Терраформирование Венеры

[shuricos]

Где-то была тема о разработке ледяных астероидов в поясе Койпера.
Там рассматривался даже вопрос об использовании выделившихся газов в качестве дополнительного источника энергии. Получалось что без внешнего подвода тепла энергобаланс не сводился (сам себя астероид растопить не может), но зато такое использование попутных газов может заметно сократить внешний подвод тепла.
Не могу теперь отыскать эту тему, а там было много интересного, перечитал бы, освежил в памяти.

Что касается сифона, то он весьма возможен.
Тут главное - чтобы разница давлений жидкости к астероиду и от астероида не превысила 1 МПа (10000 кгс/кв.м.), иначе эффект сифона не сработает. Но у астероида настолько малое притяжение, что эти 10 тонн веса будут равны нескольким тысячам тонн массы (чем выше по "элеватору", тем вес при той же массе меньше и меньше, пока на стационарной орбите вес не обнулится.). Например, на Церере (а это весьма крупное тело) кубометр воды весит всего 28 килограммов.

[shuricos]

Способ 2.А этот описывал, наверное год назад. Здесь используем не энергию атомных бомб, а энергию вращения ледяного астероида.

Вот эта тема: Добыча воды на внешних телах и решение энергетической задачи
Но была ещё где-то тема о выработке энергии от сжигания газов самого астероида. Где же она?

[LonelyWanderer]

Способ 2.А этот описывал, наверное год назад. Здесь используем не энергию атомных бомб, а энергию вращения ледяного астероида.

Вот эта тема: Добыча воды на внешних телах и решение энергетической задачи
Но была ещё где-то тема о выработке энергии от сжигания газов самого астероида. Где же она?

Да, что-то такое припоминается, только это было внутри какой-то темы.

[LonelyWanderer]

Что касается сифона, то он весьма возможен.
Тут главное - чтобы разница давлений жидкости к астероиду и от астероида не превысила 1 МПа (10000 кгс/кв.м.), иначе эффект сифона не сработает. Но у астероида настолько малое притяжение, что эти 10 тонн веса будут равны нескольким тысячам тонн массы (чем выше по "элеватору", тем вес при той же массе меньше и меньше, пока на стационарной орбите вес не обнулится.). Например, на Церере (а это весьма крупное тело) кубометр воды весит всего 28 килограммов.

Откуда цифра в 1 МПа? Чтобы, например, на Земле эффект сифона работал, разница не должна превышать 0.1 МПа, т.е. 1 атмосферу, иначе столб воды в трубе разорвётся. На астероиде, сифон, похоже, не осуществим, т.к. отсутствует эта атмосфера, выполняющая работу.  И столб воды будет просто разорван в районе стационарной орбиты, и верхняя часть будет выброшена, а нижняя стечёт вниз. Но она, конечно, не стечёт, т.к. речь идёт о подпирающих снизу попутных газах. Но это уже не эффект сифона, это уже другой принцип.
На астероиде, аналогичном Церере, для поднятия столба воды на 1 километр потребуется давление 2.8 атмосфер, а на 100 километров - под  200 атмосфер. Нет, пожалуй подавать воду в жидком виде можно только на очень небольших астероидах, километров до 50 в диаметре, которых потребуется большое количество. Наверное трубопроводный способ не годен.
Впрочем и разогрев льда - слишком энергозатратно.

[shuricos]

Чтобы, например, на Земле эффект сифона работал, разница не должна превышать 0.1 МПа, т.е. 1 атмосферу, иначе столб воды в трубе разорвётся.

Да, точно! В голове было про 10 метров водяного столба, взял и сдуру умножил 1 бар на 10 по невнимательности.

На астероиде, сифон, похоже, не осуществим

Согласен.

Наверное трубопроводный способ не годен.

Годен, но только подавать надо не жидкость, а газ. Газ менее плотный, чем жидкость, его столб легче, поэтому его давление проще компенсировать (при подаче воды в нижней части трубы её давление может быть значительно меньшим, чем если бы через трубу прокачивали жидкость). Дальше стационарной орбиты пар конденсируем, жидкость самотёком уходит в дальний конец трубы.

В идеале труба должна сначала от поверхности спускаться вниз к центру масс астероида и в этой части быть наполнена водой, а другая часть трубы должна идти от центра масс астероида за стационарную орбиту.
Тогда у нас получится создать хоть какое-то значимое давление воды на нижнем конце трубы, а чем оно выше, тем выше давление пара в трубе, тем быстрее происходит переток пара по трубе.

Впрочем и разогрев льда - слишком энергозатратно.

