Освоение Венеры

[arduan]

Еще практика :

Дополнительное ускорение этим частицам дает солнечный ветер. Интересно, что в декабре 2006 г., когда на Солнце разыгралась нешуточная буря, число частиц, покидающих Марс, возросло десятикратно.

На Земле ситуация несколько иная: солнечный ветер не взаимодействует с нашей атмосферой непосредственно, поскольку его поток отклоняется магнитным полем планеты. Недра Марса и Венеры неспособны произвести достаточно мощную магнитосферу, и атмосферы их остаются беззащитны под ударами Солнца.

http://www.popmech.ru/science/7497-khudeyushchie-planety-neozhidannoe-skhodstvo/#full

[arduan]

где вводится диффузионно-лимитированная потеря водорода: http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0469%281973%29030%3C1481%3ATEOLGF%3E2.0.CO%3B2

Влияние наличия или неналичия магнитного поля планеты на этот процесс,в этой работе не рассматривается.

Для свободного водорода естественно холодная ловушка барьером являться не может, он не замерзает. 

И что дальше?? Что и требовалось доказать ??

[AlexAV]

итировать (выделенное)
На Земле ситуация несколько иная: солнечный ветер не взаимодействует с нашей атмосферой непосредственно, поскольку его поток отклоняется магнитным полем планеты. Недра Марса и Венеры неспособны произвести достаточно мощную магнитосферу, и атмосферы их остаются беззащитны под ударами Солнца.

http://www.popmech.ru/science/7497-khudeyushchie-planety-neozhidannoe-skhodstvo/#full

Опять вы дали ссылку непонятно на что, где товарищи журналамеры просто всё переврали. Венера-Экспресс как раз показала ничтожно малые потери атмосферных газов при взаимодействие с солнечным ветром (ссылку на я давал выше).

Вообще любой вопрос лучше изучать по нормальным работам в реферируемых изданиях. 

[AlexAV]

Влияние наличия или неналичия магнитного поля планеты на этот процесс,в этой работе не рассматривается.

Потому что это совершенно неважно. Поток лимитируется в области холодной ловушки и далее ни скорость ни механизм потерь (если они достаточно велики) в верхней атмосфере роли уже не играет.

И что дальше?? Что и требовалось доказать ??

При очень высокой концентрации водорода в термосфере (особенно при более высоком уровне УФ, что было характерно для раннего солнца) возникают условия для развития потерь по SHE-механизму (SHE - это гидрадинамический тепловой механизм, и магнитное поле для него не имеет значения).

Нетермальные механизмы - малоэффективны. Вот собственно что о них говорится (работа более посвящена потерям водорода на ранней Земле, но Венера тоже упоминается) (http://www.sciencemag.org.sci-hub.org/content/308/5724/1014):

For an H2O-rich early
venusian atmosphere, the maximum limit of
the nonthermal hydrogen escape rate (caused
by the saturation of ionization of hydrogen
atoms, which occurs when the homopause
hydrogen mixing ratio reaches 2
10^–3) is
10¹⁰ cm^-2 s^-1 (17). The maximum nonthermal
escape rate on early Earth should be
similar to that on Venus (18). Given the low
Jeans and nonthermal escape rates, the total
hydrogen escape rate would not have been in
balance with the volcanic H₂ outgassing rate
on early Earth (10) at the previously suggested
hydrogen mixing ratio of 10^-3. Instead,
hydrogen would have been one of the major
constituents in the ancient atmosphere.

С такой скоростью вы океан будите терять очень долго. Причём обратите внимание - говорится, что нетепловые потери на ранней Земле и Венере имели один и тот же порядок. О волшебных свойствах магнитного поля похоже знаете только вы.

P.S. В приведённой статье вполне неплохо разъяснены современные представления о механизме потерь водорода из ранних атмосфер планет. Естественно ни солнечный ветер, ни магнитное поле здесь совершенно не причём.

[shuricos]

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)!

Если посмотреть на верхний график, то оттуда начало образования карбонатов для базальтов разного состава при давление 90 атм находится в интервале 350-430 градусов. Так что охлаждать конечно надо, но на удивление не очень сильно.

Больше похоже на 280...340, чем на 350...430.
Впрочем, на вершинах гор Максвелла уже сейчас есть необходимые условия. Воды только не хватает. И появиться там воде непросто (48 бар и 385оС - это уже перегретый пар).

[AlexAV]

Больше похоже на 270...320, чем на 350...430:

Десятичный логарифм от 90 бар равен 1,95, а не 0,5. Вы не там вертикальную линию провели.

