венери

Тераформована Венера: як перетворити пейзаж пекла на наш другий дім

Про Венеру рідко згадують при вирішенні питання тераформування та колонізації інших планет. У той же час він набагато більш придатний у багатьох відношеннях, ніж популярний Марс, про який ми писали минулого разу. В даний час є серйозні причини, чому люди і зонди не літають на цій планеті. Це може змінитися в майбутньому?

Сестра Землі

Венера - кам’яниста планета з майже такими ж розмірами, масою та складом, що і Земля. Вона має на 10% слабшу гравітацію, ніж наша планета, що значно зменшує потенційні мешканці для розвитку проблем зі здоров’ям, пов’язаних з низькою вагою. Сюди входять витончення кісток, втрата м’язів та загибель еритроцитів. Для порівняння, гравітація на Марсі на 60% слабша, ніж на Землі.

Дослідження навіть показують, що в минулому на Венері знаходили рідку воду. Значною перевагою над Марсом є відстань. На момент найближчого наближення до Землі вона знаходиться приблизно в 40 млн. Км, а до Марса - до 55 млн. Км. Це означає значно нижчі транспортні витрати.

Основною причиною, чому штучні зонди не літають на цій планеті, а ще не люди, є екстремальні умови. Середня температура поверхні досягає 450 ° C! Це найгарячіша планета Сонячної системи. Що ще гірше, його оточує дуже щільна атмосфера, внаслідок чого тиск на поверхню до 90 разів вищий, ніж на Землю. Це відповідає тиску, що створюється на кілометр під поверхнею води. Крім того, атмосфера токсична для людини. 96,5% - це вуглекислий газ, 3,5% - азот. Кисень зустрічається лише у формі водяної пари, навіть у незначній концентрації 0,002%. Рідка вода не знаходиться на жодному стані на поверхні.

За розмірами, вагою та складом Венера нагадує Землю. Однак на його поверхні панують пекельні умови. (Джерело: NASA)

Тераформаційні можливості

Для того, щоб Венера була придатною для життя, нам спочатку потрібно видалити більшу частину атмосфери. Це зупинило би парниковий ефект, який робить планету надзвичайно жаркою. Один із перших планів тераформувати Венеру представив відомий американський астрофізик Карл Саган. Він запропонував використовувати генетично модифіковані бактерії, які зв'язуватимуть атмосферний вуглекислий газ і вироблятимуть кисень. Коли пізніші опитування показали екстремальні умови на Венері, Саган назвав план нездійсненним зі зрозумілих причин.

В даний час вчені визнають, що неможливо змінити атмосферу Венери лише за допомогою фотосинтезу. Однак є плани використання фотосинтезу як вторинного засобу. Живі організми будуть розгортатись не спочатку, а пізніше, коли прогресує тераформація, у більш відповідних умовах.

На Землі майже весь вуглець виявляється пов'язаним гірськими породами (особливо карбонатами). Він міститься в повітрі виключно у формі вуглекислого газу, який становить лише 0,04% від загального обсягу атмосфери. У випадку з Венерою ситуація протилежна. Практично весь вуглець присутній в атмосфері, тоді як гірські породи містять лише невеликі кількості. Це означає, що СО2 з атмосфери може бути захоплений хімічними реакціями і стабілізуватися у вигляді гірських порід - карбонатів.

Однак модель американських астробіологів Марка Баллока та Девіда Грінспуна показала, що навіть після максимального зв’язування СО2 поверхневими породами поверхневий тиск все одно буде в 43 рази вище атмосферного тиску на Землі. З іншого боку, через зменшення СО2 температура поверхні буде поступово падати приблизно до 130 ° С.

Інші гірські породи, мінерали яких можуть зв’язувати СО2, можна отримати під поверхнею. Але Буллок і Грінспун показали, що для досягнення наземних умов потрібно було б викопати всю Венеру на глибину до 1 км! Людство скоро не зможе втрутитися в такі масштаби. Навіть якби ми мали необхідні технології, це був би дуже фінансовий та енергоємний план.

Другий варіант - отримати поглинаючі вуглець мінерали з астероїдів, спрямованих на потрапляння на Венеру. Це краще, ніж викопати цілу планету, але все ж дуже складно і ризиковано. Британський вчений Пол Бірч запропонував вводити водень в атмосферу Венери. Він реагував би з CO2 з утворенням графіту та води. Оскільки Венера не є значно гірською, отриманий океан покриватиме до 80% поверхні. Умовна атмосфера містила б переважно азот. Частина його розчинялася б у воді. На жаль, для такого втручання потрібно приблизно 4 * 10 19 кг водню! Це стільки, що водень потрібно було б добувати у газових гігантів, таких як Юпітер або їх супутники.

Якби весь вуглекислий газ в атмосфері перетворився на воду та графіт, до 80% поверхні Венери було б покрито океаном.

