Jatkamme ' Lopullinen opas terraformointiin ', Universe Today esittelee mielellään Venuksen terraformointioppaallemme. Tämä saattaa olla mahdollista jonakin päivänä, kun teknologiamme kehittyy tarpeeksi pitkälle. Mutta haasteita on lukuisia ja varsin erityisiä.
Venusta kutsutaan usein Maan 'sisarplaneettaksi', ja aivan oikein. Sen lisäksi, että Venus ja Maa ovat lähes samankokoisia, ne ovat massaltaan samanlaisia ja niillä on hyvin samanlainen koostumus (molemmat ovat maanpäälliset planeetat ). Maan naapuriplaneettana Venus kiertää myös aurinkoa sen sisällä Goldilocks Zone ” (alias asumisvyöhyke). Mutta tietysti planeettojen välillä on monia keskeisiä eroja, jotka tekevät Venuksesta asumiskelvottomaksi.
Ensinnäkin sen ilmakehä on yli 90 kertaa paksumpi kuin Maan, sen keskimääräinen pintalämpötila on tarpeeksi kuuma sulattamaan lyijyä ja ilma on myrkyllistä savua, joka koostuu hiilidioksidista ja rikkihaposta. Sellaisenaan, jos ihmiset haluavat asua siellä, vakavaa ekologista suunnittelua – alias. terraformointi – tarvitaan ensin. Ja kun otetaan huomioon sen yhtäläisyys Maan kanssa, monet tutkijat uskovat Venuksen olevan ensisijainen ehdokas terraformointiin, jopa enemmän kuin maaliskuuta !
Viime vuosisadan aikana Venuksen terraformoinnin käsite on esiintynyt useita kertoja sekä tieteiskirjallisuuden että tieteellisen tutkimuksen kohteena. Vaikka aiheen käsittelyt olivat suurelta osin fantastisia 1900-luvun alussa, siirtymä tapahtui 1900-luvun alussa. Avaruusaika . Kun tietomme Venuksesta paranivat, paranivat myös ehdotukset maiseman muuttamisesta ihmisasutukseen sopivammaksi.
Venusta pidetään myös erinomaisena ehdokkaana terraformointiin. Kiitos: NASA/JPL/io9.com
Esimerkkejä kaunokirjallisuudesta:
1900-luvun alusta lähtien ajatusta Venuksen ekologisesta muuttamisesta on tutkittu fiktiossa. Varhaisin tunnettu esimerkki on Olaf Stapletonin Viimeiset ja ensimmäiset miehet (1930), jonka kaksi lukua on omistettu kuvailemaan, kuinka ihmiskunnan jälkeläiset muuttavat Venuksen maanpinnalle sen jälkeen, kun Maa muuttui asumiskelvottomaksi; ja samalla tehdä kansanmurha alkuperäistä vesieliöä vastaan.
1950- ja 60-luvuilla, johtuen vuosien alun Avaruusaika , terraformointi alkoi näkyä monissa tieteiskirjallisuuden teoksissa. Poul Anderson kirjoitti myös laajasti terraformaatiosta 1950-luvulla. Hänen vuoden 1954 romaanissaanSuuri Sade, Venusta muutetaan planeettatekniikan avulla erittäin pitkän ajan kuluessa. Kirja oli niin vaikutusvaltainen, että termi 'Big Rain' on sittemmin tullut synonyymiksi Venuksen terraformaatiolle.
Vuonna 1991 kirjailija G. David Nordley ehdotti novellissaan ('Venuksen lumet'), että Venus voitaisiin pyörittää 30 Maan päivän pituiseksi vuorokaudeksi viemällä sen Venuksen ilmakehää massakuljettimien kautta. Kirjailija Kim Stanley Robinson tuli tunnetuksi realistisesta terraformoinnin kuvauksestaan Mars-trilogia - joka sisälsiPunainen Mars, Vihreä MarsjaSininen Mars.