[arduan]

Венера-Экспресс как раз показала ничтожно малые потери атмосферных газов при взаимодействие с солнечным ветром (ссылку на я давал выше).

Повторно.По именно водороду ,по именно всей атмосферы.Это только сейчас ,из-за низкой концентрации паров воды.

При очень высокой концентрации водорода в термосфере (особенно при более высоком уровне УФ, что было характерно для раннего солнца) возникают условия для развития потерь по SHE-механизму (SHE - это гидрадинамический тепловой механизм, и магнитное поле для него не имеет значения).

Нетермальные механизмы - малоэффективны.

А откуда они взялись эти высокие концентрации водорода?? УФ --излучение да,но большую роль и энергию дают именно частицы,а не электромагнитное излучение!
 Солнечные космические лучи состоят в основном из высокоэнергетических протонов, образующихся при вспышках на Солнце. В результате отклонения частиц магнитным полем Земли интенсивность космических лучей минимальна на экваторе и максимальна на геомагнитных полюсах. При столкновении высокоэнергетической первичной заряженной частицы с атомами атмосферных газов происходит расщепление ядер мишени и самой первичной частицы, в результате которого вылетают вторичные протоны, нейтроны, заряженные и нейтральные тг- и х-мезоны, гипероны. Эти высокоэнергетические частицы, распадаясь после ряда преобразований, производят новые расщепления ядер, при которых испускаются вторичные протоны и нейтроны.
Таким образом, одна быстрая частица, пришедшая в атмосферу из космоса, дает начало целой гамме вторичных частиц — протонов, нейтронов, мезонов, электронов, позитронов и, наконец, фотонов. Такие ливни частиц образуются в атмосфере повсеместно. Иногда они бывают очень больших размеров и захватывают огромные плош,ади земной поверхности. Образующиеся в ливнях позитроны и электроны поглощаются в очень тонком слое земной коры. Они и образуют мягкую компоненту космического излучения. Нейтроны и мезоны составляют жесткую компоненту этого излучения они могут полностью поглотиться только большим слоем земной коры и поэтому проникаю далеко вглубь ее.

Далее см  http://www.dailytechinfo.org/space/6364-kosmicheskiy-apparat-maven-vyyasnil-odnu-iz-prichin-ischeznoveniya-vody-i-atmosfery-marsa.html
я веду речь о расщеплении молекул паров воды ,этими самыми солнечными протонами ,на водород и кислород.Водород не удерживается вашей холодной ловушкой,вы же сами признаете.Причем здесь тепловой расширение??

[AlexAV]

я веду речь о расщеплении молекул паров воды ,этими самыми солнечными протонами ,на водород и кислород.Водород не удерживается вашей холодной ловушкой,вы же сами признаете.Причем здесь тепловой расширение??

До уровня тропопаузы могут долетать только частицы с энергией >100 МэВ (остальное неизбежно поглощается в верхней атмосфере). Поток таких частиц даже во время вспышек ничтожно мал.

http://www.astronet.ru/db/msg/1188671

Макс. поток протонов с E_K > 10⁸ эВ от наиболее мощного СПС 23 февраля 1956 г. составил 5 10³ см^-2с^-1, а для протонов с E_K > 3 10⁷ эВ - ок. 6,2 10³ см^-2с^-1.

И сколько вы будете таким потоком что-то там диссоциировать? Даже при предельной эффективности радиолиза которую удаётся получит в эксперименте (100эВ/молекулу) у вас этот поток в 5000 частиц даст порядка 5*10⁹ актов химической реакции на см²/c. Или 1,5 пикограмм/см²с. В общем в таком темпе вам очень долго придётся ждать заметного эффекта.

И обратите внимание, что это при сверхмощной вспышке. Нормальный поток намного порядков ниже.

Космические лучи на химию нижней атмосферы (включая тропопаузу) практически не влияют. А уж потеря воды из-за них - уж точно клинический бред.

[ВадимZero]

. Правда в случае с Венерой в этом случае становится вопрос, а куда делось такое количество кислорода. Поэтому более предпочтительным кажется потеря через образование свободного молекулярного водорода при взаимодействие воды с какими-то компонентами ранней коры (скорее всего железом).

А почему на Земле окисление железа шло за счет биогенного кислорода, а не за счет взаимодействия с водой. И шло геологически долгое время.

[AlexAV]

А почему на Земле окисление железа шло за счет биогенного кислорода, а не за счет взаимодействия с водой. И шло геологически долгое время.