Інший варіант - безпосередньо видалити атмосферу. Наприклад, бомбардуючи астероїди діаметром у десятки кілометрів. Енергія ударів викине атмосферу в космос. Однак розрахунки показали, що для отримання бажаного ефекту знадобиться близько 2000 астероїдів, які б'ються за короткий проміжок часу. 1 Крім того, зрештою, цей метод, мабуть, не був би ефективним. Викинутий газ потрапить на орбіту, але Венера знову потягне його своєю вагою.

Атмосфера - це лише перший крок

Всі перераховані вище варіанти перетворення атмосфери Венери дуже вимогливі як з технічної, так і з економічної точки зору. Щоб максимально спростити весь процес, можливо, одночасно буде використано кілька методів.

У будь-якому випадку, навіть після можливого видалення атмосфери виникнуть інші серйозні перешкоди. Оскільки Венера обертається ближче до Сонця, ніж Земля, вона опромінюється приблизно вдвічі сильнішим випромінюванням. Завдяки щільній атмосфері зараз температура на Венері постійна. Якби його щільність значно зменшилася, температура поверхні різко змінилася б у міру чергування дня та ночі. Великі обсяги атмосфери піддаються значному нагріванню або охолодженню. Це призведе до регулярних надзвичайно сильних штормів.

Проблему можна вирішити за допомогою штучного екрану. Вчені підрахували, що це повинно було бути в чотири рази більше діаметра Венери. Було б дуже складно зробити таку велику споруду в цілому. Матеріал повинен був би витримувати тиск сонячного вітру та зіткнення з астероїдами. Отвір був би розташований у так званій точці звільнення L1, яка розташована перед Венерою. Це точка, де гравітаційні та відцентрові сили врівноважуються. Тіло, розташоване в цій точці, не змінює свого положення відносно іншого тіла. Однак, щоб утримати конструкцію в рівноважному положенні під впливом зовнішніх впливів, її потрібно було б постійно коригувати допоміжними двигунами. Цього було б легше досягти, якби його розділити на менші незалежні частини. Але це все-таки проект, який людство навряд чи зробить у цьому столітті.

Подібним чином забезпечується захист від сонячного вітру - високоенергетичні частинки від Сонця. Штучний супутник був би розміщений у точці звільнення L1, несучи магніт приблизно від 1 до 2 тесла. Сьогодні такі ж сильні магніти вже використовуються у промисловості. Магнітне поле відхиляло б надходять сонячні частинки. Без цього захисту Венера втратила б свою атмосферу, а будь-які організми на поверхні загинули б під впливом радіації. В даний час Венері бракує природної магнітосфери.

Крім того, ця планета обертається навколо своєї осі лише дуже повільно. Найповільніша з усіх планет Сонячної системи. День на Венері триває до 243 земних днів. 2 Якби в ньому була така ж розріджена атмосфера, як і на Землі, значні різниці температур між днем ​​і ніччю могли б виникнути, навіть якби майбутні колоністи встановили парасольку. На думку британського експерта з тераформінгу Мартіна Фогга, обертання планети можна прискорити, наприклад, неодноразово літаючими астероїдами розміром не менше 100 км в її околицях. Але знову ж таки, це складний і небезпечний спосіб.

Життя в хмарах

За екстремальних умов, що склались сьогодні на Венері, людям здається неможливим заснувати там колонії без значних змін місцевого клімату. Однак все навпаки. Оскільки тераформування Венери було б надзвичайно складним у всіх відношеннях, вчені схильні розглядати способи виживання в існуючих умовах. Найбільш обговорювана пропозиція - це хмарні бази.

Вперше пропозиція була подана радянськими вченими в 1970-х роках, а потім обговорена НАСА. Результатом стала концепція HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) з 2015 року.


Художнє зображення дирижабля в атмосфері Венери. (Джерело: NASA)

Згідно з цією концепцією, людський екіпаж жив би у своєрідних 30-метрових дирижаблях, які плавали б на 50 км над поверхнею. На цій висоті атмосферний тиск дорівнює земному, а температури коливаються від 0 до 50 ° C. Колоністам не потрібні були б якісь захисні костюми, якби кораблі забезпечували кисень і достатній радіаційний захист.

На думку вчених, такі бази можуть бути поширені на великі плавучі міста. Однак їх будівництво було б дуже вимогливим, оскільки неможливо було отримати будівельні матеріали від Венери. Його потрібно було б імпортувати із Землі чи інших тіл. Тому, за оцінками експертів, не можна очікувати, що люди будуватимуть міста на Венері у цьому столітті. Однак це все-таки простіший і більш здійсненний план, ніж тераформувати всю планету.

Ми змогли представити вам цю статтю завдяки підтримці Patreone. Символічний внесок також допоможе нам публікувати більше якісних статей.

Примітки
1. Звичайно, також можна було б використовувати більші астероїди, тим самим зменшуючи кількість ударів. Проблема в тому, що дуже сильні впливи ризикують змінити швидкість обертання, що може ще більше уповільнитись. Як варіант, вісь обертання може бути нахилена.
2. Згідно з висновками вчених ЄКА, обертання Венери навіть постійно сповільнюється. За 16 років день подовжився до 6,5 хвилин.