Fortsetter med vår "Definitive Guide to Terraforming", presenterer Space Magazine gjerne vår guide til terraforming Venus. Det kan være mulig å gjøre dette en dag, når teknologien vår kommer langt nok. Men utfordringene er mange og ganske spesifikke.
Planeten Venus blir ofte referert til som jordas “Sister Planet”, og med rette. I tillegg til å ha nesten samme størrelse, har Venus og Jorden lik masse og har veldig like sammensetninger (begge er jordiske planeter). Som en naboplanet til Jorden, kretser Venus også solen i sin "Goldilocks Zone" (også kjent som beboelig sone). Men selvfølgelig er det mange viktige forskjeller mellom planetene som gjør Venus ubeboelig.
For det første er det atmosfæren som er over 90 ganger tykkere enn Jorden, den gjennomsnittlige overflatetemperaturen er varm nok til å smelte bly, og luften er en giftig røyk som består av karbondioksid og svovelsyre. Som sådan, hvis mennesker vil bo der, noe alvorlig økologisk ingeniørarbeid - også. terraforming - er nødvendig først. Og gitt sine likheter med Jorden, tror mange forskere at Venus ville være en fremste kandidat for terraforming, enda mer enn Mars!
I løpet av det siste århundre har konseptet om terraformering av Venus dukket opp flere ganger, både når det gjelder science fiction og som emne for vitenskapelig studie. Mens behandlinger av emnet stort sett var fantastiske på begynnelsen av 1900-tallet, skjedde det en overgang med begynnelsen av romalderen. Etter hvert som kunnskapen vår om Venus ble bedre, gjorde også forslagene om å endre landskapet for å være mer egnet for menneskelig bolig.
Eksempler i skjønnlitteratur:
Siden begynnelsen av 1900-tallet har ideen om økologisk transformering av Venus blitt utforsket i fiksjon. Det tidligste kjente eksemplet er Olaf Stapletons Siste og første menn (1930), hvor to kapitler er dedikert til å beskrive hvordan menneskehetens etterkommere terraformerer Venus etter at Jorden blir ubeboelig; og i prosessen, begå folkemord mot det innfødte vannlevende livet.
På 1950- og 60-tallet, på grunn av begynnelsen av romalderen, begynte terrforming å vises i mange science fiction-verk. Poul Anderson skrev også mye om terraforming på 1950-tallet. I romanen hans fra 1954, Det store regnet, Venus blir endret gjennom planetteknikk over en veldig lang periode. Boken var så innflytelsesrik at begrepet “Big Rain” siden har blitt synonymt med terraforming av Venus.
I 1991 foreslo forfatter G. David Nordley i sin novelle (“The Snows of Venus”) at Venus kan bli spunnet opp til en daglengde på 30 jorddager ved å eksportere sin atmosfære av Venus via massedrivere. Forfatter Kim Stanley Robinson ble berømt for sin realistiske skildring av terraforming i Mars-trilogien - som inkluderte Røde Mars, Grønne Mars og Blue Mars.
I 2012 fulgte han denne serien opp med utgivelsen av 2312, en science fiction-roman som omhandlet koloniseringen av hele solsystemet - som inkluderer Venus. Romanen utforsket også de mange måtene Venus kunne terraformeres, alt fra global avkjøling til karbonbinding, som alle var basert på vitenskapelige studier og forslag.
Foreslåtte metoder:
Den første foreslåtte metoden for å terraformere Venus ble laget i 1961 av Carl Sagan. I et papir med tittelen “The Planet Venus” argumenterte han for bruken av genetisk konstruerte bakterier for å transformere karbonet i atmosfæren til organiske molekyler. Dette ble imidlertid gjort upraktisk på grunn av den påfølgende oppdagelsen av svovelsyre i Venus 'skyer og effekten av solvind.
I sin studie "Terraforming Venus Quickly" fra 1991 foreslo den britiske forskeren Paul Birch å bombardere Venus 'atmosfære med hydrogen. Den resulterende reaksjonen ville gi grafitt og vann, hvorav sistnevnte ville falle til overflaten og dekke omtrent 80% av overflaten i havene. Gitt mengden hydrogen som trengs, måtte den høstes direkte fra en av gassgigantens eller månens is.
Forslaget vil også kreve at jern aerosol tilsettes atmosfæren, som kan avledes fra en rekke kilder (dvs. Månen, asteroider, kvikksølv). Den gjenværende atmosfæren, anslått til å være rundt 3 bar (tre ganger jordens), vil hovedsakelig være sammensatt av nitrogen, hvorav noen vil oppløses i de nye havene og redusere atmosfæretrykket ytterligere.
