Освоение Венеры

[shuricos]

Находим 100-километровый ледяной астероид,  где нибудь в поясе Койпера.  Он там летает вокруг Солнца со скоростью, скажем, всего  лишь 1 км\с.  Немного изменить эту скорость, всего на 1 км\с, и можно направить его хоть прямо в Солнце.  Или попасть в Венеру.  (Он уйдет по сильно вытянутой орбите с перигелием вблизи Солнца).

Пояс Койпер далеко. До него лететь только в одну сторону - несколько десятков лет.
А прежде, чем лететь с задачей уменьшения орбитальной скорости, надо полетать туда много раз (за один раз не получится - слишком большие расстояния, нужна большая характеристическая скорость), чтобы изучить эти тела на предмет пригодности. А то бабахнешь ледяной астероид, а он окажется только сверху ледяным, а внутри - силикаты сплошные.
А потом астероид оттуда будет "падать" тоже долго.

В Главном поясе астероидов примерно 200 тел размерами более 100 км.
Они относительно близко находятся - их проще изучать, проще найти подходящий.

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с, придётся потратить в 300 раз больше энергии, чем на изменение орбитальной скорости объекта из пояса Койпера на 1 км/с. Но и притяжение Солнца там в те же 300 раз меньше, поэтому толку от такого изменения скорости койперского астероида мало.

Солнечная освещённость на уровне Главного пояса в те же 300 раз выше. Т.е. аппараты, работающие здесь, могут обойтись солнечными панелями. А кроме того, можно использовать солнечный свет для изменения траектории астероида:
- робот берёт некоторое количество вещества астероида, помещает в запаянный с одного края цилиндр,
- на цилиндр фокусируем солнечный свет с нескольких тысяч кв.м. "зеркала" (радиус 25 метров даёт площадь зеркала в 2 тыс.кв.м.),
- 2 тыс.кв.м. зеркала дают примерно 303 кВт тепла,
- этого достаточно, чтобы каждую секунду нагревать 1 литр воды на 70 градусов или 0,15 литра воды на 460 градусов, т.е. если астероид имел температуру -190*С, то на выходе получится +270 градусов Цельсия, т.е. вполне приличный "паровоз".

Конечно, тяга такого "паровоза" получится очень небольшой, но зато непрерывной и продолжительной.
Лиха беда - начало. Ближе к Марсу усилится воздействие гравитации планеты - астероид начнёт притягивать ближе к Марсу, а значит - и к Венере. Правильный гравитационный манёвр у Марса, потом - у Земли (ради безопасности ближайшая точка траектории должна быть где-нибудь за орбитой Луны) и вот астероид на приличной скорости мчится к Венере, которая, в свою очередь, захватит астероид своим гравитационным полем и тянет к себе.

Уравнивать орбитальные скорости астероида и Венеры не обязательно - ему не нужно выходить на околовенерианскую орбиту, можно бабахнуть прямо по планете. Это позволяет сэкономить прилично ХС.

[Skipper_NORTON]

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с, придётся потратить в 300 раз больше энергии, чем на изменение орбитальной скорости объекта из пояса Койпера на 1 км/с. Но и притяжение Солнца там в те же 300 раз меньше, поэтому толку от такого изменения скорости койперского астероида мало.

Причет тут притяжение Солнца?  Я предлагаю сместить орбиту астероида, бабахнув около него 100-гигатонной в тротиловом эквиваленте, водородной бомбой.

[stuuvi]

Как раз если бы солнечные сутки были бы раза в 3 длиннее - было бы лучше (были бы полноценные зимние и летние сезоны как в умеренном поясе земли, что видимо лучше чем это непонятно что).

Не факт кстати, получается что солнечный свет не поступал бы в течении полугода по нашему времени. Тогда ещё более экзотичными получаются растения. 2 месяца пережить в мёрзлом грунте и сухом воздухе, без солнечного света всё же попроще кажется. Я об этом думал, когда писал, что слишком длинная зима выходит.

