Просмотр кода страницы Терраформирование Венеры

{{Wpspace}}
'''Терраформирование Венеры''' — гипотетический процесс создания условий, пригодных для [[Жизнь|жизни]] человека на [[Венера (планета)|Венере]].

[[Терраформирование|Терраформированная]] Венера может представлять собой [[Планета|планету]] с тёплым и влажным [[климат]]ом. Подсчитано, что если бы венерианская атмосфера имела земной состав, то её средняя температура была бы около {{число|26|°C}} (на Земле {{число|15|°C}})<ref>{{Cite web |lang=ru |url=http://it-day.ru/space/52-earth.html |title=Терраформирование, или останется ли Земля нашим домом |access-date=2009-07-11 |archive-date=2010-12-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101206085812/http://it-day.ru/space/52-earth.html |deadlink=no}}</ref>.
[[Файл:TerraformedVenus.jpg|мини|280px|Преобразованная терраформированая [[Венера (планета)|Венера]] в представлении художника]]

== Современные условия на Венере ==
[[Файл:venusatmosphere-ru.svg|мини|280px|Температура и давление на различных высотах от поверхности Венеры]]
Средняя [[температура]] + 467 °C ([[Венера (планета)|Венера]] — одна из самых горячих [[Планета|планет]] [[Солнечная система|Солнечной системы]]),
[[атмосферное давление]] — около 93 атм ([[бар (единица измерения)|бар]]),
состав атмосферы: [[углекислый газ]] — 96,5 %, [[азот]] — 3,5 %, [[угарный газ]] и [[сернистый газ]] — 0,197 %, [[водяной пар]] — 0,003 %.

== Привлекательность освоения ==
# Венера — сестра-близнец нашей планеты: средний диаметр Венеры {{число|12103,6|км}} ({{число|95|%}} от среднего диаметра [[Земля (планета)|Земли]]), масса 4,87{{e|24}} кг ({{число|81,5|%}} от массы Земли), ускорение свободного падения {{число|8,9|м/с²}} ({{число|90,4|%}} от земной силы тяжести).
# Венера — самая близкая к Земле планета.
# На Венеру попадает много солнечной энергии, которую можно использовать для терраформирования.

== Трудности освоения и терраформирования ==
[[Файл:Airpressureonvenus.PNG|мини|280px|Давление на Венере на различных высотах]]
# На Венере очень жарко — средняя температура на поверхности +{{число|467|°C}} (жарче, чем на [[Меркурий (планета)|Меркурии]]).
# Давление на поверхности Венеры 93 [[Атмосфера (единица измерения)|атмосферы]].
# Атмосфера Венеры состоит на 96,5 % из CO<sub>2</sub>.
# На Венере почти нет воды, поэтому её надо либо доставить с [[Комета|комет]] или астероидов, либо синтезировать (например, из атмосферного CO<sub>2</sub> и водорода).
# Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землёй и другими планетами Солнечной системы, наклон оси вращения к вектору угловой скорости вращения вокруг Солнца — 178°. Из-за такого необычного сочетания направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца одни сутки на Венере длятся 116 дней и 18 часов, а продолжительность дневного и ночного времени составляет по 58 дней и 9 часов.
# [[Магнитосфера|Магнитосферы]] у Венеры нет, кроме того, Венера расположена ближе к Солнцу, чем Земля. Вследствие этого в ходе терраформирования (при уменьшении массы атмосферы) уровень радиации на поверхности планеты может оказаться повышенным в сравнении с Землёй.

== Способы терраформирования Венеры ==

=== Солнечные экраны между Солнцем и Венерой ===
Экраны предполагается устанавливать в [[Точка Лагранжа|точке Лагранжа]] между Венерой и Солнцем. Такое [[Механическое равновесие|равновесие]] неустойчиво, и, чтобы удерживать его в точке Лагранжа, потребуется регулярная корректировка положения экранов.

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 [[Сухой лёд|сухого льда]] (твёрдый CO<sub>2</sub>). 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, [[Колонизация Марса|Марса]]). Экран также может служить исполинским [[фотоэлемент]]ом для мощнейшей [[солнечная энергетика|солнечной электростанции]]<ref>{{Cite web |lang=ru |url=http://marsmeta.narod.ru/venera.html |title=Солнечный зонтик и рефрижератор на всю планету |access-date=2016-11-19 |archive-date=2016-11-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161119182336/http://marsmeta.narod.ru/venera.html |deadlink=no}}</ref>.

