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

[AlexAV]

Есть оценки скорости убегания атмосфер Марса и Луны.

По Марсу  - полно, они в целом сходятся, что скорость потери атмосферы там составляет что-то около от единиц до десятков миллибар за миллиард лет. А это значит, что плотную атмосферу он может держать практически вечно (т.е. время соизмеримое с временем жизни Солнца). А вот для тела размером с Луну нормальных расчётов вообще не видел. Из механизма и энергетических соображений можно оценить, что время потери атмосферы в 1 бар там будет не менее нескольких миллионов лет. Но сколько точно - нужна нормальная кинетическая модель.

[EvilShurik]

Луна, если создать на ней гидросферу и атмосферу, за счёт эффектов, связанных с низкой температурой в "слое убегания" экзосферы, может сохранять их в течении 80.000.000 лет до рассеяния 90%. Этого времени для целей человечества более чем достаточно. Марс может сохранять атмосферу подобную земной пол миллиарда лет, прежде чем половина этой атмосферы рассеется. Аналогично и Меркурий в зоне обитаемости.
Так что терраформированных Титана, Ганимеда и Европы хватит очень на долго.

[ziggyStardust]

...нужно оценить энергии необходимые для таких перемещений. Потом уже прогу для решения задачи многих тел писать... Ибо есть мнение что энергии затраченной на такой "беспредел" будет достаточно на переброску большинства "наших" к Эпсилон Эридана.

[AlexAV]

Марс может сохранять атмосферу подобную земной пол миллиарда лет,

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца. Оценки скорости диссипации скажем имеются в этой работе: https://link.springer.com/article/10.1134/S0038094606050030

[EvilShurik]

Марс может сохранять атмосферу подобную земной пол миллиарда лет,

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца. Оценки скорости диссипации скажем имеются в этой работе: https://link.springer.com/article/10.1134/S0038094606050030

Это чисто термодинамическая диссипация, без учёта действия частиц солнечного ветра и последствий столкновения планеты с крупными астероидами. Если учитывать только частицы солнечного ветра, то, от чего якобы защищает магнитное поле, то для Марса без магнитного поля получаем как раз полмиллиарда лет для диссипации половины атмосферы.

...нужно оценить энергии необходимые для таких перемещений. Потом уже прогу для решения задачи многих тел писать... Ибо есть мнение что энергии затраченной на такой "беспредел" будет достаточно на переброску большинства "наших" к Эпсилон Эридана.

Забыли про "качество энергии и простоту применения". Человечество в принципе может собрать зеркалами внутри обриты Меркурия большую часть излучения Солнца. Но вот потратить эту прорву энергии на создание "кротовой норы" к Эпсилон Эридана можно будет только в случае, если физика допускает таки тоннели. А если НЕТ? Тогда перемещение/разборка планет для создания мириадов "цилиндров О'Нейла" для неспешной колонизации Галактики с типичными скоростями межзвёздного полёта 300км/с оказывается единственно возможным!

[AlexAV]

Если учитывать только частицы солнечного ветра, то, от чего якобы защищает магнитное поле

При современной активности Солнца - тоже копейки. Тут есть прямые измерения потерь ионов из атмосферы в результате взаимодействия с солнечным ветром: http://science.sciencemag.org/content/315/5811/501 Там получаются сововершенно копеечные величины (0,2 - 4 мбар за 3,5 миллиарда лет), которые на результат не влияют никак. Вообще влияение солнечного ветра на диссипацию атмосфер сейчас не очень большое (в ранней солнечной системе было действительно по иному, но тогда активность солнца очень сильно превосхода современную, но сейчас - нет).

[sharp]

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца.

Куда тогда все делось?

[EvilShurik]

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца.

Куда тогда все делось?

Если Алекс прав, то атмосфера Марса по большей мере не была диссипирована, т. е. не рассеялась в космос, а была связана в породах поверхности литосферы. Дело в том, что при холодном и сухом климате, и наличии ионизирующего излучения, азотно-углекислотная атмосфера становиться неустойчивой на геологическом масштабе времени, и, образуя в процессе фотодиссоциации азота и углекислоты нелетучие соединения, захоранивается в литосфере. Так что на Марсе должны быть просто эпические месторождения селитры! А перхлораты уже нашли.

[AlexAV]

Куда тогда все делось?

