Венера + Терраформирование

Hard Rain on the Evening Star, или решительные методы терраформирования.

Sep. 18th, 2019

Космический садовник antihydrogen на днях выкатил офигительный план терраформирования Венеры. Хардкорным энтузиастам весьма рекомендую, расчеты глубоки и подробны, и там есть на что полюбоваться. Однако лично мне он пришелся по душе далеко не всем, и пришлось придумывать собственный, основанный, впрочем, примерно на тех же методах. О чем далее в подробностях, с лирикой и расчетами)

========Предисловие.

У многих планов терраформирования есть недостаток: они долгие. Очень долгие - рассчитаны на десятки и сотни тысяч лет. А времени у нас мало. Солнечная светимость растет. Даже Земле осталась максимум одна пятая от ее нынешнего возраста до тех времен, когда биосфере на ее поверхности придется туго. А Венере и подавно, ее солнечная константа вдвое превосходит нашу и счет времени оставшейся потенциальной обитаемости идет, возможно, на космические мгновения. (на самом деле, нет) [1]

Кроме того, поскольку мы сами молоды и горячи, мы хотим обитаемую планету рядом прямо сейчас, а не в геологическом будущем. Это Древние могут спокойно мыслить временными промежутками, составляющими заметную долю от возраста Вселенной. Мы не такие - десять тысяч лет мы воевали палками, а сейчас уже ядерными бомбами. Строить планы даже на 10к лет вперед нам бессмысленно, хоть и не противопоказано.

Мы перефразируем эпиграф плана "Адонис": «Женщинам достается терраформирование Марса, а мужчинам приходится терраформировать Венеру». Ощутив на себе весь рок этих слов, прочувствовав их как следует[2], мы попытаемся придумать, как нам все-таки это сделать, и суметь не только тщетно наслаждаться ее жгучей красотой издалека, но ступить на ее поверхность и не умереть.

Мы все-таки воздержимся от варианта, описанного в Марсианской Трилогии [3], поскольку он череповат глобальным лимнологическим извержением и превращением Венеры обратно в ее нынешнее состояние, мгновенным даже по меркам людей, а не только самой планеты. (кстати, это тема для апок-фанфика))

Однако мы смелы и решительны, и не чураемся ничего. А что же делать? Нам досталась сложная из двух задач, а каков объект - такие и методы. Иначе всю жизнь придется прожить в облаках серной кислоты, в пузыре из подъемного газа, несущемся в вечной круговерти над удушающей углекислотной бездной, раскаленной до полутысячи градусов.

Если мы все-таки хотим добраться до поверхности, и не в том виде [4], в каком это сделали Максвелл Янг и Лавиния Шастри, главных задачи, как известно, две. Добавить воды и понизить атмосферное давление.

=====1) Доставка воды на Венеру.

Здесь все просто - берем ледяное тело из внешней системы, направляем его на траекторию пересечения с Венерой (например, так [5], но можно быстрее) и делаем так, чтобы вся попавшая на нее вода не улетела обратно в космос ни сразу, от переизбытка кинетической энергии, ни потом, от утечки из верхней атмосферы. Впрочем, даже в состоянии влажного парника характерное время второго процесса превосходит все мечты о продолжительности существования человечества [6, 7], кроме самых смелых, и об этом мы подумаем потом. Но в суперкритической воде плавать неудобно (плотность маленькая), так что нужно, чтобы она еще и сконденсировалась.

=====2) Понижение атмосферного давления.

Решение в Марсианской Трилогии просто, изящно и стремительно. Перекрыть солнечный свет парасолью в точке Лагранжа. Дождаться, пока CO2 не сконденсируется и не образует сначала глобальный океан, а затем глобальный ледник. Удельная теплоемкость венерианской атмосферы 0.9 ГДж/(м2*К) [8], и ждать придется всего сотню лет. Покрыть ледник слоем полимера, который легче сухого льда, но тяжелее воды. Набросать сверху койпероидов, сформировать океан. Ледник будет греться и таять, но когда глубина океана достигнет сотен метров, давление воды уравновесит давление углекислоты, и все станет норм. Частично сложить парасоль, чтобы солнечная константа сравнялась с земной. И жить на Венере, как на старой Земле, только с кольцеобразным Солнцем и сутками длиной в 116 земных.

Но эта система нестабильна и неремонтопригодна. Если что-то не заладится в социуме, парасоль улетит, а две солнечных константы вернутся. Если вулканическое извержение прорвет полимерную пленку над клатратами, CO2 устремится вверх, а чинить ее под водой - трудное дело даже в сеттинге Трилогии времен 22 века. В том же направлении будут действовать венеротрясения, а их будет много - хотя бы за счет сжатия остывающего верхнего слоя коры, который был нагрет до полутысячи градусов. К тому же, горы на Венере маленькие, и над километром CO2 и полукилометром воды поднимутся только самые высокие из них.

Выбор один - CO2 должен уйти. Совсем. Или в космос, или в твердые породы, связавшись с оснОвными оксидами. Но масса венерианской атмосферы сопоставима с массой всех бывших карбонатов планеты, из которых она и образовалась, а значит, нужно как раз перелопатить примерно всю литосферу, чтобы запихнуть их обратно. Не годится. И остается единственный вариант, правильный с долгосрочной точки зрения.

Венерианская атмосфера в сто раз больше нашей - 4.8*1020 кг. Скорость убегания с поверхности Венеры - 10.36 км/с. И чтобы поднять всю ее в космос, нужно затратить 2.5*1028 Дж энергии. Если добиваться этого солнечными концентраторами или преобразователями, локально нагревающими участок атмосферы до скоростей убегания, придется развернуть в космосе огромное зеркало - даже на минималках речь идет о сотнях тысяч километров. И КПД будет мал, поскольку опрометчиво замахиваться больше, чем на джинсовскую утечку [9], при которой уходят только самые горячие молекулы или атомы, а остальные просто высвечивают тепло обратно. Если вы, конечно, не цивилизация второго уровня по Кардашеву.

Ну, не впечатляет же?)

Придется применять метод, описанный в проекте "Адонис", но чуть по-другому.

========О доступной энергии ударников из внешней Системы, и некоторые цифры.

Контролируемая бомбардировка планет малыми телами - могучий инструмент задач терраформирования (и обратных им). Как обозначено ранее, наша задача - избавить Венеру от ее непроницаемой оболочки, подняв ее в космос, и минимальные расходы в нашей задаче диктует энергия гравитационного связывания атмосферы - 53 мегаджоуля на килограмм, или 2.5*1028 Дж на всю атмосферу. Полсотни тысяч Чиксулубов.

