Терраформирование Венеры

[Короб]

Масса Венеры - 4,8х10²⁴ кг а её атмосферы 4,8х10²⁰ кг. Можно ли говорить о каком-то серьёзном воздействии атмосферы на планету?

Как бы то ни было, если атмосфера/планета раскручивается, то Венера - "падает" на Солнце. Таким образом "климат" будет только ухудшаться.

[Maki]

Масса Венеры - 4,8х10²⁴ кг а её атмосферы 4,8х10²⁰ кг. Можно ли говорить о каком-то серьёзном воздействии атмосферы на планету?

Как бы то ни было, если атмосфера/планета раскручивается, то Венера - "падает" на Солнце...

А может, всё-таки не "падает", а "незначительно приближается"? Но учёные и такого приближения не видят. Так что, наверное, правильней орбиту Венеры считать постоянной на много миллионов лет вперёд.

[SpaceEngineer]

Правильно, пертурбации от других планет на много сильнее влияют на орбиту Венеры, чем приливные эффекты.

[Короб]

Но учёные и такого приближения не видят.

Точно. Это только до Луны расстояние "до миллиметров" определяют.
По факту, оценка в плюс минус лапоть никак не покажет уход "по сантиметру в год".

[Андрей Астрофизический]

По факту, оценка в плюс минус лапоть никак не покажет уход "по сантиметру в год".

При уходе по сантиметру в год, Венера уйдет на <2 своих радиуса (10 000 км) за миллиард лет. Это составляет что-то около 0,01 % от радиуса ее орбиты.
Есть из-за чего переживать?

[Короб]

Есть из-за чего переживать?

Нет.
Равно как и надеяться на суперротацию как фактор ускоряющий вращение.

[Maki]

Правильно, пертурбации от других планет на много сильнее влияют на орбиту Венеры, чем приливные эффекты.

Но и эти пертурбации слишком слабы, чтобы поменять её орбиту или скорость вращения. И, в силу этого, при всей привлекательности нашей планетной "близняшки", никаких надежд на её естественное излечение от парникового эффекта нет. В силу чего, её терраформирование оказывается фантастикой...

[crazy_terraformer]

Правильно, пертурбации от других планет на много сильнее влияют на орбиту Венеры, чем приливные эффекты.

Но и эти пертурбации слишком слабы, чтобы поменять её орбиту или скорость вращения. И, в силу этого, при всей привлекательности нашей планетной "близняшки", никаких надежд на её естественное излечение от парникового эффекта нет. В силу чего, её терраформирование оказывается фантастикой...

Облака Венеры довольно плотны и состоят из сернистого газа и капель серной кислоты[38]. Они отражают около 75 % падающего солнечного света[39] и скрывают поверхность планеты, препятствуя её наблюдению[1]. Благодаря высокой отражательной способности облаков зонд на солнечных батареях мог бы использовать и отражённый от них свет и, таким образом, получать освещение со всех сторон. Это может значительно упростить проектирование и использование солнечных батарей[40].

Толщина облачного покрова такова, что поверхности достигает лишь незначительная часть солнечного света, и во время нахождения Солнца в зените уровень освещенности составляет всего 1000—3000 люкс[41]. Для сравнения, на Земле в пасмурный день освещенность составляет 1000 люкс, а в ясный солнечный день в тени — 10—25 тыс. люкс[42]. Поэтому на поверхности Венеры солнечная энергия практически не может использоваться зондами. Влажность у поверхности составляет менее 0,1 %[43]. Из-за высокой плотности и отражающей способности облаков суммарное количество солнечной энергии, получаемой планетой, меньше, чем у Земли.

Серная кислота образуется в верхней атмосфере посредством фотохимического воздействия Солнца на углекислый газ, сернистый газ и пары воды. Фотоны ультрафиолетового света с длиной волны меньше 169 нм могут фотодиссоциировать углекислый газ в угарный газ и атомарный кислород. Атомарный кислород весьма реакционноспособен, и когда он вступает в реакцию с сернистым газом, микрокомпонентом атмосферы Венеры, образуется серный газ, который может в свою очередь соединяться с парами воды, другим микрокомпонентом атмосферы. В результате этих реакций образуется серная кислота:

    CO2 → CO + O
    SO2 + O → SO3
    SO3 + H2O → H2SO4

Кислотные дожди Венеры никогда не достигают поверхности планеты, а испаряются от жары, образуя явление, известное как вирга.

Атмосфера Венеры фактически с определённой высоты -аналог ректификационной колонны для серной кислоты, температура кипения азеотропа (98,3% серная кислота)составляет 333,6°С.
И этот азеотроп находится ниже по высоте, чем все остальные фракции более богатые водой.
Скорее всего олеума на Венере нет, так как концентрируясь в слоях облаков триоксид серы в виде серной кислоты обратно реагирует с угарным газом и восстанавливается до двуокиси серы. Концентрация серной кислоты в атмосфере неизвестна, если верить википузии, а вот угарного газа 17ppm.

Воды 20ppm, SO2 150ppm.  Сернистая кислота существует только в разбавленных водных растворах концентрация более 6% неизвестна. Значит в основном вся вода связана в виде 6%-го раствора сернистой кислоты, а большая часть двуокиси серы свободна.
Однако сернистая кислота.

Частично разлагается до серной кислоты, серы и воды уже на холоду и особенно заметно при 100 С. Реакция ускоряется в разбавленных растворах и под действием света. [Лит.]
3H2SO3 → 2H2SO4 + S + H2O

Эта реакция по видимому идёт от верхних холодных слоёв облаков до более горячих и темных, где превалирует уже окисление серы серной кислотой.
Таким образом имеется два источника образования серной кислоты.

Итак, сплошной облачный покров кислотных аэрозолей блокирует выход ближнего ИК на ночной стороне планеты, в районе полюсов и терминатора, самый высококипящих компонент - это указанный азеотроп серной кислоты с водой, поэтому следует экранировать часть солнечного света, для понижения температуры на вершинах гор Максвелла с 380°С до 333,6°С и тогда азеотроп там будет реагировать с силикатами и алюмосиликатами, в результате сера будет выводиться из состава облаков, а вода возвращаться в атмосферу связывая окислы серы в кислоты,играя роль катализатора процесса.
Тогда плотность облачного покровами будет падать, пока облака не станут в основном из воды, а вместе с падением плотности облаков будет падать и температура на поверхности. Возможно температура упадёт до температуры кипения воды при 44 атм и тогда уже вода на вершинах гор Максвелла станет катализировать процесс связывания углекислого газа с породами планеты(выщелачивание водными растворами углекислоты силикатов и алюмосиликатов с образованием карбонатов и диоксида кремния). Если же температура на этих вершинах не упадёт до температуры кипения воды, то придётся нарастить число экранирующих свет спутников или аэростатов. Вполне вероятно, что площадь экрана придётся наращивать и поддерживать,, чтобы временно компенсировать прирост поступления солнечной энергии к поверхности планеты и дать воде связать критически важную для разгона парникового эффекта массу СО2.
Возможно атмосферной воды хватит ,а может и нет, на связывание всего углекислого газа. Это зависит от того успеет ли связаться углекислота до того как температура в горах упадёт до температуры кипения воды при 3 атм.

[Maki]

поэтому следует экранировать часть солнечного света, для понижения температуры на вершинах гор Максвелла с 380°С до 333,6°С и тогда азеотроп там будет реагировать с силикатами и алюмосиликатами, в результате сера будет выводиться из состава облаков, а вода возвращаться в атмосферу связывая окислы серы в кислоты,играя роль катализатора процесса.

Вариант любых "мегалоконструкций" - проект крайне фантастический. Даже если они и возможны физически (что сомнительно) - затраты на них VS отдача будут несопоставимы.

тогда азеотроп там будет реагировать с силикатами и алюмосиликатами, в результате сера будет выводиться из состава облаков, а вода возвращаться в атмосферу связывая окислы серы в кислоты,играя роль катализатора процесса.

Может быть сама суперротация поможет? Если она усилится, и начнёт активнее влиять на нижние слои атмосферы, вызывая турбуленцию и вынос тепла - возможно, плотные слои атмосферы охладятся до нужных величин.

Тогда плотность облачного покровами будет падать, пока облака не станут в основном из воды, а вместе с падением плотности облаков будет падать и температура на поверхности.

Тут, полагаю, всё сложнее. Ведь облачность отвечает не только за парниковый эффект, но и за альбедо. Без сернокислотных облаков и дымки, вероятно, получим более сильный нагрев дневной поверхности, и остывание ночной. Возможно, это окажется полезным.

Если же температура на этих вершинах не упадёт до температуры кипения воды, то придётся нарастить число экранирующих свет спутников или аэростатов. Вполне вероятно, что площадь экрана придётся наращивать и поддерживать

Единственное, на что хватит технических возможностей человечества - это регулярно распылять в атмосфере Венеры какой-нибудь волшебный порошок катализатор, влияющий на облачность. Причём делать это с минимальной нагрузкой на земную экономику и экологию. Вот у нас реголита на Луне - ну просто девать некуда. На Венеру его!

[crazy_terraformer]

поэтому следует экранировать часть солнечного света, для понижения температуры на вершинах гор Максвелла с 380°С до 333,6°С и тогда азеотроп там будет реагировать с силикатами и алюмосиликатами, в результате сера будет выводиться из состава облаков, а вода возвращаться в атмосферу связывая окислы серы в кислоты,играя роль катализатора процесса.

Вариант любых "мегалоконструкций" - проект крайне фантастический. Даже если они и возможны физически (что сомнительно) - затраты на них VS отдача будут несопоставимы.

Мегалоконструкция из динамичных элементов - аэростатов(дирижаблей) и спутников с солнечным парусом(спутники менее интересны, их потребуется больше), Покрытие непосредственно части поверхности планеты материалом(зонтики ввинчивающиеся в грунт ручками; пневматически или химически надувающиеся, или имеющие каркас из материала с памятью формы шарики с тросом-якорем), отражающим проходящее сквозь облака излучение обратно , полагаю наиболее интересная тема, так как требует меньше всего затрат, особенно, если будет возможно создать местное производство(летающие платформы на 50 - 65 км высоте с заводами-роботами и жароустойчивые роботы на поверхности для добычи сырья и доставки к заводам) самых тяжёлых и низкотехнологичных элементов.

тогда азеотроп там будет реагировать с силикатами и алюмосиликатами, в результате сера будет выводиться из состава облаков, а вода возвращаться в атмосферу связывая окислы серы в кислоты,играя роль катализатора процесса.

А разве образуются не сульфаты и кремниевая кислота? Но хорошо, пусть вода и сера.

Сера выводится в виде сульфатов. Кремниевая кислота тут же разлагается - породы раскалённые, на диоксид кремния(кварца будет завались, да и карбонатов тоже особенно в горах и плоскогорьях) и воду в виде пара.

Тогда плотность облачного покровами будет падать, пока облака не станут в основном из воды, а вместе с падением плотности облаков будет падать и температура на поверхности.

Тут, полагаю, всё сложнее. Ведь облачность отвечает не только за парниковый эффект, но и за альбедо. Без сернокислотных облаков и дымки, вероятно, получим более сильный нагрев дневной поверхности, и остывание ночной. Возможно, это окажется полезным.

Для уменьшения нагрева дневной и нужно её экранирование, надувными элементами аэростатов например.

Если же температура на этих вершинах не упадёт до температуры кипения воды, то придётся нарастить число экранирующих свет спутников или аэростатов. Вполне вероятно, что площадь экрана придётся наращивать и поддерживать

Единственное, на что хватит технических возможностей человечества - это регулярно распылять в атмосфере Венеры какой-нибудь волшебный порошок катализатор, влияющий на облачность. Причём делать это с минимальной нагрузкой на земную экономику и экологию. Вот у нас реголита и воды на Луне - ну просто девать некуда. На Венеру их!

Не пойдёт распыление- это постоянные траты ресурсов, т.к. даже без дождей пыль осаждается стратосферы гравитацией, аэростаты могут висеть гораздо больше.
О каких технических возможностях человечества идёт речь этого века или всех последующих?

[SpaceEngineer]

Какова площадь вершин гор Максвелла, и хватит ли там пород хотя бы для связывания всей кислоты?
О связывании всего СО2 имеющейся водой речи идти не может. Воды нужно целый Энцелад привезти.

[Maki]

О каких технических возможностях человечества идёт речь этого века или всех последующих?

И всех последующих.

Мегалоконструкция из динамичных элементов - аэростатов(дирижаблей) и спутников с солнечным парусом, ...летающие платформы на 50 - 65 км высоте с заводами-роботами и жароустойчивые роботы на поверхности для добычи сырья и доставки к заводам самых тяжёлых и низкотехнологичных элементов.

Боюсь, что даже при наличии огромных энергий, ресурсов, и невиданных технологий, такие "мегапроекты" будут в приоритетном режиме реализовываться на самой Земле. Просто из соображений времени, логистики и потенциальной отдачи. Всегда будет выгодней "оттерраформировать" очередную пустыню или насыпать ещё один искусственный архипелаг "здесь".
Ну и, помимо экономики и здравого смысла, есть и физика. Боюсь, что любые конструкции планетарного масштаба слишком грандиозны, чтобы быть устойчивыми и управляемыми.

Покрытие непосредственно части поверхности планеты материалом(зонтики ввинчивающиеся в грунт ручками; пневматически или химически надувающиеся, или имеющие каркас из материала с памятью формы шарики с тросом-якорем), отражающим проходящее сквозь облака излучение обратно...

Уж проще всю планету обернуть алюминиевой фольгой. Но пока есть парниковая атмосфера, изменение альбедо самой планеты вряд ли что-то даст.

Не пойдёт распыление- это постоянные траты ресурсов, т.к. даже без дождей пыль осаждается стратосферы гравитацией, аэростаты могут висеть гораздо больше.

Постоянные траты ресурсов потребуются при любом масштабном вмешательстве. И если задействована сложная техника и многоступенчатые процессы - ресурсов требуется на порядки больше. По этому, искать варианты "попроще" - всегда полезно.
Пыль, кстати, не просто "осаждается", но и является центром конденсации. Если минералы реголита взаимодействуют с серной кислотой - вуаля, как минимум одна из задач решена!
Но как будет себя вести прозрачная венерианская атмосфера, и что при этом станет с климатом - совершенно непонятно.
P.S.
Хотя почему "непонятно"? Понятно... Углекислота никуда не денется, что гарантирует парниковый эффект. И если, в отсутствие облаков, солнечную энергию будет поглощать поверхность планеты - её температура, как минимум, на дневной стороне, должна вырасти.

[crazy_terraformer]

О связывании всего СО2 имеющейся водой речи идти не может. Воды нужно целый Энцелад привезти.

Много воды не надо, если только температура массы минералов-предшественников гидратов эквивалентных по массе всей воде Венеры не успеет опуститься ниже температуры разложения гидратов.
Тогда Энцелад потребуется только для того, чтобы гидратировать литосферу и создать гидросферу.

Какова площадь вершин гор Максвелла, и хватит ли там пород хотя бы для связывания всей кислоты?

Посчитаю - скажу, но думаю - на окислы серы массы хватит.

[crazy_terraformer]

Боюсь, что любые конструкции планетарного масштаба слишком грандиозны, чтобы быть устойчивыми и управляемыми.

А зачем их делать управляемыми централизовано? Пусть будут динамичными и самоорганизующимися, распределённой сетью, роем.

[Андрей 2]

Не пойдёт распыление- это постоянные траты ресурсов, т.к. даже без дождей пыль осаждается стратосферы гравитацией, аэростаты могут висеть гораздо больше.

Восходящие  потоки воздуха и плотная атмосфера не дадут мелкой фракции пыли осесть на поверхность, (пример-земные извержения вулканов, где пепел и пыль подолгу висят и дрейфуют в атмосфере) может её ещё придется осаждать принудительно, распыляя некую маслянистую жидкость .

[Maki]

Боюсь, что любые конструкции планетарного масштаба слишком грандиозны, чтобы быть устойчивыми и управляемыми.

А зачем их делать управляемыми централизовано? Пусть будут динамичными и самоорганизующимися, распределённой сетью, роем.

"Лапы Мантрида"?! Ну всё, кирдык нашей вселенной...
А если серьёзно - проектирование, изготовление, доставка, настройка, координация, питание, ремонт орбитальной группировки по сути "геологического" масштаба вокруг другой планеты - это всегда будут огромные затраты. Тем более, в условиях дефицита редких металлов. Даже если будущая мировая элита и возымеет желание "поиграть в Богов" - мегаломанских проектов и на Земле найдётся достаточно.
Впрочем, тупо "погасить" серную кислоту реголитом - это будет, условно, 1 триллион тонн пыли. Тоже бессмысленно и беспощадно... Тем более, парниковая вода и углекислота останутся.

Было бы забавно соорудить стратосферный облачный слой, пропускающий инфракрасное излучение, и не дающий парникового эффекта. Как, например, будет в этом качестве метанол? Если нормально - закидываем на Венеру весь наличествующий рутений в качестве катализатора, и ждём, когда закрытая метанольными облаками Венера остынет. А если рутений сеять не в виде порошка, а в виде микросфер с гелием внутри - катализатор будет болтаться в атмосфере Венеры практически вечно.
Только вот большие сомнения у меня насчёт метанола. Возможно, та ещё парниковая дрянь...

[crazy_terraformer]

Если в облаках появятся просветы, то могут возникнуть  сильные восходящий потоки в центре подсолнечного пятна, засасывающие вулканический пепел в облачный слой со всей поверхности планеты, воздух будет опускаться вниз на ночной стороне и сдувать пыль и пепел в виде постоянных пылевых бурь  к подсолнечному пятну на поверхности. В итоге силикатная пыль встретится с оставшимися кислотными аэрозолями, если температуры будут ниже температур разложения карбонатов, то кроме сульфатов и сульфатов будут образовываться карбонаты. Когда кончится пепел, вопрос хватит ли энергии ветра, чтобы напилить достаточно базальтовой пыли(с помощью полученной в хим реакции из пепла пыли и песка кварца и солей) за приемлемые сроки, чтобы заменить пепел для захвата углекислоты?

Метанол и рутений -это феноменально ! Но не работает и не может сработать. Рутения не хватит, метанола тоже, опять же фотолиз и пиролиз приведут к образованию воды, водорода, угарного газа. Водород улетучится, угарный газ восстановит окислы серы, железо на поверхности и в недрах. Прибавится углекислоты.

[crazy_terraformer]

дефицита редких металлов

Не будет!
Выпарим из KREEP-пород Луны и пород Меркурия, выжмем из астероидов пояса в солнечных печах.
Солнечный парус уже предлагали из алюминиевой фольги как экран. 

[crazy_terraformer]

мегаломанских проектов и на Земле найдётся достаточно.

Но биосфера может не выдержать прилива тепла. А
http://tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/Energy/Oil.htm

Первое, что надо отметить -- это глобальное потепление. Но не от парникового эффекта. А просто вызванное общим энерговыделением человечества.

Действительно, ведь вся производимая нами энергия в итоге уходит в тепло. И греет планету. Если всё будет продолжаться нынешними темпами, то через 50 лет земляне будут производить уже 2 Q энергии в год. Это сопоставимо с энергией, поглощаемой от Солнца (3200 Q). Нетрудно подсчитать, что это вызовет рост средней температуры на 0.1 градуса исключительно за счёт смещения излучательного равновесия. Причём нагрев будет крайне неоднороден: там, где мало населения и промышленности, практически незаметен, и очень велик в индустриальных районах. На первый взгляд, 0.1 градуса -- пустяк. Но проблема в том, что с этим невозможно бороться! Производя и потребляя энергию, невозможно не греть планету. Единственный выход -- выносить всё энергоёмкое производство в космос, доставляя на Землю только его результаты. При нынешних темпах развития мы вынуждены будем сделать этот шаг не позже, чем лет через 150, иначе просто "сваримся".

Один Q = 10²¹Джоулей. Это такая единица энергии. В Q удобно измерять потребление энергии человечеством. В настоящий момент оно составляет примерно 0.5 Q в год [1] и удваивается приблизительно каждые 25 лет [1]

Перемещение больших масс пород для строительства искусственной суши в океанах или морей в пустынях может вызвать загрязнение воды и почв солями тяжёлых металлов, а воздуха окислами серы.

[Maki]

Рутения не хватит, метанола тоже, опять же фотолиз и пиролиз приведут к образованию воды, водорода, угарного газа. Водород улетучится, угарный газ восстановит окислы серы, железо на поверхности и в недрах. Прибавится углекислоты.

Как это "рутения не хватит"?! Вот же он!

дефицита редких металлов

Не будет!
Выпарим из KREEP-пород Луны и пород Меркурия, выжмем из астероидов пояса в солнечных печах.
Солнечный парус уже предлагали из алюминиевой фольги как экран.

А если серьёзно, чтобы заняться таким "выпариванием" - необходимо произвести на Земле всё необходимое оборудование, и вытолкнуть его из гравитационной ямы. А затем как-то доставить полученный продукт на Землю. И всё это с затратами труда, энергии, материалов, и неизбежным экологическим ущербом. Оно нам точно надо?

Перемещение больших масс пород для строительства искусственной суши в океанах или морей в пустынях может вызвать загрязнение воды и почв солями тяжёлых металлов, а воздуха окислами серы.

Может. Если пользоваться современными технологиями и наплевательски относиться к природе. Если же мы верим, что человечество (или не-человечество) будущего окажется способно создавать "Лапы Мантрида" и шнырять по солнечной системе - уж в глобальном внедрении экономичных, природосберегающих, чистых технологий можно быть уверенными на все 100%.

Но биосфера может не выдержать прилива тепла. А
http://tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/Energy/Oil.htm

Биосфера - она такая саморегулирующаяся штука. И если некий вид начинает усиленно жрать, размножаться и ср@ть в геологическом масштабе - обязательно произойдёт какое-нибудь "гуронское оледенение", которое подрегулирует численность и стратегию выживания этого вида. И нам да этого неведомого, но замечательного события, осталось уже недолго. Приведённая вами статья как раз об этом.

P.S.
Возможно, насчёт "мегаломанских проектов" я не совсем прав. На "пилотируемую космонавтику", например, при всей её научной и экономической бессмысленности, тратятся сумасшедшие деньги. И мы ещё увидим и флаговтык на Марсе, и первый намаз на Луне.
Возможно, когда нибудь, и терраформирование Венеры станет вопросом престижа для мировых элит. Тем более, это единственная планета, на которой теоретически возможно создание хоть какой-то биосферы.

Если в облаках появятся просветы, то могут возникнуть  сильные восходящий потоки в центре подсолнечного пятна, засасывающие вулканический пепел в облачный слой со всей поверхности планеты, воздух будет опускаться вниз на ночной стороне и сдувать пыль и пепел в виде постоянных пылевых бурь  к подсолнечному пятну на поверхности. В итоге силикатная пыль встретится с оставшимися кислотными аэрозолями, если температуры будут ниже температур разложения карбонатов, то кроме сульфатов и сульфатов будут образовываться карбонаты. Когда кончится пепел, вопрос хватит ли энергии ветра, чтобы напилить достаточно базальтовой пыли(с помощью полученной в хим реакции из пепла пыли и песка кварца и солей) за приемлемые сроки, чтобы заменить пепел для захвата углекислоты?

А не может ли нечто подобное случиться естественным путём (ну или при минимальном нашем содействии)?
Йодистое серебро неплохо работает для разгона водяных облаков. Что порекомендуете для сернокислотных? Как будет работать тот же лунный реголит, если его вбрасывать, например, в зоны полярных вихрей?