Терраформирование Венеры

[Андрей 2]

Терраформирование Венеры мне предствляется уже не таким перспективным как раньше, делом нужно заниматься серьёзно или не заниматься им вообще, полагаю что это дельце нужно провернуть в ближайшие 1-2 века, плюс время на остывание на доставку воды вышеуказанными способами, это ещё около столетия, пока кора напитается водой (грунтовых вод там ожидать не стоит, хотя сюрпризы могут быть), сформируется свой круговорот её, а вот наша звезда ждать не будет, медленно но верно переходит в стадию субгиганта, сводя (в перспективе) наши усилия на нет. Хотя есть способ уберечь Венеру от этих неприятностей и сделать её более привлекательной целью для терраформинга  чем Марс и Луна. На мой взгляд самое лучшее ещё до начала всех манипуляций изменить её орбиту, сместить её ближе к Земле, а оптимальнее всего- перевести на орбиту между Землёй и Марсом, теоретически это возможно, но здесь есть важный нюанс связаный с последствиями этого шага - гравитационная составляющая, наша система должна будет уравновесится в новых условиях, не приведёт ли это к аномалиям в движении планет? Как отреагирует пояс астероидов? Облако Оорта и пояс Койпера?

[MenFrame]

На мой взгляд самое лучшее ещё до начала всех манипуляций изменить её орбиту, сместить её ближе к Земле,

Работа уже началась зонд Паркер своим гравитационным влиянием поднимает орбиту.

(кликните для показа/скрытия)

Если зонд паркер делал гравитационные маневры у венеры и гасил скорость, получается что венера увеличила свою скорость? Можно посчитать на сколько?

Короткий ответ:
Да, Венера действительно получает ничтожно малое изменение скорости из-за гравитационного маневра зонда Паркер, но это изменение настолько мизерное, что им можно пренебречь. Для примера: если зонд массой 685 кг изменил свою скорость на 5 км/с, скорость Венеры изменится примерно на 10⁻²⁰ м/с (0,00000000000000000001 м/с). Это в триллионы раз меньше, чем естественные флуктуации скорости планеты.

Этого недостаточно, чтобы сместить орбиту Венеры даже на 1 атом за миллиарды лет.

[Vavanzer]

Для примера: если зонд массой 685 кг изменил свою скорость на 5 км/с, скорость Венеры изменится примерно на 10⁻²⁰ м/с (0,00000000000000000001 м/с). Это в триллионы раз меньше, чем естественные флуктуации скорости планеты.

Этого недостаточно, чтобы сместить орбиту Венеры даже на 1 атом за миллиарды лет.

Да не, там поболее будет, ~2 милиметра)))  За 1 мильярд лет!
  Так то если маневр посерьезнее попытаться сделать, что нибудь потяжелее, можно и отодвинуть немного.
 

[Андрей 2]

Да не, там поболее будет, ~2 милиметра)))  За 1 мильярд лет!
  Так то если маневр посерьезнее попытаться сделать, что нибудь потяжелее, можно и отодвинуть немного.
 

Не спешите с выводами.

[Андрей 2]

Увеличение диаметра орбиты Земли «гравитационным буксиром»[7] или мощным взрывом.
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F#:~:text=%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F%20%E2%80%94%20%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%20%D0%BC%D0%B5%D1%80%20%D0%B8%20%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B9,%2C%20%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%20%D0%B8%20%D0%BF%D1%80

[Андрей 2]

Пофантазируем? На картинке показаны орбиты орбиты планет до орбиты Юпитера включительно, 1-Меркурий 2-Венера, 3 Земля, 4-Марс 5-Юпитер. Речь идёт о смене орбиты  Венеры, смысл идеи заключается в следующем: использовать энергию серии мощных взрывов на поверхности планеты во время противостояния указанных ранее планет это предложено для усиления импульса, и более эффективного и быстрого перехода на другую орбиту, замечу что на картинке показан переход в 2 витка, но на самом деле их будет гораздо больше, быстро она должна перейти орбиту Земли, что вполне понятно, далее по мере удаления скорость нужно будет снижать, серией сравнительно маломощных взрывов.
Импульс для свода Венеры с нынешней орбиты предлагаю подавать по направлению её движения но под некоторым углом, направленным от Солнца, на картинке указано как 6.

[MenFrame]

Пофантазируем?

Энергию посчитайте, а потом дайте предложение где эту энергию взять. А то школьники уже достали двигать планеты своим необремененным реальностью воображением.

