Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Венераның жер бетін қалыптастыру немесе Венераның жер бетін қалыптастыру - бұл Венера планетасының жер бетін адам өмір сүруіне қолайлы ету үшін оны құрудың гипотетикалық процесі. Жер бетіндегі тығыз көмірқышқыл газы мен күкіртқышқыл газының басым бөлігін жою немесе басқа түрге түрлендіру арқылы атмосфераға тыныс алатын оттегін қосу. Бұл үш өзгеріс бір-бірімен тығыз байланысты, өйткені Венераның экстремалды температурасы оның тығыз атмосферасының жоғары қысымы мен парниктік әсерінен туындайды.
Engineering the global environment of Venus to make it suitable for humans
The terraforming of Venus or the terraformation of Venus is the hypothetical process of engineering the global environment of the planet Venus in order to make it suitable for human habitation. Eliminating most of the planet's dense carbon dioxide and sulfur dioxide atmosphere via removal or conversion to some other form
The addition of breathable oxygen to the atmosphere. These three changes are closely interrelated because Venus's extreme temperature is due to the high pressure of its dense atmosphere and the greenhouse effect.
Идеяның тарихы
Поул Андерсон, табысты ғылыми-фантастикалық жазушы, бұл идеяны өзінің 1954 жылғы "The Big Rain" повесінде ұсынды, бұл оның Психотехникалық Лигасының болашақ тарихындағы оқиға. Венераны ғылыми тұрғыдан терраформалау туралы алғашқы ұсынысты астроном Карл Саган 1961 жылы жасаған. 1960 жылдардың басына дейін көптеген астрономдар Венера атмосферасының температурасы Жерге ұқсас деп есептеген. Венераның өте ірі парниктік әсердің салдарынан қалың көмірқышқыл газы атмосферасы бар екені белгілі болған кезде кейбір ғалымдар атмосфераны өзгертіп, жер бетіне көбірек ұқсату идеясын қарастыра бастады. Бұл гипотетикалық перспективаны алғаш рет 1961 жылы Карл Саган ұсынды, ол "Science" журналында Венера атмосферасы мен парниктік әсерін талқылаған классикалық мақаласының соңғы бөлімі ретінде. "Бұл фатальдық кемшілік: 1961 жылы мен Венераның бетіндегі атмосфералық қысым бірнеше бар деп ойладым, ал қазір оның 90 бар екенін білеміз, сондықтан егер схема жұмыс істесе, онда жүздеген метр ұсақ графитке көмілген бет пайда болады, ал атмосфера 65 бар таза молекулалық оттегінен тұрады. Біз атмосфералық қысымның әсерінен жарылып кетер ме, әлде отқа айналып кетер ме, бәрібір, бұл мәселе әлі де күмән тудырады. Алайда, оттегі көп жиналғанға дейін графит өздігінен көмірқышқыл газына айналып, процесті қысқартып жібереді". Саганның еңбегінен кейін, 1980 жылдары қызығушылықтың қайта жандануына дейін бұл ұғым туралы ғылыми талқылау аз болды.
Poul Anderson, a successful science fiction writer, had proposed the idea in his 1954 novelette "The Big Rain", a story belonging to his Psychotechnic League future history. The first known suggestion to terraform Venus in a scholarly context was by the astronomer Carl Sagan in 1961. Prior to the early 1960s, the atmosphere of Venus was believed by many astronomers to have an Earth like temperature. When Venus was understood to have a thick carbon dioxide atmosphere with a consequence of a very large greenhouse effect, some scientists began to contemplate the idea of altering the atmosphere to make the surface more Earth like. This hypothetical prospect, known as terraforming, was first proposed by Carl Sagan in 1961, as a final section of his classic article in the journal Science discussing the atmosphere and greenhouse effect of Venus. "Here's the fatal flaw: In 1961, I thought the atmospheric pressure at the surface of Venus was a few bars We now know it to be 90 bars, so if the scheme worked, the result would be a surface buried in hundreds of meters of fine graphite, and an atmosphere made of 65 bars of almost pure molecular oxygen. Whether we would first implode under the atmospheric pressure or spontaneously burst into flames in all that oxygen is open to question. However, long before so much oxygen could build up, the graphite would spontaneously burn back into CO2, short circuiting the process." Following Sagan's paper, there was little scientific discussion of the concept until a resurgence of interest in the 1980s.