[AlexAV]

Не факт кстати, получается что солнечный свет не поступал бы в течении полугода по нашему времени.

Ну мне кажется всё подмосковье такими экзотическими растениями заселено. Это ведь обычная ситуация для умеренного пояса Земли (то что зимой у нас только холодно, а не темно, ситуацию ничуть не меняет, всё равно в зимний период растения активной жизнедеятельности не ведут).

[stuuvi]

Это ведь обычная ситуация для умеренного пояса Земли (то что зимой у нас только холодно, а не темно ситуацию ничуть не меняет, всё равно в зимний период растения активной жизнедеятельности не ведут).

Просто читал, что зимой у деревьев процессы роста полностью не прекращаются и корни их продолжают расти. Причём в этом помогает снежный покров, защищая землю от полного промерзания. Но возможно проблем больших и не будет. Солнечный свет видимо действительно ни при чём. Вопрос будет ли ночная половина покрыта снегом?

Дело в том, что в широколиственном лесу почва зимой не промерзает. Это объясняется наличием в ней большого количества перегноя и глубоким снежным покровом, создающими прекрасную теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь всю зиму остается около 0°С. В такой почве остается незамерзшая влага, доступная для растений.
Что же касается питательных веществ, столь же необходимых для роста, то подснежное развитие растений происходит за счет готовых, отложенных ранее запасов. Например, у медуницы и ветреницы эти запасы находятся в корневищах, у пролески и гусиного лука - в луковицах, у чистяка - в клубнях.

http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=25960

[AlexAV]

Вопрос будет ли ночная половина покрыта снегом?

Со снегом будут проблемы (ночь сухая)... Хотя на земле также существуют регионы, где количество зимних осадков мало (скажем приамурье или Якутия), тем не менее растения к этому там очевидно адаптировались (в том числе древесные, там леса).

[shuricos]

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с, придётся потратить в 300 раз больше энергии, чем на изменение орбитальной скорости объекта из пояса Койпера на 1 км/с. Но и притяжение Солнца там в те же 300 раз меньше, поэтому толку от такого изменения скорости койперского астероида мало.

Причет тут притяжение Солнца?  Я предлагаю сместить орбиту астероида, бабахнув около него 100-гигатонной в тротиловом эквиваленте, водородной бомбой.

Есть два способа.
1. Толкаем предмет прямо к Солнцу. Например, производим взрыв на теневой стороне тела, тело получает импульс в сторону Солнца и далее движется по направлению, данному импульсом.

Проблема в том, что импульс действует всегда в одном и том же направлении не относительно Солнца, а относительно всего пространства. Если Вы толкнули Землю в сторону Солнца, то она получит некоторую скорость в этом направлении, а через полгода (когда Земля окажется на другой стороне от Солнца) полученная Землёй скорость будет тянуть её не к Солнцу, а от него. Там будет более сложное сложение векторов (например, через 1/4  года вектор полученной скорости сложится с вектором орбитальной скорости), но суть примерно такая же.

2. Толкаем предмет против направления его движения по орбите. В результате орбитальная скорость тела снижается и, соответственно, уменьшается создаваемая этим вращением центробежная сила. При этом центростремительная сила (притяжение Солнца) сохраняется в том же размере. Если ранее центростремительная сила равнялась центробежной, поэтому тело сохраняло своё положение на орбите, то теперь, когда центростремительная сила возобладала, тело начнёт неуклонно приближаться к Солнцу.

Поэтому второй вариант предпочтителен.

[Skipper_NORTON]

Да, я второй вариант и имел в виду.

[Дрюша]

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с, придётся потратить в 300 раз больше энергии, чем на изменение орбитальной скорости объекта из пояса Койпера на 1 км/с.

Ага, ага, щаззз... На 1 км/с...

[Skipper_NORTON]

Ага, ага, щаззз... На 1 км/с...

Видимо, имелось в виду изменение скорости астероида Главного пояса  больше чем на 1 км/с.
 