У железа много степеней окисления. Быстрая первичная потеря скорее всего могла быть обусловлена взаимодействием с металлическим железом первичной коры (металлическое железо очень распространённый минерал в метиоритном веществе, в первичной коре оно тоже должно было бы быть, утонуло скорее всего оно не мгновенно). Т.е. по реакции:

Fe + 2H2O =  Fe(OH)2 + H2

Эта реакция идёт относительно быстро (по крайней мере по геологическим меркам). Аналогичный процесс должен был идти и на земле, просто на Венере вода закончилась раньше железа, а на Земле наоборот.

А вот то, что связано с блокированием накопления кислорода в большей степени обусловлено окислением двухвалентного железа в трёхвалентное. Прежде всего в форме растворённых в океанах солей железа (II) (оно легко вступает в реакцию с кислородом воздуха), FeO аллюминосиликатов (скажем базальтов) достаточно инертен и начинает реагировать с кислородом воздуха лишь при их водной эрозии (по сути лишь после того как переходит в растворимую форму).

[AlexAV]

я веду речь о расщеплении молекул паров воды ,этими самыми солнечными протонами ,на водород и кислород.

Опять же радиолиз и фотолиз воды практически блокируются при наличие свободного кислорода.

Т.е. процесс радиолиза идёт по следующему механизму:

H2O = H2O⁺ + e (взаимодействие с быстрой частицей)
H2O⁺ + e = OH + H (диссоциативная рекомбинация)

При фотолизе

H2O = H + OH (при поглощение кванта в соответствующем континууме)

Далее:

H2O + H = H2 + OH
2OH + M = H2O2 + M
H2O2 + OH = H2O + HO2
HO2 + OH = H2O + O2

В присутствие свободного кислорода появляется два конкурирующих канала связывания радикала H (с очень большими константами скоростей), которые практически блокируют процесс:

H + O2 = HO + O
H + O2 + M = HO2 + M

А это делает процесс фотолиза или радиолиза в атмосфере содержащей заметное количество кислорода практически невозможным. 

[arduan]

Макс. поток протонов с EK > 108 эВ от наиболее мощного СПС 23 февраля 1956 г. составил 5 103 см-2с-1, а для протонов с EK > 3 107 эВ - ок. 6,2 103 см-2с-1.

До уровня тропопаузы могут долетать только частицы с энергией >100 МэВ (остальное неизбежно поглощается в верхней атмосфере). Поток таких частиц даже во время вспышек ничтожно мал.

Мал, из-за действия магнитного поля.

[AlexAV]

Мал, из-за действия магнитного поля.

Это в межпланетном пространстве, т.е. вне магнитосферы земли.

Вот график из Мирошниченко Л.И. Солнце и космические лучи.



Вне вспышки вообще с энергией более 100МэВ несколько сотен частиц на см2 в секунду. По энергии это ничтожный поток.

[arduan]

Вот график из Мирошниченко Л.И. Солнце и космические лучи.

Но это все — так называемое первичное космическое из­лучение, оно способно проникать в атмосферу до высоты около 20 км над уровнем моря. А дальше в игру вступает вторичное космическое излучение, рожденное приходящими из космоса частицами в результате взаимодействия с молекулами атмосфе­ры. И именно здесь начинается самое интересное. На высоте 20 км происходят сложные ядерные реакции, вслед­ствие которых рождаются почти все известные науке элементар­ные частицы, как раз и составляющие вторичное космическое излучение. Однако далеко не весь поток образовавшихся лучей достигает земной поверхности из-за поглощения атмосферой и малого времени жизни некоторых частиц. В частности, мы мо­жем регистрировать кванты определенных энергий, электроны и позитроны, а также два вида особых элементарных частиц — мюонов. Конечно, Земли достигают и другие частицы, однако их количество очень мало — основу вторичного космического из­лучения составляют именно мюоны и электромагнитные волны определенного спектра. Нетрудно догадаться, что интенсивность первичного кос­мического излучения должна быть выше интенсивности вто­ричного излучения. Так и есть — на высотах в 50-60 и более километров над Землей космическое излучение в 100 раз интен­сивнее, чем на самой поверхности. При этом полярные области планеты подвергаются воздействию лучей в 1,5 раза больше, чем экваториальные. Все дело в том, что магнитное поле Земли «загоняет» лучи Солнца и других галактик к полярным областям околоземного космического пространства, откуда они и «обстре­ливают» поверхность нашей планеты. Так что земная атмосфера и магнитосфера составляют надежный щит, предохраняющий нас и все живое от смертельных доз излучения. Необходимо сказать о том, что открытие в 1912 году австрий­ским ученым Виктором Гессом вторичного космического из­лучения стало основой, на которой в 20-30-х годах прошлого века была построена современная физика элементарных частиц.
Ссылка на источник: http://zablugdeniyam-net.ru/kosmos/kosmicheskoe-izluchenie-registriruetsya-tolko-v-kosmose/.