Орбитальная скорость Венеры составляет 35.5 км/с, а параболическая на ее орбите - 49.5 км/с. Если их сложить, получится 85 км/с - максимальная скорость, которую может иметь метеорное тело на подлете к планете. И этого нам хватит с головой - удельная кинетическая энергия составляет 3.7 ГДж на килограмм массы. Импактор массой всего в полтора процента от атмосферы с удовольствием придаст ей полную энергию гравитационного связывания. Однако сталкивать его напрямую не годится - мы же хотим вкачать энергию в атмосферу, а не потратить ее на образование новенького многокольцевого ударного бассейна и вышибание кусков венерианской коры и мантии в космос. Но по счастью, способ это сделать - есть. Надо предварительным раздробить импактор на фрагменты такого размера, при котором они будут тормозиться атмосферой на самом подлете к поверхности. В соответствии с главным принципом сверхскоростных снарядов, размер снаряда должен быть примерно таким, чтобы масса вырезанной из него колонки совпадала с массой колонки, вырезанной из цели - то есть, столба атмосферы такой же толщины. И получается, что предварительное дробление койпероида на фракцию километра по 1.5-2 (не больше!) разом превратит его из кувалды Азатота в аккуратный и точный планетарный пескоструй. В расчете на потери энергии при ее высвечивании плазмой в космос, и неизбежную неоднородность распределения фрагментов, нам так же нужен некоторый запас и по энергии, но небольшой. Он соответствует ледяному телу размером километров 250. Почему ледяному? Если добывать импакторы в поясе Койпера, и направлять их гравманеврами внутрь, они будут иметь почти параболическую траекторию вблизи перигелия. И поскольку гравитация Нептуна сильна, главное только долететь до самого Нептуна. Дальше их совершенно одинаково легко направлять и на догоняющую, и на встречную траекторию - это всего лишь вопрос того, как близко к Нептуну пройдет койпероид. А тела в Поясе Койпера в основном ледяные - так уж вышло.

То, как не надо проводить обработку внутренних планет койпероидами.

Здесь нужно сказать пару слов прицельно в пользу самого метода.

========== Итак, тадаммм! Планетарная абляция.

Технология контролируемой абляции роями сверхскоростных импакторов - современное, мощное и гибкое средство первичной обработки планетарных тел, у которых вторая космическая скорость существенно ниже орбитальной гелиоцентрической. Варьируя массу первичного снаряда и фракцию фрагментов, можно придавать слою любой толщины h на обрабатываемой стороне любую удельную энергию Q от нуля до значений, сравнимых с максимальной удельной кинетической энергией аблятора, Q_max = (1/2) * (1+sqrt(2))^2 * v_orbital + v_escape^2 / 2, достигаемой при подлете на встречной параболической траектории.*(1) Можно контролируемо удалить в точности заданную долю массы атмосферы, можно аккуратно подогреть всю атмосферу на заданную температуру. Можно задействовать лито- или гидросферу на глубину, в точности соответствующую задаче. При этом чем больше соотношение v_orbital / v_escape, тем меньше относительное загрязнение планеты материалом самого импактора. При грамотном применении воздействие на подлежащие слои остается малым или умеренным, всего какие-то метры испарившихся скал. К недостаткам метода относится 1) трудность мгновенной обработки всей поверхности, а не одного полушария, и 2) в некоторых случаях существенные потери энергии на светимости нагретого обработкой материала.

И мы сейчас применим эту технологию по той планете, чей прекрасный образ вселяет неискоренимые надежды на обитаемость и упорно заставляет забыть про то, что скрывается под блистательной внешней оболочкой. Итак, наш смелый и брутальный план терраформирования выглядит следующим образом.

=========Терраформирование Венеры, актуальная задача некоторых отделов астроинженерии.

В поясе Койпера выбираются недифференцированные астероиды на подходящих орбитах. Диаметр первого должен составлять 270-330 км, второго и третьего - чуть меньше. Путем контролируемого подрыва термоядерных зарядов в скважинах*2 они направляются к Нептуну и Урану, смотря кто удобнее, а оттуда прямиком на встречную околопараболическую траекторию пересечения с Венерой. Во время перелета в них пробуриваются дополнительные сверхглубокие скважины и закладываются подрывные снаряды. Незадолго до подлета к Венере она срабатывают, разнося койпероиды на куски. Обломки каждого разлетаются на облако диаметром около 10000 км, и вонзаются в атмосферу планеты, за несколько минут раскаляя ее до ста с лишним тысяч градусов. Светимость растет пропорционально четвертой степени температуры, а характерное время ухода атмосферы в космос зависит от нее экспоненциально, поэтому при малых и средних температурах КПД процесса мал. Но джинсовский механизм - удел тех, кто жарит планеты зеркалами, а темп энерговыделения при ударе хорошим планетоидом вполне способен на время превзойти всю светимость Солнца (и мощность сферы Дайсона, ха-ха!), так что можно не мелочиться. При 70000 К (по формуле из [10]) даже средняя скорость теплового движения ионов кислорода и углерода, в которые углекислота под воздействием койпероида рассыпается, как куча листьев в торнадо, превосходит вторую космическую. Вся атмосфера с обработанного полушария взлетает вверх и за десятки минут рассеивается в космическое пространство, не успев высветить свою энергию, хоть и сияет, как только что обнажившееся звездное ядро. С противоположной стороны на обработанную поверхность устремляется оставшаяся половина атмосферы, прогреваясь все еще мощным излучением только что сброшенной оболочки, и перемешиваясь со скалами, испарившимися с абляционной стороны.

В черновике автор проекта подставил первую попавшуюся картинку (с Землей) и забыл ее поменять перед высылкой.

Здесь надо отметить, что Венера вращается очень медленно, и подвергнуть обработке можно только одно ее полушарие. И оба очевидных решения не катят. Касательный удар первым койпероидом ускорит вращение планеты только на десяток-другой процентов. А если растягивать процесс на сотню суток, время полуоборота планеты, почти никаких койпероидов не хватит. Во-первых, требуемая длина цепочки фрагментов в этом случае составит несколько астроединиц, и попытки представить себе ее поддержание отрезвляют даже в те дни, когда Вечерняя Звезда реет высоко над горизонтом. Во-вторых, температура, нужная для абляции всей атмосферы за это время, все равно превосходит 10000 К (прикинуто по материалам [11]), а сопутствующая ей светимость Венеры - более 3*1023 ватт (1/1000 солнечных!). И на ее компенсацию понадобится (2-8)*1030 Дж, что потребует аблятора размером с Плутон и существенно испарит саму Венеру. В случае медленно вращающихся планет полнооборотная абляция неизбежно попадает в диапазон условий, при которых на светимость расходуется гораздо больше энергии, чем на "раздевание".

Поэтому процесс должен быть импульсным.

Если правильно подобрать условия первого импакта, оставшаяся оболочка будет иметь давление примерно в половину от исходного, и температуру 3000-4000 К. Чем выше - тем лучше, нам нужно, чтобы ее плотность и время перемешивания к моменту второго удара было наименьшим.