Терраформация үшін ұсынылған тәсілдер
Терраформация әдістерінің бірнешеуін Мартин Дж. Фог (1995) және Джеффри А. Лэндис (2011) қарастырды. Қиындықтарға көмірқышқыл газынан органикалық молекулаларды өндіру үшін Венерде өте сирек кездесетін сутегі қажет. Венераның қорғаныш магнитосферасы болмағандықтан, атмосфераның жоғарғы бөлігі күн желінің тікелей эрозиясына ұшырайды және бастапқы сутегінің көп бөлігін ғарышқа жоғалтты. Саган атап өткендей, органикалық молекулаларға қосылған кез келген көміртек ыстық жер бетіндегі орта арқылы тез көмірқышқыл газына айналады. Венера көмірқышқыл газының көп бөлігі жойылғанға дейін салқындамай бастайды. Венера тек фотосинтездік биотаны енгізу арқылы terraformed бола алмайды деп жалпыға танылғанмен, атмосферада оттегі өндіру үшін фотосинтездік организмдерді пайдалану terraforming-тің басқа ұсынылатын әдістерінің құрамдас бөлігі болып табылады.
A number of approaches to terraforming are reviewed by Martyn J. Fogg (1995) and by Geoffrey A. Landis (2011). Difficulties include the fact that the production of organic molecules from carbon dioxide requires hydrogen, which is very rare on Venus. Because Venus lacks a protective magnetosphere, the upper atmosphere is exposed to direct erosion by the solar wind and has lost most of its original hydrogen to space. And, as Sagan noted, any carbon that was bound up in organic molecules would quickly be converted to carbon dioxide again by the hot surface environment. Venus would not begin to cool down until after most of the carbon dioxide had already been removed. Although it is generally conceded that Venus could not be terraformed by introduction of photosynthetic biota alone, use of photosynthetic organisms to produce oxygen in the atmosphere continues to be a component of other proposed methods of terraforming.
Карбонаттарда ұстап алу
Жер бетіндегі көміртегідің барлығы карбонат минералдары түрінде немесе көміртегі циклының әртүрлі сатыларында сақталады, ал атмосферада көмірқышқыл газы түрінде өте аз. Венерада жағдай керісінше. Көміртегінің көп бөлігі атмосферада, ал салыстырмалы түрде аз бөлігі литосферада сақталады. Венераның атмосфералық эволюциясының зерттеулері қазіргі 92 бар атмосферасы мен жер бетіндегі минералдар, әсіресе кальций және магний оксидтері арасындағы тепе-теңдік өте тұрақсыз екенін және соңғысы көмірқышқыл газы мен күкіртқышқыл газының карбонаттарға айналуы арқылы шоғырлануы мүмкін екенін көрсетеді. Егер осы жер бетіндегі минералдар толықтай өзгеріп, қаныққан болса, атмосфералық қысым төмендейді және планета біраз суынады. Боллок пен Гринспун модельдеуі бойынша мүмкін болатын соңғы жағдайлардың бірі атмосфераның және жер бетінің температурасы атмосферадағы қалған көмірқышқыл газын түрлендіру үшін жер қыртысының үлкен бөлігін жасанды түрде атмосфераға шығарып, көмірсутектің кеңінен түрлендіруіне мүмкіндік беру керек еді. 1989 жылы Александр Г. Смит Венераның литосфераның бұрылуы арқылы терраформациялануы мүмкін екенін, бұл жер қыртысының карбонаттарға айналуына мүмкіндік беретінін ұсынды. Landis 2011 атмосфераның жеткілікті мөлшерін түрлендіру үшін жеткілікті тау жыныстары бетін өндіру үшін 1 км тереңдікке дейін бүкіл жер қыртысының қатысуын қажет ететінін есептеп шығарды. Сондықтан ұқсас технологияларды Венераның терраформациясы кезінде де қолдануға болады деп болжауға болады. Сонымен қатар, минералдар мен көмірқышқыл газын карбонаттарға айналдыратын химиялық реакция экзотермиялық болып табылады, яғни реакция тұтынатын энергиядан көп энергия шығарады. Бұл атмосфералық көмірқышқыл газын көбірек түрлендіруге дейін түрлендіру жылдамдығын экспоненциалды өсу мүмкіндігі бар өзін-өзі нығайтатын түрлендіру процестерін құру мүмкіндігін ашады. Венераны басқа әлемнен алынған магний мен кальциймен бомбалау, сондай-ақ кальций және магний карбонаттары түрінде көмірқышқыл газын ұстап қалуы мүмкін. Атмосферадағы барлық көмірқышқыл газын түрлендіру үшін шамамен 8 кг кальций немесе 5 кг магний қажет болады, бұл көптеген кен өндіру мен минералды тазартуды талап етеді (бәлкім, әсіресе минералға бай Меркурийде). 8 кг - бұл 4 Веста астероидінің массасынан бірнеше есе көп (диаметрі диаметрден артық).