[Vavanzer]

сместить её ближе к Земле, а оптимальнее всего- перевести на орбиту между Землёй и Марсом, теоретически это возможно, но здесь есть важный нюанс связаный с последствиями этого шага - гравитационная составляющая, наша система должна будет уравновесится в новых условиях, не приведёт ли это к аномалиям в движении планет? Как отреагирует пояс астероидов? Облако Оорта и пояс Койпера?

  Вы за облако Орта переживаете!?)
 А за Землю - нет . Такая процедура не то что фатальна, она выкинуть может одну из планет, Землю или Марс!
 Ну и по затратам, выходило что просто нереалистично , колоссальные энергозатраты нужны, непозволительные порядки.
 
 Другое дело, попробовать раскрутить планету, заодно выбрасывая ее атмосферу каким то чудом!

[Vavanzer]

смысл идеи заключается в следующем: использовать энергию серии мощных взрывов на поверхности планеты во время противостояния указанных ранее планет это предложено для усиления импульса, и более эффективного и быстрого перехода на другую орбиту, замечу что на картинке показан переход в 2 витка, но на самом деле их будет гораздо больше, быстро она должна перейти орбиту Земли, что вполне понятно, далее по мере удаления скорость нужно будет снижать, серией сравнительно маломощных взрывов.
Импульс для свода Венеры с нынешней орбиты предлагаю подавать по направлению её движения но под некоторым углом, направленным от Солнца, на картинке указано как 6

  Про учет взаимноо гравитационного взаиможействия уже упомянул.
 А про остальное - это все надо считать.
 Начните прикидывать скорости, по закону Кеплера, потом импульсы, и потом энергию реактивной струи. И по окончаловке, количество предподагаемого топлива.

 Потом еще надо прикинуть допустимую нагрузку при передаче импульса. Тк планета в этих масштабах - не твердый шар, а полужидкая капля расплавленной магмы с оч тонким слоем твердой коры!)

  Раньше мы считали и спутники дальних планет как скинуть, и из пояса койпера что то притащить... Энергии в бешеные миллионищи "царь-бомб" получались, если на термоядерной энергии ездить.

[Андрей 2]

  Вы за облако Орта переживаете!?)
 А за Землю - нет . Такая процедура не то

Что за него переживать? Меня беспокоит поведение обьектов  этих регионов, не рванули бы они скопом внутрь системы , где мы находимся, из за взаимных возмущений.
Ещё мнения пожалуйста...

[Vavanzer]

  Вы за облако Орта переживаете!?)
 А за Землю - нет . Такая процедура не то

Что за него переживать? Меня беспокоит поведение обьектов  этих регионов, не рванули бы они скопом внутрь системы , где мы находимся, из за взаимных возмущений.
Ещё мнения пожалуйста...

Я ж вам обьяснил, что скорее Земля слетит с орбиты или сильно изменит ее, и там уже точно уже все равно будет , что там с облаком Оорта, которому по барабану по большому счету на таком расстоянии.

[Konstantin Schtsch]

Какой ещё закон сохранения энергии? Закон сохранения импульса никто не отменял. Ветер не просто так берёт, и разгоняется от энергии Солнца, он тоже от чего-то отталкивается, в общем и целом - от той же поверхности Венеры...Он сначала от Венеры оттолкнётся, использовав энергию Солнца и затормозив её, а потом вы будете эту Венеру опять разгонять. Энергия Солнца будет растрачена в данном случае на все эти манипуляции, т.е. на трение и в конечном счёте на тепловое излучение.

Это не совсем так.
Это оттолкнуться от самого себя нельзя, а переводить внутреннюю энергию из тепла во вращение и в другие виды- можно.
Простой пример- раскрутка маховика, после медленный переворот - энергия в разы меньшая, чем запасена в маховике и та переходит в тепло через трение-нагрузку на подшипники. Так стабилизируют вращение на МКС и некоторых спутниках, телескопах.
То есть можно за счёт электричества поэтапно раскручивать одним маховиком спутник вплоть до разрушения центробежными силами. Или - в противоположную сторону от корпуса(системы) раскрутить два маховика, развернуть лишь один и погасить их друг об друга  - в тепло или электроэнергию, а момент вращения всей системы останется (не забываем, что в маховиках - лишь половина затраченной, никакой магии).