Vuonna 2012 hän seurasi tätä sarjaa julkaisemalla 2312 , tieteiskirjallisuusromaani, joka käsitteli koko aurinkokunnan – mukaan lukien Venuksen – kolonisaatiota. Romaanissa tutkittiin myös monia tapoja, joilla Venus voitaisiin terraformoida, aina globaalista jäähtymisestä hiilen sitomiseen, jotka kaikki perustuivat tieteellisiin tutkimuksiin ja ehdotuksiin.
Taiteilijan näkemys terraformoidusta Venuksesta, joka näyttää suurelta osin valtamerten peittämän pinnan. Luotto: Wikipedia Commons/Ittiz
Ehdotetut menetelmät:
Ensimmäisen ehdotetun menetelmän Venuksen terraformointiin teki vuonna 1961 Carl Sagan. Lehdessä nimeltä ' Planeetta Venus ', hän puolusti geneettisesti muokattujen bakteerien käyttöä ilmakehän hiilen muuttamiseksi orgaanisiksi molekyyleiksi. Tästä tuli kuitenkin epäkäytännöllistä johtuen myöhemmästä rikkihapon löydöstä Venuksen pilvistä ja aurinkotuulen vaikutuksista.
Hänen vuoden 1991 tutkimuksessaan ' Terraformoi Venus nopeasti ', brittitieteilijä Paul Birch ehdotti Venuksen ilmakehän pommittamista vedyllä. Tuloksena oleva reaktio tuottaisi grafiittia ja vettä, joista jälkimmäinen putoaisi pintaan ja peittäisi noin 80 % valtamerten pinnasta. Ottaen huomioon vedyn tarvittavan määrän, se olisi kerättävä suoraan jonkin kaasujättiläisen tai sen kuun jäältä.
Ehdotus edellyttäisi myös rautaaerosolin lisäämistä ilmakehään, joka voisi olla peräisin useista lähteistä (esim. Kuu, asteroidit, Merkurius). Jäljelle jäävä ilmakehä, jonka paineeksi arvioidaan noin 3 baaria (kolme kertaa Maan paineeseen verrattuna), koostuisi pääasiassa typestä, josta osa liukenee uusiin valtameriin, mikä alentaa edelleen ilmanpainetta.
Toinen idea on pommittaa Venusta jalostetulla magnesiumilla ja kalsiumilla, jotka sitoisivat hiiltä kalsium- ja magnesiumkarbonaattien muodossa. Heidän vuoden 1996 julkaisussaan ' Ilmaston vakaus Venuksella Mark Bullock ja David H. Grinspoon Coloradon yliopistosta Boulderista ilmoittivat, että Venuksen omia kalsium- ja magnesiumoksidiesiintymiä voitaisiin käyttää tähän prosessiin. Kaivostoiminnan kautta nämä mineraalit voisivat altistua pintaan, jolloin ne toimivat hiilinieluina.
Pyörivä kaasu- ja pilvimassa Venuksen etelänavalla. Luotto: ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA/Univ. Oxford.
Kuitenkin Bullock ja Grinspoon väittävät myös, että tällä olisi rajoitettu jäähdytysvaikutus - noin 400 K (126,85 °C; 260,33 °F) ja se alentaisi ilmanpainetta vain arviolta 43 baariin. Siksi 8×10:n saavuttamiseksi tarvittaisiin lisää kalsiumia ja magnesiumiakaksikymmentäkg kalsiumia tai 5×10kaksikymmentäkg magnesiumia, joka olisi todennäköisesti louhittava asteroideista.
Auringon varjostimen käsitettä on myös tutkittu, mikä tarkoittaisi joko sarjan pieniä avaruusaluksia tai yhtä suurta linssiä ohjaamaan auringonvaloa planeetan pinnalta, mikä alentaa maapallon lämpötiloja. Venuksen osalta, joka imee kaksi kertaa enemmän auringonvaloa kuin Maa, auringon säteilyn uskotaan olleen tärkeä rooli karannut kasvihuoneilmiö se on tehnyt siitä sen mitä se on tänään.