On Earth nearly all carbon is sequestered in the form of carbonate minerals or in different stages of the carbon cycle, while very little is present in the atmosphere in the form of carbon dioxide. On Venus, the situation is the opposite. Much of the carbon is present in the atmosphere, while comparatively little is sequestered in the lithosphere. of Venus's atmospheric evolution suggests that the equilibrium between the current 92 bar atmosphere and existing surface minerals, particularly calcium and magnesium oxides, is quite unstable, and that the latter could serve as a sink of carbon dioxide and sulfur dioxide through conversion to carbonates. If these surface minerals were fully converted and saturated, then the atmospheric pressure would decline and the planet would cool somewhat. One of the possible end states modelled by Bullock and Grinspoon was an atmosphere of and a surface temperature of To convert the rest of the carbon dioxide in the atmosphere, a larger portion of the crust would have to be artificially exposed to the atmosphere to allow more extensive carbonate conversion. In 1989, Alexander G. Smith proposed that Venus could be terraformed by lithosphere overturn, allowing crust to be converted into carbonates. Landis 2011 calculated that it would require the involvement of the entire surface crust down to a depth of over 1 km to produce enough rock surface area to convert enough of the atmosphere. It could therefore be theorised that similar technologies might also be used in the context of terraformation on Venus. It can also be noted that the chemical reaction that converts minerals and carbon dioxide into carbonates is exothermic, in essence producing more energy than is consumed by the reaction. This opens up the possibility of creating self reinforcing conversion processes with potential for exponential growth of the conversion rate until most of the atmospheric carbon dioxide can be converted. Bombardment of Venus with refined magnesium and calcium from off world could also sequester carbon dioxide in the form of calcium and magnesium carbonates. About 8 kg of calcium or 5 kg of magnesium would be required to convert all the carbon dioxide in the atmosphere, which would entail a great deal of mining and mineral refining (perhaps on Mercury which is notably mineral rich). 8 kg is a few times the mass of the asteroid 4 Vesta (more than in diameter).
Жанартау базальті жынысына инъекциялау
Исландия мен АҚШ-тың Вашингтон штатындағы зерттеу жобалары атмосферадан көмірқышқыл газының үлкен мөлшерін жер астындағы саңылаулы базальттық формацияларға жоғары қысыммен енгізу арқылы алып тастауға болатынын көрсетті, онда көмірқышқыл газы тез арада қатты инертті минералдарға айналады. Басқа зерттеулер бойынша, бір текше метр саңылаулы базальт 47 килограмм көмірқышқыл газын ұстап қалуға мүмкіндік береді. Бұл бағалауларға сәйкес Венера атмосферасындағы барлық көмірқышқыл газын ұстап тұру үшін 9,86 × 109 км3 базальт жынысының көлемі қажет болады. Бұл шамамен 21,4 шақырым тереңдіктегі Венераның бүкіл қабығына тең. Тағы бір зерттеудің қорытындысына қарағанда, оңтайлы жағдайда, орташа есеппен 1 текше метр базальтты тау жынысы 260 кг көмірқышқыл газын ұстап алады. Венераның қабығы қалың болып көрінеді және планетада вулкандық ерекшеліктер басым. Жер бетінің 90% -ы базальттан, ал 65% -ы жанартаулық лава жазықтарынан тұрады. Сондықтан планетада көмірқышқыл газын ұстап тұру үшін өте перспективалы базальттық тау жыныстары қатпарлары болуы керек. Зерттеулер сондай-ақ мантиядағы жоғары температура мен жоғары қысым жағдайында (Жерде және, мүмкін, Венерада) ең көп таралған минерал кремний диоксиді осы жағдайларда тұрақты карбонаттарды құрай алатынын көрсетті. Бұл мантияда көмірқышқыл газының сақталуы мүмкіндігін ашады.
Research projects in Iceland and the US state of Washington have shown that potentially large amounts of carbon dioxide could be removed from the atmosphere by high pressure injection into subsurface porous basalt formations, where carbon dioxide is rapidly transformed into solid inert minerals. Other studies predict that one cubic meter of porous basalt has the potential to sequester 47 kilograms of injected carbon dioxide. According to these estimates a volume of about 9.86 × 109 km3 of basalt rock would be needed to sequester all the carbon dioxide in the Venusian atmosphere. This is equal to the entire crust of Venus down to a depth of about 21.4 kilometers. Another study concluded that under optimal conditions, on average, 1 cubic meter of basalt rock can sequester 260 kg of carbon dioxide. Venus's crust appears to be thick and the planet is dominated by volcanic features. The surface is about 90% basalt, and about 65% consists of a mosaic of volcanic lava plains. There should therefore be ample volumes of basalt rock strata on the planet with very promising potential for carbon dioxide sequestration. Research has also demonstrated that under the high temperature and high pressure conditions in the mantle, silicon dioxide, the most abundant mineral in the mantle (on Earth and probably also on Venus) can form carbonates that are stable under these conditions. This opens up the possibility of carbon dioxide sequestration in the mantle.
