Терраформирование Венеры

[Dem]

Если поставить перед Венерой затеняющий щит - то температура на поверхности упадёт до приемлемой и куча углекислоты прореагирует с породой.

а если после этого перевести его и поставить сзади - то и период обращения увеличивать не надо, ночью будет светло и тепло и пофиг что она полгода.

[gans2]

Венера и так отражает 70 % света.  Долго же ждать придется остывания. До температуры замерзания углекислоты будете остужать?
 А как щит уберете - всё обратно и нагреется. Объем газа 100 земных атмосфер. Барон любит посложнее?

[armadillo]

да, ганз еще унылее. продолжает подменять понятия.

[SpaceEngineer]

Допустим терраформировали Венеру, создали на ней кислородно-азотную атмосферу с давлением 1 атм и завезли сколько-то воды. Т.к. планета очень медленно вращается, дневная сторона будет сильно раскаляться, а ночная замерзать. При этом через терминатор будут постоянно дуть ураганные верта. Раз раскрутить Венеру нам не по силам, можно сделать её атмосферу раза в 3-5 плотнее земной, чтобы суперротация не прекращалась. Тогда температура на дневной и ночной стороне не будет сильно отличаться, и сила ветров уменьшится. Альбедо планеты должно остаться на уровне 0.67, тогда она будет поглощать столько же излучения, сколько Земля: 1.9*(1.0-0.67) = 0.63 = 1.0 * (1.0-0.37). Вероятно, уже содержащейся в атмосфере воды будет достаточно для создания облачного покрова, если она вся будет испарена. Но для создания гидросферы воду всё-таки придётся завозить.

[Klapaucius]

Раз раскрутить Венеру нам не по силам, можно сделать её атмосферу раза в 3-5 плотнее земной, чтобы суперротация не прекращалась. Тогда температура на дневной и ночной стороне не будет сильно отличаться, и сила ветров уменьшится.

Откуда прикидки? Почему 3-5 атмосфер, а не 0,5 или не 50? Была тема в "научной панораме": https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,71231.0.html
Ничего вразумительнее пока не встречал, один эмоции про невозможность землеподобных условий, или наоборот неизбежность в некоторых областях планет.
Хотя там "жёсткий" случай, резонанс 1:1 (однако предполагаются "мягкие" условия), в реальности даже у очень короткопериодических планет наверное редко встречающийся (т.к. они на орбите не одни, и резонансы похожи на меркурианские и венерианские, только значительно более короткие у менее ярких звёзд, и планета не обращена  одной стороной к звезде).

[bob]

для создания гидросферы воду всё-таки придётся завозить.

Тут очень потребуются услуги старика Хоттабыча. Выдрать этак волос из бороды и заявить: "Трох-тибидох..." 

P.S. Насчёт плотности и гиперротации. На самом деле, не можем мы утверждать твёрдо, как изменится циркуляция атмосферы при различных составах и плотностях. Всякий подобный процесс нелинеен и непредсказуем. Возникают всякие статистические ячейки, вихри, случайная турбулентность, становящаяся своеобразной новой закономерностью. Ну самый простой пример - наши циклоны и антициклоны. Мы не можем предсказать погоду на завтра. Так чего уж говорить об атмосферной динамике другой планеты.

[SpaceEngineer]

Откуда прикидки? Почему 3-5 атмосфер, а не 0,5 или не 50?

С неба Очевидно, что более плотная атмосфера будет эффективнее переносить тепло, чем более разреженная того же химсостава (просто больше масса вещества на единицу объёма, а теплоёмкость пропорциональна массе). Но предельное для человека давление 5-10 атмосфер, поэтому стоит остановиться на 3-5. Не хватит этого для смягчения климата - значит не хватит, придётся строить орбитальные зеркала и т.п. Кстати, в плотной атмосфере будет эффективна авиация - самолёты, вертолёты, и даже дирижабли.

P.S. Насчёт плотности и гиперротации. На самом деле, не можем мы утверждать твёрдо, как изменится циркуляция атмосферы при различных составах и плотностях. Всякий подобный процесс нелинеен и непредсказуем. Возникают всякие статистические ячейки, вихри, случайная турбулентность, становящаяся своеобразной новой закономерностью. Ну самый простой пример - наши циклоны и антициклоны. Мы не можем предсказать погоду на завтра. Так чего уж говорить об атмосферной динамике другой планеты.