Второй рой мы сделаем из койпероида диаметром 200-240 км, дробленого на фрагменты по 1-1.5 км. В отличие от предыдущего, размер обломков этого койпероида подобран так, что они проникнут и в литосферу, так что и верхняя пара сотен метров скал превратится в плазму с температурой десятки тысяч градусов. А температура атмосферы на обработанной стороне окажется несколько ниже, чем в первый раз - на уровне 40000-60000 К. Она все равно уйдет за пару часов (помним о латентной теплоте), а вот скальная плазма останется, и перемешается с уже прогретой атмосферой противоабляционной стороны во много раз быстрее, чем в первый удар. После чего сработает эффект теплового резервуара. И первая, и вторая энергия ионизации магния, кремния и алюминия намного ниже таковых для углерода и кислорода. В процессе охлаждения они будут рекомбинировать первыми, передавая свою энергию неметаллам, и поддерживая температуру, достаточную для быстрого гидродинамического ухода. Конечно, в таком режиме лететь будет все и сразу. Но ценой потери сотни-другой метров литосферы мы добьемся того, что второй ударник не ополовинит атмосферу, а уменьшит давление существенно сильнее!

Процесс можно повторять, используя все меньшие койпероиды, для итеративного деления атмосферы на ноль до тех пор, пока она истончает достаточно для химического связывания. Детали определяются тем, насколько хорошо мы хотим сохранить литосферу, но поскольку на абляционной стороне она в любом случае прогорит на многие метры, ксеногеологи все равно будут возмущаться. Поэтому посмотрим на это с другой стороны: на Венере очень ровная топография. Если создать на ней океан массой, как на Земле, почти вся ее поверхность окажется под водой, ведь 51% поверхности Венеры лежит в пределах полукилометра от среднего радиуса, а за два километра вверх или вниз выступают только 2% [12]. Задействование же литосферы может не только сократить число требуемых циклов обработки, но и понизить всю поверхность абляционного полушария, создав естественную дихотомию высот (хоть и не такую, как на Земле). Это позволит нам оставить на поверхности гораздо больше территории при заданной массе океана. А возможно, и создаст задел под будущую тектонику плит ))) Поэтому мы - за три койпероида и абляцию пары сотен метров поверхности.

Примечание только для черновика проекта. В случае, если будет выбран максимально щадящий вариант абляции, с более тонким дроблением ударников и неполным удалением атмосферы в течение каждой итерации, может понадобиться более десяти койпероидов, но эрозия противоабляционной стороны не превысит метра, а противоабляционной - десятка метров. В сравнении с длительностью аккреции океана, увеличение продолжительности горячей фазы будет незначительным.

После третьего удара, похожего на второй и тоже использующего помощь литосферы, на Венере остается оболочка атомного кремния, магния, алюминия, кислорода и углерода с давлением всего в несколько бар и температурой повыше поверхности Солнца, плавающая на тонкой подушке более холодного и гораздо более плотного молекулярного скального пара. Энергия рекомбинации всего этого супа в молекулы все же слегка уступает энергии связывания, поэтому нельзя ожидать, что они вот так и взлетят в космос, оставив только вакуум и скалы позади. Однако здесь мы входим сначала в гидродинамический, а потом и в джинсовский режим утечки, при котором лететь будет в первую очередь легкий углерод, и чуть меньше - кислород. Температура экзобазы, при которой их скорость достигает четверти от венерианской второй космической, равна 5000 и 6500 К, и потому некоторая доля энергии рекомбинации атомов (десяток-другой МДж/кг) все-таки вкачается в вылет компонентов оставшегося CO2 из атмосферы. Часть ушедшего кислорода принадлежит материалам литосферы, поэтому трудно сказать, будет ли итоговая атмосфера окислительной или восстановительной, но ее давление уже всерьез приблизится к земному.

Ну не красота ли?

=====Desert Rain

Четвертый, финальный и самый большой койпероид, дифференцированный и имеющий диаметр около 1000 км, мы не будем сталкивать с Венерой вообще. Вместо этого мы, не дожидаясь даже остывания атмосферы дальше пары тысяч кельвин, устроим его близкий пролет по догоняющей траектории, рассчитав ее так, чтобы приливный разрыв образовал цепочку ледяных фрагментов массой, соответствующей проектной глубине океана (с учетом всех потерь). Причем при правильном подборе ядро планетоида тоже не улетит, а образует вторую цепочку, с чуть более далеким периапсисом. И тут мы добьем двух зайцев одним планетоидом. Сначала на поверхность выпадет материал аккреционного диска из мантии, и доставит необходимую воду на дно гравколодца. А фрагменты ядра, выпадая вслед за ним, образуют в ней взвесь оснОвных минералов, которые и поглотят оставшийся CO2, понизив его содержание до вполне терраформного уровня. Если же ядра не хватит, можно нанести завершающий штрих откуда-нибудь из астероидного пояса еще одним камнем, уже специально подобранного состава (например, оснОвным куском мантии какого-нибудь расколотого планетоида). Азот, который был в атмосфере Венеры, к этому моменту, наверное, уже будет преодолевать гелиопаузу, уносимый солнечным ветром, но невелика потеря - в составе койпероидов всегда много аммиака. В условиях аккреции он будет немедленно разлагаться на азот и водород, а водород - улетать прочь. Так что наоборот, надо следить, как бы аммиака в составе четвертого койпероида не оказалось слишком много.

И теперь Венера предстает перед нами, практически готовая к дальнейшему приручению! Задача сводится к субмарсианскому классу сложности, с медленным вращением, бОльшей инсоляцией, и уже имеющейся атмосферой.

Довести планету до приливного захвата, при котором климат планет у внутреннего края обитаемой зоны оказывается наименее жарким [13] - трудная задача, но надо ли? После аккреции ретроградным диском ее скорость вращения еще упадет, и скорее всего, продолжительность солнечных суток достигнет сотен земных. И окажется намного больше и времени переноса, и константы радиационного охлаждения океана, а кориолисово отклонение станет много меньше средней скорости ветров. То есть, циркуляция будет неотличима от приливно-замкнутой, при которой температура поверхности не очень отличается от земной за счет плотной облачности вблизи подсолнечной точки. А вот разнообразия будет больше.

Осталось только охладить Венеру до температуры, при которой вода все-таки соберется в океаны, а не будет пребывать в атмосфере, наделяя ее парниковым эффектом даже посильнее былого. И тут мы применим почти классический космобильярд из плана "Адонис". Мы бросим к Венере еще один койпероид диаметром километров двести, направим его по догоняющей траектории, с пролетом над плоскостью венерианского экватора поотдаль от границы полости Роша, и взорвем его в периапсисе встречным ударником, таким образом затормозив и распылив на широкое эллиптическое кольцо обломков. Чтобы удар был больше от слов "импульс" и "дробление", а не "энергия" и "плазма", мы затормозим встречный ударник традиционным подрывным методом, направив его сначала на тормозной маневр Оберта у Солнца, и таким образом на восходящую ретроградную траекторию с афелием на орбите Венеры. Если правильно рассчитать параметры, новенькое кольцо Венеры будет существовать вокруг нее, пока обломки не испарятся, а облако пара и пыли будет рассеивать солнечный свет, снижая инсоляцию до уровня Марса или даже астероидов (см. расчеты в плане "Адонис"). Конечно, кольцо вскоре испарится, однако в поясе еще достаточно других койпероидов.

