Терраформирование Нептуна

[Klapaucius]

Прежде чем курочить сам Нептун, разве не интересно рассмотреть вопрос об освоении Тритона?

В третий раз говорю: вопрос не ставится о том, что терраформировать раньше - Венеру, Марс, астероиды, спутники Юпитера или Нептун. Подразумевается, что всё уже освоено и "руки дошли" до Нептуна.
Кто знает, через сколько десятков тысяч лет это может произойти? Не важно.

То есть вариант, что терраформировать ничего не надо, а надо просто заселять - игнорируется? То есть, именно "Нептун для людей любой ценой"? Вы с автором темы - страшные, ужасные люди.

[LonelyWanderer]

Ну если бы в атмосфере Нептуна прямо сейчас плавали дирижабли-города, я бы не хотел там жить. От одной мысли о том, что под тобой бездонная горячая пропасть (то есть ад, как его по другому не называй), и что будет с тобой в слувае аварии, можно поседеть. Не, я лучше тут на велосипеде покатаюсь. Или на продутом Нептуне - на лодке. Чем на этих дирижаблях.

[shuricos]

Klapaucius, есть, что предложить? Предлагайте - обсудим. Пока обсуждать нечего - Вы походя бросили многозначительную фразу и уютненько пристроились в уголочке наблюдать. А давайте-ка сами раскройте тему: как Вы себе видите постчеловека, приспособленного для жизни на Нептуне "как есть"? Где он там будет обитать, чем питаться, где черпать энергию?

LonelyWonderer, это вопрос привычки. Люди живут вблизи вулканов, зная, что он может в любой момент извергнуться. Даже вблизи Йеллоустоунской кальдерры живут, не тужат.
Летающая искусственная поверхность Нептуна вовсе не будет такой уж опасной, она будет состоять из большого числа ячеек так, что в случае опасности люди смогут переместиться с одной ячейки на другие.

Отдельный вопрос - формирование кислородной атмосферы.
Кислород можно получить из воды. Азот - из аммиака.
Но очевидно, что свободная кислородно-азотная атмосфера невозможна при наличии водорода.  Придётся весь водород загнать в баллоны

[shuricos]

По поводу формирования атмосферы, я себе это представляю примерно так:
1. Берём водяной пар или кристаллы льда из облаков, находящихся "на глубине" 50...100 бар (тут температура около 0*С).
2. Разлагаем воду на кислород и водород (да, это энергозатратно).
3. Водород помещаем в баллоны, удерживающие искусственную поверхность (или обитаемые базы) "наплаву".
4. Берём аммиак из облаков "на глубине" 3...10 бар (как раз примерно на уровне нахождения искусственной поверхности).
5. Сжигаем аммиак в кислороде, получаем азот, воду и теплоту.
6. Полученную воду снова пускаем в оборот (см.п.2).

[shuricos]

И ещё мысль: водород сложно хранить - он легко проникает через стенки и образует с кислородом неустойчивый и опасный гремучий газ. Ещё он делает стенки баллонов хрупкими.
Поэтому лучше баллоны, поддерживающие "летающую поверхность", наполнять не чистым водородом, а метаном (СН4). Он тоже горюч, но менее агрессивен, чем водород.

Метан есть в атмосфере Нептуна, этим метаном можно будет наполнить баллоны первых аэростатов.
Но метан можно и нужно получать из водорода, содержащегося в атмосфере Нептуна - всё равно ведь этот водород надо утилизировать перед тем, как начать создание кислородно-азотной атмосферы.

Метан образуется из углекислого газа СО2 и водорода Н.
При реакции образуется метан и вода.
Воду пьём - метан закачиваем в баллоны.

Остаётся вопрос - где взять нужное количество СО2?
Кислород, как я сказал, можно получать из воды электролизом. Высвободившийся при этом водород будет затем преобразовываться частично в метан, а частично обратно в воду.
Углерод есть на Нептуне, но он там находится на огромной глубине под колоссальным давлением - там, где метан распадается под действием температуры на С и Н. При этом водород поднимается вверх, в верхние слои атмосферы, а углерод формирует кристаллы, опускающиеся к ядру планеты. Достать углерод оттуда исключительно сложно.
Может быть, выгоднее будет доставлять углерод (или СО2) с других небесных тел?

