Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Среда, 18.01.2017, 00:37

Вселенная Сегодня » 2016 » Сентябрь » 4 » Как мы колонизируем Венеру?

04.09.2016
Как мы колонизируем Венеру?
Автор: Matt Williams



Планета Венера, сфотографированная миссией Magellan 10. Предоставлено: NASA/JPL.

Добро пожаловать, обратно к нашей серии статей о колонизации Солнечной Системы! Сегодня мы взглянем на "сестру" Земли, адскую, но странно похожую планету Венеру. Наслаждайтесь!

С тех пор как люди впервые начали смотреть на небо, они были осведомлены о Венере. В древности она была известна как "Утренняя Звезда" и "Вечерняя Звезда" за счет своего яркого появления в небе на восходе и закате Солнца. В конце концов, астрономы поняли, что на самом деле это была планета, и что, как и Земля, она тоже вращается вокруг Солнца. И благодаря Космической Эре и многочисленным миссиям к планете, мы точно узнали, какого рода среду имеет Венера.

С атмосферой настолько плотной, что обычное фотографирование поверхности невозможно, жарой настолько сильной, что может расплавиться свинец, и дождями из серной кислоты, кажется, нет особого смысла прилетать туда. Но как мы узнали в последние годы, Венера была когда-то совсем другим местом, с океанами и континентами. И с правильной технологией можно было бы построить колонии выше облаков, где они были бы в безопасности.

Итак, что необходимо предпринять, чтобы колонизировать Венеру? Как и с другими предложениями по колонизации Солнечной Системы, всё сводится к обладанию правильными методами и технологиями, и сколько мы готовы потратить.


Венера - самая близкая к Земле планета с ближайшим средним расстоянием 41 млн км. Предоставлено: NASA/JPL/Magellan.

Примеры в художественной литературе:

С начала 20-го века идея о колонизации Венеры была изучена в научной фантастике, в основном, в виде ее терраформирования. Самый ранний известный пример "Последние и первые люди" Олафа Степлдона, две главы из которого посвящены описанию того, как потомки человечества терраформировали Венеру после того, как Земля стала непригодной для жизни; и в процессе совершения геноцида против родной водной жизни.

В 1950-х и 1960-х годах терраформирование стало появляться во многих произведениях научной фантастики. Пол Андерсон также много писал о терраформинге в 1950-е годы. В его романе 1954 года "Сильный дождь" Венера меняется посредством планетарной инженерии за очень длительный период времени. Книга была настолько влиятельна, что термин "Сильный дождь" с тех пор стал синонимом терраформирования Венеры.

В 1991 году автор Г. Дэвид Нордли предположил в своем рассказе "Снега Венеры", что Венера могла бы раскрутиться до дня продолжительностью 30 земных суток, экспортируя ее атмосферу через масс-драйверы. Автор Ким Стэнли Робинсон прославился своим реалистичным изображением терраформирования в "Марсианской трилогии", которая включала "Красный Марс", "Зеленый Марс" и "Синий Марс".

В 2012 году он продолжил эту серию с выпуском "2312", научно-фантастического романа, касающегося колонизации всей Солнечной Системы, включая Венеру. Роман также исследует многие способы, которыми Венера может быть терраформирована, начиная с глобального охлаждения и заканчивая связыванием углерода, все из которых были основаны на научных исследованиях и предположениях.


Художественная концепция терраформированной Венеры, показывающая поверхность, в основном покрытую океанами. Предоставлено:  Wikipedia Commons/Ittiz.

Предлагаемые методы:

Большинство предложенных методов колонизации Венеры придает особое значение экологической инженерии (ака. терраформирование), чтобы сделать планету пригодной для жизни. Тем не менее, также существуют предложения о том, как человеческие существа могли бы жить на Венере без значительных изменений окружающей среды.

Например, согласно произведению "Внутренняя Солнечная Система: перспективные энергетические и материальные ресурсы" авторов Viorel Badescu и Kris Zacn, советские ученые предположили, что люди могли бы колонизировать атмосферу Венеры, а не пытаться жить на враждебной поверхности с 1970-х годов.

Совсем недавно ученый NASA Джеффри А. Лэндис написал статью под названием "Колонизация Венеры", в которой он предположил, что города могли бы быть построенными над облаками Венеры. На высоте 50 км от поверхности, по его словам, такие города будут в безопасности от суровой венецианской атмосферы:

"Атмосфера Венеры является самой землеподобной средой (кроме самой Земли) в Солнечной Системе. Предполагается, что в ближайшем будущем исследование человеком Венеры могло бы проходить с аэростатов в атмосфере, и что в долгосрочной перспективе постоянные поселения могли быть сделаны в виде городов, спроектированных для плавания на пятидесяти километровой высоте в атмосфере Венеры".


Художественная концепция облачного города на Венере - возможный будущий результат плана HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept). Предоставлено: Advanced Concepts Lab/NASA Langley Research Center.

На высоте 50 км над поверхностью окружающая среда имеет давление приблизительно 100000 Па, что немного меньше давления на уровне моря на Земле (101325 Па). Температура в этих регионах также варьируется от 0 до 50°С (273-323 К), а защита от космического излучения обеспечивалась бы атмосферой выше с защитной массой, эквивалентной земной.

Венецианская среда обитания, в соответствии с предложением Лэндис, первоначально состояла бы из аэростатов, наполненных пригодным для дыхания воздухом (21:79 смесь кислорода-азота). Это основано на концепции, что воздух будет несущим газом в плотной атмосфере из двуокиси углерода, обладая более 60% несущей энергии, той, что у гелия на Земле.

