Терраформирование Венеры

[LonelyWanderer]

Но с другой стороны Юпитер формировался из вещества, которое было в окрестностях, а диск рассеянной углекислоты сначала должен расширится до земной, а затем и марсианской орбиты, поэтому есть мысль, что Марс сможет забрать до нескольких атмосфер (а большую часть заберёт находящаяся на пути Земля), и тем самым будет существенно выполнена задача терраформирования Марса. Правда поглощение всего этого газового диска будет происходить очень длительное время.

И условия жизни на Земле:давление и температура,а также состав атмосферы станут несколько лучше чем на Венере,но несовместимы с жизнью.

Даже если бы большая часть выброшенной с Венеры атмосферы осела на следующих планетах, то этот процесс занял бы миллионы лет, с чем легко бы справилась наша биосфера  (сейчас содержание углекислоты в атмосфере 1/2000, а поступало бы из космоса ежегодно в 100-1000 раз меньше - углекислота бы просто оседала в карбонаты и прочие отложения органического происхождения). Но, как я говорил, есть обоснованные сомнения, что сколько-нибудь значительные количества газа успеют осесть на планеты прежде, чем он будет вытеснен солнечным ветром прочь из внутренних областей СС.
И это решил прикинуть в цифрах.
Допустим, мы лишили Венеру атмосферы достаточно быстро, и образовался тор газов на орбите между Венерой и Землей (с внутренним диаметром 100 млн.км, внешним - 150 млн.км.). Какова плотность газов в этом торе окажется?

Объём данного тора -  2,96e+34 м3
Масса атмосферы Венеры - 4,8e+20 кг
Следовательно плотность получаем 1,62e-14 кг/м3

Расчёт делаем для того, чтобы узнать длину свободного пробега молекул газа с тем,  чтобы выяснить, будет ли облако газов уплотняться в кольцо вследствии столкновений молекул, которые сгладят разницы орбитальных характеристик каждой молекулы, станет ли оно стабильным или быстро разлетится под действием солнечного ветра, гравитационных возмущений планет по всему космическому пространству.
Считать не буду по формулам, так как это лишь приблизительно, вот тут есть данные о свободном пробеге молекул воздуха в зависимости от давления (и плотности):https://ru.wikipedia.org/wiki/Длина_свободного_пробега
Под пунктом "экстремальный вакуум" с давлением всего 10⁻¹⁰ Па у нас пробег 100 000 км. При этом давлении плотность воздуха около 10⁻¹⁵ кг/м3. А плотность тора я получил, равную 1,62e-14 кг/м3 - т.е. в 16 раз большую, а значит в образованном торе длина свободного пробега молекул углекислоты будет меньше, чем 10 000 километров.
Т.е. длина свободного пробега молекул будет во много раз меньше даже толщины тора.
Конечно, параметры облака газа, выброшенного с Венеры могут быть и совсем другими, но суть от этого не меняется - плотность газа в космическом пространстве будет таковой, что молекулы будут сталкиваться очень часто - раз в несколько часов. Это приведёт к очень быстрому сжатию тора. Однако кольцА столь тонкого, как кольца Сатурна, конечно, не получится, потому что это всё-таки газ, а не пыль, и молекулы газа из-за температуры будут отталкиваться (при комнатной температуре со скоростью в сотни м/с), получится давление, которое не позволит газам уплотнится слишком сильно. И скорее всего газовый тор преобразуется в кольцо толщиной в несколько сотен тысяч километров (толщина кольца будет зависеть от соотношения температуры газов к орбитальной скорости, которая под 30 км/с, поэтому слишком толстым оно тоже не будет), и плотность газа, соответственно, возрастёт в десятки раз (и длина свободного пробега молекул сократится до сотен километров). Поэтому кольцо будет достаточно стабильным, так как столкновения молекул там намного чаще, чем взаимодействия с солнечным ветром. Но под действием солнечного ветра данное кольцо начнёт постепенно расширяться. И первой преградой будет Земля. В какой-то момент Земля окажется внутри этого кольца. Казалось бы, что просто возникнет гравитационная "щель Кассини", но это не так - как уже говорилось, из-за давления газов в этом газовом кольце, из-за частых столкновений молекул пустота будет неизменно и очень быстро заполняться. Поэтому "Щель Кассини" не возникнет, Земля начнёт активно поглощать вещество этого кольца, прорубая себе дорогу сквозь облако газа. Затем Марс. Они могут поглотить большую часть выброшенной атмосферы Венеры до того, как облако расширится во внешние области Солнечной Системы.