Тут с одной стороны у раннего Солнца активность была сильно больше, чем сейчас и потери тоже несравнимо больше (интенсивность коротковолнового жёсткого излучения и солнечного ветра со временем у Солнца падает,, хотя светимость и растёт ). Но даже с учётом этого - до конца не ясно (все современные модели для атмосферы состоящей только из тяжёлых газов равно как и спутниковые измерения на современном Марсе дают крайне небольшой темп потерь газов, который не позволяет объяснить исчезновение сколько-нибудь плотной атмосферы даже на масштабе времени в 4 млрд лет).

С учётом гипотезы того, что ранняя атмосфера была богата водородом (а он терялся очевидно по гидродинамическому механизму) - можно предположить, что поток уходящего из атмосферы водорода мог увлекать и молекулы более тяжёлых газов, что могло вести к их дополнительным сильным потерям (этот эффект хорошо описан). Это в принципе могло бы объяснить данные по эволюции климата Марса. Ну или как альтернатива - атмосфера могла быть связана грунтом в виде карбонатов.

[Lieut]

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца.

Куда тогда все делось?

Изначально выделилось очень мало, а то что выделилось практически полностью было снова поглощено литосферой.

EvilShurik

Так что на Марсе должны быть просто эпические месторождения селитры!

В верхних породах Марса селитры в десятки раз больше, чем в земных черноземах. Так что у теоретического марсианина вместо картошки на местном грунте вырастет одна ботва, картошка на такой почве будет "жировать". Без пару сезонов выращивания сидератов не обойтись.

[LonelyWanderer]

Марс может сохранять атмосферу подобную земной пол миллиарда лет,

Марс может сохранять намного дольше, много дольше времени жизни Солнца. Оценки скорости диссипации скажем имеются в этой работе: https://link.springer.com/article/10.1134/S0038094606050030

Больше не получится, потому что когда солнышко подрастет, скорость убегания опять сильно вырастет, как было раньше. Марс, так сказать, балансирует на пределе прочности, и через сотни миллионов лет, скорее  всего снова сорвется, его атмосфера рассеется раньше, чем Земля станет непригодной для жизни. Я имею ввиду, если Марс подвинуть ближе к Земле, а на своей орбите протянет немного дольше, но все равно меньше Земли. Хотя, конечно, создатели атмосферы, раз ее создавши, восстановят и ещё раз без проблем, тем более,  что это можно будет потом делать постепенно.

[sharp]

Ну или как альтернатива - атмосфера могла быть связана грунтом в виде карбонатов.

Возможно, но надо найти те самые карбонаты в значительных количествах, чтобы данная гипотеза подтвердилась.

[Lieut]

И наверное таки для цивилизации, которая может двигать целые планеты, задачи терраформирования уже будут малоинтересны.
Они будут занимать астроинженерными конструкциями.

[AlexAV]

Больше не получится, потому что о когда солнышко подрастет,

Это понятно. Когда Солнце превратится в красный гигант - оно сдует атмосферы вообще у всех, кроме планет гигантов. Что уж тут говорить о Марсе.

 

Марс, так сказать, балансирует на пределе прочности, и через сотни миллионов лет, скорее  всего снова сорвется, его атмосфера рассеется ран он, чем Земля станет непригодной для жизни.

Не совсем. Пока Солнце будет находиться на главной последовательности его активность в области коротковолнового излучения и интенсивность солнечного ветра будет постепенно падать (из-за замедления вращения) несмотря на плавный рост светимости. В этот период (ближайшие приблизительно 4 млрд. лет) условия удержания атмосфер будут постепенно улучшаться (т.е. диссипация будет падать). А вот когда Солнце сойдёт с главной последовательности - вот тогда, да, приехали. Атмосферу у Марса сдует мгновенно. Т.е. гипотетический терраформированный Марс, с учётом что он дальше от Солнца чем Земля, мог бы на самом деле поддерживать условия благоприятные для жизни даже дольше, чем Земля.

[sharp]

И наверное таки для цивилизации, которая может двигать целые планеты, задачи терраформирования уже будут малоинтересны.

Планетодвигание и спутникодвигание - это чистая фентезя, конечно.