Вот вам ответ:

Была тема в "научной панораме": https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,71231.0.html
Ничего вразумительнее пока не встречал, один эмоции про невозможность землеподобных условий, или наоборот неизбежность в некоторых областях планет.

Наука не стоит на месте, нормальные численные трёхмерные газодинамические рассчёты стали доступны только в последнее десятилетие. Через 10-20 лет глядишь и погоду на Земле можно будет моделировать на месяц вперёд, причём на домашнем компьютере. А через 50 лет появятся работы с детальным описанием стадий терраформирования Венеры и Марса.

PS Админы, сделайте пожалуйста что-нибудь с системой цитирования на форуме. Жутко неудобная. Оттого здесь и оверквотинг обычное дело - людям просто лень редактировать то безобразие, которое открывается при нажатии "Цитировать".

[Klapaucius]

С неба Очевидно, что более плотная атмосфера будет эффективнее переносить тепло, чем более разреженная того же химсостава (просто больше масса вещества на единицу объёма, а теплоёмкость пропорциональна массе).

Возможно. Но скорее всего эта зависимость очень небольшая, проигрывает другим факторам. Тут уже упоминали Антарктиду с Арктикой, где полгода день, полгода ночь. Бешеных ветров нет, вымерзания атмосферы тоже (хотя углекислый газ вроде бы должен там накапливаться по-любому в виде сухого льда). Та же Венера (ну там да, плотность атмосферы может сыграть в этом смысле - хотя ротации у поверхности практически нет, ветры дуют гораздо выше), всё же световые день и ночь (в сумме, синодические сутки - это легко посчитать из периода венерианского года и из длительности сидерических суток, периода вращения вокруг своей оси относительно звёзд) там длятся месяца 3, кажется 116 земных дней, а температурные условия везде очень похожи.
Ну или земные океаны. Сейчас бытуют гипотезы, что в периоды теплого климата (довольно длинные, например эпоха динозавров) земная модель теплообмена бывала другой. Полярных шапок не было, везде было примерно одинаково тепло. Включая шельф. Но океаны в глубине были более холодные, даже вблизи экватора.

Тот же Марс. Есть полярные шапки, разница температур. Но (если не вспоминать что эта планета по своим параметрам ближе к Луне чем к Земле) разница погодных условий на экваторе и полюсах не сильно отличается от разницы таковых на Земле (повторяю, если сравнивать планеты, разница огромна - давление атмосферы различается на 2 порядка, и состав другой).

[Дмитрий Вибе]

PS Админы, сделайте пожалуйста что-нибудь с системой цитирования на форуме. Жутко неудобная. Оттого здесь и оверквотинг обычное дело - людям просто лень редактировать то безобразие, которое открывается при нажатии "Цитировать".

С ленью бороться сложнее, чем терраформировать Венеру. У нас есть специальный раздел для предложений по форуму. Туда отдельное сообщение написать лениво?

[Kweni]

Упс. (4,8*0,0005)=2,4*10^17 кг.
Кто бы мог подумать! В ДВАДЦАТЬ раз больше воды в атмосфере Венеры, чем в атмосфере Земли!

А в земных океанах растворено во МНОГО-МНОГО раз больше золота, чем добыто во всех месторождениях за всю историю человечества. Обогащайтесь, участники форума, не стесняйтесь...

На самом деле есть такое понятие, как рентабельность. Фабрики и заводы, электростанции и водопроводы гражданского назначения на Земле черпают жидкую воду из дешевых естественных источников пресной воды. Уже даже опреснять морскую воду выходит дороговато. А уж добывать воду из атмосферы в промышленных количествах и вовсе было бы разорительно. А ведь вода используется почти в каждом промышленном производстве. Короче, автору проекта добычи воды из венерианского воздуха лучше не попадаться в лапы обитателям венерианских летающих городов, возмущенных невероятно высокими ценами на всё.