Вот это-то вторичное излучение и расщепляет молекулы воды в тропопаузе.

[AlexAV]

Вот это-то вторичное излучение и расщепляет молекулы воды в тропопаузе.

Закон сохранения энергии у нас уже отменили? Для радиолиза требуется энергия, а суммарная энергия частиц каскада заведомо меньше, чем энергия исходной частицы (она уходит на расщепления ядер, торможение в среде, бесполезные нейтрино  и т.д.). Способность к радиолизу частиц каскада будет заведомо ещё ниже, чем у  исходных. А там и так энергия потока ничтожная. Ни к каким заметным потерям воды это не может привести в принципе. Просто по энергетическим соображениям. А уж если в атмосфере есть свободный кислород, то совсем.

[shuricos]

Что тут по осям отложено?

[AlexAV]

Мне представляется, что Вы делаете важную ошибку.

Нет. Вообще ХС выхода на переходную орбиту довольно легко вычисляется. Собственно довольно просто получить следующую формулу:


Здесь V₀ = 35.02 км/с - орбитальная скорость Венеры, a = 0.732 - большая полуось Венеры. Для того чтобы пересечь орбиту Венеры стартуя с круговой орбиты радиуса 2,8 а.е (орбита Цереры). требуется ХС равная 6,4 км/с. Если построить график ХС от радиуса внешней орбиты, то получится что-то такое.



Максимум находится в области между 3 а.е. и 6 а.е. Вообще из пояса астероидов попасть к Венере пожалуй сложнее, чем практически из любой другой точки солнечной системы.

[shuricos]

Да, но компенсирует ли меньшая характеристическая скорость тех негативных особенностей, которые связаны с объектами пояса Койпера?
Оттуда ледяной глыбе лететь и лететь!
А нам сначала туда надо суметь добраться.
Солнечной энергии там недостаточно, придётся тащить более тяжёлый, чем фотопанели, ритэг или целый реактор. Об использовании энергии Солнца для воздействия на траекторию астероида не приходится и мечтать. Об организации соударения двух тел - тоже.

И самое важное - там меньше возможностей для гравитационного манёвра. Я об этом всё время напоминаю, но меня будто бы не воспринимают.
Значительную часть ХС для попадания на орбиту Венеры астероид может (и должен) получить не за счёт нашего прямого воздействия на него, а за счёт попадания под нужное нам действие гравитации Марса, например. Для перехода на орбиту Марса астероиду нужна значительно меньшая ХС, чем для полёта к Венере (если я не ошибся, подставляя данные в Вашу формулу, то с орбиты 3 а.е. до орбиты Марса ХС получается примерно 3 км/с). Но и эту ХС не обязательно сообщать астероиду нам самим - с какого-то момента (думаю, примерно с уровня 2 а.е. примерно) Марс начнёт сам притягивать ледяную глыбу к себе. А для перевода с 3 а.е. на 2 а.е. достаточно ХС=менее 2 км/с.

Кстати, интересно, что с уровня 3,2 а.е. (как раз в той зоне, где предположительно должны находиться водяные астероиды) проще воспользоваться гравитационным влиянием Юпитера, совершить гравитационный манёвр возле него и получить за счёт этого манёвра необходимую ХС.

[ВадимZero]

Оттуда ледяной глыбе лететь и лететь!

Так пускай летит и летит. Создать гидросферу на Венере это в любом случае десятки тысяч лет.

придётся тащить более тяжёлый, чем фотопанели, ритэг или целый реактор.

Не факт что более тяжелый.

И самое важное - там меньше возможностей для гравитационного манёвра.

Примерно одинаковые, в одном случае Марс, в другом случае Нептун.

[shuricos]

в одном случае Марс, в другом случае Нептун

Это правда. ХС для перехода с уровня 45 а.е. до Нептуна - менее 0,5 км/с, а с уровня 40 а.е. до Нептуна - 0,35 км/с.

Нептун - большая планета, возле неё можно попробовать достичь такой ХС, которая пустит астероид не по гомоновской, а по более энергозатратной, но и более быстрой траектории.

Осталось придумать - как телу массой 40 гигатонн сообщить такую ХС.
Для этого потребуется примерно 2,5*10^18 Дж кинетической энергии. Это примерно в 10 раз больше, чем энергия, выделившаяся при взрыве 50 Мтонной Царь-бомбы.
Но если там взорвать бомбу, то ещё вопрос - какая часть этой энергии перейдёт в кинетическую энергию, а какая будет потеряна в виде тепла.