Сутегінің енгізілуі
Бірчтің айтуынша, Жер мен Венераның бастапқы түзілуі мен ішкі құрылымы біршама ұқсас деп есептелетіндіктен, Венера үшін де солай болуы мүмкін. Реакцияның іске асуы үшін атмосферадағы темір аэрозолі қажет болады, ал темір Меркурийден, астероидтардан немесе Айдан келуі мүмкін. (Күн желінен болатын сутегінің жоғалуы терраформация уақытында маңызды емес). Планетаның салыстырмалы түрде тегіс жер бетінің арқасында бұл су жер бетінің 80% -ын, ал Жер бетінің 70% -ын алып жатыр, бірақ бұл жердегі судың шамамен 10% -ын ғана құрайды. Қалған атмосфера шамамен 3 бар (Жердегіден шамамен үш есе) негізінен азоттан тұрады, оның кейбіреулері жаңа су мұхиттарына ерііп, Генри заңы бойынша атмосфералық қысымды азайтады. Қысымды одан әрі төмендету үшін азотты нитраттарға бекітуге болады. Футуролог Айзек Артур күннен иондалған сутегінің бөлшектер сәулесін жасау үшін жұлдызды көтеру және жұлдыздық процестерді пайдалануды ұсынды, бұл "сулы пушка" деп аталады. Бұл құрылғы Венераның тығыз атмосферасын сұйытуға, сонымен қатар суды пайда ету үшін көмірқышқыл газымен әрекеттесу үшін суды енгізуге, осылайша атмосфералық қысымды одан әрі төмендетуге пайдаланылуы мүмкін.
According to Birch, Since the original formation and inner structure of Earth and Venus are generally believed to be somewhat similar, the same might be true for Venus. Iron aerosol in the atmosphere will also be required for the reaction to work, and iron can come from Mercury, asteroids, or the Moon. (Loss of hydrogen due to the solar wind is unlikely to be significant on the timescale of terraforming.) Due to the planet's relatively flat surface, this water would cover about 80% of the surface, compared to 70% for Earth, even though it would amount to only roughly 10% of the water found on Earth. The remaining atmosphere, at around 3 bars (about three times that of Earth), would mainly be composed of nitrogen, some of which will dissolve into the new oceans of water, reducing atmospheric pressure in accordance with Henry's law. To further reduce the pressure even more, nitrogen could also be fixated into nitrates. Futurist Isaac Arthur has suggested using the hypothesized processes of starlifting and stellasing to create a particle beam of ionized hydrogen from the sun, tentatively dubbed a "hydro cannon". This device could be used both to thin the dense atmosphere of Venus, but also to introduce hydrogen to react with carbon dioxide to create water, thereby further lowering the atmospheric pressure.
Атмосфераны тікелей алып тастау
Венера атмосферасын сұйыту әртүрлі әдістермен, мүмкін біріктірілген түрде жасалуы мүмкін. Атмосфералық газды Венерадан тікелей ғарышқа шығару қиынға соғады. Венераның құтылу жылдамдығы жеткілікті жоғары, сондықтан оны астероидтармен ұшыру мүмкін емес. Полак пен Саган 1994 жылы 700 км диаметрлі әсер етуші Венераны 20 км / с жылдамдықпен соққылаған кезде, әсер ету нүктесінен көретіндей, көкжиектен жоғары барлық атмосфераны шығарып салады, бірақ бұл жалпы атмосфераның мыңнан бір бөлігінен аз болғандықтан және атмосфераның тығыздығы азаюымен кері қайтарылатын болады, сондықтан осындай алып әсер етушілердің өте көп саны қажет болады. Лэндис қысымды 92 бардан 1 барға дейін төмендету үшін атмосфераны жою тиімділігі керемет болса да, кем дегенде 2000 соққы қажет екенін есептеп шығарды. Кішірек заттар да жұмыс істемейді, өйткені көбірек қажет болады. Бомбалаудың күштілігі атмосфераны алмастыратын газдың айтарлықтай бөлінуіне әкелуі мүмкін. Шығарылған атмосфераның көп бөлігі Венераның маңында Күн орбитасына кіреді және одан әрі араласпаса, Венераның гравитациялық өрісімен тұтқындалып, атмосфераның бір бөлігіне айналуы мүмкін. Бомбалауды қамтитын тағы бір нұсқа әдісі - бұл үлкен Койпер белдеуі объектісін оның орбитасын Венерамен соқтығысу жолына қою үшін бұрмалау. Егер көбінесе мұздан тұратын объект Венераның бетінен бірнеше шақырымға ғана ену үшін жеткілікті жылдамдыққа ие болса, соққыдан пайда болған мұздың булануынан пайда болған күштер литосфера мен мантияны қозғап, осылайша Венастан пропорционалды мөлшерде затты (магма және газ ретінде) шығарады. Бұл әдістің қосалқы өнімі Венераның жаңа айлары немесе кейіннен жер бетіне түсетін жаңа сынықтардың әсер етуші денелері болуы мүмкін. Атмосфералық газды бақылаулы түрде шығару да қиынға соғады. Венераның өте баяу айналуы ғарыш