Возможно ли создание атмосферы на других планетах или спутниках? Терраформирование.

[Miolog]

Скажите мне пожалуйста,возможно ли создать искусственную атмосферу на других планетах,хотя бы, для начала, на Луне?
Если возможно,то какие разработки сделаны в этом направлении?
Заранее спасибо!

[zverolovlev]

Теоретически наверное можно создать на Луне атмосферу из смеси кислорода с каким-нибудь тяжелым, более-менее нейтральным газом. Технически это вряд-ли осуществимо, да и зачем? Вакуум на Луне очень удобен с практической точки зрения.

[AAV]

Луна - очень маленькое тело, создавать там искусственную атмосферу - безнадежное дело, она улетит. Может быть, с Венерой можно как-то справиться, но сложнее, чем с Марсом. Венера - очень горячая планета. Температура там 500 градусов по Цельсию. Атмосфера на Венере очень густая, ее надо как-то разреживать. Давление у поверхности составляет 192 атмосферы На Марсе, наоборот, очень холодно. Днем в самых теплых местах температура достигает и плюс 20. А ночью везде опускается до минус 80-100. Атмосфера, наоборот, слабенькая, разреженная, и состав у нее неподходящий.
Поскольку в прошлом атмосфера там была плотнее, а климат - теплее, может быть, в будущем, пусть и в очень отдаленном, удастся вернуть Марс в это состояние, превратить его в еще одну обитаемую планету.

[Дрюша]

На самом деле, наличие атмосферы определяется активностью недр. Атмосфера на любой планете (и на Земле) постоянно испаряется, уносясь солнечным ветром. Но газы сочатся из-под земли. Недра просто насыщены газом. Образцы пород, поднятые с глубины несколько километров (в Карелии есть сверхглубокие скважины до 15 км), они настолько насыщены газами, что взрываются!

А что улетит - не улетит... Под действием солнечного ветра всё когда-нибудь улетит (если не будет постоянно обновляться), но сразу само по себе - нет. Даже на Луне Можно прикинуть: какова скорость молекул при температуре (скажем, +25 градусов С - неск. сот м/с), какова скорость улёта от Луны (вторая космическая около 2 км/с). Давление зависит от количества газа и толщины атмосферы соответственно. Если бы на Земле напустить вдвое больше газа, то давление у Земли было бы вдвое больше, а толщина атмосферы... Всего лишь на 5.8 км больше! А на Венере, там почти 100 атм, а условия, похожие на земные - на высоте около 40 км (ну, может, 50км, учитывая, что Венера чуть поменьше Земли, а температура у поверхности - погорячее). Так что, главное - напустить, а там даже не Луне она продержится хотя бы неск. млн. лет (а на планетах типа Земли и Вереры - млрд. лет)

Газ выделяется и при извержениях вулканов, но больше - просто сочится. Тихо, незаметно, но... Так вот, вся атмосфера Земли - ВТОРИЧНА! За миллиарды лет существования Земли она сменилась несколько раз. Её состав обусловлен динамическим равновесием. Какие газы поступают, какие быстрее улетучиваются (гелий), какие вступают в реакцию с чем... Ну, там, фотосинтез и другие химические процессы...

У Луны ядро уже остыло. Оно ещё немножко "газит" (и даже вулканы на Луне ещё бывают), но слабо. Улетучивается она быстрее, чем прибывает. У Марса она когда-то была больше и плотнее, чем сейчас. Тогда там было много воды, текли реки... А теперь ядро Марса остыло, активность недр прекратилась, и атмосфера Марса почти испарилась. Сейчас там лишь жалкие остатки былого великолепия.

Лучший способ создать атмосферу на планете - это пробурить глубокие скважины, и дать выход внутренним газам, которые ещё есть в недрах. А если нет, то остаётся только брать породы и вырабатывать газ. Как правило, это окислы (кремния, алюминия...). Ну, кремний и алюминий - выплавлять (и поставлять на Землю или в космос для создания конструкций и компьютерных микросхем), а кислород - в атмосферу. Будет кислородная атмосфера с давлением хотя бы 0.1 - 0.2 от земного, то там уже можно дышать (как американцы в "Аполлоне" дышали чистым кислородом при пониженном давлении). Давление 0.1 от земного (в чистом кислороде) - это для дыхания примерно как на вершине Эльбруса или на Тибете. Сурово, но жить можно. Горняжка колбасит, но потом приходит акклиматизация. На Тибете некоторые буддистские монахи всю жизнь живут на высоте за 5000, и долго живут...

