Освоение Венеры

[Vavanzer]

Вот какой будет парниковый эффект, если вместо CO2 будет SO2 и SO3?

  Гдето вродь ссылки приводили, вродь в теме про колонизацию Марса иль чтото типа того. Или в сети поискать.

Непосредственное использование алюминия для осаждения CO2 из атмосферы это огромная  экономия времени и энергии, т.к. УФ-лазерами атмосферу Венеры можно облучать меньше, а может это и вовсе не потребуется.

Сам алюминий требует много энергии для восстановления (электролизом получают), заводы ставят в районах с дешевой энергетикой недалеко от ГЭС.
  У лазера КПД низкий оч, 1-2%.   Проще зеркальце собрать, с умным покрытием, отражающим нужный диапазон УФ.  Или линзу газовую.  Все равно придется для такого мегалазера батареи огромные городить, которые тож 1/3 энергии только будут усваивать..
  Получается и КПД выше будет в сумме, тк % УФ в солнечных лучах выше КПД связки "батарея+лазер". При той же площади добъемся в разы большей эффективности))

[LonelyWanderer]

Чем километровый слой алюминия на Венеру гнать с сомнительными перспективами, лучше из этого же количества  металла немаленькую такую Звезду Смерти построить.

[Vavanzer]

Чем километровый слой алюминия на Венеру гнать с сомнительными перспективами, лучше из этого же количества  металла немаленькую такую Звезду Смерти построить.

что за звезда?

[LonelyWanderer]

Чем километровый слой алюминия на Венеру гнать с сомнительными перспективами, лучше из этого же количества  металла немаленькую такую Звезду Смерти построить.

что за звезда?

Звездные войны не смотрели что-ли? Гигантский шарообразный боевой космический корабль. Я и имею ввиду, что из такого количества  металла, которое необходимо на ваши реакции, можно не то чтобы корабль-поколений построить, а целую планету поколений. Из такого количества металла вышло бы даже, наверное, несколько тысяч звезд смерти как в том фильме.

[crazy_terraformer]

Вот какой будет парниковый эффект, если вместо CO2 будет SO2 и SO3?

  Гдето вродь ссылки приводили, вродь в теме про колонизацию Марса иль чтото типа того. Или в сети поискать.

Непосредственное использование алюминия для осаждения CO2 из атмосферы это огромная  экономия времени и энергии, т.к. УФ-лазерами атмосферу Венеры можно облучать меньше, а может это и вовсе не потребуется.

Сам алюминий требует много энергии для восстановления (электролизом получают), заводы ставят в районах с дешевой энергетикой недалеко от ГЭС.

Солнечной энергии хватит для этого в космосе.

Чем километровый слой алюминия на Венеру гнать с сомнительными перспективами, лучше из этого же количества  металла немаленькую такую Звезду Смерти построить.

Километровый слой алюминия - это чересчур,есть ещё магний,кальций,натрий и калий.
Магния на Меркурии, даже больше чем алюминия.
Источники алюминия - главный пояс астероидов и Луна.
Посмотрим сколько будет толщина слоя чистого металла на Венере, если сыпать один алюминий.

(кликните для показа/скрытия)

S_Венеры=4,60·10⁸ км²
4Al+3CO₂->2Al₂O₃+3C
Al+0,75CO2->0,5Al₂O₃+0,75C
на 1 моль Al ---- 0,75 моль CO₂
на m_CO2(Al) ----- m(CO2)=4,632·10²⁰ кг
M(CO₂)=44,009 г/моль
M(Al)=26,9815 г/моль

 N₂+2Al->800−1200^∘C->2AlN
m_CO2(Al)/m(CO₂)=M(Al)/(0,75·M(CO₂))
m_CO2(Al)=m(CO₂)·M(Al)/(0,75·M(CO₂))
m_CO2(Al)=4,632·10²⁰*26,9815/(0,75*44,009)=3,786447·10²⁰ кг=3,786447·10¹⁷ тонн
pl(Al)=2,6989 г/см³=2,6989·10⁹ тонн/км³
V_CO2(Al)=1,402959337·10⁸ км³
h=V_CO2(Al)/S_Венеры=1,402959337·10⁸/4,60·10⁸=1,402959337/4,60
h=0,3049911602 км=~304,9912 м=~305 м