Рассеивающее облако можно поддерживать новыми до тех пор, пока океан не сконденсируется, а лучше - до образования льдов, чтобы альбедо представшей солнечному свету планеты оказалось повыше. Конденсация океана займет больше времени, чем вымораживание углекислоты, однако через несколько сотен лет все будет готово.

Уже на этом этапе такую картинку можно будет увидеть не только в ультрафиолете.

Продолжительность подготовительно-транспортировочных работ в Поясе Койпера - около сотни лет, аккреционной фазы - несколько десятков лет, а остывания - несколько сотен (я за быструю аккрецию, поэтому все лимитируется остыванием после нее). Суммарная продолжительность горячей фазы терраформирования составляет менее года.

=========История.

В общем, когда-то в двадцать первом веке прекрасная половина человечества наконец вняла зову прогресса, научилась партеногенезу и свалила на терраформированный Марс, окружив его цепью орбитальных эксалазеров, которые недвусмысленно намекали, что станет с планетами, замышляющими недоброе, и всяким чужаком, кто надумает приблизиться. Особенно с мужской Терры. Гики, которые вообще-то и делали всю неблагодарную работу, и которых все это чертовски утомило, окончательно выгрузились в роботов и тоже дружно умотали - куда-то в сторону кластера Трапеции, чтобы там, под светом миллиона солнц, наконец позабыть тяготы земной жизни. И на старой Терре остались только мы, которым и достались все эти небоскребы, леса, пустыни, заводы и подземелья. Стоял 2119-й год, мы поглядывали на сотрясаемый термоядерными и биологическими войнами Марс, и развлекались как могли.

Подготовительные работы в Поясе Койпера - дело незаметное. Никаких ограждений, ленточек и землеройной спецтехники, во всяком случае под окном. Кроме самих космогорняков и обладателей достаточно больших телескопов, никто и не видел, что там происходит. Парочка планетоидов отрастила комы, а потом их же и сбросила. И направилась по своим новым траекториям. Даже с Урана и Нептуна в момент прохождения гравманевров они навряд ли смотрелись ярче внешних лун, а те заметишь, только посмотрев куда надо. Отшельники ледяных гигантов наверняка видели, но у них вряд ли кто-то интересовался, а сами они никому не сказали, зачем им это надо? Сделав дело, мы пошли в гибернацию - дать отдохнуть себе и планете.

Во внутренней системе, однако, появление многосоткилометрового гостя из внешней тьмы - это событие. Прилетая в нее, койпероид становится кометой. Даже самый маломальский. Но сами они так делают редко и неохотно - можно пару десятков лет прождать комету, которая хоть немного будет видна невооруженным глазом. А теперь по ночным небесам плыли целых три, и они разгорались все ярче. Кометы летели через астероидный пояс, точно неслись наперегонки из разных уголков системы на какой-то небесный фестиваль, чтобы успеть к фейерверку - в каком-то смысле так оно и было!

Долгое время их было видно утром. Но потом они прошли между Землей и Солнцем и появились на вечернем небе, и тогда даже те, кто не в теме, догадались, куда они летят. Три исполинских небесных стрелы, будто выпущенные заходящие светилом, каждый вечер проступали на темнеющем небе, как снаряды древней "Катюши", которая отстрелялась по Вечерней Звезде откуда-то из полей за закатом. Они поравнялись с ней, прошли поворот, эффектно развернувшись хвостами прочь от Солнца, и направились к той планете, которой предстояло стать близнецом Земли, прямой наводкой.

Венера стояла высоко в вечернем апрельском небе. Мы решили, что поскольку ультрафиолета Земле в любом случае достанется вагон, а фейерверки и красоту мы любим, то нечего прятать все действо по ту сторону от Солнца. И одним вечером, нацелившись на яркий огонек, первая комета-стрела подобралась к нему совсем близко и коснулась его. В тот же момент вместо отраженного солнечного света Венера засияла своим собственным. А через несколько минут она сравнилась в этом со звездой О-класса, уступая ей лишь диаметром (на наше счастье). Вот Венера стала отбрасывать тени, а вот они уже стали резкими и черными. Вот на нее еще можно смотреть прямо, а вот она уже горит сварочным огнем, и вокруг светло как днем, по небу носятся птицы, а вдали истошно лают собаки. Поднялся ветерок, теплый, почти июльский. А небеса под жаркими синими и ультрафиолетовыми лучами нового светила приобрели совершенно невиданную синеву. Как будто кто-то смешал в реакторе горное небо с летним Средиземным морем, сконцентрировал это все раз в десять, и выплеснул наверх то, что получилось.

Те, кто расположились чуть восточнее, где Венера уже зашла, а снаряды-койпероиды - еще нет, во всей красе узрели то, что обычно для человеческого глаза происходит слишком быстро. Они видели скорость света собственными глазами! Три кометы, летящие к Венере, еще месяц назад сравнялись с ней в яркости. Конечно, рядом со вспышкой они потонули в сиянии неба, но то было до тех пор, пока их не озарил свет, в тысячи раз превосходящий солнечный. Волна этого света прокатывалась по их хвостам, от первой к последней, отраженные лучи доходили до Земли позже, чем прямые, и три кометы одна за другой расцветали ослепительными огненными фонтанами, бьющими из-за горизонта. А через час нам подмигнул и Марс, до которого тоже дошел свет Новой Венеры. Но мы этого не особо заметили. До Земли наконец стали доходить и крупные частицы, испущенные кометами, когда они проходили между ней и Солнцем, и наверху, входя в атмосферу по касательной, стремительно летели яркие метеоры.

Чтобы увидеть Венеру на следующий день, вовсе не надо было дожидаться заката. Просто в полдень на востоке взошло еще одно солнце, меньше и уже гораздо тусклее главного светила, но все еще сияющее огнем. Атмосфера Венеры уже расходилась в космическое пространство вокруг нее, но ее плотность и яркость еще была достаточной, чтобы отбрасывать тени в тенях на Земле. За ней двумя огненными стрелами взошли последние два снаряда, которым предстояло доделать работу, начатую первым из них. И шоу повторилось еще и еще. А после этого то ли в комету, то ли в планетарную туманность превратилась уже сама Венера. Ее свет угасал, сначала быстро, потом медленнее, и постепенно становился оранжевым, как искра над костром. Но ее сброшенный покров медленно плыл по ночному небу огромным светящимся облаком, расширяясь с каждым днем, и на его фоне скрывалась даже полная Луна. Вскоре Венера подошла к нижнему соединению и скрылась в лучах Солнца, хотя ее яркость еще намного превосходила обычную, а в телескоп она казалась не серпом, а маленьким огненным диском.