По идее,  если найти 100-километровый ледяной астероид в поясе Койпера или Оорта,  на достаточно большом расстоянии от Солнца , скажем,  300 млрд км, то у него орбитальная скорость вокруг Солнца будет всего лишь  0,7  км\с!   
 
Если еще дальше, в 3 трлн км от Солнца (0,3 светового года, в том районе Солнце имеет видимую звездную величину всего лишь  -5m ) , то орбитальная скорость будет еще меньше - всего лишь  200 метров в секунду!  Ясно что водородной бомбой изменить скорость на такое ничтожное значение мы сможем,  и направить в любую точку внутри солнечной системы - тоже сможем.  Хоть прямо в Солнце,   если остановить объект по орбите,  изменив скорость с 200 метров в секунду  до нуля. 
 

Поэтому абсолютно верное следующее - чем с более далекими от Солнечной системы объектами мы работаем, тем с мЕньшими энергетическими затратами мы можем направить этот объект в любую точку солнечной системы, и столкнуть его например с Венерой ===  тем бОльшие массы мы можем направлять.  И   100-километровые ледяные астероиды в том числе, хотя масса у него  порядка  1 000 000 гигатонн.

[AlexAV]

Есть два способа.

Способов даже в задаче 2-х тел существует бесконечно много. Вот только далеко не все они одинаково эффективны в плане требуемого ХС.

Толкаем предмет прямо к Солнцу.

Так нельзя. В солнечной системе тела по прямой летать не могут. Если толкнуть к солнцу перпендикулярно орбитальной скорости, то тело полетит не к Солнцу, а наоборот перейдёт на орбиту с большей полуосью.

2. Толкаем предмет против направления его движения по орбите.

Это называется гомоновской траекторией. Действительно самый экономичный способ перевести тело с одной орбиты на другую в задаче 2-х тел.

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с

Не обойдётесь вы в главном поясе ХС в 1км/с чтобы добросить до Венеры, там нужно намного больше. Из пояса Койпера ХС достижения орбиты Венеры намного меньше, чем из главного пояса астероидов.

[shuricos]

Конечно, чтобы уменьшить орбитальную скорость астероида Главного пояса на 1 км/с, придётся потратить в 300 раз больше энергии, чем на изменение орбитальной скорости объекта из пояса Койпера на 1 км/с.

Ага, ага, щаззз... На 1 км/с...

Это условно, конечно,- Шкипер назвал такую величину, я не стал её менять, для наглядности.

А вообще, конечно, сместить напрямую целую 200-километровую глыбу - дело исключительно энергозатратное. Бессмысленно пытаться это делать напрямую, воздействуя на само это тело. Надо использовать другие, более мелкие тела.

Самый действенный способ - обеспечить лобовое столкновение первого (200-километрового) астероида с меньшим телом. При этом меньшее тело (назовём его - "второй астероид") не обязательно должно двигаться в лоб первому астероиду - достаточно того, что угловая скорость второго астероида будет меньше угловой скорости первого астероида.

А как могут два тела на одной орбите иметь разные угловые скорости? Никак! Просто второй астероид, имеющий меньшую скорость, в этот момент будет двигаться в сторону Солнца, а первый астероид его в этот момент догонит. Разница скоростей = скорость столкновения.

Хотя, конечно, столкновение "лоб в лоб" предпочтительно, т.к. скорость столкновения при этом максимальна. А скорость важнее массы, т.к. удвоение массы удваивает энергию, а удвоение скорости - учетверяет энергию. Если один астероид массой 1 млн.тонн и с орбитальной скоростью 20 км/с столкнётся с астероидом массой 100 тыс.тонн и скоростью 18 км/с, то энергия удара будет той же, как если бы тот же млн.-тонный астероид столкнулся лоб в лоб (взаимная скорость 40 км/с) с астероидом массой всего лишь 250 тонн.