Зато система получается без движущихся деталей (кран на нижнем и кран на дальнем концах трубы не считаю, они могут, в сущности, быть постоянно открыты).

[Скеп-тик]

И столб воды будет просто разорван в районе стационарной орбиты,

Она вообще ни на миллиметр не поднимется. Иначе в верхней части трубы даление должно быть ниже вакуума на величину веса столба воды.
Насос для перекачки вакуума придумали...

[shuricos]

Где-то была тема о разработке ледяных астероидов в поясе Койпера.Там рассматривался даже вопрос об использовании выделившихся газов в качестве дополнительного источника энергии.

НАШЁЛ!
Вот эта тема: Комета - топливная заправка для химических ракет

[shuricos]

Интересно, можно ли на Венере (например, чуть выше облачного слоя, т.е. там, где солнечный свет не рассеивается облаками) добиться в фокусе солнечного концентратора температуры в 2600 градусов?
Тут вот пишут, что при такой температуре 50% СО₂ распадается на СО и О₂ (точнее 2СО₂ -> 2CO+O₂, а ещё точнее, с учётом не полной реакции диоксида углерода, получится такая вот "формула" 4СО₂ -> 2СО₂+2СО+О₂).

На выходе 2СО, остывающие ниже 430 градусов (т.к. это же в высоких слоях атмосферы происходит), прореагируют с отделением чистого углерода: 2СО -> СО₂+С.

Фактически это означает, что за один цикл мы полностью разлагаем одну молекулу СО₂ на С+О₂.
При этом углерод выпадает сажей на поверхность. Если так перегнать весь СО2, то масса атмосферы уменьшится на четверть, но что более важно - атмосфера будет состоять из кислорода, который свободно пропускает инфракрасные лучи, да ещё и образует озон, который блокирует поступление утрафиолетовой части солнечного спектра, снижая нагрев планеты.

Тут есть колоссальное количество нюансов:
- вдруг углерод начнёт восстанавливать окисленные металлы поверхности? Тогда он будет превращаться обратно в СО2, дополнительно увеличивая атмосферу Венеры.
- кислородная атмосфера очень агрессивна - гореть будет всё, в т.е. тот же осевший углерод.
- углерод в первую очередь сожрёт серную кислоту облаков и планета лишится своего альбедо и нагреется.

Но как промежуточная стадия это может

[Андрей 2]

Как раз над этим и думаю, не могу найти инф. на тему перегрева cо2, засыпать в атмосферу чёрного порошка, и зеркалами добавить энергии.

[crazy_terraformer]

Вы скажете: СО2 не горит.

Ещё как горит!

Вернее не горит, а поддерживает горение очень ограниченного количества элементов .

Этот вариант мы активно обсуждали в "Колонизации Венеры" тоже. Но для этого нужны редкие щелочные и щелочноземельные металлы - магний, калий, натрий...

Не такие уж они и редкие, а ещё можно использовать алюминий.

И в огромном количестве. Добыча и доставка такого огромного количества металлов получалась катастрофически сложной инженерной задачей, не говоря уже об экономической составляющей.

В отличие от воды их можно добыть и доставить быстрее, так как можно использовать солнечную энергию.

Там требовались такие энергозатраты, которые соизмеримы с перемещением всей Венеры на более удалённую орбиту.

Учитывая массу, неоднородность планеты, ёе атмосферу, а также отсутствие сравнительных расчётов по её перемещению в этом есть большие сомнения.

P.S. Лень искать, проще заново посчитать.
Например, по такой реакции Mg+CO2->2MgO+C.
Т.е. чтобы сжечь одну молекулу СО2 (молярная масса 44,01 г/моль) нужна одна молекула чистого магния (24,305 г/моль). Т.е. чтобы сжечь 44010 кг СО2 нужно 24305 кг магния.
В атмосфере Венеры масса СО2 = 4,632*10²⁰ кг.
Чтобы сжечь их, потрубуется 2,558*10²⁰ кг магния. Это 256 миллионов миллиардов тонн чистого металла, т.е. в 200 миллионов раз больше, чем то количество воды, которое нужно для того, чтобы "напоить" литосферу Венеры (не говоря уже о том, что вода в Космосе есть и её много, а чистые металлы надо ещё получить).

