venus L1, unde ar împiedica o parte din lumina soarelui să ajungă la Venus. În plus, această umbră ar servi și la blocarea vântului solar, reducând astfel cantitatea de radiații pe care suprafața Venus este expusă (o altă problemă-cheie în ceea ce privește locuința). Această răcire ar duce la lichefierea sau înghețarea CO 2 atmosferic, care ar fi apoi depsotată pe suprafață sub formă de gheață uscată (care ar putea fi expediată în afara lumii sau sechestrată în subteran).

În mod alternativ, reflectoarele solare ar putea fi plasate în atmosferă sau la suprafață. Aceasta ar putea consta în baloane reflectorizante mari, foi de nanotuburi de carbon sau grafen sau material alb-scăzut. Prima posibilitate oferă două avantaje: pentru unul, reflectoarele atmosferice ar putea fi construite in situ, folosind carbon provenit local. În al doilea rând, atmosfera lui Venus este suficient de densă încât astfel de structuri ar putea pluti cu ușurință deasupra norilor.

Oamenii de știință NASA, Geoffrey A. Landis, a propus, de asemenea, că orașele ar putea fi construite deasupra norilor lui Venus, care la rândul lor ar putea acționa atât ca scut solar, cât și ca stații de procesare. Acestea ar oferi spații de viață inițiale pentru coloniști și ar acționa ca terraformatori, transformând treptat atmosfera lui Venus în ceva livabil, astfel încât coloniștii să poată migra la suprafață.

O altă sugestie are legătură cu viteza de rotație a lui Venus. Venus se rotește o dată la 243 de zile, care este de departe cea mai lentă perioadă de rotație a oricăreia dintre planetele majore. Ca atare, experiențele lui Venus zile și nopți extrem de lungi, ceea ce s-ar putea dovedi dificil pentru cele mai cunoscute specii de plante și animale de pe Pământ să se adapteze. Rotația lentă explică probabil și lipsa unui câmp magnetic semnificativ.

Pentru a rezolva acest lucru, membru al Biroului Interplanetar Britanic, Paul Birch, a sugerat crearea unui sistem de oglinzi solare orbitale în apropierea punctului L1 Lagrange dintre Venus și Soare. Combinate cu o oglindă soletă pe orbita polară, acestea ar asigura un ciclu de lumină de 24 de ore.

S-a sugerat, de asemenea, că viteza de rotație a lui Venus ar putea fi rotită fie prin lovirea suprafeței cu impactori, fie prin realizarea unor acoperișuri apropiate cu ajutorul unor corpuri cu diametrul mai mare de 96,5 km (60 mile). Există, de asemenea, sugestia de a utiliza drivere de masă și elemente de compresie dinamică pentru a genera forța de rotație necesară pentru a accelera Venus până la punctul în care a avut un ciclu de zi-noapte identic cu cel al Pământului (a se vedea mai sus).

Apoi, există posibilitatea de a elimina o parte din atmosfera lui Venus, care s-ar putea realiza în mai multe moduri. Pentru început, impactorii direcționați către suprafață ar arunca o parte din atmosferă în spațiu. Alte metode includ ascensoarele spațiale și acceleratoarele de masă (așezate în mod ideal pe baloane sau platforme deasupra norilor), care ar putea scoate treptat gazul din atmosferă și să-l scoată în spațiu.

Beneficii potențiale:

Unul dintre motivele principale pentru colonizarea lui Venus și modificarea climatului său pentru așezarea umană este perspectiva creării unei „locații de rezervă” pentru umanitate. Și având în vedere gama de alegeri - Marte, Luna și Sistemul solar exterior - Venus are mai multe lucruri pentru asta, altele nu. Toate acestea evidențiază motivul pentru care Venus este cunoscută sub numele de „planeta surioară” a Pământului.

Pentru început, Venus este o planetă terestră care are dimensiuni, masă și compoziție similare cu Pământul. Acesta este motivul pentru care Venus are o gravitate similară cu Pământul, ceea ce înseamnă aproximativ 90% (sau 0,904)g, pentru a fi exact. Drept urmare, oamenii care trăiesc pe Venus ar avea un risc mult mai scăzut de a dezvolta probleme de sănătate asociate cu timpul petrecut în medii de greutate și microgravitate - cum ar fi osteoporoza și degenerarea musculară.