Слой чистого алюминия нужен почти 305 м.
Если учесть также нитрид алюминия, который можно получить с помощью азотирования (без доступа кислорода) алюминиевой пудры:
 N₂+2Al->800−1200^∘C->2AlN

(кликните для показа/скрытия)

0,5N₂+Al->800−1200^∘C->AlN
на 1 моль Al --- 0,5 моль N2
на m_N(Al) --- m(N2)
M(N₂)=28,014 г/моль
m(N₂)=0,168·10²⁰кг=1,68·10¹⁹ кг=1,68·10¹⁶ тонн

m_N(Al)/m(N₂)=M(Al)/(0,5·M(N₂))
m_N(Al)=m(N₂)·M(Al)/(0,5·M(N₂))
m_N(Al)=1,68·10¹⁶·26,9815/(0,5·28,014)=3,236162·10<sup>16 тонн
m_CO2+_N(Al)=m_CO2(Al)+m_N(Al)=4,110063146·1017 тонн

pl(Al)=2,6989·109 тонн/км³
V_CO2+_N(Al)=1,52286604·108 км³
h=V_CO2(Al)/S_Венеры=1,52286604·108/4,60·108=0,3310578340239 км=331,058 м</sup>

Тогда получаем 331,058 м
Если учесть образование карбида алюминия:
4Al+3C->Al₄C₃

(кликните для показа/скрытия)

Al+0,75C->0,25Al₄C₃
на 1 моль Al --- 0,75 моль C
на m_C(Al) --- m(C)
m_C(Al)/m(C)=M(Al)/0,75M(C)
m_C(Al)=m(C)*M(Al)/0,75M(C)

(кликните для показа/скрытия)

C+O₂=CO₂
на 1моль С --- 1моль CO₂
на m(C) ---- m(CO₂)
m(C)/m(CO₂)=M(C)/M(CO₂)

m(C)=m(CO₂)*M(C)/M(CO₂)
m_C(Al)=m(C)*M(Al)/0,75M(C)=(m(CO₂)*M(C)/M(CO₂))*M(Al)/0,75M(C)=m(CO₂)*M(Al)/0,75M(CO₂)=m_CO2(Al)=3,786447·10¹⁷ тонн
m_CO2+N+C(Al)=m_CO2(Al)+m_N(Al)+m_C(Al)=2m_CO2(Al)+m_N(Al)=7,57289391·10¹⁷+3,236162·10¹⁶=7,8965101·10¹⁷ тонн
pl(Al)=2,6989·10⁹ тонн/км³
V_CO2+_N(Al)=2,9258254·10⁸ км³
h=V_CO2(Al)/S_Венеры=2,9258254·10⁸/4,60·10⁸=0,6360489942 км=636,049 м

Тогда получаем 636,049 м

Карбид алюминия получается прямой реакцией алюминия с углеродом в дуговой печи:
    4Al+3C->Al₄C₃
Небольшое количество карбида алюминия является нормой в примеси технического карбида кальция. В электролитическом производстве алюминия данное соединение получается как продукт коррозии в графитовых электродах.
Получается при реакции углерода с оксидом алюминия:
    2Al₂O₃+9C->1800^oC ->Al₄C₃+6CO
Надо сбросить порошок алюминия на определённой скорости, чтобы реагировал только углекислый газ, температура должна достигать менее 800^∘C.

Таким образом если не перебрать со скоростью нужен слой алюминия покрывший бы Венеру толщиной около 305 м, слегка перебрать уже 331 м, а если не смущаться, то 636,05 м.

[crazy_terraformer]

Чем километровый слой алюминия на Венеру гнать с сомнительными перспективами, лучше из этого же количества  металла немаленькую такую Звезду Смерти построить.

что за звезда?