Вопрос в том - как некое тело заставить лететь в противоположную сторону? У человечества нет таких энергоресурсов. Единственное решение - гравитационный манёвр. Для него можно использовать Марс или Юпитер. Например, небольшой астероид можно замедлить, он начнёт снижаться к Солнцу. Гравитационным манёвром у Марса, астероид будет выброшен обратно - к Юпитеру. Пройдя по вытянутой эллиптической орбите перед Юпитером, астероид начнёт притягиваться к Юпитеру, т.е. полетит против хода Юпитера и, соответственно, против хода всех планет.

[AlexAV]

Термодинамика связывания углекислого газа базальтом.

Зависимость температуры начала связывания от парциального давления углекислого газа:

[AlexAV]

И ёмкость (количество углекислого газа связываемого на единицу массы базальта):

[shuricos]

И ёмкость (количество углекислого газа связываемого на единицу массы базальта):

https://img-fotki.yandex.ru/get/4414/6098225.3/0_cdb79_ae551d0b_orig.png

Вот это "облом"!
Выходит, что для начала образования хотя бы кальцитов при температуре, имеющейся на поверхности Венеры, нужно давление в 2,5 раза выше, чем там сейчас есть (не 92, а 251 бар)!

[shuricos]

Не обойдётесь вы в главном поясе ХС в 1км/с чтобы добросить до Венеры, там нужно намного больше. Из пояса Койпера ХС достижения орбиты Венеры намного меньше, чем из главного пояса астероидов.

Это как так?
Это всё равно, что сказать, будто с орбиты Луны проще попасть на низкую околоземную орбиту, чем с геостационарной орбиты. Я не понимаю!

Мне представляется, что Вы делаете важную ошибку. Вы считаете характеристическую скорость для задачи перехода с дальней круговой гелоицентрической орбиты на круговую гелиоцентрическую орбиту Венеры за один оборот, да ещё и с изменением плоскости наклонения орбиты. Но так задача не ставится!
Во-первых, нам не нужно менять наклонение орбиты - можно и так попасть.
Во-вторых, нам не нужно выходить на круговую гелиоцентрическую орбиту - столкновение с Венерой можно устроить даже и для тела, движущегося по сильно вытянутой эллиптической орбите с перигелием не выше орбиты Венеры и апогелием где угодно.
В-третьих, нам не важно, сколько оборотов вокруг Солнца сделает тело до того, как придёт на уровень орбиты Венеры. У Вас из пояса Койпера потому якобы меньше требуется ХС, что там оборот вокруг Солнца длится сотни лет - потому за один такой оборот можно и до Венеры долететь.

[arduan]

Это бред, причём клинический.  Потере воды мешает не магнитное поле (оно вообще не для чего ненужно, его влияние на удержание атмосферы минимально), а холодная ловушка в стратосфере.

Хватит репродуцировать бредовые мифы.

Что интересно, товарищи которым об этом уже говорили и объясняли, продолжают говорить о необходимости магнитного поля. Какая то неспособность к восприятию информации дикая.

Уважаемые товарищи !  Раз вы такие умные,то у меня,теперь не будет ничего личного.Убедительно прошу , убедительно опровергнуть не мои теоретические построения и практические выводы,а все утверждения по этим ссылкам :

ТЕОРИЯ :

1)Венера - без магнитного поля, но обладающая мощной, почти земной гравитацией, хорошо держит атмосферу, но почти вся вода была разложена ионизирующим излучением и потеряна. Земля же практически не имеет в своей атмосфере легкого гелия, этот газ был открыт в спектре излучения Солнца.