Apropierea relativă a lui Venus de Pământ ar facilita și transportul și comunicațiile decât cu majoritatea altor locații din sistemul solar. Cu sistemele de propulsie actuale, ferestrele de lansare către Venus apar la fiecare 584 de zile, comparativ cu cele 780 de zile pentru Marte. Timpul de zbor este, de asemenea, ceva mai scurt, deoarece Venus este cea mai apropiată planetă de Pământ. La cea mai apropiată abordare, aceasta se află la 40 de milioane de km distanță, comparativ cu 55 de milioane de km pentru Marte.

Un alt motiv are legătură cu efectul de seră scăpător al lui Venus, care este motivul căldurii extreme și al densității atmosferice a planetei. În testarea diferitelor tehnici de inginerie ecologică, oamenii de știință ar afla foarte multe despre eficacitatea lor. Aceste informații, la rândul lor, vor fi foarte utile în lupta continuă împotriva schimbărilor climatice aici pe Pământ.

Și în următoarele decenii, această luptă este probabil să devină destul de intensă. Așa cum a raportat NOAA în martie 2015, nivelurile de dioxid de carbon din atmosferă au depășit acum 400 ppm, nivel care nu a fost observat încă din era Pliocenului - când temperaturile globale și nivelul mării au fost semnificativ mai mari. Și, după cum arată o serie de scenarii calculate de NASA, este probabil ca această tendință să continue până în anul 2100, cu consecințe severe.

Într-un scenariu, emisiile de dioxid de carbon se vor reduce la aproximativ 550 ppm spre sfârșitul secolului, ceea ce duce la o creștere medie a temperaturii de 2,5 ° C (4,5 ° F). În cel de-al doilea scenariu, emisiile de dioxid de carbon cresc până la aproximativ 800 ppm, ceea ce duce la o creștere medie de aproximativ 4,5 ° C (8 ° F). În timp ce creșterile prevăzute în primul scenariu sunt durabile, în cel de-al doilea scenariu, viața va deveni de neatins în multe părți ale planetei.

Așadar, pe lângă crearea unei a doua locuințe pentru umanitate, Terraforming Venus ar putea contribui și la asigurarea faptului că Pământul rămâne o casă viabilă pentru specia noastră. Și, desigur, faptul că Venus este o planetă terestră înseamnă că are resurse naturale abundente care ar putea fi recoltate, ajutând umanitatea să realizeze o economie „post-scăzută”.

Provocări:

Dincolo de asemănările pe care le are Venus cu Pământul (adică mărimea, masa și compoziția), există numeroase diferențe care ar face ca Terraformarea și colonizarea acesteia să fie o provocare majoră. Pentru una, reducerea căldurii și presiunii atmosferei lui Venus ar necesita o cantitate extraordinară de energie și resurse. De asemenea, ar fi nevoie de infrastructură care încă nu există și ar fi foarte scumpă de construit.

De exemplu, ar fi nevoie de cantități imense de metal și materiale avansate pentru a construi o nuanță orbitală suficient de mare pentru a răcori atmosfera lui Venus, până în momentul în care efectul de seră ar fi oprit. O astfel de structură, dacă este poziționată la L1, ar trebui să fie de asemenea de patru ori mai mare decât diametrul lui Venus. Ar trebui să fie asamblat în spațiu, ceea ce ar necesita o flotă masivă de asamblători de roboți.

În schimb, creșterea vitezei de rotație a lui Venus ar necesita o energie extraordinară, fără a menționa un număr semnificativ de impactori care ar trebui să vină din sistemul solar exterior - în principal din Centura Kuiper. În toate aceste cazuri, o mare flotă de nave spațiale ar fi necesară pentru a transporta materialele necesare, iar acestea ar trebui să fie echipate cu sisteme avansate de acționare care ar putea face călătoria într-un timp rezonabil.

În prezent, nu există astfel de sisteme de acționare, iar metodele convenționale - de la motoare cu ioni până la propulsoare chimice - nu sunt nici rapide, nici suficient de economice. Pentru a ilustra, NASA este Noi orizonturi misiunea a durat mai mult de 11 ani pentru a-și face întâlnirea istorică cu Pluton în Centura Kuiper, folosind rachete convenționale și metoda de asistență la gravitație.