[LonelyWanderer]

Тема убегания атмосферы избитая, много спорили по ней в разных ветках. Я остаюсь приверженцем того, что атмосфера Марса убегает сейчас действительно очень медленно, но потому что (наряду со сниженной активностью Солнца):

1. Она тонкая, высота ее экзосферы меньше, чем раньше, а следовательно там выше 2-я космическая скорость. Станет атмосфера толще, поднимется выше и начнет быстрее убегать, т.к. V2 будет меньше на высоте рассеяния.
2. Оттого, что она тонкая, крупные метеориты падают, бомбят поверхность, вероятно, выделяя залежи ранее связанной углекислоты. В толстой атмосфере раньше даже метеоры не достигали поверхности, да и тогда связанной углекислоты было меньше, видимо.

Т.е. сейчас атмосфера балансирует на этом уровне, и если мы ее накачаем, то она будет спускать тем быстрее, чем выше в ней будет давление, подобно неплотно завязанному воздушному шарику или камере колеса.

Если бы Марс имел бы хотя-бы  порядка 8000 км в диаметре, то сейчас имел бы сейчас значительную атмосферу, вероятно в десятые доли от нашей. Каллисто и прочие - слишком далеко даже до Марса по всем габаритно-массовым показателям.

[Skipper_NORTON]

А вот для тела размером с Луну нормальных расчётов вообще не видел. Из механизма и энергетических соображений можно оценить, что время потери атмосферы в 1 бар там будет не менее нескольких миллионов лет.

 
Вот и хорошо. Значит те же Ганимед и Титан тоже миллиона лет будут удерживать свою атмосферу и их можно будет в будущем терраформировать.
 

[LonelyWanderer]

А вот для тела размером с Луну нормальных расчётов вообще не видел. Из механизма и энергетических соображений можно оценить, что время потери атмосферы в 1 бар там будет не менее нескольких миллионов лет.

 
Вот и хорошо. Значит те же Ганимед и Титан тоже миллиона лет будут удерживать свою атмосферу и их можно будет в будущем терраформировать.
 

Даже если вас устроит миллион лет... Телепортировать Ганимед, наверное, в квадриллион раз тяжелее, чем его терраформировать.
Ну что тут говорить, если вы планеты можете двигать, разве проблема генерировать атмосферу, если ее срок даже каких-нибудь 100 тысяч лет? Тем более на Ганимеде, Титане, Европе есть немеренное количество воды - добывай себе кислород да ковыряйся в носу

[LonelyWanderer]

Не совсем. Пока Солнце будет находиться на главной последовательности его активность в области коротковолнового излучения и интенсивность солнечного ветра будет постепенно падать (из-за замедления вращения) несмотря на плавный рост светимости. В этот период (ближайшие приблизительно 4 млрд. лет) условия удержания атмосфер будут постепенно улучшаться (т.е. диссипация будет падать). А вот когда Солнце сойдёт с главной последовательности - вот тогда, да, приехали. Атмосферу у Марса сдует мгновенно. Т.е. гипотетический терраформированный Марс, с учётом что он дальше от Солнца чем Земля, мог бы на самом деле поддерживать условия благоприятные для жизни даже дольше, чем Земля.

А я думал, что наоборот, интенсивность солнечного ветра будет расти ближе к концу главной последовательности. Может быть вы и правы относительно ближайших сотен миллионов лет, но мне кажется, перед сходом с главной последовательности Солнце должно пройти переходный период нестабильности, а не так, что в 1 день все решится.

[Skipper_NORTON]

Телепортировать Ганимед, наверное, в квадриллион раз тяжелее, чем его терраформировать.

 
Энергетически более затратно, но технически - нет, если будет получен управляемый термоядерный синтез.
Берем планету, которую не жалко к примеру Европу или Каллисто,  воды и водорода там хватает, устраиваем крупномасштабную термоядерную реакцию,
массы водорода с гелием разогреваются до миллиона температур, и  вырываются со 2-й космической скоростью из гравитационной ямы данной планеты.
Она конечно после этого будет уже непригодна, но сойдет со своей орбиты в нужно направлении. 
А направление такое, чтобы к примеру, изменить орбиту Марса - подвинуть его ближе к Солнцу.
 
Каллисто пролетает мимо Марса с нужной стороны, и цель достигнута - мы изменили орбиту Марса.
Если не будет каких то принципиально новых изобратений в физике, типа управления гравитационными полями,
то в будущем именно так и будут изменять орбиты планет.  Другого выхода просто нет, потому это легко предугадать.