В случае с венерой - идёт переход тепловой во вращение атмосферы  и там уже через трение о поверхность (а у поверхности только 2 м/с) - что-то уходит в импульс вращения, мешая приливному захвату.

В связи с этим возникает вопрос: раз естественные причины способны за год изменить продолжительность суток на Венере на пару минут, то возможно ли, искусственно усилив эти явления, раскрутить планету в приемлемые сроки и почти без затрат энергии? Например, построить на поверхности стены для создания препятствия ветру, или закрепить тысячи больших воздушных змеев. Можно ли усилить ветра, затенив половину диска планеты? Например, в процессе строительства солнечного экрана, сначала построить только половину. Как асимметричное освещение диска повлияет на циркуляцию атмосферы?

Так же под вопросом пределы возможного. Из закона сохранения энергии следует, что мы не можем таким способом раскрутить Венеру быстрее, чем за пару тысяч лет (навскидку, надо посчитать). Ведь этот метод ограничен по энергетике потоком солнечной энергии, принимаемым диском Венеры, да еще умножить на 1 минус альбедо, да ещё не понятно, какое к.п.д. процесса, даже с использованием стен/змеев. Также предельной скоростью может оказаться один оборот за 4 земных дня (с такой скоростью сейчас циркулирует атмосфера), хотя в реальности скорее всего на порядок меньше, т.к. по мере раскрутки картина циркуляции будет меняться (и скорость ветра относительно поверхности будет падать).

Для радикально быстрой раскрутки за счёт тепловой энергии потребуется превратить поверхность планеты во что-то вроде этого:



Это развитие идеи с охлаждающими трубами-аэростатами на полюсах, и поднимающими раскаленный воздух в стратосферу на экваторе Оптимальные расстояния между стенами- надо рассчитывать, оптимально так, чтобы внутри каждой такой плоской "трубы" была тяга только в одну сторону (вверх), и не было конвекции по краям и внутри объёма, то есть толщиной примерно с атмосферный циклон. На полюсах- спуск охлажденных масс. Скорость ветра в такой трубе приближается к трём махам, проходящая масса в 90 раз больше чем на земле.

Расчёты тяги для "маленькой" плавучей трубы диаметром 10км, получается 2*10^18Вт, мощь ручного урагана.

(кликните для показа/скрытия)

Исходные данные:

h = 70 км = 70000 м (это точка равновесия парового дирижабля, водородные- на 20-30км выше.)
D = 10 км, радиус r = 5 км = 5000 м

S = π * r^2 = π * (5000)^2 ≈ 7.85 * 10^7 м^2

P1 = 90 атм = 90 * 101325 Па ≈ 9.12 * 10^6 Па

T1 = 460 °C = 733 K

P2 = 0.036 атм = 0.036 * 101325 Па ≈ 3648 Па

T2 = -40 °C = 233 K

M = 0.044 кг/моль (молярная масса CO2)

R = 8.314 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)

R_CO2 = R / M = 8.314 / 0.044 ≈ 189 Дж/(кг·К)

Расчёт скорости потока на выходе (формула Сабинина-Гартмана):

v = sqrt( 2 * γ / (γ - 1) * R_CO2 * T1 * [1 - (P2 / P1)^((γ - 1) / γ)] )

где γ ≈ 1.28 для CO2

Подставляем значения:

v = sqrt( 2 * 1.28 / (1.28 - 1) * 189 * 733 * [1 - (3648 / (9.12 * 10^6))^(0.28 / 1.28)] )

Вычисления:

v = sqrt( 2 * 4.57 * 189 * 733 * (1 - 0.27) ) = sqrt( 1240000 * 0.73 ) ≈ 950 м/с

Расчёт плотности газа у основания:

ρ1 = P1 / (R_CO2 * T1) = (9.12 * 10^6) / (189 * 733) ≈ 66 кг/м^3

Массовый расход:

m_dot = ρ1 * S * v ≈ 66 * 7.85 * 10^7 * 950 ≈ 4.9 * 10^12 кг/с

Мощность системы:

P = 0.5 * m_dot * v^2 = 0.5 * 4.9 * 10^12 * 950^2 ≈ 2.2 * 10^18 Вт = 2.2 ЗВт

Итоговые результаты:

Скорость потока на выходе: ≈ 950 м/с (сверхзвуковая)

Мощность системы: ≈ 2.2 * 10^18 Вт - не запутаться бы в нулях

Такая штука переводит в кинетическую не только энергию солнца, но и запасенную в толще грунта, что гораздо больше того что в атмосфере, то есть- охлаждает.