En annen idé er å bombardere Venus med raffinert magnesium og kalsium, som ville binde karbon i form av kalsium og magnesiumkarbonater. I deres papir fra 1996, “Stabiliteten i klimaet på Venus”, markerte Mark Bullock og David H. Grinspoon fra University of Colorado i Boulder at Venus ’egne forekomster av kalsium og magnesiumoksider kunne brukes til denne prosessen. Gjennom gruvedrift kunne disse mineralene bli utsatt for overflaten, og dermed fungere som karbonvasker.
Bullock og Grinspoon hevder imidlertid også at dette vil ha en begrenset kjøleeffekt - til omtrent 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) og bare ville redusere atmosfæretrykket til anslagsvis 43 bar. Derfor vil det være nødvendig med ytterligere tilførsler av kalsium og magnesium for å oppnå 8 × 1020 kg kalsium eller 5 × 1020 kg magnesium som kreves, noe som mest sannsynlig måtte utvinnes fra asteroider.
Konseptet med solskjermfarger er også blitt utforsket, noe som innebærer bruk av enten en serie små romfartøyer eller et enkelt stort objektiv for å avlede sollys fra en planetens overflate, og dermed redusere de globale temperaturene. For Venus, som tar opp dobbelt så mye sollys som Jorden, antas solstråling å ha spilt en stor rolle i den løpende drivhuseffekten som har gjort den til den den er i dag.
En slik skygge kan være rombasert, lokalisert i Sun-Venus L1 Lagrangian point, hvor den ville forhindre at noe sollys når Venus. I tillegg vil denne skyggen også tjene til å blokkere solvinden, og dermed redusere mengden stråling Venus 'overflate er utsatt for (et annet viktig spørsmål når det gjelder levedyktighet). Denne avkjøling ville resultere i flytning eller frysing av atmosfærisk CO², som deretter ville bli deponert på overflaten som tørris (som kan sendes utenfor verden eller bli bundet under jorden).
Alternativt kan solreflekser plasseres i atmosfæren eller på overflaten. Dette kan bestå av store reflekterende ballonger, ark med karbon nanorør eller grafen, eller lav-albedo materiale. Den førstnevnte muligheten gir to fordeler: for en kan atmosfæriske reflekser bygges in situ ved bruk av lokalt hentet karbon. For det andre er Venus 'atmosfære tett nok til at slike strukturer lett kan flyte oppå skyene.
NASA-forsker Geoffrey A. Landis har også foreslått at byer kan bygges over Venus ’skyer, som igjen kan fungere som både et solskjerm og som prosesseringsstasjoner. Disse ville gi innledende boarealer for kolonister, og ville fungere som terraformere og gradvis konvertere Venus 'atmosfære til noe levelig slik at kolonistene kunne migrere til overflaten.
Et annet forslag har å gjøre med Venus ’rotasjonshastighet. Venus roterer en gang hver 243 dag, som er uten tvil den tregeste rotasjonsperioden for noen av de største planetene. Som sådan opplever Venuss opplevelser ekstremt lange dager og netter, noe som kan være vanskelig for de fleste kjente jordarter av planter og dyr å tilpasse seg. Den langsomme rotasjonen forklarer sannsynligvis også mangelen på et betydelig magnetfelt.
For å adressere dette, foreslo British Interplanetary Society-medlem Paul Birch å opprette et system med orbital solspeil nær L1 Lagrange-punktet mellom Venus og solen. Kombinert med et soletta-speil i polar bane, ville disse gi en døgnåpen lyssyklus.
Det har også blitt antydet at Venus 'rotasjonshastighet kan bli spunnet opp ved å enten slå overflaten med støtdempere eller gjennomføre tette flybyer ved bruk av legemer større enn 96,5 km (60 miles) i diameter. Det er også forslaget om å bruke massedrivere og dynamiske kompresjonsmedlemmer for å generere rotasjonskraften som trengs for å få Venus opp til punktet der den opplevde en dag-natt-syklus identisk med Jordens (se over).
Da er det muligheten for å fjerne litt av Venus 'atmosfære, som kan oppnås på flere måter. For det første vil påvirkere rettet mot overflaten blåse noe av atmosfæren ut i verdensrommet. Andre metoder inkluderer romheiser og masseakseleratorer (ideelt plassert på ballonger eller plattformer over skyene), som gradvis kan øse bensin fra atmosfæren og kaste den ut i verdensrommet.