[AAV]

Что касается долгосрочных планов «оживления» Марса, то они направлены на разработку концепции, которая позволила бы с помощью растений уменьшить в его атмосфере уровень углекислого газа и произвести необходимое количество кислорода. Для создания атмосферы на поверхности Красной планеты предлагается построить фабрики, производящие искусственные парниковые газы. Роберт Зубрин и Крис Маккей предполагают, что это должен быть перфлюорометан (CF4). В своей недавно изданной книге «Вступление в космос» Зубрин утверждает, что если производить и выпускать этот газ на Марсе с той же скоростью, с которой сегодня на Земле производятся подобные газы (приблизительно 1 000 т в час), то за несколько десятилетий средняя температура на всей Красной планете могла бы увеличиться на 10°C. Такое потепление вызвало бы появление большого количества углекислого газа, являющегося парниковым, который в дальнейшем мог бы обогревать эту планету. Еще теплее сделать ее могло бы и увеличившееся содержание в атмосфере водяного пара. Усилить же эти эффекты можно было бы в результате использования метаногенов и создающих аммиак бактерий, так как и метан, и аммиак также относятся к разряду парниковых газов. Общим результатом подобной программы могут явиться создание такой атмосферы на Марсе, которая будет приемлема с точки зрения давления и температуры, и появление на его поверхности жидкой воды. И хотя эта искусственно созданная атмосфера не может считаться подходящей для того, чтобы человек свободно дышал. 
Другая наша соседка Венера, о колонизации которой пока не говорится, на Землю похожа больше Марса. Гравитация на Венере такая же, как на Земле. И атмосфера есть, правда, ядовитая. Давление - 100 атмосфер, это густой кисель. Но ученые полагают, что облагородить Венеру можно значительно быстрее, чем Марс. Один из сценариев предложил известный американский астрофизик Карл Саган: надо распылить над планетой морские водоросли, которые связывают азот, утилизируют углекислый газ и выделяют кислород. Массированная биологическая атака на Венеру при отсутствии на планете конкурирующих микроорганизмов, по расчетам Карла Сагана, закончилась бы оглушительной викторией наших водорослей за считанные дни.
Осеменение Венеры, если оно состоится, таит много неясностей. Контролировать его можно лишь отчасти жестким излучением с орбиты. Но необходимо точно знать состав второго, третьего и последующих десантов, составленных уже из других микробов, - это будет длинный военизированный эшелон. Цена ошибки непоправима. Атмосферу целой планеты, как неудачливый повар прогорклый суп, в помои после провального опыта не выплеснешь.

[zverolovlev]

Вот насчет Венеры и водорослей, меня всегда удивляло: и как это они не попадают на поверхность и уживуться с туманом из серной кислоты 

[Дрюша]

Чтобы облагородить Венеру, надо подпустить туда трилобитов и белемнитов. Они создадут залежи мела и известняка, которые
а) свяжут углекислоту. В основном, атмосфера из неё  там и состоит. Усвоится углекислота - останутся другие газы, давление коих будет примерно как на Земле.
б) нейтрализуют пары серной кислоты

Проблема: где они возьмут столько кальция? Ах, да, ещё можно углекислый газ+вода+свет ==> кислород+органика ==> вода+уголь. Залежи каменного угля - в недра, а кислород - в атмосферу.

Так усвоить углекислоту могут водоросли. Микроскопические, одноклеточные, живущие в капельках облачного слоя на высоте 50 км, где температура и давление похожи на земные (ну, можно найти слой, где похоже). Пары и капли серной кислоты, как я понимаю, там обычно ниже.

А на Марсе основная проблема - это не температура, а банальный недостаток количества газа в атмосфере. Тут даже 1000 тонн в час маловато будет. Где бы взять столько азота (или хотя бы аргона), как на Земле? И всё же, я полагаю, недра Марса хранят ещё немало газов... Только как бы их выпустить? Набурить скважин, и наделать искусственных вулканов, что ли? Возможно, всё же перспективнее будет выделять кислород из поверхностных пород (а это обычно окислы чего-то), а то, чего это окислы (кремний, алюминий, железо, магний) ещё пригодится. Ну, можно сформировать залежи толщиной несколько десятков метров. Запас карман не тянет!

Кстати, есть гипотеза об абиогенном происхождении нефти и природного газа. Ну, природного газа (метана) на Титане оказалось много (там, наверное, местные прикуривают от зажигалок, заправленных жидким кислородом, который горит в атмосфере Титана примерно как у нас бензин). А как насчёт нефти? Например, на Марсе? А чо, вполне может быть!