чтобы сжечь 48610 кг магния  нужно 44010 кг СО2.
 2Mg+CO2->2MgO+C
Молекул магния нет в природе.
На 1 моль CO2 надо 2 моль Mg
M(CO2)/2*M(Mg)=m(CO2)/m(Mg)
m(Mg)=2*M(Mg)*m(CO2)/M(CO2)~=5,116*10²⁰ кг
В этом плане натрий и калий лучше, так как они образуют оксиды реагирующие с сухим углекислым газом. В результате образуется карбонат соответствующего Ме и углерод.
2K+CO2->K2O+C
K2O+CO2->K2CO3
с натрием аналогично.
Т.е. получается на один моль CO2 уходит один моль щелочного металла
M(Na)=22,99 г/моль
m(Na)=M(Na)*m(CO2)/M(CO2)~=2,419670*10²⁰ кг
M(K)=39,098 г/моль
m(K)=M(K)*m(CO2)/M(CO2)~=4,1150*10²⁰ кг
4Al+3CO2->2Al2O3+3C
На 3 моль CO2 надо 4 моль Al
M(Al)=26,9815 г/моль
m(Al)=(4/3)*M(Al)*m(CO2)/M(CO2)~=3,78636*10²⁰ кг
не забываем про кальций.
Алюминий самый распространённый металл (второй после железа, а из горящих в углекислом газе первый ) его больше в 2-2,7 с лишним раза,чем Ca,  в 3 с лишним раза, чем К, Na по отдельности, в 3 с лишним - 4 раза, чем Mg.
Таким образом порядок доставляемой массы  10²⁰ кг, а множитель полагаю будет где-то в районе 3-х, в сумме содержание щелочных и щелочно-земельных Ме чуть больше содержания алюминия. Доставку проще организовать с помощью электромагнитных катапульт в контейнерах (из алюминиевого сплава с магнием) с маневровыми движками для коррекции курса(топливная пара кремний-кислород)

Щелочноземельные металлы имеются и на Венере, но чтобы получить их в необходимом количестве, придётся переработать всю её поверхность на глубину в несколько километров.

Проблема ещё в том,что можно получать только щелочные металлы в виде оксидов для связывания CO2 в карбонаты без катализа реакции водой; отсекается алюминий, оксиды кальция и магния.
Незабываем про условия на поверхности планеты. Которые резко ограничивают скорость добычи материалов и и извлечения оксидов, делая сроки нереальными - миллионы лет.

[crazy_terraformer]

Ну, хоть в чём-то наши точки зрения совпали, я также являюсь ярым противником "раскрутки" Венеры и вот что я писал ранее:
" А насчёт бомбёжки астероидами и кометами нужно быть очень осторожными, иначе мы так изуродуем поверхность планеты что наши потомки проклянут наши кости. И уж конечно ни о какой ударной раскрутке даже и думать не следует! Венера и так образно говоря полурасплавленная,  и кто-то хочет довести её сутки до наших стандартов? Подсчитайте на досуге во сколько раз нужно повысить скорость её вращения? Примите во внимание действие центробежных сил, скорее всего её разорвёт,
а значит и нам всем конец.И даже если ни один осколок Венеры не попадёт в Землю, мы всё равно гарантировано погибнем от того что начнётся после её разрушения: гравитационный хаос, один из центров масс системы исчезает-и эту нишу старается заполнить собой кто-то из соседей, их будет несколько:Меркурий, Земля с Луной, Марс с Фобосом и Деймосом и Юпитер со своей компанией.
А попозже и остальные подтянутся.
 Не все планеты уцелеют после этого".

Это же полный бред, даже если возможно раздобыть такое количество энергии, чтобы Венеру разорвало центробежными силами, то как её передать этой планете на ускорение вращения в разумные сроки и без потерь на плавление её оболочек?
Какой-такой хаос?
Главные тела в системе обеспечивающие порядок - это Солнце и Юпитер.
А если человечество сможет разорвать Венеру на части, то почему бы ему эти части и направить куда нужно?
Второй астероидный пояс на орбитах Венеры и Меркурия очень даже неплохо, а ещё новые околоземные астероиды с ракетными двигателями на солнечной энергии.

Скиньте- ка мне ссылки на эти ком/ модели. По ходу этой этой ночью я понял как решить проблему с атмосферой Венеры.

похоже вам уже скинули.

Оболочка будет находится на высоте около 70 км.   Наполнитель
шаров-гелий.
 

Гелия не напасётесь, он слишком легко просачивается ч/з любой материал и его много только на Солнце и планетах-гигантах.

Для сведения: объём воды, содержащийся в коре Земли - 1,3 млрд.куб.км.
Это шар с диаметром 1370 километров! Это в 1,5 раза больше, чем диаметр Цереры!
И это только для того, чтобы напитать кору, открытой воды при этом, в сущности, не будет.

Ранее фигурировал ледяной шар 200 км диаметром.