Поэтому да, я считаю, что выброшенная с Венеры атмосфера в значительной части будет поглощена Землёй и Марсом.

[LonelyWanderer]

Нашел даже более конкретные цифры - в ГОСТ 4401-81. Указанная выше плотность венерианской атмосферы, рассеянная в торе (навскидку для примера) с диаметрами 100 и 150 млн.км соответствует плотности земной экзосферы на высоте 760 километров, где согласно ГОСТу длина свободного пробега молекул - лишь 1098 километров. Поэтому безусловно, частые столкновения приведут к быстрому уплотнению тора в десятки раз (и увеличению плотности) и газ будет себя вести как газ, быстро заполняя пространство вокруг планеты из-за разности давления между тором и оклоплапнетного пространства, а Земля и Марс будут подобно насосам качать его. Исходя из поведения газа в зависимости от плотности, давления и размеров "дыры" можно будет приблизительно прикинуть скорость процесса.
В итоге можно убить одним выстрелом сразу 3 зайца - ликвидировать дефицит углекислоты на Земле в отдаленном будущем, создать атмосферу на Марсе и собственно терраформировать Венеру.

[Rustamius]

Не знаю, упоминалось ли об этом на форуме, но по данным измерений зондов от «Венера-4» до «Венера-14» и «Пионер-Венера-2», высота над поверхностью от 52,5 до 54 км имеет температуру между 20 и 37 °С, а на высоте 49,5 км давление становится таким же, как на Земле на уровне моря. Таким образом, на Венере есть оптимальная область для научных баз или колоний, где температура и давление будут подобными земным.

[LonelyWanderer]

Не знаю, упоминалось ли об этом на форуме, но по данным измерений зондов от «Венера-4» до «Венера-14» и «Пионер-Венера-2», высота над поверхностью от 52,5 до 54 км имеет температуру между 20 и 37 °С, а на высоте 49,5 км давление становится таким же, как на Земле на уровне моря. Таким образом, на Венере есть оптимальная область для научных баз или колоний, где температура и давление будут подобными земным.

Да, ищите тут и, главным образом, в похожей теме "колонизация Венеры" - эта тема разжевана по самое нихочу.

[SpaceEngineer]

Нет я проверил ссылки в википедии - это мольные%, мои расчёты верны.

о, так это ж вообще круто, 2 атм азота - приемлемо для дыхания (при добавлении 0.21 атм кислорода). А то 3.5 атм уже вызывало бы азотное отравление.

[crazy_terraformer]

Поэтому кольцо будет достаточно стабильным, так как столкновения молекул там намного чаще, чем взаимодействия с солнечным ветром.

А различные виды электромагнитного излучения Солнца Ви таки исключаете из своего уравнения!
Фотоны придают молекулам импульс, разваливают молекулы на части и придают импульс этим более лёгким частям. К тому же не забываем про фотоионизацию, которая превращает облако газа в облако плазмы.
При размазывании атмосферы в некое орбитальное кольцо вокруг Солнца охватывается площадь, превышающую площадь круга радиусом с Венеру как минимум в 680  миллионов раз(если бы тор имел диаметр Венеры, но ессно он будет больше и будет расти ), не забываем о плотности газового тора, она не даёт возможности слоям газа более близким к Солнцу экранировать объём, поэтому поглощаемая газом энергия солнца не даст кольцу существовать долго, если вообще оно успеет сформироваться.

[SpaceEngineer]

ликвидировать дефицит углекислоты на Земле в отдаленном будущем

Что то я про такое не слышал. С чего бы быть дефициту? Сейчас, наоборот, избыток, из-за которого начинается глобальное потепление. А вы хотите его ещё усилить?