[Дрюша]

Вот насчет Венеры и водорослей, меня всегда удивляло: и как это они не попадают на поверхность и уживуться с туманом из серной кислоты 

А, специально для Венеры методом генной инженерии надо вывести такую породу водорослей, которая может жить в капельках серной кислоты (разбавленной, надо думать) и ею питаться! Да и выводить не за чем, такие вроде бы, уже есть! (правда, бактерии, а не водоросли). Ну а высокая температура (около 500 градусов) - это только на поверхности! А на высоте 50 км там примерно как на земле.

[zverolovlev]

Насчет трилобитов и белемнитов на Венере это Вы здорово пошутили!   Где они там жить будут? И где их взять, кстати, в зоомагазинах их почему-то не видно Может быть начать освоение Венеры с большущего зеркала на орбите? Чтоб подостыла  

А Марс было бы прикольно кометами закидать. Только аккуратно  

ЗЫ так как же бактерии на поверхность то не осядут?

[Miolog]

Как я понял: создание атмосферы на соседних планетах возможно.
Только Вы не сказали,какие имеются разработки в этом направлении? И кто этим занимается,каких упехов достиг?

[AAV]

Американские ученые из Эймсовского исследовательского центра NASA предлагают спровоцировать на Марсе искусственный парниковый эффект, который теоретически позволит значительно поднять температуру на Красной планете, сделав ее пригодной для жизни.
Команда ученых под руководством Маргариты Мариновой проводила компьютерное моделирование марсианской атмосферы. Исследователи попытались воссоздать "реакцию" Красной планеты на различные типы "раздражителей", роль которых играли, преимущественно, фторосодержащие газы. Как выяснилось, появление подобных веществ в атмосфере Марса может спровоцировать резкий рост температуры и быстрое таяние полярных шапок. Причем разрушение ледовых шапок приведет к выбросу огромных объемов углекислого газа, который только усилит парниковый эффект.
Наибольшей эффективности, по словам ученых, можно добиться, путем добавления в атмосферу Марса так называемого октафторпропана в количестве трехсот частей на миллион. Это вещество способно обеспечить в тысячи раз более быстрый нагрев атмосферы, нежели углекислый газ. К тому же, сырье для производства октафторпропана может быть добыто непосредственно на Марсе, что избавляет от необходимости транспортировки газа. Парниковый эффект позволил бы согреть Красную планету за несколько сотен лет, обеспечив возможность строительства обитаемой колонии. Впрочем, ученые пока не берутся делать какие-либо прогнозы относительно возможности практической реализации проекта по нагреву Марса. Вероятно, на разработку соответствующих технологий уйдет далеко не одно десятилетие.
http://www.scienceblog.com/cms/node/6860

[Дрюша]

ЗЫ так как же бактерии на поверхность то не осядут?

Скрестить их с мухами (чтобы были крылышки),ь и пускай летают. Кстати, водоросель Эвглена Зелёная имеет жгутик и плавает им. Так вот, пускай летают и стремятся к солнышку. А те, кто сдохнут, обуглятся и за миллиошек лет покроют поверхность планеты километровым слоем угля. Тогда углекислота будет усвоена, парниковый эффект прекратится, водяной пар прольётся дождичком, и образует океан, а остальные газы (азот, кислород) будут как на Земле.

[zverolovlev]

То ли я что-то путаю, то ли на Венере воды в атмосфере почти нет. Каковы последние научные данные на этот счет?

PS Ой, а мы кажется от темы отклонились, начали терраформирование обсуждать! У Венеры же уже есть атмосфера!!! 

[Miolog]

Так получается: исследования  надо продолжать.Возможно через несколько сотен лет достигнем того что требуется -  заселим соседние планеты.Главное чтобы свою родную Землю не засорили или не взорвали...
Спасибо за беседу,рассуждения и мысли. 

[bob]

Перечитывая название темы "Возможно ли создание атмосферы на других планетах?", я вспомнил красную цитату из цитатника Мао Цзедуна "При достаточной силе воли возможно всё". Возможно-то возможно, но лень и ломает не по детски.

[andrey.fedorov]

Будет кислородная атмосфера с давлением хотя бы 0.1 - 0.2 от земного, то там уже можно дышать (как американцы в "Аполлоне" дышали чистым кислородом при пониженном давлении). Давление 0.1 от земного (в чистом кислороде) - это для дыхания примерно как на вершине Эльбруса или на Тибете. Сурово, но жить можно. Горняжка колбасит, но потом приходит акклиматизация. На Тибете некоторые буддистские монахи всю жизнь живут на высоте за 5000, и долго живут...