Звездные войны не смотрели что-ли? Гигантский шарообразный боевой космический корабль. Я и имею ввиду, что из такого количества  металла, которое необходимо на ваши реакции, можно не то чтобы корабль-поколений построить, а целую планету поколений. Из такого количества металла вышло бы даже, наверное, несколько тысяч звезд смерти как в том фильме.

А если добраться до поверхности Венеры можно построить их ещё больше, но главное ураном с торием обеспечить.

[Vavanzer]

Таким образом если не перебрать со скоростью нужен слой алюминия покрывший бы Венеру толщиной около 305 м, слегка перебрать уже 331 м, а если не смущаться, то 636,05 м.

 Многовато ,с учетом плотности - как раз равносильно километровому слою воды по всей поверхности.  А это в 4 раза больше чем я считал океаны, где получился ледяной астероид в 500 км диаметром, который создал бы эти океаны.

 Кстать , если скинуть такой кусок льда, давление насколько то вырастет и возможно потянет температуру вверх.  И ту вопрос такой возникает - сколько водяного пара может содержаться в углекислой атмосфере?  И еще можно посчитать энергию столкновения, хватит ли ее на разогрев и испарение льда, или же лед отберет у атмосферы много энергии на таяние.

[Крупин]

Так вода на Венере попросту выкипит и никакого океана не будет. Парниковый эффект только усилится от водяных паров.

[AlexAV]

Так вода на Венере попросту выкипит и никакого океана не будет. Парниковый эффект только усилится от водяных паров.

Климатические модели дают, что при условие наличия воды и давление преимущественно азотной атмосферы несколько бар на Венере возможен устойчивый прохладный климат, похожий на земной. Т.е. если теоретически сделать следующую процедуру:

1) Доставить на Венеру требуемое количество воды.
2) Временно затенить орбитальным зонтиком от Солнца (или ещё каким-то способом, скажем шариками плавающими выше облачного слоя в атмосфере с определёнными спектральными свойствами), так чтобы температура на поверхности упала до той степени, чтобы началась реакция связывания углекислого газа с породами коры с образованием карбонатов.
3) Подождать пока почти весь углекислый газ из атмосферы будет связан литосферой Венеры.
4) Разобрать зонтик и вернуть инсоляцию к естественному уровню.

То можно перевести Венеру в состояние с прохладным климатом похожим на земной, в котором она без наших усилий сможет оставаться миллиарды лет.

[Крупин]

2) Временно затенить орбитальным зонтиком от Солнца (или ещё каким-то способом, скажем шариками плавающими выше облачного слоя в атмосфере с определёнными спектральными свойствами), так чтобы температура на поверхности упала до той степени, чтобы началась реакция связывания углекислого газа с породами коры с образованием карбонатов.
3) Подождать пока почти весь углекислый газ из атмосферы будет связан литосферой Венеры.

Так ведь для связывания углекислоты надо перемешивание венерианской коры, а значит развитую тектонику плит. Даже если она имеется ждать сотни миллионов лет. За это время Солнце станет Красным гигантом и Венеру проглотит.

[Kaiserfrogling]

) Временно затенить орбитальным зонтиком от Солнца (или ещё каким-то способом, скажем шариками плавающими выше облачного слоя в атмосфере с определёнными спектральными свойствами), так чтобы температура на поверхности упала до той степени, чтобы началась реакция связывания углекислого газа с породами коры с образованием карбонатов.

Простите, но не удержался...

Уникальный случай - облачным замкам найдено практическое применение!!

[AlexAV]

Так ведь для связывания углекислоты надо перемешивание венерианской коры, а значит развитую тектонику плит. Даже если она имеется ждать сотни миллионов лет. За это время Солнце станет Красным гигантом и Венеру проглотит.

Для связывания - никакого перемещения не нужно. Достаточно просто контакта углекислого газа с базальтом в присутствии жидкой воды. Базальт там и так есть. Будет идти выветривание базальтов на возвышенностьях и снос продуктов эрозии  в более низкие точки. Материала возвышенностей для этого дела скорее всего хватит. Тут плитная тектоника  абсолютно не нужна. Ну и при оптимальной температуре ~150-200 градусов эрозия силикатных пород горячим раствором углекислым газа идёт довольно быстро. 