Ссылка №1
2)Что заставляет планету терять атмосферу? - Судя по всему, опасная близость к звезде, а именно - ее интенсивное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Интересно, что незадолго до всплеска испарения атмосферы на звезде HD 189733A была зафиксирована мощнейшая вспышка.
Ссылка №2

3)Поэтому, вместо того, чтобы итти на излучение, эта энергия как бы заставляет два столкнувшихся атома отскочить друг от друга с сильно возросшей скоростью. Количество энергии, разрядившейся таким образом, т. е, когда какой-нибудь атом столкнётся с метастабильным атомом кислорода, можно вычислить. Оказывается, что если таким столкнувшимся атомом является атом гелия, то этой энергии будет достаточно для того, чтобы атом гелия отскочил со скоростью, превышающей 12 км/сек. Так как эта скорость несколько больше скорости убегания с Земли (11,3 км/сек), то атом гелия имеет возможность вылететь в пространство, что иначе было бы для него недостижимо. Атом водорода приобрёл бы в этом случае ещё большую скорость и мог бы также уйти во внешнее пространство. Более тяжёлые атомы, как, например, атомы кислорода и азота, хотя они и получают в результате столкновения то же самое количество энергии, всё же не приобретут достаточных скоростей, и при отскакивании их скорость не превзойдёт скорости убегания. Таким образом, потеря водорода и гелия из земной атмосферы оказывается возможной путем этого особенного процесса, обусловленного тем обстоятельством, что в атмосфере имеется свободный кислород.
Ссылка № 2-ф
4) Конвективное движение в расплавленной оболочке в купе с быстрым вращением нашей планеты (динамо-эффект) и создают мощное магнитное поле, защищающее нашу планету от солнечной радиации и препятствующее потере атмосферой Земли ионов водорода и кислорода.
Ссылка №3

ПРАКТИКА :
5)Отсутствие внутреннего магнитного поля на Венере означает, что солнечный ветер непосредственно взаимодействует с верхними слоями атмосферы, что приводит к различным распределениям энергии и плотности электронов, ионов и нейтральных атомов. (Рис. 4) Venus Express проводил измерения во время солнечного минимума, тем самым дополняя плазменные исследования Pioneer Venus, которые были получены при солнечном максимуме. Фотоэлектроны с типичной энергией 22-28 эВ измерялись в точке, когда спутник "падал" в ионосферу, проходя перицентр на высоте 250-350 км. Ниже этого высотного уровня распределение электронной плотности получено с помощью радиозатенений, показывая стабильную нижнюю часть ионосферы на 120 км. Пик электронной плотности составляет 4х105 см-3 на высоте 140 км, большая динамика наблюдается в верхней ионосфере.

    Синхронные измерения вертикальных профилей водорода в верхних слоях атмосферы охарактеризовали процессы, которые несут ответственность за истощение запасов воды на Венере. Ранние измерения установили, что соотношение D/H (дейтерий/водород) в верхних слоях атмосферы Венеры - в 150 раз выше земного значения в нижних слоях атмосферы, что соответствует долгосрочной потере большого количества водорода Венерой, предположительно из воды, по сравнению с Землей. Более высокое значение соотношения D/H в настоящее время найдено выше облаков с помощью приборов SPICAV/SOIR, которые также обнаружили сильную изменчивость содержания H2O и HDO. Это неожиданное поведение объясняется сочетанием фракций при конденсации ледяных частиц и атмосферного переноса.
    ASPERA-4 впервые установил состав "убегающих" с планеты ионов, было обнаружено, что после ионов H+, основными "убегающими" ионами являются ионы О+. Это отличается от Марса, где улетучивающаяся плазма состоит из примерно равного количества О+, О2+ и СО2+, такой результат на Венере обусловлен большей гравитацией, которая, как правило, сохраняет тяжелые компоненты, такие, как СО2+. Также были зарегистрированы большие потоки "убегающего" He+. Ионы кислорода и водорода формируются за счет диссоциации (распад молекул) составляющих нейтральной атмосферы, в том числе и воды, под действием ультрафиолетовой солнечной радиации. Затем ионы вырываются за пределы Венеры в направлении из Солнечной системы (Рис. 4). На Венере этот процесс происходит более быстрыми темпами, чем на Земле, не только потому, что Венера ближе к Солнцу, но также и потому, что у нее нет магнитного поля, которое защищает Землю от потоков быстрых заряженных частиц
Ссылка №4


Прошу ответов,ваша очередь теоретизировать.Докажите свою ,неклиническую способность к восприятию.