Тем временем на небе показалась еще одна комета. Она вынырнула из ночной темноты примерно там, где весной была сама Венера, и устремилась ей вдогонку, отрастив шлейф, при виде которого побледнели бы даже хвосты первых трех комет. Венера, будто убегая от нее, исчезла с вечернего неба и в сентябре появилась на утреннем, но вскоре из-за горизонта стала показываться и знакомая огненная стрела. Да такая, что можно было подумать - в этот раз Венере совсем не сдобровать. И все же, так было только с виду. Четвертый планетоид летел по догоняющей траектории, и не смог бы устроить такой фейерверк даже при прямом попадании, хоть и был раза в четыре больше предыдущих. Вместо этого он обернулся вокруг венерианского серпа, разорванный ее приливными силами на кольцо обломков - ведь он был призван не отнимать материю, а дарить ее. И теперь его фрагменты постепенно выпадали в оставшуюся венерианскую атмосферу, насыщая ее тем, чего там не водилось уже много эпох - водой. Над пустыней впервые за миллиарды лет пролился дождь. И хоть он и был огненным, вскоре за ним последует и водяной.

Еще некоторое время Венера виднелась огромной кометой на утреннем небе. Множество льда испарялось прямо в космосе и терялось, но большая часть его все-таки падала вниз, чтобы остаться. В телескоп в голове кометы можно было видеть маленькую стрелку, направленную на Солнце - ее древком был эллиптический аккреционный диск, а наконечником - серп утренней Венеры, между рогами которого виднелось тускло-оранжевое свечение от жара выпадающих обломков. Вскоре пыль и газ окончательно скрыли от глаз то, что происходило у планеты, а потом и она сама исчезла за Солнцем, обгоняя Землю по своей орбите, на которой, как мы надеемся доказать еще через пару сотен лет, когда все остынет, все-таки возможна жизнь.

===============================================================

https://antihydrogen.livejournal.com/

https://antihydrogen.livejournal.com/50676.html

https://vk.com/hard_sci_fi_ideas

https://the-blasted-one.livejournal.com/229098.html

Когда люди говорят о колонизации Солнечной системы, неизменно подразумевается, что первым кандидатом для колонизации должен быть Марс. Однако, у нас есть ещё одна соседка, которая почему-то не получает столько внимания, хотя, во многих отношениях она может стать даже предпочтительнее Марса. Я говорю о Венере. Забавно, но примерно до 60-х годов 20 века, именно Венера, а не Марс была основным кандидатом для колонизации.

Для начала, давайте сравним, куда проще долететь. Если брать классическую Гомановскую траекторию, то Венеры можно достичь примерно за 100 дней, в то время, как до Марса придётся лететь порядка 260 дней, то есть, Марс в 2,5 раза дальше. Кроме того, стартовое окно до Венеры открывается один раз в 584 дня, а до Марса – раз в 780 дней. Иными словами, до Венеры летать можно быстрее и чаще. Путешествие туда и обратно на Венеру будет на 30-50% короче, чем на Марс. Это значит, необходимо брать с собой меньше топлива, меньше еды, меньше воздуха. Это значит меньшее воздействие космических лучей.

С точки зрения размера, Венера – почти близнец Земле. Её диаметр составляет почти 95% диаметра Земли (12 тыс. км). Марс же значительно меньше – его диаметр всего 6,7 тыс. км. Сила тяжести на Венере почти земная (8,87 м/с²), в то время как на Марсе всего 3,72 м/с².

Сравнение размеров Марса, Земли и Венеры

В рассказах о колонизации Марса, от проблемы его низкой гравитации отмахиваются, не уделяя её должного внимания, однако, даже те скудные данные о воздействии низкой гравитации на организм человека, которыми мы располагаем, позволяют говорить о том, что потеря костной массы в таких условиях может идти в 10 быстрее, чем при остеопорозе.

Венера расположена значительно ближе к Солнцу, что означает, что с одной солнечной панели можно получить в 4 раза больше энергии, чем на Марсе.

На Венере очень плотная атмосфера, которая представляет собой броню, гораздо лучше защищающую от космических лучей и метеоритов.

Но эта же атмосфера и представляет собой большую проблему. Венера – невезучая сестра-близнец Земли, где глобальное потепления и парниковый эффект вышли из-под контроля. Когда говоришь о климате на Венере, на ум просятся слова вроде «ад» или «инферно». Венера – самая горячая планета Солнечной системы. Когда-то Венера была холоднее и даже имела воду, но близость к Солнцу оказалась губительной. Всё дело в углекислом газе (CO₂) и солнечном свете. Наибольшая интенсивность солнечного излучения приходится на длину волну 600 нм. Углекислый газ не очень хорошо поглощает такое излучения и оно спокойно проходит сквозь атмосферу, достигая поверхности планеты. Поверхность от этого нагревается и испускает излучение обратно уже в инфракрасном диапазоне. А вот его уже углекислый газ прекрасно поглощает, в результате чего атмосфера разогревается. Как результат – разогрев поверхности до 457 °C, только при такой температуре возможно уравновесить количество полученной от Солнца энергии с количеством энергии, излучаемой обратно в космос. При такой температуре уже плавится свинец и цинк.

Разумеется, вся вода, которая и была на Венере, разложилась на кислород и водород, а, поскольку водород очень лёгкий, он и улетучился из атмосферы быстрее всего. Сама атмосфера при такой температуре имеет давление у поверхности в 91,7 раз, превышающее земное (эквивалентно погружению под воду на глубину примерно 1 км). При таком давлении, углекислый газ в атмосфере, строго говоря, уже не газ, а сверхкритическая жидкость. Над поверхностью планеты плывут облака, из которых идут дожди из серной кислоты, а из под поверхности практически непрерывно происходят извержения лавы. Венера первая по количеству действующих вулканов в Солнечной системе. «Райское местечко», не правда ли?!

Поверхность Венеры в воображении художника…

Казалось бы, человек не сможет находиться на Венере хоть сколько-нибудь долгое время, даже в скафандре (рекорд длительности нахождения на поверхности даже для автоматических станций принадлежит аппарату «Венера-13», который смог проработать на поверхности целых 127 минут, прежде чем вышел из строя). Колонизировать Венеру нельзя!

Или можно?

… и в реальности (фотография, сделанная аппаратом «Венера-13»).