Некоторые моменты связанные с тектоникой возникнут в связи с прямо противоположным вопросом - возвратом углекислого газа связанного в карбонаты в атмосферу. На земле эти карбонаты уходят в мантию в зонах субдукции и при этом углекислый газ в конце концов возвращается в атмосферу сделав такой цикл. На Венере с этим будет сложнее. Т.е. вообще не понятно как эти карбонатные отложения туда будут попадать. Можно предположить, что равновесная концентрация углекислого газа в атмосфере из-за отсутствия плитной тектоники на такой терраформированной Венере будет сильно ниже, чем на Земле. Правда в случае Венеры не уверен, что это плохо.

[Vavanzer]

Так вода на Венере попросту выкипит и никакого океана не будет. Парниковый эффект только усилится от водяных паров.

Вы считали? Я еще нет, только собирался ))) Есть шанс что лед из астероида охладит атмосферу. Надо считать.

Можно предположить, что равновесная концентрация углекислого газа в атмосфере из-за отсутствия плитной тектоники на такой терраформированной Венере будет сильно ниже, чем на Земле. Правда в случае Венеры не уверен, что это плохо.

  Когда поверхность начнет остывать (в тч за счет контакта с водой), будут образовываться плиты, разломы и привычный нам вулканизм.  Венера пройдет древние геологические этапы образования гор и формирования материков!

[AlexAV]

Есть шанс что лед из астероида охладит атмосферу

Этот лёд будет входить в атмосферу планеты со скоростью около 18 км/c. Он не то что что-то охладить не может, но ещё больше всё нагреет (временно).

Когда поверхность начнет остывать (в тч за счет контакта с водой), будут образовываться плиты, разломы и привычный нам вулканизм.

Есть такая точка зрения. Но мы о геологии Венеры знаем очень мало и точные причины отсутствия плитной тектоники там сейчас (да и вообще её современный тектонический режим и уж тем более он в геологическом прошлом) не вполне понятен. Причина может быть не в высокой температуре литосферы, а скажем в высокой вязкости астеносферы или просто меньшим геологическим потоком энергии и большей толщиной коры (всё же планета несколько меньше земли, геологическая активность там могла затухать попросту быстрее). В последних случаях охлаждение поверхности мало что поменяет в режиме тектоники.

[LonelyWanderer]

Таким образом если не перебрать со скоростью нужен слой алюминия покрывший бы Венеру толщиной около 305 м, слегка перебрать уже 331 м, а если не смущаться, то 636,05 м.

 Многовато ,с учетом плотности - как раз равносильно километровому слою воды по всей поверхности.  А это в 4 раза больше чем я считал океаны, где получился ледяной астероид в 500 км диаметром, который создал бы эти океаны.

 Кстать , если скинуть такой кусок льда, давление насколько то вырастет и возможно потянет температуру вверх.  И ту вопрос такой возникает - сколько водяного пара может содержаться в углекислой атмосфере?  И еще можно посчитать энергию столкновения, хватит ли ее на разогрев и испарение льда, или же лед отберет у атмосферы много энергии на таяние.

Водяного пара может содержаться сколько угодно, т.к. вода будет газом, атмосфера может и целиком состоять из воды. Температура такой атмосферы будет намного выше сегодняшней, Венера будет уже ощутимо светить красным светом и возможно даже появление озер из некоторых легкоплавких горных пород. Но и температура кипения воды возрастет при огромных давлениях до 300 с лишним градусов, поэтому наравне с тяжеленной  нептуно-подобной атмосферой будуттяжеленные облака, крайне слабо пропускающее тепловое излучение из под них. Поэтому просто доставка воды ничего не решает. Нужно охлаждать атмосферу, а потом уже что-то думать. Кстати шарики, взвешенные в воздухе и преграждающие солнечным лучам путь также будут ограничивать тепловое излучение, поэтому с помощью них вряд-ли добиться серьезного охлаждения. Космический щит в точке лагранжа с этой задаче бы справился, но технически он крайне трудно выполним из-за нестабильностей в этой точке и из-за больших приливных сил ввиду необходимых значительных размеров такого щита. А если этот щит не будет целостным объектом, а кучей мелких, то необходимо управление каждым объектом, а его крайние объекты будут лежать в стороне от центра точки лагранжа, т.е. нестабильность.