лифтілерін салу өте қиын болатынын білдіреді, өйткені планетаның геостационарлық орбитасы жер бетінен практикалық емес қашықтықта орналасқан, ал алып тасталатын өте қалың атмосфера массалық драйверлерді планетаның бетінен пайдалы жүктерді алып тастауға жарамсыз етеді. Мүмкін болатын айналма жолдарға массалық драйверлерді атмосфераның басым бөлігінен жоғары орналасқан биіктіктегі шарларға немесе шарға негізделген мұнараларға орналастыру, ғарыш фонтандары немесе ротоваторларды пайдалану жатады. Сонымен қатар, атмосфераның тығыздығы (және тиісті парниктік әсер) күрт азайса, жер бетіндегі температура (қазіргі тұрақты) күндізгі және түнгі жақта кеңінен өзгереді. Атмосфера тығыздығының төмендеуінің тағы бір жанама әсері - ауа райының күрт белсенді аймақтарының немесе терминатордағы дауылдардың пайда болуы, өйткені атмосфераның үлкен көлемі тез қызып немесе суытылады.
The thinning of the Venusian atmosphere could be attempted by a variety of methods, possibly in combination. Directly lifting atmospheric gas from Venus into space would probably prove difficult. Venus has sufficiently high escape velocity to make blasting it away with asteroid impacts impractical. Pollack and Sagan calculated in 1994 that an impactor of 700 km diameter striking Venus at greater than 20 km/s, would eject all the atmosphere above the horizon as seen from the point of impact, but because this is less than a thousandth of the total atmosphere and there would be diminishing returns as the atmosphere's density decreases, a very great number of such giant impactors would be required. Landis calculated that to lower the pressure from 92 bar to 1 bar would require a minimum of 2,000 impacts, even if the efficiency of atmosphere removal was perfect. Smaller objects would not work, either, because more would be required. The violence of the bombardment could well result in significant outgassing that would replace removed atmosphere. Most of the ejected atmosphere would go into solar orbit near Venus, and, without further intervention, could be captured by the Venerian gravitational field and become part of the atmosphere once again. Another variant method involving bombardment would be to perturb a massive Kuiper belt object to put its orbit onto a collision path with Venus. If the object, made of mostly ices, had enough velocity to penetrate just a few kilometers past the Venusian surface, the resulting forces from the vaporization of ice from the impactor and the impact itself could stir the lithosphere and mantle thus ejecting a proportional amount of matter (as magma and gas) from Venus. A byproduct of this method would be either a new moon for Venus or a new impactor body of debris that would fall back to the surface at a later time. Removal of atmospheric gas in a more controlled manner could also prove difficult. Venus's extremely slow rotation means that space elevators would be very difficult to construct because the planet's geostationary orbit lies an impractical distance above the surface, and the very thick atmosphere to be removed makes mass drivers useless for removing payloads from the planet's surface. Possible workarounds include placing mass drivers on high altitude balloons or balloon supported towers extending above the bulk of the atmosphere, using space fountains, or rotovators. In addition, if the density of the atmosphere (and corresponding greenhouse effect) were dramatically reduced, the surface temperature (now effectively constant) would probably vary widely between day side and night side. Another side effect to atmospheric density reduction could be the creation of zones of dramatic weather activity or storms at the terminator because large volumes of atmosphere would undergo rapid heating or cooling.
Күн көлеңкелері арқылы планетаны салқындату
Венера Жерге қарағанда екі есе көп күн сәулесін алады, бұл оның парниктік әсеріне ықпал етті деп есептеледі. Венераны терраформалаудың бір әдісі планетаның қайтадан қызып кетуін болдырмау үшін Венераның бетіндегі күн сәулесінің төмендеуін қамтуы мүмкін.
Venus receives about twice the sunlight that Earth does, which is thought to have contributed to its runaway greenhouse effect. One means of terraforming Venus could involve reducing the insolation at Venus's surface to prevent the planet from heating up again.