Наверное, основная проблема с Венерой заключается в том, что мы не находим интересным колонизировать место, куда нельзя воткнуть флаг. Но если на поверхности Венеры творится сущий ад, то, может быть, стоит посмотреть, что происходит на высоте примерно 50 км над поверхностью? А происходит там следующее – температура падает до 50-60 °C, но, что ещё более важно, давление там в точности такое же, как и на земле – ровно 1 атмосфера. Иными словами, для того, чтобы находиться там, человеку, возможно, и потребуется какой-нибудь теплоизоляционный костюм и простая кислородная маска, но ни в коем случае не космический скафандр, который потребовался бы нам на поверхности Марса, к примеру, или в открытом космосе. Да, есть ещё небольшой дискомфорт от тумана из серной кислоты, но с этим тоже можно справиться.

Да, это по-прежнему, суровые условия, однако, если подумать, это наиболее приближённые к Земным условия по сравнению со всеми остальными местами Солнечной системы. Так, может быть, стоит построить города в венерианских облаках? Специалисты из NASA даже разработали подробный концепт подобного поселения (H.A.V.O.C.).

Подробное описание проекта https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160006329.pdf

На высоте 50-55 км над поверхностью атмосфера Венеры всё ещё практически целиком состоит из углекислого газа, который имеет молекулярную массу 44, что всё ещё тяжелее практически любого остального газа (для сравнения, кислород имеет молекулярную массу 32, азот – 28, гелий – 4, водород – 2), а это значит, что любой более лёгкий газ может обеспечить подъёмную силу для аэростатов и дирижаблей. Да, это значит, что баллон, наполненный даже обычным земным воздухом, сможет свободно парить в атмосфере Венеры, а баллоны, наполненные водородом и гелием будут даже эффективнее, чем на Земле. При этом, из-за практически полного отсутствия кислорода в атмосфере, водород можно использовать, не опасаясь пожаров.

Серная кислота, присутствующая в атмосфере Венеры, будучи крайне неприятным на первый взгляд веществом, в то же время является весьма ценным ресурсом, так как при разложении может обеспечить вас водой, а равно – кислородом и водородом, которые можно использовать как для дыхания, так и для наполнения баллонов.

Освещённость на такой высоте будет близка к земным показателям, однако тот факт, что Венера имеет ретроградное вращение вокруг своей оси делает длительность суток на Венере равные по продолжительности 243 земных. Иными словами, год на Венере короче, чем Сутки (225 дней). Столь медленная смена дня и ночи, возможно, даже к лучшему, так как это позволяет сравнительно легко поддерживать движение, оставаясь всё время на освещённой стороне, что позволит получать больше солнечной энергии на выращивание растений, синтез удобрений (азота в атмосфере всего 3%, но количественно его больше, чем в атмосфере Земли из-за большой плотности). Напомню, что эффективность солнечных панелей на Венере в 1,98 раза выше, чем на Земле.

Когда мы говорим о дирижаблях и воздушных шарах, на ум приходят весьма «хлипкие» конструкции из истории земного воздухоплавания, однако, современные лёгкие и прочные материалы, такие как графен, могут позволить создавать весьма крупные и прочные летающие конструкции. При этом, материалы можно извлекать прямо из атмосферы Венеры, так как чего-чего, а углерода в ней предостаточно.

Кроме того, подобные материалы потенциально могут выдержать адские условия у поверхности планеты, поэтому их можно применять для изготовления тросов, при помощи которых можно либо закреплять летающие конструкции, либо даже перемещаться.

Изобилие солнечного света и плотная атмосфера Венеры позволяет так же сооружать крылатые пропеллерные летательные аппараты на электрической тяге, способные находиться в полёте практически неограниченное время, чего нельзя, к сожалению, добиться на Марсе, где с полётами из-за низкой плотности атмосферы всё обстоит гораздо сложнее.

Не стоит и говорить о том, что использование подобных летательных аппаратов значительно удешевляет подъём на орбиту и спуск с неё.

Как видите, Венера может предоставить все условия для проживания, пусть не на поверхности, а на высоте 50-60 км, но, в то же время, условия нахождения колонистов на Венере во многих отношениях даже лучше, чем они предполагаются на Марсе.

Но когда мы говорим о колонизации, мы говорим не только о выживании во враждебных условиях, мы говорим ещё и о терраформировании – трансформации планеты до условий, близких к земным. И если, когда мы говорим про Марс, мы говорим о том, что в первую очередь надо подогреть и уплотнить атмосферу, ради чего предлагается сбрасывать на поверхность водородные бомбы или даже естественные его спутники, то в случае Венеры задача ровно обратная – планету надо охладить.

Терраформированная Венера в представлении художника

По сложности исполнения, что то, что другое находится на пределах возможностей человечества, но, в то же время, вменяемых проектов по трансформации Марса с гарантией результата, пока никто не предложил, охлаждение Венеры представляет собой, пусть и сложную, но выполнимую задачу с инженерной точки зрения. Поскольку основным фактором, разогревающим Венеру, является солнечный свет, решение, напрашивается само собой – надо поместить планету «в тенёк», то есть – соорудить экран, блокирующий часть солнечного света.

В 1991 году британский учёный Пол Бёрч (Paul Birch) опубликовал исследование «Terraforming Venus Quickly», где предлагается натянуть перед Венерой солнечный экран, что приведёт к охлаждению планеты и снижению атмосферного давления, сначала до ~30 °C и ~74 атмосфер (критическая точка двуокиси углерода), а затем до – 56 °C и давления ~5 атмосфер (тройная точка двуокиси углерода). Ниже этой точки углекислый газ переходит из газообразного состояния в твёрдое и оседает на поверхности в виде сухого льда. Этот сухой лёд можно будет либо утилизировать, либо транспортировать на Марс (уже для нужд его терраформирования). На весь процесс по расчётам Бёрча уйдёт сравнительно немного времени: от 80 до 200 лет, что действительно очень мало, когда мы говорим о процессах терраформирования планет.

Дополнительно, при помощи солнечного зеркала, расположенного на полярной орбите можно добиться даже имитации 24 часовой смены дня и ночи.

Подобное зеркало или экран можно разместить в точке L1, и на его изготовление, в принципе, уйдёт не так много материала, как может показаться на первый взгляд, так как тончайшего листа фольги или графена будет достаточно, чтобы заблокировать солнечное излучение. Разумеется, это зеркало не должно быть ни сплошным, ни монолитным. Множество «маленьких» (100 × 100 м) зеркал справится с этой задачей даже лучше, так как каждый элемент подобного сооружения можно конфигурировать индивидуально.

Один из элементов «венерианского тента».

Большей проблемой терраформирования Венеры является практически полное отсутствие воды. Хотя воду для жизни небольшой колонии можно получить из серной кислоты, для трансформации Венеры воды потребуется гораздо больше (минимально-необходимое количество – примерно 2% от объёма воды на Земле или 30 млн. км³). Возить такое огромное количество воды, разумеется, накладно (впрочем, когда мы говорим о терраформировании, дешёвых путей нет), поэтому предлагается «импортировать» не воду, а только водород, а воду «изготавливать» уже на месте, благо, кислорода во внутренней солнечной системе предостаточно.