V=(4/3)*Pi*R^3   - объём шара
R^3=(3/4)*V/Pi
R=((3/4)*V/Pi)^1/3=(0,75*1,3*10⁹/Pi)^1/3~=677,05 км
D=2R=1354,1 км
Радиус 100 км соответствует ровному слою льда толщиной около 9,1 м.

Так никогда не будет - это (океаны глубиной до 1,5 км, покрывающие более половины поверхности планеты) слишком много воды, при таком количестве воды Венера превратится обратно в парник.
AlexAV выкладывал ссылки на моделирование климата. Идеальный вариант - почти сухая Венера, имеющая открытой воды в объёме, равном примерно 10 метровому равномерному слою. За счёт неравномерности поверхности фактически получится не 10-метровый ровный слой, а отдельные мелкие разрозненные озёра.

Такого не было. Склерозец у Вас.

[LonelyWanderer]

Чтобы Венеру разорвало центробежными силами,  период вращения должен быть, наверное, пару часов, хотя это можно посчитать. Но можно взглянуть иначе. Можно раскрутить ее до нескольких часов для того, чтобы вызвать активную диссипацию атмосферы. Т.е. до такой скорости, чтобы и целостность планеты сохранилась, и атмосферу выбросило. Правда, в итоге мы получим безатмосферную планету.
И здесь можно получить интересный эффект. Если Венеру раскрутить до такого состояния, что она не будет разорвана, но приобретет сплюснутую форму, то площадь проекции со стороны Солнца упадет по сравнению с общей площадью планеты, что приведет к похолоданию.
Ещё момент. Быстрое вращение планеты может вызвать активные геологические процессы от сильно возросшей приливной энергии,  возможно даже возникновение движения литосферных плит.
Со временем, в геологическом смысле вращение планеты довольно быстро замедлится и появится атмосфера, с которой уже можно будет что-то сделать.

[Андрей 2]

Любая, даже самая слабая раскрутка-это как минимум всплеск вулканизма, особенно на экваторе, кора тонкая, забудьте об этом, других проблем хватает.

[LonelyWanderer]

Вулканизм - это меньшее из зол по сравнению с существующими. Вулканы же тоже не везде будут, будут и тихие места.

[ВадимZero]

Любая, даже самая слабая раскрутка-

Мне интересно как, господа раскрутчики, собираются раскручивать Венеру. Если к примеру вы уроните на Венеру комету, то 99,999999% ее энергии перейдет в тепло и только ничтожная часть даст прибавку в импульсе вращения. Чтобы реально раскрутить, нужно уронить на Венеру тело размером с луну(со всеми вытекающими)

[LonelyWanderer]

Сколько-сколько  процентов? А как насчёт закона сохранения импульса у абсолютно неупругого удара?
А если 2 одинаковых тела лоб в лоб врежутся и 99.9999999999999999999% энергии перейдет в тепло и не приведет к изменению скорости движения тел, то что за вакханалия у вас получается? Они пройдут сквозь друг друга разогретые или измельчённые? Оба тела остановятся полностью и это приведет к разогреву (возможно с разрушением). Точно так же и с кометой - все пойдет по плану, комета разрушится, а Венера вряд ли, и произойдет расчетное изменение импульса.

[ВадимZero]

А как насчёт закона сохранения импульса у абсолютно неупругого удара?

Ну вот и посчитайте, размен импульсом между телом с массой Венеры и кометкой.

[LonelyWanderer]

А как насчёт закона сохранения импульса у абсолютно неупругого удара?

Ну вот и посчитайте, размен импульсом между телом с массой Венеры и кометкой.

Я похожее уже считал. В посту 1250  на странице 63 темы "Колонизация Венеры" я предлагал для заморозки углекислоты в ночной шапке остановить вращение Венеры путем сброса транснептунового астероида, движущегося по ретроградной орбите со скоростью столкновения выше 70 км/с, у меня получилось необходимое тело около 150 км в диаметре.

[ВадимZero]

Я похожее уже считал. В посту 1250  на странице 63 темы "Колонизация Венеры" я предлагал для заморозки углекислоты в ночной шапке остановить вращение Венеры путем сброса транснептунового астероида, движущегося по ретроградной орбите со скоростью столкновения выше 70 км/с, у меня получилось необходимое тело около 150 км в диаметре.

http://bourabai.ru/physics/dynamics_5.html

Отношение M / (M + m) – доля кинетической энергии пули, перешедшая во внутреннюю энергию системы:

Если подставить вместо М массу венеры, а вместо m массу вашего тела 150 км в диаметре. То мы и получим эти 99,999.....99% энергии в виде тепла.

[LonelyWanderer]

Что не означает, что импульс не будет передан. Это закон сохранения импульса, что тут ещё нужно объяснять?