Tällainen sävy voisi olla avaruudessa sijaitseva, aurinko-Venus L1 Lagrangin piste , jossa se estäisi jonkin verran auringonvaloa pääsemästä Venukseen. Lisäksi tämä sävy voisi myös estää aurinkotuulen, mikä vähentäisi Venuksen pinnan altistuvan säteilyn määrää (toinen asuttavuuden kannalta keskeinen ongelma). Tämä jäähtyminen johtaisi ilmakehän hiilidioksidin nesteyttymiseen tai jäätymiseen, joka sitten hajoaisi pinnalle kuivajäänä (joka voitaisiin kuljettaa maailman ulkopuolelle tai eristää maan alle).
Vaihtoehtoisesti aurinkoheijastimet voitaisiin sijoittaa ilmakehään tai pintaan. Tämä voi koostua suurista heijastavista ilmapalloista, hiilinanoputkien levyistä tai grafeenista tai matala-albedo-materiaalista. Edellinen mahdollisuus tarjoaa kaksi etua: ensinnäkin ilmakehän heijastimet voidaan rakentaa paikan päällä käyttämällä paikallisesti tuotettua hiiltä. Toiseksi Venuksen ilmakehä on tarpeeksi tiheä, jotta tällaiset rakenteet voisivat helposti kellua pilvien päällä.
Taiteilijan käsitys Venus-pilvikaupungista – osa NASAn High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) -suunnitelmaa. Luotto: Advanced Concepts Lab / NASA Langley Research Center
NASAn tutkija Geoffrey A. Landis on myös ehdottanut sitä kaupunkeja voitaisiin rakentaa Venuksen pilvien yläpuolelle , joka puolestaan voisi toimia sekä aurinkosuojana että prosessointiasemina. Nämä tarjoaisivat ensimmäiset asuintilat kolonisteille ja toimisivat terraformaattoreina, muuttaen vähitellen Venuksen ilmakehän eläviksi, jotta siirtolaiset voisivat vaeltaa pintaan.
Toinen ehdotus liittyy Venuksen pyörimisnopeuteen. Venus pyörii kerran 243 päivässä, mikä on ylivoimaisesti hitain kiertoaika kaikista suurista planeetoista. Sellaisenaan Venus kokee äärimmäisen pitkiä päiviä ja öitä, joihin useimpien maan tunnettujen kasvi- ja eläinlajien sopeutuminen voi olla vaikeaa. Hidas pyöriminen myös todennäköisesti selittää merkittävän magneettikentän puuttumisen.
Tämän ratkaisemiseksi British Interplanetary Societyn jäsen Paul Birch ehdotti kiertoradan aurinkopeilien järjestelmän luomista lähelle Venuksen ja Auringon välistä L1 Lagrange -pistettä. Yhdessä naparadalla olevan soletta-peilin kanssa nämä tarjoavat 24 tunnin valosyklin.
On myös ehdotettu, että Venuksen pyörimisnopeutta voitaisiin nostaa joko iskemällä pintaan iskuelementeillä tai suorittamalla läheisiä ohituksia halkaisijaltaan yli 96,5 km:n (60 mailia) kappaleilla. On myös ehdotettu käyttää massaohjaimia ja dynaamisia puristuselimiä generoimaan kiertovoima, joka tarvitaan nopeuttamaan Venusta siihen pisteeseen, jossa se koki identtisen päivä-yö-syklin maan kanssa (katso edellä).