[AlexAV]

убедительно опровергнуть не мои теоретические построения и практические выводы,а все утверждения по этим ссылкам :

А большинство из них не надо опровергать, поскольку они к вопросу никакого отношения не имеют. Приведите ссылку на модель которая бы давала значительные потери водорода Венерой за счёт солнечного ветра (настолько значительные, что могут унести воду в объёме целого океана). Вообще-то во всех моделях где рассчитывается, как Венера могла потерять такой объём водорода в космос, как правило привлекают SHE-модель или другие гидродинамические модели потерь (это вообще единственный механизм который может унести по настоящему большой объём газа из атмосферы). Солнечный ветер (при той интенсивности которая имеет место у солнца, вспыхивающие красные карлики - вопрос отдельный, впрочем там никакое магнитное поле уже не спасёт) - вообще чего-то сдуть в значимых объёмах не может.

ASPERA-4 впервые установил состав "убегающих" с планеты ионов, было обнаружено, что после ионов H+, основными "убегающими" ионами являются ионы О+. Это отличается от Марса, где улетучивающаяся плазма состоит из примерно равного количества О+, О2+ и СО2+

А вот это зря вы привели. Там потери водорода были измерены количественно и они получились просто смешными.  Отсюда:

We report the first direct measurements of the Venusian atmospheric erosion
rate due to the interaction with the solar wind. The erosion through the ion escape is
determined during the period of the minimum solar activity from 24 May 2006 to
12 December 2007. The ion fluxes are measured in the energy range 10 eV to 25 keV by
an ion mass spectrometer on board the Venus Express spacecraft and sampled statistically
dense in the volume in the Venusian wake. The rates are Q(H+) = 7.1 · 10²⁴ s−1,
Q(He+) = 7.9 · 10²² s−1, and Q(O+) = 2.7 · 10²⁴ s−1. The reported escape rates measured
for the solar minimum are close to the rates estimated for the solar maximum from the
Pioneer Venus Orbiter observations. We may thus propose that the atmospheric loss due to
solar wind interaction depends weakly on the solar conditions. The paper also presents
in detail how the global escape rates are deduced from the in situ measurements.

Это эквивалентно около 100 граммам воды в секунду. Такими темпами океан можно терять очень долго.

[arduan]

Там потери водорода были измерены количественно и они получились просто смешными.

И вам это уже элементарно объяснялось  тем ,что сегодня это не вчера.
Почему сегодняшние потери водорода при  нынешней "куцей" и смехотворной  водной атмосфере Венеры вы берете за эталон,для периода,скажем в 2 миллиарда лет тому назад??

или другие гидродинамические модели потерь

не так.Читайте по моим ссылкам

существует один процесс, путём которого всё-таки может происходить исчезновение гелия. Хорошо известно, что ночное небо слабо светится. Кроме света от звёзд, имеется слабое свечение верхних слоев атмосферы; яркость этого свечения изменяется, повидимому, в связи с циклами солнечных пятен, увеличиваясь во время их максимума. Лорд Рэли назвал это свечение «неполярным сиянием». 

[AlexAV]

не так.Читайте по моим ссылкам

Так. Вы кстати вообще не дали ни одной ссылки на исследование этого вопроса.

И вам это уже элементарно объяснялось  тем ,что сегодня это не вчера.
Почему сегодняшние потери водорода при  нынешней "куцей" и смехотворной  водной атмосфере Венеры вы берете за эталон,для периода,скажем в 2 миллиарда лет тому назад??

Выше холодной ловушки - это не имеет никакого значения. Впрочем можете посмотреть на темпы потери гелия, которые для Венеры составляют только 0,5 г/с, а для Земли 50 г/с (скорость его генерации очевидно величины одного порядка для обоих планет). Объяснение здесь элементарное. Для потери лёгких газов куда более критична температура экзобазы, чем солнечный ветер. А у Венеры экзобаза очень холодная (около 400К), когда как у земли чрезвычайно горячая (более 1000К).