Сдувать атмосферу можно излучением лазерных батарей с Меркурия. Если бы можно было создавать устойчивые сгустки замагниченной плазмы, можно было бы их направлять в сторону Марса, чтобы CO2 не терять бесполезно, а пустить на дело. Но такие штуки, кажется, в природе не существуют.

[SpaceEngineer]

При размазывании атмосферы в некое орбитальное кольцо вокруг Солнца охватывается площадь, превышающую площадь круга радиусом с Венеру как минимум в 680  миллионов раз(если бы тор имел диаметр Венеры, но ессно он будет больше и будет расти ), не забываем о плотности газового тора, она не даёт возможности слоям газа более близким к Солнцу экранировать объём, поэтому поглощаемая газом энергия солнца не даст кольцу существовать долго, если вообще оно успеет сформироваться.

Это надо копать литературу о протопланетных/околозвёзных дисках. Там своя динамика, есть известные уравнения, есть даже готовые пакеты для моделирования. Не исключено, что можно так всё рассчитать, чтобы сдуваемый с Венеры газ формировал спираль, удаляющуюся от Венеры и упирающуюся в Марс, при этом минуя Землю.

[LonelyWanderer]

Я ж не просто так считал плотность газового тора, возникшего от рассеивания атмосферы Венеры. Было важно высчитать, что соударения молекул будут столь частыми, что будут невозможны орбиты молекул, отличающиеся от плоскости эклиптики и пронизающих этот тор насквозь.  Я показал, что длина свободногот пробега будет выражаться лишь сотнями/тысячами километров. Ни одна молекула не сможет пройти тор насквозь. Из-за этого тор сплющится в кольцо.  Но кольцо будет иметь некоторую толщину из-за давления газов, из-за температуры, а учитывая скорость орбитального движения свыше 30 км/с, я предположил толщину кольца в несколько сотен тысяч километров. Далее по поводу солнечного ветра, ионизации, магнетизма и прочего. Солнечный ветер не сможет оказывать разрушающего воздействия на внутренние и центральные части кольца, так как его подпирает внешнее кольцо (а мы помним, что длина свободного пробега молекул невелика и никуда они оттуда не денутся). Передача энергии будет происходить на самое внешнее кольцо, которое начнет расширяться прочь от Солнца, подчеркиваю - в той же плоскости (иначе будут сталкиваться друг с другом и гасить наклонение). Т.е. на пересечение орбиты Земли и Марса. Газовый диск будет все более растягиваться по плоскости до орбит этих планет, а ведь это и нужно для осуществления захвата вещества.  Планеты, оказавшись внутри растягивающегося внешнего кольца будут активно затягивать его вещество, так как, как я указывал выше, в этом кольце будет некоторое давление газов, которое будет стремиться заполнить пустоту вокруг планеты. По этой же причине не возникнут никакие спиральные или иные конструкции - кольцо газов из-за относительно высокой плотности и большого числа соударений будет вести себя как газ и будет стремиться к однородности.
Но скорость расширения колец просчитать все таки как-то надо, чтобы оценить время их нахождения в области орбит Земли и Марса и оценить какую часть газов эти планеты успеют захватить прежде, чем газы сместятся за пояс астероидов. Даже если был бы захвачен всего 1% газов Венеры - это было бы очень неплохо.

[SpaceEngineer]

Извините, на магнитогидродинамика в гравитационном поле - слишком сложная тема для пространных рассуждений. Доверять тут можно только строгому расчету, хотя бы по 2D модели.

[crazy_terraformer]

Какое там кольцо или тор, Венера же - не кольцо Дайсона!

[LonelyWanderer]

Какое там кольцо или тор, Венера же - не кольцо Дайсона!

Ну а как облако газа будет выглядеть после сброса его с Венеры? Венера движется по орбите со скоростью 35 км/с, следовательно о равномерном распространении газа в пространстве в виде сферы не может быть и речи. Облако также не будет бесформенной массой кружится в окрестностях планеты - внутреннее давление заставит газ растянуться в двух доступных направлениях, при которых его частицы не будут постоянно сталкиваться на сверхвысоких скоростях - сначала облако растянется вдоль орбиты в тор - так же, как кометные хвосты растягиваются вдоль всей орбиты (Персеиды те же), затем оно уплотнится до толстого кольца, затем начнет расширение во внешнюю сторону.  По-моему механика здесь очень проста. Только кольца являются стабильной структурой, способной жить достаточно долго, не зря все устроено в виде колец - и Солнечная система это кольца, и галактики являются кольцами, и кометные диски, протопланетные диски и так далее, т.е. вся взаимодействующая материя сжимается в кольца и приобретает движение в одно сторону .