[Vavanzer]

Для радикально быстрой раскрутки за счёт тепловой энергии потребуется превратить поверхность планеты во что-то вроде этого:

Как это будет работать? Не получится ли там взаимокомпенсация импульсов, за счет обратных потоков!?)
 В вентиляшке же идет взаимодействие с внешним ветром, или с внутренним выходным потоком, система незамкнутая, потому и раскручивается.

[Konstantin Schtsch]

Как это будет работать? Не получится ли там взаимокомпенсация импульсов, за счет обратных потоков!?)
 В вентиляшке же идет взаимодействие с внешним ветром, или с внутренним выходным потоком, система незамкнутая, потому и раскручивается.

Нет-нет, сходство лишь внешнее. Хотя в некотором роде да - раскручивает взаимодействие с выходным потоком. Принцип - тот, который в дымовой трубе.
Геронов шар на максималках.

По логике-  покрыть всю планету эдакими трубами в пару десятков км в диаметре, с выбросом под углом. Плоскости же напрашиваются как способ экономии материала, ведь на них нагрузки будут колоссальные, отклоняющие восходящий поток от вертикали в кинетическую энергию. В отличие от тех стенок, что поперек меридианов - они могут быть тонкими, их задача лишь не допускать конвекции внутри каждой такой плоской "трубы". И при некотором растоянии между ведущими стенками поперечные могут быть и не нужны. Сорри, это уже почти гидродинамика, я в ней не силен.
На полюсах - общий спуск охлажеднных масс, на экваторе - подъём нагретых.

[Vavanzer]

По логике-  покрыть всю планету эдакими трубами в пару десятков км в диаметре, с выбросом под углом. Плоскости же напрашиваются как способ экономии материала, ведь на них нагрузки будут колоссальные, отклоняющие восходящий поток от вертикали в кинетическую энергию. В отличие от тех стенок, что поперек меридианов - они могут быть тонкими, их задача лишь не допускать конвекции внутри каждой такой плоской "трубы".

  Я не совсем понимаю суть задачи, чего этим хотите добиться.
  Но, для начала, можно тупо расмотреть обычную печку. В ней тяга развивается за счет чего? За счет разогретых выходящих газов. Причем, взодит только возлух, выходит со2+н2о преимущественно, часть твердого топлива превращается в газ, который бешено устремляется вверх изза большой разницы плотности отн атмосферного воздуха.
 В конце трубы температура как правило сильно меньше, изза адиабатического расширения и отдачи температуры стенкам трубы и каналов. Скорость тоже не безграничная, и присутствует трение о стенки каналов и трубы. 

  На Венере (да хоть где), ну поставим мы трубу. Допустим возьмем идеальный вариант, засасываем перегретый воздух с поверхности. Перегретый в том плане, что его температура выше "адиабатического равновесия" и самая нижняя подложка имеет плотность ниже чем вышележащие слои, и изза этого возникает пробой этих слоев и образуется восходящий вихрь. Все это в областях образования восходящих потоков. Ну то же самое что и в пустыне на Земле, можно устроить то же самое. Перегретую подложку направить в трубу,  а не просто ввиде "дикого" вихря, где она поднималась и песок поднимала, гуляя "где хочет", (а на самом деле, просто вихрь "пылесосит" смешаясь в новые области перегретого воздуха). Ну или стоит на месте, "закачивая" новые порции перегретого поверхностью воздуха, которые в итоге его и поддерживают...
  Чтоб у нас тяга была мощной, нам надо или подогреть прилично венерианский воздух после входа в трубу. Чтоб была разница плотностей. Или довольствоваться нижним подогревом, захватывая максимальную площадь. Но! В любом случае, в очень длинной трубе тяга будет ухудшаться изза длины. Трение газа об стенки никуда не денем. Да, можно добавить подогрев, сделать трубу "абсолютно черной", чтобы она тоже поглощала часть сумеречного излучения. Но будет ли толк? Если вся температура сидит под облачным слоем, где давление ~1 атм и более, а энергии под него проходит совсем ничего...

 Корочь, мутная какая то печка получается. Но, надо подумать...

[Vavanzer]

Нет-нет, сходство лишь внешнее. Хотя в некотором роде да - раскручивает взаимодействие с выходным потоком. Принцип - тот, который в дымовой трубе.
Геронов шар на максималках.