[shuricos]

Кислород, как я сказал, можно получать из воды электролизом.

Кстати, а почему бы для этого не использовать радиолиз воды?

Поместив в воду (имеющуюся на Нептуне) источник альфа-излучения (придётся доставить), мы из 8Н₂О получим 8Н₂ и 4О₂.

Сжигаем 4 части углерода в кислороде (4О₂, полученных радиолизом) с образованием теплоты и углекислого газа 4СО₂.

Метаногенезом 8Н₂, полученные радиолизом нептунианской воды, 8Н₂, взятые из атмосферы Нептуна, и 4СО₂ (полученные описанным выше сжиганием углерода в кислороде) преобразуются в метан (4СН₄) и воду (8Н₂О).

Метан закачиваем в баллоны, воду снова пускаем на радиолиз.

В итоге из 8 частей нептунианского Н₂ и 4 частей привозного (?) углерода получаем 4 части метана и тепло.

[shuricos]

Как видно из предыдущего сообщения, в результате образуется только метан для баллонов.
Теперь попробуем разобраться с дыханием.

Берём 6Н₂О, радиолизом разлагаем на 6Н₂ и 3О₂.
Берём 4NH₃ (есть на Нептуне) + 3О₂ (см.строчку выше), получаем 2N₂ + 6H₂O.
Воду возвращаем на радиолиз, азот – в обитаемую зону для дыхания, а 6Н₂ – в описанный в предыдущем посте процесс метаногенеза.

В метаногенезе участвовали 8 частей Н₂ из нептунианской атмосферы. Если 6 частей Н₂ будут поступать из процесса горения аммиака, то в итоге баланс получается такой:
- в процесс поступает 2 части Н₂, 4 части NH₃, и 4 части С,
- в результате получается 2N₂ для дыхания и 4СH₄ для баллонов.
Как мы видим, кислороду для дыхания снова неоткуда взяться.

Остаётся только одно: взять ещё 2 части воды Н₂О, разложить её радиолизом на 2Н₂ + О₂.
Водород уйдёт на процесс метаногенеза (см.выше - там как раз нужно 2Н₂), а кислород - на дыхание.
Т.е. атмосфера будет состоять из одной части О₂ и двух частей N₂. Вполне нормально!

Т.е. на весь процесс расходуются 2 части воды, 4 части аммиака, 4 части углерода,
а получаются одна часть кислорода, 2 части азота и 4 части метана.
Т.е. задача сводится к тому, чтобы в атмосферу Нептуна доставить углерод либо из глубин самого Нептуна, либо с других небесных тел.

Однако выясняется неприятнейшая деталь: водород из атмосферы Нептуна при этом не расходуется совсем.
Придётся углерод привозить в бОльших количествах, чтобы связывать водород в процессе метаногенеза. В конце концов, метана-то нам нужно много!
Либо же, придётся, как и предлагал топикстартер, "сдуть" водородную атмосферу Нептуна.

[shuricos]

Однако выясняется неприятнейшая деталь: водород из атмосферы Нептуна при этом не расходуется совсем. Придётся углерод привозить в бОльших количествах, чтобы связывать водород в процессе метаногенеза. В конце концов, метана-то нам нужно много!Либо же, придётся, как и предлагал топикстартер, "сдуть" водородную атмосферу Нептуна.

При образовании метана получается расход одной молекулы углерода на 4 молекулы водорода.
Молярная масса углерода - 12.
Молярная масса водорода - 1.
В молекуле метана один атом углерода и 4 атома водорода, значит, что для того, чтобы связать тонну водорода в метан, потребуется 3 тонны углерода.
Если учесть, что масса водорода в атмосфере Нептуна примерно равна массе Земли, то получается, что масса углерода, который нужно доставить на Нептун, должна равняться трём массам Земли. Это запредельно сложно!

Но и "сдувание" водородной атмосферы ничего не даст. Это сизифов труд: метан на глубине 7000 км разлагается на углерод и водород. Углерод падает на ядро, водород поднимается к поверхности. Т.е. атмосфера постоянно будет пополняться водородом, образуя гремучий газ, водород снова придётся преобразовывать в метан, расходуя на это углерод, который надо поднять из недр Нептуна.