[morotopitek]

Облако газа сдует солнечный ветер. Лысый Меркурий подтвердит. Облако не сможет уплотняться  - наоборот будет расширяться постоянно из-за Солнца. Солнце его хорошо разогреет и сдует нафиг. Земля соберет немного, Марс помелочи, а газовые гиганты все запылесосят.

[SpaceEngineer]

галактики являются кольцами, и кометные диски

Эээ... Вы из этой вселенной?

[LonelyWanderer]

галактики являются кольцами, и кометные диски

Эээ... Вы из этой вселенной?

кольца или диски - не имеет принципиального значения в данном контексте. Облако газа, выброшенного из Венеры примет подобную форму.

[Андрей Астрофизический]

Облако газа, выброшенного из Венеры примет подобную форму.

За пределами солнечной системы - возможно. Когда туда долетит.
Вблизи солнца любые выбросы газов в "межпланетное пространство" принимают одни и те же формы - кометного хвоста. Который направлен ОТ СОЛНЦА и улетает вовне.

[Проходящий Кот]

Теоретически надо выброс обеспечить в строго определенное время, чтобы хвост зацепил Землю или Марс.

[LonelyWanderer]

Облако газа, выброшенного из Венеры примет подобную форму.

За пределами солнечной системы - возможно. Когда туда долетит.
Вблизи солнца любые выбросы газов в "межпланетное пространство" принимают одни и те же формы - кометного хвоста. Который направлен ОТ СОЛНЦА и улетает вовне.

Это когда кометный хвост разряжённый. А он очень и очень разряжённый.  А мы тут говорили о сбросе атмосферы Венеры, которая тяжелее в квадриллионы, а то и более, раз, чем кометные хвосты. В очередной раз повторяюсь - не просто так я считал длину свободного пробега молекул (атомов) атмосферы Венеры, если она окажется в космосе. Частица бывшей венерианской атмосферы, столкнувшись с частицой солнечного ветра не улетит восвояси, так как она через тысячу километров столкнётся с себе подобной, движущейся в общем потоке. Но солнечный ветер будет способствовать постепенному общему расширению кольца из-за передачи энергии солнечного ветра путём многочисленных столкновений во внешние области кольца. Прикинуть, насколько это быстрый процесс можно. Считается, что каждую секунду Солнце теряет около 1 миллиона тонн массы за счёт солнечного ветра. А венерианская атмосфера весит 4,8⋅10²⁰ кг. Нетрудно посчитать, что понадобилось бы более 15000 лет, чтобы масса солнечного ветра сравнялась с массой атмосферы Венеры. И это ещё мы имеем ввиду 360⁰ градусов излучения, а кольцо будет занимать гораздо меньше площади небесной сферы - 1-2⁰ - не больше. Т.е. ещё можно раз в 100 больший срок взять - 1.5 миллиона лет. Но принимая во внимание среднюю скорость солнечного ветра в 468 км/с на орбите Земли, время жизни кольца будет порядка 10 000 лет. Учитывая, что околопланетное пространство будет сразу заполняться из-за взаимного столкновения молекул газа по мере поглощения его планетой (по сути, действуя как вакуумный насос), то этот процесс будет быстрым и за 10000 лет планеты заберут немалое количество венерианского газа.

[SpaceEngineer]

Солнечный ветер - мизер по сравнению с э/м излучением, особенно на орбите Венеры. Выше кольцо раздует в мгновение ока, оно даже один оборот совершить не успеет. См. примеры двойных звёзд с общей оболочкой.

[LonelyWanderer]

Солнечный ветер - мизер по сравнению с э/м излучением, особенно на орбите Венеры. Выше кольцо раздует в мгновение ока, оно даже один оборот совершить не успеет. См. примеры двойных звёзд с общей оболочкой.

А первичный протопланетный диск был полностью лишён газов?