Ғарышқа негізделген
Күн көлеңкесін Венераның жалпы күн сәулесінің түсуін азайту үшін қолдануға болады, бұл планетаны біршама салқындатады. Күн мен Венераның Лагранж нүктесіне қойылған көлеңке де күн желін бөгеп, Венерадағы радиациялық әсерді жоюға көмектеседі. Егер сол нүктеде болса, күн көлеңкесі төрт еседен үлкен болады. Бұл ғарышқа салуды талап етеді. Сондай-ақ, Күн мен Венераның Лагранж нүктесінде Күн сәулелеріне перпендикуляр ұсақ пленкалы көлеңкені келетін сәуле қысымымен теңестіру қиынға соғады, бұл көлеңкені үлкен күн желкесіне айналдырады. Егер көлеңкені сол жерде қалдырсақ, қысым күн жағына күш қосып, көлеңке жылдамдықты арттырып, орбитадан шығады. Оның орнына көлеңкені Күнге жақындатып, гравитациялық күштерді тепе-теңдеу үшін күн қысымын пайдалана отырып, іс жүзінде статитке айналдыруға болады. Күн жағажайлары проблемасын шешу үшін күн жағажайларын өзгерту ұсынылды. Бір ұсынылатын әдіс - полярлық орбиталық, күндізгі синхрондық айналарды қолдану, олар күн көлеңкесінің артына, Венераның күндізгі емес жағына жарықты шағылдырады. Фотон қысымы арқалық айналарды күн жағына қарай 30 градус бұрышқа итермек. Венера мен Күн арасындағы нүктеге жақын айналардың тік жүйесі. Көлеңке панельдері Күн сәулелеріне перпендикуляр емес, керісінше 30 градус бұрышта болады, яғни шағылған жарық келесі панельге соққы беріп, фотондардың қысымын теріске шығарады. Әр қатардағы панельдер 30 градусты бұрылыс бұрышынан +/ 1 градусқа ауысады, бұл шағылған жарықтың Венераға тигізуден 4 градусқа ауытқуының себебі болады. Күн сәулесінен қорғайтын қалқандар күн энергиясын өндіруші ретінде де қызмет ете алады. Ғарышқа негізделген күн көлеңкелері мен, жалпы алғанда, жұқа қабатты күн желкендері дамудың алғашқы сатысында ғана. Оның үлкен көлемі ғарышқа әкелінген немесе ғарышқа салынған кез келген адам жасаған заттың көлемінен бірнеше есе үлкен материалды қажет етеді.
Solar shades could be used to reduce the total insolation received by Venus, cooling the planet somewhat. A shade placed in the Sun–Venus Lagrangian point also would serve to block the solar wind, removing the radiation exposure problem on Venus. A suitably large solar shade would be four times the diameter of Venus itself if at the point. This would necessitate construction in space. There would also be the difficulty of balancing a thin film shade perpendicular to the Sun's rays at the Sun–Venus Lagrange point with the incoming radiation pressure, which would tend to turn the shade into a huge solar sail. If the shade were simply left at the point, the pressure would add force to the sunward side and the shade would accelerate and drift out of orbit. The shade could instead be positioned nearer to the Sun, using the solar pressure to balance the gravitational forces, in practice becoming a statite. Other modifications to the solar shade design have also been suggested to solve the solar sail problem. One suggested method is to use polar orbiting, solar synchronous mirrors that reflect light toward the back of the sunshade, from the non sunward side of Venus. Photon pressure would push the support mirrors to an angle of 30 degrees away from the sunward side. a slatted system of mirrors near the point between Venus and the Sun. The shade's panels would not be perpendicular to the Sun's rays, but instead at an angle of 30 degrees, such that the reflected light would strike the next panel, negating the photon pressure. Each successive row of panels would be +/ 1 degree off the 30 degree deflection angle, causing the reflected light to be skewed 4 degrees from striking Venus. Solar shades could also serve as solar power generators. Space based solar shade techniques, and thin film solar sails in general, are only in an early stage of development. The vast sizes require a quantity of material that is many orders of magnitude greater than any human made object that has ever been brought into space or constructed in space.