Кстати, если из этих 2,4*10^17 кг воды удастся добыть хотя бы десятую часть, это будет воды примерно как Аральское море. И, заметьте, Аральское море высохло в результате забора вод на ирригацию всего двумя небольшими среднеазиатскими странами. Неужели кто-то может думать, что такого малого количества хватит для всех многочисленных нужд целой планете?

2NH3 + CO2 = NH2CONH2 + H2O
При давлении (100—400 кгс/см2), и температуре 160— 200 °С.("Реакция Базарова", используется в промышленности как простейший метод производства мочевины).
Углерод связывается в мочевине.Дальше, казалось бы все просто - скормить карбамид  сине-зеленым водорослям(это же удобрение).
Но такое кол-во углерода не может находится в виде биомассы - она будет окисляться и гореть, разогревая планету и выбрасывая углекислый газ.Но можно каким-либо образом быстро связать углекислый газ (например, построив в атмосфере аэростаты, которые улавливают углекислый газ, перерабатывают в глюкозу(теми же сине-зелеными водорослями). Другие ГМ-микроорганизмы(или промышленные предприятия, если не получится биологическими методами) производят  полимер(более-менее огне- и термо- стойкий), в который сахар запаковывают и складируют на поверхности.

Остается посчитать, сколько километров в толщину будет сплошной слой упакованного сахара на поверхности Верены. Настоящая планета-торт...

[SpaceEngineer]

А в земных океанах растворено во МНОГО-МНОГО раз больше золота, чем добыто во всех месторождениях за всю историю человечества. Обогащайтесь, участники форума, не стесняйтесь...

Ещё А. Кларк писал про это в одном из своих романов. И предлагал простое решение - установить фильтрующее оборудование на каждое судно, бороздящее просторы океанов. Прямо в трубу, через которую прокачивается вода двигателями (двигатели типа как на скоростных катерах - импеллеры или как они называются). Один круиз через океан - 100 грамм золота, 40 грамм платины и т.д. (цифры от балды взял). Не знаю, считал ли он сам или тоже придумал цифры, но идея жизнеспособна.
Всё равно, когда исчерпаются наземные месторождения, будем добывать из океанов как миленькие. Или бурить сверхглубокие скважины и добывать с больших глубин. Авось добыча на Марсе станет рентабельнее

Кстати, если из этих 2,4*10^17 кг воды удастся добыть хотя бы десятую часть, это будет воды примерно как Аральское море. И, заметьте, Аральское море высохло в результате забора вод на ирригацию всего двумя небольшими среднеазиатскими странами. Неужели кто-то может думать, что такого малого количества хватит для всех многочисленных нужд целой планете?

Кстати, меня всегда удивляло, почему авторы проектов по терраформированию планет всегда хотят залить 2/3 поверхности планеты водой, как на Земле. Зачем нам такие океаны? Мы же не дельфины. Надо прикинуть, какое количество воды нужно для стабильной биосферы, климата, для удовлетворения желудков населения, и завозить/синтезировать ровно столько. Думаю, даже 1/10 земных запасов Венере будет достаточно, если учесть, что её рельеф весьма плоский, и сделать грамотную систему ирригации удалённых от морей и озёр участков. Кстати, начать тренироваться в терраморфинге стоит с Земли - построить сеть каналов в Сахаре например.

[SpaceEngineer]

Остается посчитать, сколько километров в толщину будет сплошной слой упакованного сахара на поверхности Верены. Настоящая планета-торт...

Это задачка по химии для 8 класса

Сахароза С₁₂H₂₂O₁₁
Молярная масса - 342, это 1.76e24 молекул в 1 кг. Из них углерод составляет 144/342 * 1.72e24 = 7.416e23 атомов.

Диоксид углерода CO₂
Молярная масса 44, это 3.77e25 молекул в 1 кг. Из них углерод составляет 12/44 * 3.77e25 = 1.0289e25 атомов.

Из одного кг углекислого газа получается 13.87 кг сахара (я только углерод считаю).