Taiteilijan näkemys Venuksen paksusta ilmapiiristä valaistusten ja rikkihapposateiden kanssa. Luotto: ESA
Sitten on mahdollisuus poistaa osa Venuksen ilmakehästä, mikä voidaan saavuttaa useilla tavoilla. Ensinnäkin pintaan suunnatut iskulaitteet puhaltaisivat osan ilmakehästä avaruuteen. Muita menetelmiä ovat avaruushissit ja massakiihdyttimet (miten sijoitetaan ilmapalloille tai tasoille pilvien yläpuolelle), jotka voisivat vähitellen ottaa kaasua ilmakehästä ja heittää sen avaruuteen.
Mahdolliset edut:
Yksi tärkeimmistä syistä Venuksen kolonisoimiseen ja sen ilmaston muuttamiseen ihmisasutukselle on mahdollisuus luoda 'varapaikka' ihmiskunnalle. Ja kun otetaan huomioon valinnanvara – Mars, Kuu ja ulompi aurinkokunta – Venuksella on useita asioita, joita muilla ei ole. Kaikki nämä korostavat, miksi Venus tunnetaan Maan 'sisarplaneetana'.
Ensinnäkin Venus on maanpäällinen planeetta, joka on kooltaan, massaltaan ja koostumukseltaan samanlainen kuin Maa. Tästä syystä Venuksella on samanlainen gravitaatio kuin Maan, mikä on noin 90 % siitä, mitä koemme (tai 0,904).g, tarkalleen ottaen. Tämän seurauksena Venuksella asuvilla ihmisillä olisi paljon pienempi riski saada terveysongelmia, jotka liittyvät painottomuuteen ja mikrogravitaatioympäristöön viettämiseen – kuten osteoporoosiin ja lihasten rappeutumiseen.
Venuksen suhteellinen läheisyys Maahan tekisi myös kuljetuksesta ja yhteydenpidosta helpompaa kuin useimpien muiden aurinkokunnan paikkojen kanssa. Nykyisillä propulsiojärjestelmillä laukaisuikkunat Venukseen tapahtuvat 584 päivän välein, kun Marsin 780 päivää. Lentoaika on myös hieman lyhyempi, koska Venus on Maata lähinnä oleva planeetta. Lähinnä sen etäisyys on 40 miljoonaa kilometriä, kun taas Marsin etäisyys on 55 miljoonaa kilometriä.
5. helmikuuta 1974 NASAn Mariner 10 -tehtävä otti tämän ensimmäisen lähikuvan Venuksesta ensimmäisen painovoima-avustuksen ohilennon aikana. Kiitos: NASA
Toinen syy liittyy Venuksen karkaavaan kasvihuoneilmiöön, joka on syy planeetan äärimmäiseen lämpöön ja ilmakehän tiheyteen. Testaamalla erilaisia ekologisia suunnittelutekniikoita tutkijamme oppisivat paljon niiden tehokkuudesta. Tästä tiedosta puolestaan on valtavasti hyötyä jatkuvassa taistelussa ilmastonmuutosta vastaan täällä maan päällä.
Ja tulevina vuosikymmeninä tästä taistelusta tulee todennäköisesti melko intensiivistä. Kuten NOAA raportoi Maaliskuuta 2015 , ilmakehän hiilidioksiditasot ovat nyt ylittäneet 400 ppm, jota ei ole nähty plioseenikauden jälkeen – jolloin maapallon lämpötilat ja merenpinta olivat huomattavasti korkeammat. Ja kuten a sarja NASAn laskemia skenaarioita Tämä suuntaus jatkuu todennäköisesti vuoteen 2100 asti vakavin seurauksin.
Eräässä skenaariossa hiilidioksidipäästöt tasoittuvat noin 550 ppm:iin vuosisadan loppua kohden, mikä johtaa keskilämpötilan nousuun 2,5 °C (4,5 °F). Toisessa skenaariossa hiilidioksidipäästöt nousevat noin 800 ppm:iin, mikä johtaa keskimäärin noin 4,5 °C:n (8 °F) nousuun. Kun ensimmäisessä skenaariossa ennustetut kasvut ovat kestäviä, jälkimmäisessä skenaariossa elämä muuttuu kestämättömäksi monilla osilla planeettaa.