[Klapaucius]

Klapaucius, есть, что предложить? Предлагайте - обсудим. Пока обсуждать нечего - Вы походя бросили многозначительную фразу и уютненько пристроились в уголочке наблюдать. А давайте-ка сами раскройте тему: как Вы себе видите постчеловека, приспособленного для жизни на Нептуне "как есть"? Где он там будет обитать, чем питаться, где черпать энергию?

Конечно есть что предложить. Банально Ихтиандр, океаны земные (есть же у нас дельфины и киты). Только чтобы без воды не загнулся (опционально). Мозг на основе человеческого (почти всегда легче тырить у природы или у других людей идеи, хотя колесо вроде сами изобрели). Ну а потом водоросли всякие, животная пища в экосфере океана Энцелада, хотя бы (может и земная сойдёт, но всё же лучше улучшить чтобы пищевые цепочки были жирнее). Тритон - более далёкий этап (хотя там органики навалом и моря наверняка тоже есть). А делать людей для каких-нибудь аммиачных океанов, где совсем другие температуры и давление - можно пока не думать. Как людей для Венеры или фотосферы Солнца. В итоге эти варианты могут оказаться реалистичнее. Есть что возразить?

[Klapaucius]

Ну если бы в атмосфере Нептуна прямо сейчас плавали дирижабли-города, я бы не хотел там жить. От одной мысли о том, что под тобой бездонная горячая пропасть (то есть ад, как его по другому не называй), и что будет с тобой в слувае аварии, можно поседеть. Не, я лучше тут на велосипеде покатаюсь. Или на продутом Нептуне - на лодке. Чем на этих дирижаблях.

В атмосфере Венеры есть область (~50 км.), где человек может находиться без скафандра. На дирижабле. Температура и давление приемлемые. Правда пугают парами серной кислоты, и дышать там нечем. Единственно, вот если бы человек вместо кислорода мог дышать серной кислотой... Чем она собственно хуже? Тоже необычайный источник химических процессов. Ну и где родился, там и пригодился. Страха не будет больше чем при переходе улицы на зелёный свет.

[shuricos]

А делать людей для каких-нибудь аммиачных океанов, где совсем другие температуры и давление - можно пока не думать. Как людей для Венеры или фотосферы Солнца.

Вот именно - генетических модификаций для Нептуна не достаточно, нужно сам Нептун модифицировать. Тема об этом. А на Энцелладе люди или постлюди появятся наверняка раньше, разве ж с этим кто-то спорит?

[Klapaucius]

А делать людей для каких-нибудь аммиачных океанов, где совсем другие температуры и давление - можно пока не думать. Как людей для Венеры или фотосферы Солнца.

Вот именно - генетических модификаций для Нептуна не достаточно, нужно сам Нептун модифицировать. Тема об этом.

Значит эта тема преждевременна. Раз современная наука не выдаёт модификации на гора.

А на Энцелладе люди или постлюди появятся наверняка раньше, разве ж с этим кто-то спорит?

Технологии людей или постлюдей на Земле (океаны, с их глубинами, полюса с их пингвинами) пообсуждать было бы гораздо эфективнее.

[stuuvi]

и что будет с тобой в слувае аварии, можно поседеть. Не, я лучше тут на велосипеде покатаюсь.

Моментальная смерть, скорее всего даже ничего не почувствуете. На велосипеде в этом плане опаснее - можно выжить и остаться инвалидом.

[Nucleosome]

Чем она собственно хуже?

вообще-то там всё уже окисленно... посмотрите на формулу.

6. Полученную воду снова пускаем в оборот (см.п.2).

а энергия на это всё дело откуда?

[Klapaucius]

Чем она собственно хуже?

вообще-то там всё уже окисленно... посмотрите на формулу.

Серная кислота и кислород - сильные окислители. То есть источник энергии для химических процессов. Вы можете исключить, что существуют планеты с жизнью, где вместо кислорода вырабатывается "растениями" и поглощается при "дыхании" серная кислота?