Более быстрый путь – сбросить на Венеру один из спутников Сатурна. Да, при этом, даже предлагается конкретный способ и конкретный кандидат – Гиперион, состоящий преимущественно изо льда. Для его перемещения при помощи тех же зеркал планируется сфокусировать солнечный свет в нужной точке его поверхности так, чтобы растопленный светом лёд формировал реактивную струю, что примерно за 30 лет приведёт его орбиту вокруг Сатурна к более эллиптической форме и приблизит его к другому спутнику Сатурна – Титану. Затем, планируется использовать Титан для гравитационного манёвра по ускорению Гипериона в сторону Венеры. Если всё рассчитать правильно, столкновение Гипериона с Венерой не только обеспечит её необходимой водой, но и сможет ускорить вращение самой Венеры вокруг своей оси, тем самым, укорачивая период смены дня и ночи на ней.

Проекты, подобные этому, кажутся сейчас фантастикой, но, если вдуматься, то трансформация Венеры требует гораздо меньше времени и усилий, чем аналогичные проекты в отношении Марса, при этом, условия на Венере могут быть даже лучше, чем на Марсе.

Актуальность проекта:

Актуальность исследования состоит в том, что наша планета уже подвержена перенаселению; на ней не хватает ресурсов для содержания всего человечества. Терраформирование выглядит более реальной перспективой, нежели путешествия к планетам, уже приспособленным к заселению.

Проблемы:

Проблемой является некомпетентность людей в данной теме. На просторах интернета я не нашел понятной и короткой статьи о терраформировании.

Цели:

Целью мое проекта является создание лаконичной статьи о терраформировании и распространение ее во всех возможных блогах и научных газетах.

Задачи :

— Изучение способов и перспектив терраформирования планет, их особенностей и сложностей.

— Изучение проблем людей, ставших первопроходцами на новых планетах.

Методы исследования

— Анализ технической литературы.

— Ознакомление и изучение работ ученых, исследовавших способы терраформирования.

Общие сведения

Среднее расстояние Венеры от Солнца — 108 млн км (0,723 а. е.). Расстояние от Венеры до Земли меняется в пределах от 38 до 261 млн км. Её орбита очень близка к круговой — эксцентриситет составляет всего 0,0067. Период обращения вокруг Солнца равен 224,7 земных суток; средняя орбитальная скорость — 35 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 3,4°. По размерам Венера довольно близка к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95 % земного), масса — 4,87⋅1024 кг (81,5 % земной), средняя плотность — 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения равно 8,87 м/с², вторая космическая скорость — 10,36 км/с.

Венера классифицируется как землеподобная планета, и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и составом. Однако условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным образом из углекислого газа. Поверхность планеты полностью скрывают облака серной кислоты, непрозрачные в видимом свете. Споры о том, что находится под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера Венеры прозрачна для дециметровых радиоволн, с помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты

В глубокой древности Венера, как полагают, настолько разогрелась, что подобные земным океаны, которыми, как считается, она обладала, полностью испарились, оставив после себя пустынный пейзаж с множеством плитоподобных скал. Одна из гипотез полагает, что из-за слабости магнитного поля водяной пар (расщеплённый солнечным излучением на элементы) был унесён солнечным ветром в межпланетное пространство. Установлено, что атмосфера планеты и сейчас теряет водород и кислород в соотношении 2:1.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза больше, чем на Земле. Подробное картографирование поверхности Венеры проводилось в течение последних 22 лет — в частности, проектом «Магеллан». Поверхность Венеры носит яркие признаки вулканической деятельности, а атмосфера содержит серу. Есть некоторые признаки того, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас, но доказательств этому не найдено. Удивительно низкое число ударных кратеров говорит в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода: ей приблизительно 500 миллионов лет. Тектоники плит на Венере нет (вероятно, потому что её литосфера из-за отсутствия воды слишком вязкая и, следовательно, недостаточно подвижна), но есть много следов менее масштабных тектонических движений

Исследование Венеры

На сегодняшний день Венеру исследовали более 40 космических аппаратов из СССР, США, Японии и Европейского космического агентства.

Первым космическим аппаратом, совершившим успешную посадку на поверхность Венеры, стала советская автоматическая межпланетная станция «Венера-7».

Первым космическим аппаратом, передавшим цветное изображение с поверхности Венеры, стала советская автоматическая межпланетная станция «Венера-13»

Самое подробное и полномасштабное радиолокационное картографирование Венеры осуществил космический аппарат NASA «Магеллан».

Атмосфера Венеры

1.Атмосфера Венеры в основном состоит из углекислого газа и азота.

2. Скорость вращения атмосферы более чем в 60 раз быстрее скорости вращения планеты.

3. Скорость ветра на планете достигает 360 километров в час.

4. В атмосфере присутствуют облака из серной кислоты.

5.Среднее атмосферное давление составляет 93 бара, что эквивалентно погружению в воду на глубину 1,6 километра.

6.Плотная атмосфера создает сильный парниковый эффект.

Сегодня задача терраформирования представляет в основном теоретический интерес, но в будущем может получить развитие и на практике.

На основе собранной информации о наиболее известных телах Солнечной системы мною была сделана таблица, характеризующая перспективы освоения каждого из них. Наименьший шанс колонизации имеют планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Планеты-гиганты состоят в основном из газа и не имеют твердой поверхности. Масса каждой невероятно огромна, и сосуществовать рядом с ними невозможно: человек будет раздавлен. Спутники Ио и Европа находятся внутри радиационного пояса Юпитера; находящийся на поверхности Европы человек (без скафандра) получил бы смертельную дозу радиации меньше, чем за 10 минут

Одно из самых богатых солнечной энергией тел — Меркурий — не подходит для колонизации. Он очень близок к Солнцу. Даже если на Меркурии будут созданы условия, как на Земле, то днём его температура неминуемо возрастет примерно до 450 градусов Цельсия. Однако эта планета может служить для добычи ценных полезных ископаемых, добычи солнечной энергии или как перевалочная база.

Спутник Сатурна, Титан, имеет все основные элементы, необходимые для жизни — углерод, водород, азот и кислород. Его запасы могли бы служить источником энергии для колонистов, которым не нужно будет беспокоиться о космическом излучении благодаря плотной атмосфере. Излучение радиационного пояса Сатурна значительно мягче, чем Юпитера. Проблема заключается в содержании цианита в атмосфере Титана, который может убить человека за несколько минут даже при низких концентрациях.