ээээ.... как бы помягче выразиться... а не долбанёт эта кислородная атмосфера? В кислороде же всё что угодно горит, сожгем Марс к чертям (по крайней мере верхний слой)

У американцев (да и у нас) были случаи гибели людей в кислородной атмосфере - искра и кирдык

[EvilShurik]

Почитал Толстого, Аэлиту. И подумал, а мог ли Марс быть сейчас пригодным для жизни в результате естественных процессов?

Вот такая альтернатива, не противоречащая законам природы нашего мира.

65 миллионов лет назад из глубин облака Оорта вглубь Солнечной Системы прилетает ТНО - гигантская, шестисот километров в диаметре, комета, состоящая преимущественно из аммиачного льда. Траектория кометы удачно проходит мимо Юпитера, и потеряв импульс орбитального движения, комета сближается с Марсом так, что попадает в область Роша - расстояние до Марса, ближе которого ни одно гравитационно-связанное тело существовать не может.
Гравитация Марса разрывает комету на множество астероидов, которые образуют короткоживущее по астрономическим меркам кольцо. В течении нескольких лет материал кольца падает на Марс. При соударении с марсианским грунтом куски аммиачного льда взрываются, происходит разложение аммиака на водород и азот. В конце существования кольца давление атмосферы Марса повышается за счёт привнесения падающим материалом кометы азота до двух-трёх атмосфер.
Срок существования плотной атмосферы на Марсе при начальном давлении 1 атмосфера - 500.000.000 лет. Даже если меньше, то на несколько десятков миллионов лет хватит.

На Марс приходит великая оттепель. Плотная атмосфера приводит к таянью углекислотного льда. Метан и углекислота привнесённые кометой, тоже вносят свой вклад в общий разогрев. В результате тает вечная мерзлота, появляются облака из водяного пара, идут дожди, поверхность Марса покрывается сетью рек и озёр, в северном полушарии Марса образуется океан.

Если на Марсе была жизнь, едва теплящаяся в суровом климате холодной планеты, то в новых условиях она расцветает. И в результате в настоящее время имеем зелёный Марс, с атмосферным давлением или сравнимым с земным, или даже большим.

Обитаемый Марс становиться реальным.

[uuu2]

И что? Предлагаете изобрести машину времени, отправиться на 65 миллионов лет назад, столкнуть на Марс комету, вернуться в настоящее время, полететь на Марс и встретить там толпу благодарных марсиан?

[ivanij]

диаметре, комета, состоящая преимущественно из аммиачного льда. Траектория кометы удачно проходит мимо Юпитера, и потеряв импульс орбитального движения, комета сближается с Марсом так, что попадает в область Роша - расстояние до Марса, ближе которого ни одно гравитационно-связанное тело существовать не может.
Гравитация Марса разрывает комету на множество астероидов, которые образуют короткоживущее по астрономическим меркам кольцо. В течении нескольких лет материал кольца падает на Марс

 Не испарится ли этот лёд раньше, чем выпадет на поверхность Марса? Ведь это будут не астероиды в привычной нам форме, а всё те же кометы, только очень небольшие, а стало быть и быстро испаряющиеся.

 Следы же от бурных потоков, которые сейчас существуют на Марсе, связывают обычно с последствиями падения более или менее крупных обломков, но более твёрдых, чем космический кометный лёд. К тому же следы древней марсианской бомбардировки асимметричны, а если вещество выпадало бы с устойчивой орбиты, то, скорее всего, поверхность более равномерно им покрывалось. Отсюда также не совсем ясно, почему океан мог бы образоваться только в северном полушарии Марса.
 

[EvilShurik]

Вообще-то я начал эту тему, что бы понять - мог ли Марс в принципе быть в настоящее время пригодным для земной жизни и людей. Марс Берроуза, Уэллса, Толстого обитаем. Но это не соотносится с данными по эволюции планет, и с данными реальных исследований Марса. Вот я и решил для альтисторического рассказа в жанре твёрдой НФ придумать процесс, который мог бы сделать Марс пригодным для пребывания на его поверхности человека без скафандра за счёт чисто природного терраформинга.

Что касается того, что аммиачные льды на орбите Марса быстро испаряться - есть пример комет. Они столетиями приближаются к Солнцу, и тем не менее потери массы у них незначительны. Отсюда - если время выпадения материала кольца не более ста лет, то большая часть успеет выпасть на поверхность Марса.