=== Бомбардировка кометами или водно-аммиачными астероидами ===
Количество воды, которое необходимо доставить на Венеру, огромно: так, для создания приемлемой гидросферы на Венере требуется не менее 10<sup>17</sup> тонн воды, что примерно в сто тысяч раз превышает массу [[Комета Галлея|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 [[Юпитер (планета)|Юпитера]] и [[Сатурн (планета)|Сатурна]], а также кольца Сатурна.

Существует мнение<ref>{{статья |автор=Владимир Крючков |заглавие=И целой Земли мало |ссылка=http://www.itogi.ru/paradox/2009/41/144942.html |издание=Итоги |тип=журнал |год=2009 |номер=№ 41 (695) |archivedate=2009-10-09 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20091009035309/http://www.itogi.ru/paradox/2009/41/144942.html}}</ref>, 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 <math>w=\tfrac{2,5\cdot m \cdot V}{MR}</math> (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 [[Третья космическая скорость|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 (см. таблицу). Следовательно, без существенного охлаждения ниже 300 °C (при венерианских {{число|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 «[[Ядерная зима|ядерной зимы]]».

Ожидается, что свободная вода станет разрушать венерианские горные породы и, в частности, вымывать окись кальция из венерианского грунта. Образующийся [[Щёлочи|щёлочной]] раствор начнёт поглощать [[Углекислый газ|CO<sub>2</sub>]] из атмосферы Венеры, связывая его в виде [[Карбонаты|карбонатов]] (CaCO<sub>3</sub>, MgCO<sub>3</sub>):

Разрушение венерианского базальтового грунта:
:: <math>\mathsf{CaSiO_3 + H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + SiO_2}</math>

Осаждение известняка:
[[Файл:Venuswaterplan.png|мини|285x285пкс|Размеры ледяного астероида, необходимого для снабжения [[Венера (планета)|Венеры]] водой, в сравнении с размерами Венеры, Земли и Луны]]
:: <math>\mathsf{Ca(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow CaCO_3 + H_2O}</math>

Таким образом, за некоторый срок понизятся концентрация CO<sub>2</sub> и атмосферное давление на Венере, после чего станет возможным запускать туда [[Фотосинтез|фотосинтетические]] земные организмы для преобразования оставшегося венерианского CO<sub>2</sub> в [[кислород]].

Следует заметить, что [[водяной пар]] является ещё более сильным [[Парниковые газы|парниковым газом]], чем CO<sub>2</sub>, поэтому такой способ преобразования венерианского [[климат]]а всё равно придётся совмещать с рассмотренными выше солнечными экранами — для того, чтобы не допустить нового витка разогревания Венеры.

Температура кипения воды при разных давлениях:
{| class="standard" style="text-align:right"
|+
! style="text-align:left"|Давление,<br>атм
! style="text-align:left"|Температура<br>кипения воды, °C
|-----
| 1,033
| 100,00
|-----
| 1,500
| 110,79
|-----
| 5,000
| 151,11
|-----
| 10,000
| 179,04
|-----
| 20,000
| 211,38
|-----
| 25,000
| 222,90
|-----
| 50,000
| 262,70
|-----
| 100,000
| 309,53
|-----
|+
|}

=== Доставка на Венеру земных водорослей или других микроорганизмов ===
В 1961 году [[Саган, Карл|Карл Саган]] предложил забросить в атмосферу Венеры некоторое количество [[Хлорелла|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<ref>{{книга |автор=[[Шкловский, Иосиф Самуилович|Шкловский И. С.]] |часть=Гл. 26 Разумная жизнь как космический фактор |заглавие=Вселенная, жизнь, разум |ответственный=Под ред. Н. С. Кардашева и В. И. Мороза |издание=6-е изд., доп |место=М. |издательство=[[Наука (издательство)|Наука]] |серия=Проблемы науки и техн. прогресса |страниц=320}}</ref>.

Подобные проекты предлагаются и сейчас — например предлагается распылять в атмосфере Венеры генно-модифицированные (для приживания в условиях полёта в атмосферных течениях) [[сине-зелёные водоросли]], на уровне 50—60 км от поверхности, на котором давление составляет около {{число|1,1|бар}} и температура около +30 градусов Цельсия.