Potensielle fordeler:
En av hovedårsakene til å kolonisere Venus og endre klimaet for menneskelig bosetting, er utsiktene til å skape en "backup-plassering" for menneskeheten. Og gitt utvalg av valg - Mars, Månen og det ytre solsystemet - har Venus flere ting for det de andre ikke gjør. Alle disse fremhever hvorfor Venus er kjent som jordas “Sister Planet”.
For det første er Venus en jordisk planet som er lik størrelse, masse og sammensetning som Jorden. Dette er grunnen til at Venus har lignende tyngdekraft som Jorden, som handler om det vi opplever 90% (eller 0,904)g, for å være nøyaktig. Som et resultat vil mennesker som bor på Venus ha en langt lavere risiko for å utvikle helseproblemer forbundet med tidsbruk i vektløshets- og mikrogravitasjonsmiljøer - som for eksempel osteoporose og muskelgenerering.
Venus relative nærhet til Jorden ville også gjøre transport og kommunikasjon enklere enn med de fleste andre steder i solsystemet. Med nåværende fremdriftssystemer oppstår oppstartsvinduer til Venus hver 584 dager, sammenlignet med de 780 dagene for Mars. Flytid er også noe kortere siden Venus er den nærmeste planeten til Jorden. Når det er nærmest, er det 40 millioner km langt, sammenlignet med 55 millioner km for Mars.
En annen årsak har å gjøre med Venus 'løpende drivhuseffekt, som er årsaken til planetens ekstreme varme og atmosfæriske tetthet. Når vi tester ut forskjellige økologiske teknikker, ville forskerne lære mye om effektiviteten. Denne informasjonen vil på sin side komme til nytte i den pågående kampen mot klimaendring her på jorden.
Og i de kommende tiårene vil denne kampen sannsynligvis bli ganske intens. Som NOAA rapporterte i mars 2015, har karbondioksidnivået i atmosfæren nå overgått 400 ppm, et nivå som ikke er sett siden Pliocen-tiden - da den globale temperaturen og havnivået var betydelig høyere. Og som en serie scenarier beregnet av NASA-showet, vil denne trenden trolig fortsette til 2100, med alvorlige konsekvenser.
I ett scenario vil utslippene av karbondioksid utjevne seg ved 550 ppm mot slutten av århundret, noe som resulterer i en gjennomsnittlig temperaturøkning på 2,5 ° C I det andre scenariet øker utslippene av karbondioksid til omtrent 800 ppm, noe som resulterer i en gjennomsnittlig økning på omtrent 4,5 ° C (8 ° F). Mens økningene som er forutsagt i det første scenariet, er bærekraftige, vil livet i det siste scenariet bli uholdbart på mange deler av planeten.
Så i tillegg til å skape et andre hjem for menneskeheten, kan terraformering av Venus også bidra til å sikre at Jorden forblir et levedyktig hjem for arten vår. Og selvfølgelig, det faktum at Venus er en jordisk planet, betyr at den har rikelig med naturressurser som kan høstes, noe som hjelper menneskeheten til å oppnå en "økonomi etter knapphet".
Utfordringer:
Utover likhetene som Venus har med Jorden (dvs. størrelse, masse og sammensetning), er det mange forskjeller som vil gjøre terraformering og kolonisering av den til en stor utfordring. For det første vil reduksjon av varmen og trykket i Venus 'atmosfære kreve en enorm mengde energi og ressurser. Det vil også kreve infrastruktur som ennå ikke eksisterer og vil være veldig kostbart å bygge.
For eksempel vil det kreve enorme mengder metall og avanserte materialer for å bygge en orbitalskygge som er stor nok til å avkjøle Venus 'atmosfære til det punktet at drivhuseffekten ville bli arrestert. En slik struktur, hvis den er plassert ved L1, må også være fire ganger diameteren til Venus selv. Det måtte samles i verdensrommet, noe som vil kreve en massiv flåte av robotmonterere.
I motsetning til dette, vil øke hastigheten på Venus 'rotasjon kreve enorm energi, for ikke å nevne et betydelig antall påvirkere som måtte kegle fra det ytre solsystemet - hovedsakelig fra Kuiper Belt. I alle disse tilfellene ville det være behov for en stor flåte av romskip for å hente nødvendig materiale, og de må utstyres med avanserte drivsystemer som kan gjøre turen på rimelig tid.