Можно космический щит предложить в виде небольших космических пленок (по несколько, например, десятков метров каждая) обращающихся на некоторой высоте по орбите, например на высотах в 2000-3000 км, и не пересекающихся друг с другом. По разным орбитам, начиная от экваториальной, заканчивая полярной. При этом образуя сплошную сферу. Естественно они будут частично перекрывать друг друга и частично находиться на ночной стороне и их КПД будет, возможно, всего несколько процентов, но зато технически это намного проще, т.к. не требует контроля, они будут на стабильных орбитах. Да и материалоемкость даже с учетом перекрытия друг друга будет не намного больше щита в точке лагранжа, т.к. в точке лагранжа требуется щит намного большего диаметра, чем диаметр Венеры. Правда у этого способа есть недостаток - не понятно как летать на Венеру из за сплошного космического мусора, да и пленки эти тоже будут возвращать тепловое излучение назад на Венеру.

[AlexAV]

Нужно охлаждать атмосферу, а потом уже что-то думать. Кстати шарики, взвешенные в воздухе и преграждающие солнечным лучам путь также будут ограничивать тепловое излучение

Зависит от спектральной прозрачности их материала. Можно подобрать материал отражающий видимый свет, но относительно прозрачный для ИК. В этом случае охлаждающий эффект от них может быть очень значительным.

[LV46]

Случайно наткнулся:

За время оставшегося полёта экипажем «Джемини-4» было выполнено одиннадцать различных экспериментов. Эксперимент D-8 заключался в измерении излучения в пространстве вокруг корабля с помощью пяти дозиметров. Особый интерес вызвало обнаружение Южно-Атлантической аномалии; уровни радиации над этим регионом были значительно выше, чем в других местах.

И вспомнилось вот это:
http://www.astronews.space/spacecrafts/172-novosti-nauki-vyyasnilos-pochemu-sputniki-teryayut-svyaz-s-gps-nad-ekvatorom-mezhdu-afrikoj-i-yuzhnoj-amerikoj

Это случайно никак не связано?
p.s. сорри за офтоп.

А теперь по теме: начали с тысяч тонн вольфрамовых труб, теперь всего лишь минимум 300 метров алюминия, прогресс, однако 

[crazy_terraformer]

Так ведь для связывания углекислоты надо перемешивание венерианской коры, а значит развитую тектонику плит. Даже если она имеется ждать сотни миллионов лет. За это время Солнце станет Красным гигантом и Венеру проглотит.

Для связывания - никакого перемещения не нужно. Достаточно просто контакта углекислого газа с базальтом в присутствии жидкой воды. Базальт там и так есть. Будет идти выветривание базальтов на возвышенностьях и снос продуктов эрозии  в более низкие точки. Материала возвышенностей для этого дела скорее всего хватит. Тут плитная тектоника  абсолютно не нужна. Ну и при оптимальной температуре ~150-200 градусов эрозия силикатных пород горячим раствором углекислым газа идёт довольно быстро. 

Довольно быстро - это сколько тысяч лет?

[VALStar]

Так вода на Венере попросту выкипит и никакого океана не будет. Парниковый эффект только усилится от водяных паров.

  Два фазовых перехода плавление - кипение какое количество энергии может отнять интересно?

[ВадимZero]

Нужно охлаждать атмосферу, а потом уже что-то думать.

Вот вода и охладит, за счет дождевых потоков. Сейчас до поверхности доходит только три процента излучения, мощные ливни с лихвой перекроют этот приток тепла.