Масса углекислого газа в атмосфере Венеры: 4.8e20*0.965 = 4.632e20 кг. Из этого всего получится 6.426e+21 кг сахара, а это 1.3 тысячных массы планеты. Плотность сахарозы 1587 кг/м³. Вся эта масса займёт объём 4.049e9 кубических километров, т.е. покроет планету слоем толщиной приблизительно 4.049e9 / 4.6e8 = 8.8 километра. ЛОЛ

Реально планета-торт. Если ещё завезти водички, получим моря крепкого сиропа. Просто рай для пчёл! Или, ещё лучше, можно будет открыть торговлю сахаром с соседними галактиками:)

Из вики: Мировое производство (сахарозы) в 1990 году — 110 000 000 тонн. Это 0.17 кубического километра

Единственное, во что можно "безболезненно" связать углекислоту - известняк и подобные породы. Но для известняка этого надо откуда-то взять кальций и дополнительный кислород. Интересно, сколько углерода содержится в биомассе и углеродосодержащих породах Земли, и каким образом он туда попал?

[armadillo]

Кстати, меня всегда удивляло, почему авторы проектов по терраформированию планет всегда хотят залить 2/3 поверхности планеты водой, как на Земле.

для стабильного терморегулирования/термопереноса и ликвидации отрицательных обратных связей при опустынивании.

[gans2]

Упс. (4,8*0,0005)=2,4*10^17 кг.
Кто бы мог подумать! В ДВАДЦАТЬ раз больше воды в атмосфере Венеры, чем в атмосфере Земли!

А в земных океанах растворено во МНОГО-МНОГО раз больше золота, чем добыто во всех месторождениях за всю историю человечества. Обогащайтесь, участники форума, не стесняйтесь...

Толсто же 

На самом деле есть такое понятие, как рентабельность. Фабрики и заводы, электростанции и водопроводы гражданского назначения на Земле черпают жидкую воду из дешевых естественных источников пресной воды. Уже даже опреснять морскую воду выходит дороговато. А уж добывать воду из атмосферы в промышленных количествах и вовсе было бы разорительно. А ведь вода используется почти в каждом промышленном производстве. Короче, автору проекта добычи воды из венерианского воздуха лучше не попадаться в лапы обитателям венерианских летающих городов, возмущенных невероятно высокими ценами на всё.

Щас щеки лопнут, ггг

В пустыне, где нет воды - её так и добывают  - из воздуха росой. Рентабельнее некуда. Сравнивать с нулём легче некуда.
Но терраформители языком всегда находят гениальные решения - возить воду на Венеру с Земли, ага....

Кстати, если из этих 2,4*10^17 кг воды удастся добыть хотя бы десятую часть, это будет воды примерно как Аральское море. И, заметьте, Аральское море высохло в результате забора вод на ирригацию всего двумя небольшими среднеазиатскими странами. Неужели кто-то может думать, что такого малого количества хватит для всех многочисленных нужд целой планете?

Дык конечно надо киздыков тоже на Венеру везти, ага, с кетменями и юртами.
Израиль обходится совсем не Аральским морем. По капелькам поливает. Слышали?

[dan bv]

Остается посчитать, сколько километров в толщину будет сплошной слой упакованного сахара на поверхности Верены. Настоящая планета-торт...

Единственное, во что можно "безболезненно" связать углекислоту - известняк и подобные породы. Но для известняка этого надо откуда-то взять кальций и дополнительный кислород. Интересно, сколько углерода содержится в биомассе и углеродосодержащих породах Земли, и каким образом он туда попал?

Его в породах типа CaCo3 95% от общей массы в земной коре.
Видимо, он был постепенно связан фотосинтезом, а радиолярии с известковыми скелетами образовали мел
А часть могла перейти из морской воды в горные породы и естественным образом.
И по поводу слоя сахара.Во-первых у нас глюкоза(хотя результат не лучше).Во вторых, итогом является постепенный его переход в известняк.

[gans2]

Отличчный способ терраформирования - создать известняка объемом больше осадочного чехла материков Земли. Быстро.

[SpaceEngineer]

А часть могла перейти из морской воды в горные породы и естественным образом.
И по поводу слоя сахара.Во-первых у нас глюкоза(хотя результат не лучше).Во вторых, итогом является постепенный его переход в известняк.

Как глюкоза перейдёт в известняк? Только с помощью живых организмов? Но это же долго...
Кстати, с глюкозой результат тот же - плотность и химсостав такой же, как у сахарозы.

Отличчный способ терраформирования - создать известняка объемом больше осадочного чехла материков Земли. Быстро.