[noxx77]

Вычерпывать атмосферу Нептуна орбитальными ловушками вроде PROFAC'ов и морозить потихоньку на орбите. Кстати, в центральных областях СС с кислородом и углеродом хорошо, а вот с водородом и азотом  проблемы. Они очень сильно понадобятся.

[shuricos]

Klapaucius, для океанов и полюсов Земли есть соответствующая тема. Welcome!

Nucleosome, прежде, чем оценивать расход энергии, надо сначала понять - на что её тратить.  Главная проблема в описанном мною выше процессе - не недостаток энергии, а недостаток углерода - его нужно в количестве, равном трём массам Земли, столько просто негде взять, кроме как на самом Нептуне. А вынуть углерод с нептунианских глубин - "это вам не фунт изюма"! Тут бы хотя бы понять  - как это в принципе делать.

[LonelyWanderer]

и что будет с тобой в слувае аварии, можно поседеть. Не, я лучше тут на велосипеде покатаюсь.

Моментальная смерть, скорее всего даже ничего не почувствуете. На велосипеде в этом плане опаснее - можно выжить и остаться инвалидом.

В падающем дирижабле будешь себя ощущать как в падающем самолёте, только ещё страшнее, осознавая, что под тобой не земная твердь, а ад, горячая бездна.

[shuricos]

После завершения строительства всей воздухоплавательной сферы падение аэростата исключено, т.к. он будет связан с соседними аэростатами.

А до окончания строительства полной сферы отдельные аэростаты будут снабжены спасательными капсулами - аэростатами меньшего размера. Учитывая большую глубину (от уровня давления в 1 бар до места, где давление превращает метан в жидкость,- 300 км) и возрастающее давление (на глубине 300 км - 100 бар, а температура - около 50°С), даже свободное падение будет медленным и долгим. Спасательные капсулы могут быть выполнены в форме планеров или автожиров - даже при относительно небольшом аэродинамическом качестве, они могли бы планировать или спускаться на авторотации несколько суток. Другой вариант спасательных капсул - поплавки: сфера, способная выдерживать большое давление (около 100 бар) при относительно малой плотности (450 кг/м3); такая сфера могла бы плавать на глубине 300 км - там, где метан превращается в жидкость.

[Денис Пахомов]

Тайна Нептуна

Как известно, последняя планета Солнечной системы – Нептун. У нее есть интересная особенность, она излучает в два с лишним раза тепла больше, чем получает от солнца. «Если вы тратите в два раза больше, чем зарабатываете, значит, просто у вас есть неизвестный нам источник дохода, - приводит аллегорию Артем. – У Нептуна, очевидно, тоже есть «источник доходов», неизвестный ученым. На самом деле, свой аналог «неизвестного источника доходов есть и у Земли – это радиация: распад тория, урана и калия – 40. Но на Нептуне, как известно, таких элементов нет. Он состоит из смеси воды, аммиака и метана. Тогда была высказана очень на мой взгляд красивая теория. Метана СН4 при таких температурах распадается на алмаз и водород. Нептун, как мы помним, - жидкая планета. А значит, образовавшиеся алмазы начинают падать через толщу воды к центру планеты. Гравитационная энергия переходит в тепловую. При этом планета гигант Нептун на треть состоит из аммиака. Нептун может греться на этом тепле еще триллион лет! Теория была красивая, но с доказательствами у нее были проблемы… Для точного расчета энергетику этой реакции нужно точно знать какую структуру углеводороды и водород примут по давлением. Для этого мы и применили свой “Успех”». Оказалось, что в заданных условиях метан действительно разлагается до алмаза и водорода, проходя через стадию этана и бутана. Пожалуй, это самый экзотический способ производства тепла во вселенной – бросать вниз алмаза сквозь толщу жидкости…»

По материалам лекции Артема Оганова, доктора технических наук, профессора факультета наук о Земле и факультета физики и астрономии Университета штата Нью-Йорк, ведущего научного сотрудника Швейцарского Федерального Технологического Института в Цюрихе, адъюнкт-профессора МГУ им. Ломоносова. Лауреата премии Лациса.

http://academcity.org/content/progulka-po-solnechnoy-sisteme