Атмосфералық немесе жер бетіндегі
Сонымен қатар, атмосфераға оттегіш қондырғыларды орнату арқылы Венераны салқындатуға болады. Атмосфераның жоғарғы бөлігінде жүзетін шамды шағылыстыратын жарық көлеңкеге айналуы мүмкін. Баллондардың саны мен/немесе көлемі міндетті түрде үлкен болады. Джеффри А. Лэндис егер жеткілікті мөлшерде жүзетін қалалар салынса, олар планетаның айналасында күн қалқанын құрай алады және бір мезгілде атмосфераны неғұрлым қолайлы нысанға өңдеу үшін пайдаланылуы мүмкін деп болжады, осылайша күн қалқаны теориясы мен атмосфералық өңдеу теориясын біріктіреді. Венера атмосферасында бірден өмір сүру кеңістігін қамтамасыз ететін масштабталатын технология. Егер көміртек нанотүтіктерінен немесе графеннен (көміртек аллотропы сияқты табақтан) жасалса, онда негізгі құрылымдық материалдарды атмосферадан жиналған көмірқышқыл газын қолдану арқылы жасауға болады. Жақында синтезделген аморфты карбония, егер оны стандартты температура мен қысым (СТП) шарттарына, мүмкін, кәдімгі кремнийлі шынымен қоспада сөндіре алса, пайдалы құрылымдық материал бола алады. Бірчтің талдауларына сәйкес, мұндай колониялар мен материалдар Венераны отарлаудан тез арада экономикалық пайда әкеліп, одан әрі терраформациялау жұмыстарын қаржыландыруға мүмкіндік береді. Жер бетінде жарық түстес немесе шағылыстыратын материалдарды орналастыру арқылы планетаның альбедосын арттыру (немесе бұлттың үстінен төмен кез келген деңгейде) пайдалы болмайды, өйткені Венераның бетін бұлттар толығымен қоршап, күн сәулесі жер бетіне жетеді. Сондықтан, ол 0,77 Бонд альбедосы бар Венераның қазірдің өзінде шағылыстыратын бұлттарынан гөрі көп жарықты шағылыстыра алмайтын болады.
Venus could also be cooled by placing reflectors in the atmosphere. Reflective balloons floating in the upper atmosphere could create shade. The number and/or size of the balloons would necessarily be great. Geoffrey A. Landis has suggested that if enough floating cities were built, they could form a solar shield around the planet, and could simultaneously be used to process the atmosphere into a more desirable form, thus combining the solar shield theory and the atmospheric processing theory with a scalable technology that would immediately provide living space in the Venusian atmosphere. If made from carbon nanotubes or graphene (a sheet like carbon allotrope), then the major structural materials can be produced using carbon dioxide gathered in situ from the atmosphere. The recently synthesised amorphous carbonia might prove a useful structural material if it can be quenched to Standard Temperature and Pressure (STP) conditions, perhaps in a mixture with regular silica glass. According to Birch's analysis, such colonies and materials would provide an immediate economic return from colonizing Venus, funding further terraforming efforts. Increasing the planet's albedo by deploying light colored or reflective material on the surface (or at any level below the cloud tops) would not be useful, because the Venerian surface is already completely enshrouded by clouds, and almost no sunlight reaches the surface. Thus, it would be unlikely to be able to reflect more light than Venus's already reflective clouds, with Bond albedo of 0.77.
Күн сәулесінен қорғайтын түстер мен атмосфералық конденсацияның үйлесімі
Бірш күн сәулесінің көлеңкесін планетаны салқындату үшін ғана емес, сонымен қатар көмірқышқыл газын мұздату арқылы атмосфералық қысымды төмендету үшін де қолдануға болатынын ұсынды. (30.978 немесе 87.761) және атмосфералық қысымды 73.773 дейін төмендету үшін CO2 бөлшекті қысымы Бұл технология белгілі бір толқын ұзындықтарында Венераның төменгі атмосферасынан жылулық сәулелену жартылай мөлдір атмосфералық "терезелер" арқылы ғарышқа "қашып" кетуі мүмкін екендігін пайдалана алады. Жақында "эмиссивті энергия жинаушы" деп аталатын құрылғы ұсынылды, ол жылуды радиациялық салқындату арқылы кеңістікке жеткізе алады және жылу ағынының бір бөлігін артық энергияға айналдырады, бұл өздігінен қайталанатын жүйенің мүмкіндігін ашады, ол планетаны экспоненциалды түрде салқындата алады.
Birch proposed that solar shades could be used to not merely cool the planet but to also reduce atmospheric pressure as well, by the process of freezing of the carbon dioxide. (30.978 or 87.761) and partial pressures of CO2 to bring the atmospheric pressure down to 73.773 This technology could utilise the fact that in certain wavelengths, thermal radiation from the lower atmosphere of Venus can "escape" to space through partially transparent atmospheric "windows" – spectral gaps between strong CO2 and H2O absorption bands in the near infrared range The outgoing thermal radiation is wavelength dependent and varies from the very surface at to approximately at Nanophotonics and construction of metamaterials opens up new possibilities to tailor the emittance spectrum of a surface via properly designing periodic nano/micro structures. Recently there has been proposals of a device named a "emissive energy harvester" that can transfer heat to space through radiative cooling and convert part of the heat flow into surplus energy, opening up possibilities of a self replicating system that could exponentially cool the planet.