А чем вам это не нравится? Чем известняк хуже базальта? Считай километры готовых стройматериалов под ногами.
Вот dan bv предложил самый разумный способ борьбы с углекислотой из всех, что были здесь озвучены. А что предложили вы? Жизнь в аэростатах не считается. Тема называется Терраформирование Венеры.

[dan bv]

Как глюкоза перейдёт в известняк? Только с помощью живых организмов? Но это же долго...
Кстати, с глюкозой результат тот же - плотность и химсостав такой же, как у сахарозы.

Да, тоже с помощью живых организмов.Это просто хранилище СО2 на огромное время, пока формы жизни с известковым скелетом его постепенно связывают в виде СаСО3.Но если на планете есть достаточно СаО
Но может быть на Венере много оксида кальция - есть гипотеза, что когда-то температура на Венере была не сильно выше земной,но т.к. Венера-1 большая плита, то периодически происходят сбросы напряжения, когда вся кора плавится, после первого же планета нагрелась настолько,что начал разваливаться СаСО3 выбрасывая все больше углекислого газа, пока это не кончилось нынешним состоянием, а значит - оксида кальция как раз столько, что он способен связать большую часть углекислого газа - он же его и выделил.Тогда,после определенного спада температуры, углекислый газ быстро свяжется оксидом кальция.


И еще, про расчет слоя углекислоты от kweni - незачет.
Расчет был проведен исходя из предположения, что отношение молярных масс при реакции 1:1.Это неправда, при реакции фотосинтеза(в ее обычной сверх-упрощенной  записи) из 6 молекул СО2 образуется 1 глюкоза(соответствено, для сахарозы - 1:12)
Измененный расчет - молярная масса СО2 = 48г/моль
молярная масса глюкозы 180 г/моль
из 6 молей СО2 получается 1 моль С6Н12О6
т.е. из 288 г  СО2 - 180 г глюкозы
4.6*10^20кг * 180/288 = 2.8 * 10^20

объём. 2.8*10е20/1587кг/м3=176.5 млн км3
площадь шара - пd^2= 3.14*12000^2
ответ - толщина 0.39 км.
Чтобы было место для океана, можно контейнеры с сахаром сложить на 1 половине планеты(более высокой), тогда там будет 800 м)

[Kweni]

И еще, про расчет слоя углекислоты от kweni

Не путайте, пожалуйста, меня и SpaceEngineer. Мы разные люди.

И если уж стремиться к точности расчёта, то молярная масса CO2 всё-таки 44, а не 48. С уточнениями получается 0,45 км. Это, конечно, не так впечатляет, но тем не менее древние египтяне со своими пирамидами мрут от зависти.

Однако тут возникает следующий интересный вопрос.

В расчете мы как-то внезапно сместились от мочевины к углекислому газу. Если мы считаем сахар исходя из исходного углекислого газа, то нужна вода и выделится кислород:
6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2
Мне опять лень считать, но ясно, что вместо углекислотной атмосферы у нас будет кислородная давлением десятки атмосфер. Никто не видел, как красиво горят в чистом кислороде всякие вещи? А если кислород под давлением? Что-то мне подсказывает, что любой случайной искры или грозового разряда будет достаточно, чтобы этот склад сахара вошел в анналы истории пиротехники.

Если же использовать аммиак вместо воды с промежуточным образованием мочевины, то потребуется невообразимое количество аммиака, мы получим километровые слои мочевины, а потом при скармливании мочевины микроорганизмам выделится огромное количество азота. азотная атмосфера в десятки атм. тоже не подарок.

Тут вся соль в том, что для образования глюкозы из углекислого газа нужен водород в стехиометрическом соотношении, поэтому небольшими количествами аммиака или воды, циркулирующими в реакции по кругу наподобие катализаторов, не отделаешься. И тогда или азот, или кислород выделяется, и его оказывается примерно столько же, сколько было углекислого газа.

[armadillo]

кислород по большей части окислит все окружающее. Азота там есть на несколько атмосфер, на это и рассчитываем. А вот чтобы "выделится" - надо его (азот) сначала откуда-то взять. В общем, очень хочется покритиковать не думая.

А оптимальный состав для связывания лишнего подбирать стоит.