Впоследствии, когда дальнейшие исследования показали, что в атмосфере Венеры вода практически полностью отсутствует, Саган отказался от данной идеи. Для того, чтобы эти и другие проекты по фотосинтетическому преобразованию климата стали возможными, необходимо сначала тем или иным способом решить проблему с водой на Венере, например, доставить её туда искусственным путём или найти способ синтеза воды «на месте» из других соединений.

=== Нейтрализация кислотной атмосферы ===
{{Нет источников в разделе|дата=2011-11-15}}
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 «[[Ядерная зима|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 [[ионосфера|ионосферой]] планеты. В результате воздействия заряженных частиц из космоса на атмосферу Венеры происходит, в частности, ионизация и [[Диссипация атмосфер планет|диссипация]] водяного пара. Водород, образующийся при этих процессах, спокойно покидает планету, поскольку характерные скорости молекул водорода сопоставимы со второй космической скоростью{{Нет АИ|30|10|2012}}. Именно так Венера лишилась всей воды, доставшейся ей при образовании планеты<ref>{{cite web |lang=ru |author=Татьяна Зимина |title=Куда исчезла вода с Венеры?|url=https://www.nkj.ru/archive/articles/18726/ |website=«Наука и жизнь» |access-date=2020-07-08 |archive-date=2020-07-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200708082830/https://www.nkj.ru/archive/articles/18726/ |deadlink=no}}</ref>.

При терраформировании Венеры придётся решить и эту проблему.

Первый путь — «раскрутка» планеты<ref>{{cite web |lang=ru |url=http://www.astrotime.ru/colonisation_venus.html |title=Колонизация Венеры |date=2011-03-07 |publisher=astrotime.ru |accessdate=2013-05-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130309195426/http://astrotime.ru/colonisation_venus.html |archivedate=2013-03-09 |deadlink=no}}</ref>. 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 [[Сверхпроводимость|сверхпроводникового]]) и возбуждение в нём тока<ref>{{Cite web |lang=ru |url=http://www.astrotime.ru/colonisation_venus.html |title=Колонизация Венеры, терраформирование, колонизация планет, заселение планеты, колонизация космоса, освоение космоса |publisher=www.astrotime.ru |access-date=2018-01-27 |archive-date=2018-01-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180127202427/http://www.astrotime.ru/colonisation_venus.html |deadlink=no}}</ref>. Несмотря на грандиозность этой задачи, она представляется более осуществимой в техническом плане, чем первый путь.

Третий путь — размещение в [[Точки Лагранжа|точке Лагранжа]] L1 мощного генератора магнитного поля, снабжённого ядерным реактором в качестве источника энергии и достаточным запасом топлива для постоянной коррекции орбиты. Такой генератор создаст магнитный диполь, прикрывающий своеобразным зонтиком всю планету<ref>{{Статья|ссылка=https://www.hou.usra.edu/meetings/V2050/pdf/8250.pdf|автор=L. Green, J. Hol-lingsworth, D. Brain, V. Airapetian, A. Glocer, A. Pulkkinen, C. Dong and R. Bamford |заглавие=A FUTURE MARS ENVIRONMENT FOR SCIENCE AND EXPLORATION |год=2017 |язык=en |издание=Planetary Science Vision 2050 Workshop |тип=журнал |archivedate=2021-02-28 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20210228153548/https://www.hou.usra.edu/meetings/V2050/pdf/8250.pdf}}</ref>.

== См. также ==
* [[Жизнь на Венере]]
* [[Колонизация Венеры]]
* [[Терраформирование]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* [https://web.archive.org/web/20031015225932/http://www.geocities.com/alt_cosmos/index.html An approach to terraforming Venus]
* [http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=407 Терраформирование] — обсуждение на форуме журнала «Новости космонавтики».
* [https://web.archive.org/web/20070928003349/http://forum.membrana.ru/forum/space.html?parent=1052201440 Терраформирование Венеры] — обсуждение на сайте «Мембрана.ру».
* [http://it-day.ru/space/52-earth.html Терраформирование, или останется ли Земля нашим домом]

{{Внешние ссылки}}
{{Венера}}
{{Венера АМС}}
{{Колонизация космоса}}

[[Категория:Колонизация космоса]]
[[Категория:Терраформирование|Венера]]
[[Категория:Венера]]