Sen lisäksi, että Venuksen terraformointi luo ihmiskunnalle toisen kodin, se voisi myös auttaa varmistamaan, että maapallo säilyy elinkelpoisena kotina lajillemme. Ja tietysti se, että Venus on maanpäällinen planeetta, tarkoittaa, että sillä on runsaasti luonnonvaroja, jotka voitaisiin korjata, mikä auttaa ihmiskuntaa saavuttamaan 'niukan jälkeisen' talouden.
Taiteilijan konsepti High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) -tehtävästä, joka lähestyy planeettaa. Kiitos: NASA Langley Research Center/YouTube.
Haasteet:
Venuksen ja Maan samankaltaisuuksien (eli koko, massa ja koostumus) lisäksi on lukuisia eroja, jotka tekisivät sen terraformoinnista ja kolonisoimisesta suuren haasteen. Ensinnäkin Venuksen ilmakehän lämmön ja paineen vähentäminen vaatisi valtavan määrän energiaa ja resursseja. Se vaatisi myös infrastruktuuria, jota ei vielä ole ja jonka rakentaminen olisi erittäin kallista.
Esimerkiksi se vaatisi valtavia määriä metallia ja kehittyneitä materiaaleja rakentaakseen riittävän suuri kiertoradan varjostin jäähdyttääkseen Venuksen ilmakehän siihen pisteeseen, että sen kasvihuoneilmiö pysähtyisi. Tällaisen rakenteen, jos se sijoitetaan kohtaan L1, tulisi myös olla neljä kertaa Venuksen halkaisija. Se olisi koottava avaruudessa, mikä vaatisi massiivisen robottikokoajan laivaston.
Sitä vastoin Venuksen pyörimisnopeuden lisääminen vaatisi valtavasti energiaa, puhumattakaan huomattavasta määrästä iskulaitteita, jotka joutuisivat kartiomaan ulkopuolisesta aurinkokunnasta – pääasiassa Cooperin vyö . Kaikissa näissä tapauksissa tarvittaisiin suuri laivasto avaruusaluksia kuljettamaan tarvittavaa materiaalia, ja ne olisi varustettava edistyneillä käyttöjärjestelmillä, jotka voisivat tehdä matkan kohtuullisessa ajassa.
Tällä hetkellä tällaisia käyttöjärjestelmiä ei ole olemassa, eivätkä perinteiset menetelmät – ionimoottoreista kemiallisiin ponneaineisiin – ole tarpeeksi nopeita tai taloudellisia. Esimerkkinä NASAn Uusia näköaloja Kesti yli 11 vuotta, ennen kuin se pääsi historialliseen tapaamiseensa Pluto Kuiperin vyöhykkeellä käyttämällä tavanomaisia raketteja ja painovoima-avustusmenetelmä .
Taiteilijan näkemys Venuksen pinnasta. Luotto: ESA/AOES
Samaan aikaan, Aamunkoitto ionikäyttöön perustuvan tehtävän saavuttaminen kesti lähes neljä vuotta Vesta in Asteroidi vyöhyke . Kumpikaan menetelmä ei ole käytännöllinen toistuvien matkojen tekemiseen Kuiperin vyöhykkeelle ja jäisten komeettojen ja asteroidien vetämiseen takaisin, ja ihmiskunnalla ei ole lähellekään sitä määrää aluksia, joita tarvitsemme tähän.
Sama resurssiongelma pätee myös ajatukseen sijoittaa aurinkoheijastimet pilvien yläpuolelle. Ainemäärän tulisi olla suuri ja sen pitäisi pysyä paikallaan kauan sen jälkeen, kun ilmakehä on muuttunut, koska Venuksen pinta on tällä hetkellä täysin pilvien peittämä. Lisäksi Venuksella on jo erittäin heijastavia pilviä, joten minkä tahansa lähestymistavan pitäisi ylittää huomattavasti nykyinen albedonsa (0,65), jotta se muuttuisi.