Între timp, zori de zi misiunea, care s-a bazat pe propulsia ionică, a durat aproape patru ani pentru a ajunge la Vesta în Centura Asteroidului. Nici o metodă nu este practică pentru efectuarea călătoriilor repetate către Centura Kuiper și pentru transportarea cometelor și a asteroizilor înghețate, iar umanitatea nu este nicăieri aproape de numărul de nave de care am avea nevoie pentru a face acest lucru.

Aceeași problemă a resurselor este valabilă și pentru conceptul de a plasa reflectoare solare deasupra norilor. Cantitatea de material ar trebui să fie mare și ar trebui să rămână în loc mult timp după ce atmosfera ar fi fost modificată, deoarece suprafața lui Venus este în prezent complet învăluită de nori. De asemenea, Venus are deja nori extrem de reflectori, astfel încât orice abordare ar trebui să depășească semnificativ albedo-ul său actual (0,65) pentru a face diferența.

Iar când vine vorba de înlăturarea atmosferei lui Venus, lucrurile sunt la fel de provocatoare. În 1994, James B. Pollack și Carl Sagan au efectuat calcule care indică faptul că un dispozitiv de măsurare cu 700 km în diametru, lovind Venus cu viteză mare, ar fi mai puțin de o mia parte din atmosfera totală. Mai mult decât atât, s-ar reduce randamentele în timp ce densitatea atmosferei scade, ceea ce înseamnă că vor fi necesare mii de impactori uriași.

În plus, cea mai mare parte a atmosferei expulzate ar intra pe orbita solară în apropiere de Venus și - fără alte intervenții - ar putea fi capturată de câmpul gravitațional al lui Venus și ar deveni din nou parte a atmosferei. Înlăturarea gazului atmosferic folosind ascensoare spațiale ar fi dificilă, deoarece orbita geostaționară a planetei se află la o distanță nepractică deasupra suprafeței, unde eliminarea folosind acceleratoare de masă ar necesita mult timp și costisitoare.

Concluzie:

În concluzie, potențialele beneficii ale Terraforming Venus sunt clare. Umanitatea ar avea o a doua casă, am fi capabili să adăugăm resursele sale la noi și am învăța tehnici valoroase care ar putea ajuta la prevenirea schimbărilor cataclismice aici pe Pământ. Cu toate acestea, a ajunge la punctul în care aceste beneficii ar putea fi realizate este partea grea.

La fel ca majoritatea proiectelor de terraformare propuse, mai multe obstacole trebuie abordate în prealabil. Printre acestea se numără transportul și logistica, mobilizarea unei flote masive de lucrători robotici și transportarea ambarcațiunilor pentru a valorifica resursele necesare. După aceea, ar trebui să se facă un angajament de mai multe generații, oferind resurse financiare pentru a vedea postul până la finalizare. Nu este o sarcină ușoară în condițiile cele mai ideale.

Este suficient să spunem, acesta este un lucru pe care umanitatea nu îl poate face pe termen scurt. Cu toate acestea, privind viitorul, ideea lui Venus de a deveni „planeta noastră surioară” în toate felurile imaginabile - cu oceane, terenuri arabile, animale sălbatice și orașe - pare cu siguranță un obiectiv frumos și fezabil. Singura întrebare este: cât timp va trebui să așteptăm?

Am scris multe articole interesante despre terraformare aici la Space Magazine. Iată Ghidul Definitiv pentru Terraformarea, Putem Terraformă Luna? Ar trebui să ne Terraformăm Marte? Cum putem Terraform Marte? și echipa de studenți dorește să Terraform Marte folosind cianobacterii.

Avem, de asemenea, articole care explorează latura mai radicală a terasformării, precum Could We Terraform Jupiter ?, Putem Terraform The Sun? Și Putem Terraform Un Gură Neagră?

Pentru mai multe informații, consultați Terraforming Mars la NASA Quest! și NASA's Călătorie către Marte.

Și dacă v-a plăcut videoclipul postat mai sus, accesați pagina noastră Patreon și aflați cum puteți obține aceste videoclipuri din timp, ajutându-ne să vă oferim mai mult conținut!