For tiden eksisterer ingen slike drivsystemer, og konvensjonelle metoder - alt fra ionemotorer til kjemiske drivmidler - er verken raske eller økonomiske nok. For å illustrere, NASAs Nye horisonter Oppdraget tok mer enn 11 år å få sitt historiske møte med Pluto i Kuiper Belt, ved bruk av konvensjonelle raketter og gravitasjonsassistent-metoden.
I mellomtiden Soloppgang oppdraget, som var avhengig av ionisk fremdrift, tok nesten fire år å nå Vesta i Asteroidebeltet. Ingen av metodene er praktiske for å gjøre gjentatte turer til Kuiper Belt og trekke tilbake isete kometer og asteroider, og menneskeheten har ingen steder i nærheten av antall skip vi trenger å gjøre for å gjøre dette.
Det samme ressursproblemet gjelder for konseptet å plassere solreflekser over skyene. Materialmengden måtte være stor og måtte være på plass lenge etter at atmosfæren var blitt modifisert, siden Venus overflate for øyeblikket er fullstendig omsluttet av skyer. I tillegg har Venus allerede svært reflekterende skyer, så enhver tilnærming må måtte overgå det nåværende albedo (0,65) for å gjøre en forskjell.
Og når det kommer til å fjerne Venus ’atmosfære, er ting like utfordrende. I 1994 gjennomførte James B. Pollack og Carl Sagan beregninger som indikerte at en påvirker som måler 700 km i diameter som slår Venus med høy hastighet, ville være mindre enn en promille av den totale atmosfæren. Dessuten vil det være redusert avkastning når atmosfærens tetthet avtar, noe som betyr at tusenvis av gigantiske påvirkere ville være nødvendig.
I tillegg vil det meste av den utkastede atmosfæren gå i en solbane i nærheten av Venus, og - uten ytterligere inngrep - kunne fanges opp av Venus tyngdekraftfelt og bli en del av atmosfæren igjen. Å fjerne atmosfærisk gass ved hjelp av romheiser ville være vanskelig fordi planetens geostasjonære bane ligger en upraktisk avstand over overflaten, hvor fjerning av masseakseleratorer ville være tidkrevende og veldig dyrt.
Konklusjon:
I sum er de potensielle fordelene ved å terraformere Venus klare. Menneskeheten ville ha et annet hjem, vi ville være i stand til å legge ressursene til vårt eget, og vi vil lære verdifulle teknikker som kan bidra til å forhindre kataklysmisk endring her på jorden. Å komme til et punkt hvor fordelene kan realiseres er imidlertid den vanskelige delen.
Som de fleste foreslåtte terrformdannende virksomheter, må mange hindringer løses på forhånd. Fremst blant disse er transport og logistikk, mobilisering av en massiv flåte av robotarbeidere og transport av fartøy for å utnytte de nødvendige ressursene. Etter det ville det være behov for en multi-generasjons forpliktelse som gir økonomiske ressurser for å se jobben til fullføring. Ikke en lett oppgave under de mest ideelle forholdene.
Det er nok å si, dette er noe menneskeheten ikke kan gjøre på kort sikt. Imidlertid ser ideen om Venus å bli vår "Sister Planet" på alle måter tenkelig - med hav, dyrkbar mark, dyreliv og byer - se ut til fremtiden, som et vakkert og gjennomførbart mål. Det eneste spørsmålet er, hvor lenge må vi vente?
Vi har skrevet mange interessante artikler om terraforming her på Space Magazine. Her er den definitive guiden for terrformering, kan vi terrraforme månen ?, Skal vi terraformere Mars ?, Hvordan terraformerer vi Mars? og studentteamet vil terraformere Mars ved hjelp av Cyanobacteria.
Vi har også fått artikler som utforsker den mer radikale siden av terraforming, som Could We Terraform Jupiter ?, Could We Terraform The Sun ?, og Could We Terraform A Black Hole?
For mer informasjon, sjekk ut Terraforming Mars på NASA Quest! og NASAs Journey to Mars.
Og hvis du likte videoen som er lagt ut ovenfor, kom innom Patreon-siden vår og finn ut hvordan du kan få disse videoene tidlig, mens du hjelper oss med å gi deg mer flott innhold!
Podcast (lyd): Last ned (Varighet: 3:58 - 3,6 MB)
Abonner: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Last ned (47,0 MB)
Abonner: Apple Podcasts | Android | RSS