Более подробного рассмотрения достойны планеты земной группы, Марс и Венера, а также спутник Земли, Луна. Для этих тел Солнечной системы свойственны некоторые общие проблемы: так, на Луне и Марсе нет атмосферы, и ни на одном из них, включая и Венеру, нет приемлемой магнитосферы — что грозит высоким радиационным фоном. Более того, сильные перепады температур серьезно мешают заселению и освоению. В результате воздействия заряженных частиц из космоса на атмосферу Венеры происходит ионизация и диссипация водяного пара. Водород, образующийся при этих процессах, спокойно покидает планету. Именно так Венера и Марс лишились воды, доставшейся им при образовании. Сегодня я расскажу вам о способах терраформировании Венеры

Солнечные экраны между Солнцем и Венерой

Экраны предполагается устанавливать в точке Лагранжа между Венерой и Солнцем. Следует помнить, что такое равновесие неустойчиво, и, чтобы удерживать его в точке Лагранжа, потребуется регулярная корректировка его положения.

Предполагается, что такие «зонтики» смогут резко снизить поток солнечной энергии, достигающей Венеры, и как следствие — снизить температуру на планете до приемлемого уровня. Причём при достаточном экранировании Венеры от Солнца, температуру можно понизить до такой степени, что атмосфера Венеры вымерзнет и значительная её часть выпадет на поверхность в виде сухого льда (твёрдый CO2). Результатом будет значительное падение давления и дополнительное (за счёт повышения альбедо) охлаждение планеты.

Одним из вариантов таких проектов является установка в качестве экранов сверхлёгких отражающих зеркал, свет от которых можно использовать для одновременного прогрева более холодных планет (например, Марса). Экран также может служить исполинским фотоэлементом для мощнейшей солнечной электростанции

(Точки Лагра́нжа, точки либра́ции (лат. librātiō — раскачивание) или L-точки — точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействия никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел.)

Доставка на Венеру земных водорослей или других микроорганизмов

В 1961 г. Карл Саган предложил забросить в атмосферу Венеры некоторое количество хлореллы. Предполагалось, что не имея естественных врагов, водоросли будут бурно размножаться в геометрической прогрессии и относительно быстро зафиксируют в органических соединениях находящийся там в большом количестве углекислый газ и обогатят атмосферу Венеры кислородом. Это в свою очередь снизит парниковый эффект, благодаря чему температура поверхности Венеры понизится.

Бомбардировка кометами или водно-аммиачными астероидами

Количество воды, которое необходимо доставить на Венеру, огромно: так, для создания приемлемой гидросферы на Венере требуется не менее 1017 тонн воды, что примерно в сто тысяч раз превышает массу кометы Галлея. Требуемый ледяной астероид должен иметь диаметр около ~ 600 км (в 6 раз меньше диаметра Луны).

Кроме ледяных комет и астероидов, большое количество воды содержат некоторые спутники Юпитера и Сатурна, а также кольца Сатурна.

Существует мнение. что точно рассчитанная бомбардировка позволит «раскрутить» Венеру вокруг своей оси, сократив таким образом слишком длинные венерианские сутки. По закону сохранения момента импульса вне зависимости от подробностей в случае касательного удара на экваторе скорость вращения Венеры увеличится на величину примерно (радиан/с), где m и M — массы астероида (кометы) и Венеры соответственно, V — скорость кометы или астероида, R — радиус планеты. Так как относительные скорости комет могут составлять десятки километров в секунду (вплоть до Третьей космической скорости для Венеры, то есть до более чем 70 км/с), то даже относительно небольшого по сравнению с планетой астероида хватит, чтобы придать ей довольно заметное вращение. Однако «небольшой» по сравнению с планетой, это очень большой в абсолютных величинах, поэтому для решения этой задачи потребовалось бы гораздо больше астероидов, чем просто для доставки воды.

Доставка воды на Венеру путём астероидной бомбардировки решая одни проблемы, одновременно создаёт новые. Перечислим некоторые:

Во-первых, удар одним большим астероидом может привести к разрушению коры планеты и привести её в ещё более непригодное для жизни состояние, поэтому, видимо, придётся использовать множество ударов послабее.

Во-вторых, горные породы Венеры обладают огромной теплоёмкостью и относительно небольшой теплопроводностью, поэтому процесс их остывания в любом случае затянется на многие годы.

В-третьих, нынешняя температура поверхностных слоёв атмосферы гораздо выше температуры кипения воды при этом давлении. Следовательно, без существенного охлаждения ниже 300 °C (при венерианских 90 атм.) нельзя ожидать появления на поверхности планеты свободной воды. Вода будет присутствовать в атмосфере в виде водяного пара, который тоже является парниковым газом. Однако поднятые тучи пыли будут способствовать понижению температуры, порождая эффект «ядерной зимы».

Нейтрализация кислотной атмосферы

Ударное распыление в атмосфере металлического метеора может привести к связыванию серной кислоты в соли, с сопутствующим выделением воды или водорода (в зависимости от точного состава метеора). Астероиды типа (216) Клеопатра представляют определённую ценность для этого решения. Возможно, глубинные породы Венеры также имеют подходящий состав. В таком случае достаточно использовать водородную бомбу достаточной мощности, чтобы одновременно вызвать пылевую «ядерную зиму» и этой же пылью связать кислоту.

Проблема отсутствия у Венеры магнитного поля

Магнитное поле Земли достаточно эффективно защищает поверхность нашей планеты от бомбардировки заряженными частицами. Магнитное поле подхватывает эти частицы (протоны и электроны), заставляя их двигаться вдоль силовых линий. Тем самым предотвращается их взаимодействие с верхними слоями атмосферы.

Венера лишена собственного магнитного поля, имеется лишь слабая магнитосфера, обязанная своим появлением взаимодействию солнечного магнитного поля с ионосферой планеты.

В результате воздействия заряженных частиц из космоса на атмосферу Венеры происходит, в частности, ионизация и диссипация водяного пара. Водород, образующийся при этих процессах, спокойно покидает планету, поскольку характерные скорости молекул водорода сопоставимы со второй космической скоростью]. Именно так Венера лишилась всей воды, доставшейся ей при образовании планеты.

При терраформировании Венеры придётся решить и эту проблему.

Первый путь — «раскрутка» планеты. Поскольку Венера — планета земной группы, есть надежда, что возникнет «магнитное динамо». По косвенным признакам, на Венере присутствуют механизмы, аналогичные земной тектонике плит, следовательно, Венера имеет металлическое ядро. Однако этот путь связан с колоссальными техническими трудностями ввиду огромных энергозатрат.

Второй путь — прокладка вдоль экватора Венеры электрического провода (лучше всего сверхпроводникового) и возбуждение в нём тока. Несмотря на грандиозность этой задачи, она представляется более осуществимой в техническом плане, чем первый путь.

Заключение

Таким образом, несмотря на ряд сложных и принципиальных трудностей, уже сейчас человечество начинает задумываться о путях колонизации самой близкой к Земле планете, которая, к тому же, очень похожа на нашу и теоретически может стать для людей «второй Землёй»

Список литературы:

1.https://in-space.ru/planeta-venera/[1]

2.https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Венера[2]

3.http://www.astrotime.ru/colonisation_venus.html[3]