Ja mitä tulee Venuksen ilmakehän poistamiseen, asiat ovat yhtä haastavia. Vuonna 1994 James B. Pollack ja Carl Sagan tekivät laskelmia, jotka osoittivat, että halkaisijaltaan 700 km:n suuruinen iskulaite, joka iskee Venukseen suurella nopeudella, olisi alle tuhannesosan kokonaisilmakehästä. Lisäksi tuotto vähenee, kun ilmakehän tiheys pienenee, mikä tarkoittaa, että tarvittaisiin tuhansia jättimäisiä iskulaitteita.
Lisäksi suurin osa syrjäytyneestä ilmakehästä lähtisi Auringon kiertoradalle lähellä Venusta, ja - ilman lisätoimia - Venuksen gravitaatiokenttä voisi vangita sen ja tulla jälleen osaksi ilmakehää. Ilmakehän kaasun poistaminen avaruushisseillä olisi vaikeaa, koska planeetan geostationaarinen kiertorata sijaitsee epäkäytännöllisen matkan pinnan yläpuolella, jolloin poistaminen massakiihdyttimillä olisi aikaa vievää ja erittäin kallista.
Venuksen ja Maan kokovertailu. Kiitos: NASA/JPL/Magellan
Johtopäätös:
Yhteenvetona voidaan todeta, että Venuksen terraformoinnin mahdolliset edut ovat selvät. Ihmiskunnalla olisi toinen koti, voisimme lisätä sen resursseja omiin resursseihin ja opimme arvokkaita tekniikoita, jotka voisivat auttaa estämään kataklysmisen muutoksen täällä maan päällä. Vaikeinta on kuitenkin päästä siihen pisteeseen, jossa nämä hyödyt voidaan toteuttaa.
Kuten useimmat ehdotetut terraformointihankkeet, monet esteet on käsiteltävä etukäteen. Tärkeimmät näistä ovat kuljetus ja logistiikka, massiivisen robottityöntekijöiden laivaston mobilisointi ja kuljetusalukset tarvittavien resurssien valjastamiseksi. Sen jälkeen olisi tehtävä monen sukupolven sitoumus ja tarjota taloudellisia resursseja työn loppuun saattamiseen. Ei helppo tehtävä ihanteellisissa olosuhteissa.
Riittää, kun sanon, että tämä on jotain, jota ihmiskunta ei voi tehdä lyhyellä aikavälillä. Tulevaisuuteen katsottuna ajatus Venuksesta 'sisarplaneettamme' muodostumisesta kaikin mahdollisin tavoin – valtamerten, peltomaan, villieläinten ja kaupunkien kera – näyttää kuitenkin varmasti kauniilta ja toteuttamiskelpoiselta tavoitteelta. Ainoa kysymys on, kuinka kauan meidän on odotettava?
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita terraformaatiosta täällä Universe Today -sivustolla. Tässä Lopullinen opas terraformointiin , Voisimmeko Terraformoida Kuun? , Pitäisikö meidän terraformoida Mars? , Kuinka terraformoidaan Mars? ja Opiskelijatiimi haluaa terraformoida Marsin syanobakteerien avulla .
Meillä on myös artikkeleita, jotka tutkivat terraformoinnin radikaalimpaa puolta, kuten Voisimmeko terraformoida Jupiterin? , Voisimmeko terraformoida auringon? , ja Voisimmeko terraformoida mustan aukon?
Katso lisätietoja Terraformoiva Mars ja NASA Quest! ja NASAn matka Marsiin .
Ja jos pidit yllä olevasta videosta, tule katsomaan meidän Patreon sivu ja selvitä, kuinka saat nämä videot ajoissa ja autat meitä tuomaan sinulle lisää hienoa sisältöä!
Podcast (ääni): ladata (Kesto: 3:58 – 3,6 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
Podcast (video): ladata (47,0 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS