Терраформирование Венеры

[ARGUS26]

Шапочку цитаты смените, пожалста. Ибо цитатка не моя.

Не нашел как редактировать. Странный движок у форума. Почему он подставляет под цитаты одних пользователей ники других?

[Андрей Астрофизический]

Почему он подставляет под цитаты одних пользователей ники других?

Потому что смотреть надо, куда нажимаете. Кого цитируете и в чьем посте жмете "цитировать" - должно совпадать.

[crazy_terraformer]

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/venusfact.html
Нашёл здесь молярную массу атмосферы Венеры 43,45 г/моль

Масса       4,8⋅10^20 кг=4,8•10^23 г
Состав[1][2]
Углекислый газ    CO2    96,5 %
Азот    N2    3,5 %
Сернистый газ    SO2    150 ppm
Аргон    Ar    70 ppm
Водяной пар    H2O    20 ppm
Угарный газ    CO    17 ppm
Гелий    He    12 ppm
Неон    Ne    7 ppm

В данном случае нас интересует сернистый газ. На поверхности планеты углекислотный флюид реагирует с карбонатами, серная кислота разлагает карбонаты, CO2 возвращается в атмосферу. В результате фотохимических процессов в верхних слоях атмосферы образуется CO, СОS и кислородные радикалы, биатомный кислород, озон. Угарный газ и COS реагируют с сульфатами на поверхности, в результате сера восстанавливается до молекулярной и сернистого газа, образуется углекислота, а окиси щелочных и щелочноземельных металлов связываются с силикатами обратно. Активные формы окисляют серу до сернистого и далее до серного газа, который а парами воды образует аэрозоль серной кислоты и цикл замыкается. Углекислота продолжает связываться в карбонаты, но серная кислота вновь и вновь разлагает их.
Кстати есть плюс — олеум разлагает бромиды, фториды и хлориды, вытесняя галогеноводороды в атмосферу.
А фтор с хлором пригодятся для синтеза суперпарниковых газов для прогрева Марса.

Хлороводород    HCl    0,1—0,6 ppm
Фтороводород    HF    0,001—0,005 ppm

Решением вопроса с серной кислотой может быть, активный захват серной кислоты и сернистого газа(попутно поглотим и галогеноводороды)  поглотителями на атмосферных платформах.
Исполнение поглотителей может быть разное, в качестве реактива скорее всего будут выступать оксиды и пероксиды щелочных Ме.  Полупродуктом будет смесь порошка сульфатов и сульфитов с примесью хлоридов и фторидов.
Из углекислого газа получаем углерод в виде порошка графита(сажи), который используем для восстановления означенной смеси солей....
Конечным продуктами переработки будут аллотропы молекулярной серы, фреоны. Фреоны на Марс, серу надо запаковать в герметичные кислотостойкие контейнеры и вывести куда-нибудь на плоскогорья Венеры, где они будут в сохранности.
В Википедии даны мольные концентрации компонентов атмосферы.
ŋSO2=150ppm=150*0,0001 %=0,015%
Количество моль атмосферы v=m/M=4,8*10^23г/43,45г/моль=1.104718066743383e+22 моль
Количество моль SO2 vSO2=(v*ŋSO2)/100=(0.015*1.104718066743383e+22)/100
vSO2=1 657 077 100 115 074 560 моль≈1,65708•10^18 моль
mSO2=M(SO2)*vSO2=64,064*1,65708*10^18≈106.159•10^18 г=1,06159•10^17 кг≈106.159 трлн.тонн

В пересчёте на молекулярную серу получаем mS=32.066*1.65708•10^18≈53.136*10^18 г=0,53136•10^17кг=53,136 трлн. тонн.

Другим вариантом будет закидать планету эквивалентом щелочных металлов но боюсь они войдут компонентом в силикаты, а сера продолжит крутиться в цикле.

Или экран от Солнца. Тогда цикл разорвётся точно.

[Skipper_NORTON]

Какую энергию (в Джоулях) надо затратить, чтобы терраформировать Венеру, в плане - создать там атмосферу как на Земле? 
Хотя бы с точностью до порядка..
 
PS По моему, подобное под силу только цивилизации II типа. 
Такие цивилизации могут даже орбиты планет изменять, и запускать корабли на околосветовых скоростях в другую галактику.
 

[Rattus]

Но не существуют в реальности.

[SpaceEngineer]

Не помню оценивалось ли здесь, сколько при падении комет будет образовываться алмазов, и можно ли в них связать значительную часть атмосферного углерода? На Земле известны импактные месторождения.

Другой вариант - синтез алмазов плазменным методом на стратостатах, питаемых солнечной энергией, в верхних слоях атмосферы. Синтезированные кристаллы просто сбрасываются вниз, на поверхность.

Если удастся связать лишний углерод в алмазы, получится забавная планета - алмазный песок под ногами. Правда, надо ещё связать 60 бар лишнего кислорода.

Альтернатива алмазу - карбид кремния, который образуется при более мягких условиях (меньше давление и температура, меньше затраты энергии). Из чего на поверхности Венеры можно добыть кремний, чтобы не образовать кислород как побочный продукт?

[Андрей Астрофизический]

Из чего на поверхности Венеры можно добыть кремний

А вы вообще уверены, что геологические детали Венеры очень уж хорошо изучены? Сканирование с орбиты затрудняется атмосферой - что-то узнать конечно можно, но ой как не все - ситуация куда хуже, чем с Марсом. А по поверхности по-ползать планетоходом, по-копать, по-бурить, на худой конец, по-изображать ИБД над спасением неудачного "крота", еще ни у кого на Венере не получалось.
Собственно, изученность поверхности Венеры, с 70-х годов мало изменилась...

Про радиолокационные сканирования я в курсе. Они проясняют рельеф, но не минеральный состав.

[николай теллалов]

Синтезированные кристаллы просто сбрасываются вниз, на поверхность

сгорят

[Rattus]

Из чего на поверхности Венеры можно добыть кремний, чтобы не образовать кислород как побочный продукт?

Не из чего - кремний, алюминий, железо и угдерод практически все окислены в литосфере планет ввиду существенно большей доли кислорода в космосе и сильном химическом сродстве к нему у  других элементов ниже и левее азота. Кроме платиноидов разве что.

надо ещё связать 60 бар лишнего кислорода.

При таком парциальном давлении его у вас даже железо как спичка вспыхнет, не говоря уже об алмазе - вполне себе горючем веществе.

[дерево]

Какую энергию (в Джоулях) надо затратить, чтобы терраформировать Венеру, в плане - создать там атмосферу как на Земле? 
Хотя бы с точностью до порядка..

Одним из решений является доставка кометами воды на Венеру для создания океана, который растворит в себе значительную часть атмосферы и позволит там выращивать водоросли.

Предположим, что в поясе Койпера летают десятки миллионов ледышек по несколько км.

(кликните для показа/скрытия)

Между 30 и 50 а.е предполагается 70 000 размером более 100 км. Также вероятность столкновения Земли с кометой обратно пропорциональна квадрату её размера (в диапазоне 0,5...17 км) из чего сделано предположение, что и в поясе Койпера подобное распределение по размерам, то есть 7 млн тел размером >10 км и 700 млн тел размером >1 км

Вместе с ними там есть Эрида и Плутон, имеющие 2ую космическую скорость 1,2 км/с и 1,3 км/с. Это позволяет затормозить малые тела на <2,4 км/с и <2,6 км/с за счёт облёта карликовой планеты по параболе      При орбитальных скоростях 3,5...4,5 км/с это позволит снизить скорость до 1...2 км/с. Предварительный толчок для облёта вокруг карликовой планеты по нужной траектории составляет <100 м/с при условии, что в радиусе 0,1 а.е. вокруг карликовой планеты найдётся нужная льдина. То есть энергозатраты (без учёта потерь) составляют ~1...3 МДж/кг и время полёта до века.

Более того, если получится достичь требуемой точности изменения импульса льдины, то манёвром вокруг карликовой планеты её можно будет направить точно на Нептун, манёвр возле которого направит на Венеру. Тут энергозатраты сокращаются ещё на пару порядков до ~0,01 МДж/кг, но время возрастает ещё на век, так как меньше скорость и нужно ждать подходящего расположения планет.

Для океана ~2 км нужно ~10²¹ кг воды, что потребует передать кометам ~10²⁵ Дж, которые содержаться в ~100 млн. тонн урана или тория, что сопоставимо с их экономически невыгодными земными месторождениями.
К тому же сброшенных (по точной траектории) комет с массой ~0,02% от Венеры и скоростью >30 км/с хватит, чтобы её немного раскрутить, сократив на ней день до наших нескольких.

Способ прямой переработки атмосферы Венеры потребует несколько МДж/кг (а может и десятков), то есть в сотни раз больше обкомечивания.

[crazy_terraformer]

Лучше тормозить,чем раскручивать. Чем медленнее вращаться будет Венера, тем меньше вероятность парниковой катастрофы после снятия экрана. Заодно и меньше придётся вносить изменений в геномы интродуцируемых видов животных и растений...

[crazy_terraformer]

Способ прямой переработки атмосферы Венеры потребует несколько МДж/кг (а может и десятков), то есть в сотни раз больше обкомечивания.

Таки МДж солнечной энергии!

[AndrejM]

Что-то мне подсказывает что добавление комет просто увеличит толщину атмосферы и все...
Про химию обоих объектов мы знаем не все.

[дерево]

К тому же сброшенных (по точной траектории) комет с массой ~0,02% от Венеры и скоростью >30 км/с хватит, чтобы её немного раскрутить, сократив на ней день до наших нескольких.

Что желательно не только животным (включая человека), но может создать магнитное поле за счёт лишь приливных сил от Солнца без добавления к Венере спутника, достаточное поле для уменьшения рассеивания ионизирующейся воды.

Лучше тормозить,чем раскручивать. Чем медленнее вращаться будет Венера, тем меньше вероятность парниковой катастрофы после снятия экрана.

Экран должен быть оставлен навсегда, без него при любых вращениях опять начнётся печка.

Таки МДж солнечной энергии!

Пропущенной через искусственное оборудование и СЭС на всю площадь планеты. И гораздо проще, если будет океан с водорослями, которые при КПД ~10% за ~10000 лет смогут переработать всю углекислоту.

До обкомечивания, чтобы потом быстрее переработать углекислоту, хорошо бы прогреть Венеру для испарения атмосферы, разместив рой зеркал на орбитах вокруг неё. Нагрев до 2000 К увеличит среднюю скорость лишь до 1 км/с, что много меньше 1ой космической у поверхности. Но равномерный нагрев атмосферы уменьшит конвекцию и сильно увеличит её толщину, в итоге в верхних слоях будет уже меньше 1ая к.ск. и наиболее быстрые молекулы углекислоты смогут улетать. Но время такого испарения рассчитать очень трудно, так как нужна информация о соотношении мощности вкладываемой на испарение к мощности теплового излучения. При ~10% время испарения будет порядка тысячи лет, то есть быстрее испарить основную углекислоту, чем её водорослями всю перерабатывать.

[SpaceEngineer]

Экран должен быть оставлен навсегда, без него при любых вращениях опять начнётся печка.

Не начнется, уже сто раз тут приводили работы по моделированию климата медленно вращающихся планет с океаном, поищите. Для таких внутренняя граница ОЗ - 0.6 а.е.

При ~10% время испарения будет порядка тысячи лет, то есть быстрее испарить основную углекислоту, чем её водорослями всю перерабатывать.

Ага, а потом весь этот СО2 аккрецирует на Землю. Отличный план.

[Андрей Астрофизический]

весь этот СО2 аккрецирует на Землю.

Это с какой бы стати?
Вроде, сфера Дайсона еще не построена.

[LonelyWanderer]

Ага, а потом весь этот СО2 аккрецирует на Землю. Отличный план.

Помню, я активно продвигал идею, что всю углекислоту нужно удалять в космос, потому что какая-то часть осядет на Землю: через сотни миллионов лет предполагается у нас дефицит, а так - оттянем, а со всей углекислотой, которая будет постепенно поступать из космоса планета справится, переработает в отходы жизнедеятельности, в карбонаты и т.д. - не за несколько же лет это произойдёт. А часть, и это очень важно - осядет на Марс. При его крайне слабой атмосфере даже малая часть венерианской - это серьёзная прибавка.
Однако меня тогда раскритиковали, посчитали, что вся углекислота улетит в дальний космос, хотя я с этим совершено не согласен. Я думаю, что при должной скорости испарения атмосферы Венеры в Солнечной системе свободные пробеги атомов/молекул будут не очень большие и сформируется что-то вроде давления, и тогда планеты будут просто засасывать эту углекислоту не только за счёт своей гравитации, но и внешним давлением, что ускорит процесс.

[Андрей Астрофизический]

Я думаю, что при должной скорости испарения атмосферы Венеры в Солнечной системе свободные пробеги атомов/молекул будут не очень большие и сформируется что-то вроде давления,

Ну посчитайте. Сравните объем атмосферы Венеры, и объем пространства внутри орбиты Земли, Марса... какое получится "давление". И с давлением солнечного ветра сравнить.

[LonelyWanderer]

Я думаю, что при должной скорости испарения атмосферы Венеры в Солнечной системе свободные пробеги атомов/молекул будут не очень большие и сформируется что-то вроде давления,

Ну посчитайте. Сравните объем атмосферы Венеры, и объем пространства внутри орбиты Земли, Марса... какое получится "давление". И с давлением солнечного ветра сравнить.

Насколько я помню, я уже прикидывал. Для формирования "давления", достаточно, чтобы свободный пробег атомов был меньше, чем само это облако газа, даже если это целая астрономическая единица. Если это произойдёт, то процесс сдувания солнечным ветром этого газа сильно замедлится (не будут убегать молекулы из внутренних областей облака, а только с внешних, потому что молекула будет сталкиваться с другими и энергия будет рассеиваться), а процесс поглощения газа планетами напротив ускорится, проскольку облако газа, имеющее давление, будет стремиться заполнить полости, а полости в этом ключе - это планеты. Они как насосы будут закачивать эти газы. Ну, свободный пробег молекул можно посчитать, думаю, речь идёт не более, чем о нескольких миллионах км.

[Андрей Астрофизический]

Насколько я помню, я уже прикидывал.

Ссылкой не напомните?