Они позволят обеспечить исходные жилые помещения для колонистов и смогут выступать в качестве терраформеров, постепенно преобразуя атмосферу Венеры во что-то, пригодное для жизни, так, что колонисты могли мигрировать на поверхность. Один из способов сделать это - использовать эти города как солнцезащитные укрытия (отражатели), поскольку их присутствие в облаках препятствовало бы попаданию солнечного излучения на поверхность.

Это особенно хорошо работало, если бы плавающие города были  сделаны из материалов с низким альбедо. Кроме того, светоотражающие листы из углеродных нанотрубок или графина могут быть развернуты из них. Это обеспечивает продвижение местного распределения ресурсов, поскольку атмосферные отражатели можно построить с использованием местных источников углерода.


Как мы терраформируем Венеру?

Также эти колонии могли бы служить как платформы, где химические элементы были введены в атмосферу в больших количествах. Они могли бы браться в форме кальциевой и магниевой пыли (которая изолирует углерод в карбонаты кальция и магния), или водородного аэрозоля, производящего графит и воду, последняя из которых падала бы на поверхность и покрыла бы около 80% поверхности океанами.

NASA приступило к изучению возможности установки пилотируемых миссий к Венере как части своей миссии HAVOC, предложенной в 2015 году. Как особо выделено Дэйвом Эрни и Крисом Джонсом из Исследовательского Центра Лэнгли NASA, концепция этой миссии призывает все части помещений с экипажем делать легче летательных аппаратов или проектировать для полета на орбите.

Потенциальные преимущества:

Преимуществ колонизации Венеры много. Для новичков Венера - это ближайшая планета к Земле, значит, потребуется меньше времени и денег отправить туда миссию по сравнению с другими планетами в Солнечной Системе. Например, зонду "Венера-Экспресс" потребовалось чуть более пяти месяцев для путешествия от Земли до Венеры, а зонду "Марс-Экспресс" потребовалось почти шесть месяцев, чтобы добраться от Земли до Марса.

Кроме того, окна для запуска к Венере случаются чаще, каждые 584 дня, когда Земля и Венера находятся в нижнем соединении. По сравнению с 780 днями, которые требуются для достижения противостояния для Марса и Земли (т.е. точки на их орбитах, когда они совершают наибольшее сближение).


Каково расстояние до Марса?

По сравнению с миссией к Марсу, миссия к атмосфере Венеры также подвергает космонавтов меньшему вредному излучению. Это связано частично с большей близостью Венеры, так и с индуцированной магнитосферой, которая происходит от взаимодействия её плотной атмосферы с солнечным ветром.

Также для плавучих поселений, расположенных в атмосфере Венеры, будет меньше риск взрывной декомпрессии, т.к. не будет значительного перепада давления между внутренней и внешней средой. Как таковые, проколы будут представлять меньшую опасность, и будет легче проводить ремонт.

Кроме того, людям не понадобятся герметичные костюмы для выхода наружу, как на Марсе или других планетах. Хотя все равно нужны баллоны с кислородом и защита от кислотных дождей при работе снаружи своих мест обитания, рабочий персонал найдет окружающую среду гораздо более гостеприимной.

Венера ещё и близка к Земле по размерам и массе, в результате чего на поверхности к силе тяжести будет намного легче адаптироваться (0,904g). По сравнению с силой тяжести на Луне, Меркурии или Марсе (0,165g и 0,38g), вероятно, что последствия для здоровья, связанные с невесомостью или гравитацией, будут незначительными.


Почему Венера столь ужасна?

Более того, там поселение имело бы доступ к имеющемуся в изобилии материалу, с помощью которого можно выращивать продукты питания и производить материалы. Поскольку атмосфера Венеры состоит преимущественно из углекислого газа, азота и двуокиси серы, они могут быть отобраны для создания удобрений и других химических соединений.

CO2 может быть химически выделен для создания газа кислорода, а полученный углерод мог быть использован для производства графена, углеродных нанотрубок и других супер-материалов. В дополнение к использованию для возможных солнечных щитов, они могут быть вывезены за пределы мира как часть местной экономики.

Задачи:

Естественно, колонизация планеты, такой как Венера, имеет свою долю трудностей. Например, пока плавающие колонии "удаляли" бы сильную жару и давление с поверхности, остается опасность подвергнуться сернокислым дождям. Поэтому в дополнение к необходимости защитного экранирования в колонии, рабочий персонал и воздушные корабли (дирижабли) также нуждаются в защите.

Во-вторых, вода практически отсутствует на Венере, а состав атмосферы не позволяет её синтетического производства. В результате, воду необходимо транспортировать к Венере, пока она ни станет воспроизводиться на месте (т.е. принося газообразный водород для создания воды из атмосферы), и должны быть установлены достаточно строгие правила утилизации.


Солнечные отражатели, размещенные на орбите Венеры, один из возможных методов терраформирования планеты. Предоставлено: IEEE Spectrum/John MacNeil.

И конечно, встает вопрос о стоимости. Даже с окнами для запуска, случающимися чаще, и более коротким временем перевозки около пяти месяцев, все же потребовались бы значительные инвестиции для транспортировки всех необходимых материалов - не говоря уже о роботах-рабочих, необходимых для их сборки, чтобы построить даже одну плавучую колонию в атмосфере Венеры.

Все-таки, если мы окажемся в состоянии сделать так, Венера может стать домом "Облачных Городов", где углекислый газ перерабатывается и превращается в супер-материалы для экспорта. И эти города могут служить базой для медленного производства "Сильного дождя" на Венере, в конце концов, превращаясь в своеобразный мир, который мог бы оправдать название "сестра Земли".


Название прочитанной вами статьи "Как мы колонизируем Венеру?".

Похожие статьи:
Категория: Космический справочник | Просмотров: 501 | Теги: терраформирование, астрономия | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]