Кстати вспомнил один момент. То что предполагал подобный эффект, но термический, не динамический. Как то писал тут где-то про это, что атмосфера вращается и затормозила планету и даже в обратную сторону заставила вращаться... Но, само вращение изза температурных эффектов конкретно по векторам так и не смог раскинуть. Ну и типа, это каким то образом противоречит законам сохранения импульса, как тут размотали некоторые участники беседы...
  Там просто есть момент. Разница температур не только ночной и дневной поверхности. А еще и фактор ее изменения в области терминатора. Когда хододный ночной воздух пожходит к линии рассвета и переходит в дневную сторону, он расширяется. А тот который входит в ночную сторону, он сжимается. Вроде как на вскидку, на первый взгляд все нормально. Должна быть взаимокомпенсация. А ее нет! Атмосфера Венеры вращается. Так же как и атмосфера Земли, с ее "западным переносом", где есть преобладание направление в сторону из ночной стороны в утреннюю, на восток. На Земле атмосфера как бы чуть обгоняет вращение планеты. Движется навстречу "восходящему Солнцу", так получается. Не тормозит вращение трением.
 
 Кстати, на Земле та же гидродинамика, в океанах. Они стремятся из ночи в сторону утра и заката по итогу. Течения. Видимо возникает какой то барьер инерционный

[Vavanzer]

Все)) я кажется, понял, если подключить импульс излучения, получается, что в вечерней части планеты он уносится в бездну, заходя на ночную сторону! А на утренней ничего не уносится (точнее уносится, но гораздо меньше). Потому что температура низкая. Ассиметрия импульсов все-таки есть.  Относительно линии Солнце-центр планеты.
  Может быть еще какой то более осязаемый баррьер есть, связанный с трением воздушных масс о поверхность.  Но нам главное понять причины ротации атмосфер, которая по скорости отличается от скорости вращения поверхности!

 Если оно так и есть, в плане импульсов, получается что вращение атмосферы Венеры имеет большую силу, чем приливные эффекты. Так чтоли!?)  Не дает планете оставаться полностью приливно-захваченной.

[MenFrame]

Но нам главное понять причины ротации атмосфер,

Ротация атмосферы касается только верхней атмосферы. Нижние слои прилегающие к поверхности не какой ротации не подвержены. Суммарный импульс который дают ветра на поверхности равны нулю как и положено при конвекции, что согласовано с законом сохранения импульса. Но поклонников Барона Мюнхаузена который вытащил себя из болота за волосы, это не как не останавливает.

[Vavanzer]

Но нам главное понять причины ротации атмосфер,

Ротация атмосферы касается только верхней атмосферы. Нижние слои прилегающие к поверхности не какой ротации не подвержены. Суммарный импульс который дают ветра на поверхности равны нулю как и положено при конвекции, что согласовано с законом сохранения импульса. Но поклонников Барона Мюнхаузена который вытащил себя из болота за волосы, это не как не останавливает.

  Ну вопрос спорный. Направление ветров у поверхности мерили вообще!?) По всей планете. Модет быть там они не в обратную сторону дуют относительно верхов. Или не полностью компенсируют импульс воздуха. Взаимодействуя с твердой частью планеты.
 

Суммарный импульс который дают ветра на поверхности равны нулю как и положено при конвекции, что согласовано с законом сохранения импульса

А с чего им выдавать такой импульс, если система так сказать, не очень то и замкнутая!? Часть импульса уносится излучением, часть диссипацией. И оба этих варианта не обязательно прям симметрично-направлены!  Это сверху.
 Снизу идет взаимодействие с неровной поверхностью планеты. Т е атмосферу нет смысла считать замкнутой в плане импульсов.

[MenFrame]

Часть импульса уносится излучением,

Импульс излучения, не как не связан с атмосферным движением поскольку он ничтожен и им можно пренебречь. Во вторых в импульсе излучения нет не какой асимметрии которая была бы ответственна за раскручивание атмосферы. Атмосферное движение это конвекция. То есть по сути работа по перемещению тела(газа) не может идти в нарушении закона импульса.  Умники не изучив что такое суперротация атмосферы, решили что вся атмосфера в едином порыве до глубины крутиться в одну сторону. Хотя не где об этом не говориться.

часть диссипацией.

Где также не замечено не какой асимметрии которая бы отвечала за раскручивание.