Суды енгізу
Венерада Жердегі судың тек бір бөлігі ғана бар (Атмосферадағы Жердегі судың жартысынан аз, ал жер бетінде жоқ), суды жоғарыда аталған сутегін енгізу әдісімен немесе басқа планетааралық немесе планетааралық көзден енгізу керек.
Since Venus has only a fraction of the water of Earth (less than half the Earth's water content in the atmosphere, and none on the surface), water would have to be introduced either by the aforementioned method of introduction of hydrogen, or from some other interplanetary or extraplanetary source.
Мұз айларын түсіру
Пол Бирч Венераның сыртқы Күн жүйесінің мұз айларының бірімен соқтығысу мүмкіндігін ұсынады, сондықтан бұл суды мантиядан жер бетіне шығару техникалық тұрғыдан мүмкін болатыны болжалды, тіпті егер бұл үшін қазіргі уақытта тиімді әдіс болмаса да.
Paul Birch suggests the possibility of colliding Venus with one of the ice moons from the outer solar system, It has therefore been speculated that it would be technically possible to extract this water from the mantle to the surface even if no feasible method to accomplish this exists currently.
Күн мен түн циклін өзгерту
Венера Жердің 243 күнінде бір рет айналады, бұл Күн жүйесіндегі кез келген белгілі нысанның ең баяу айналу кезеңі. Осылайша Венераның сидериялық күні Венераның бір жылынан (243 Жер күнінен 224,7 күнге қарағанда) ұзақ болады. Алайда, Венерадағы күннің ұзақтығы сидерлік күнге қарағанда айтарлықтай қысқа; Венераның бетіндегі бақылаушы үшін бір күннің шығысынан келесісіне дейінгі уақыт 116,75 күн болады. Айналманың өте баяу жылдамдығына байланысты Венерада тұрған нақты бақылаушы үшін күннің шығуынан күннің батуына дейінгі уақыт қанша болатыны белгісіз. Бұл уақыт аралығы шамамен 117 күнді құрайды деген пікір бар, бірақ кейбір көздер бұл күн шығыстан күн батуға дейінгі уақыт аралығы деп айтады, ал басқа көздер бұл күн шығыстан келесіге дейінгі уақыт, бұл күндізгі күннің толық ұзақтығы, түнді қоса алғанда. Сондықтан Венераның баяу айналу жылдамдығы өте ұзақ күн мен түнге әкеледі, бұл Жердің полярлық аймақтарындағы күн мен түн циклдеріне ұқсас, бірақ қысқа, бірақ жаһандық. Жердің терраформациялануына күннің нақты уақыты өте маңызды, өйткені күндізгі 117 күн Алясканың жай аймақтарында жазға тең, ал күндізгі 58 күн арктикалық аймақта өте қысқа өсу маусымына әкеледі. Бұл мәңгі мұздық пен мәңгі мұздың немесе жасыл бұршақ орманның айырмашылығын білдіруі мүмкін. Сондай-ақ, бұл тежелудің баяу жүруі магнит өрісінің жоқтығын да түсіндіреді.
Venus rotates once every 243 Earth days—by far the slowest rotation period of any known object in the Solar System. A Venusian sidereal day thus lasts more than a Venusian year (243 versus 224.7 Earth days). However, the length of a solar day on Venus is significantly shorter than the sidereal day; to an observer on the surface of Venus, the time from one sunrise to the next would be 116.75 days. Due to the extremely slow rate of rotation it is unclear how long the time from sunrise to sunset for an actual observer standing on Venus would be. There is agreement that the time period is about 117 days, but some sources say this is the period of time from sunrise to sunset while other sources say it is the time from one sunrise to the next, which would be the full length of a solar day, including night. Therefore, the slow Venerian rotation rate would result in extremely long days and nights, similar to the day night cycles in the polar regions of earth—shorter, but global. The exact period of a solar day is very important for terraforming since 117 days of daytime would be the equivalent of a summer in the more temperate regions of Alaska whereas 58 days of daytime would result in a very short growing season found in the high arctic. It could mean the difference between permafrost and perpetual ice or green lush boreal forests. The slow rotation might also account for the lack of a significant magnetic field.
Қазіргі күн мен түн циклін өзгертпей ұстауға негіздеме
Жақында ғана Венераның айналу жылдамдығы немесе күн мен түн циклы терраформацияға жету үшін ұлғайтылуы керек деп болжалды. Алайда, соңғы зерттеулер Венустың қазіргі баяу айналу жылдамдығы планетаның Жердегідей климатты қамтамасыз ету қабілетіне ешқандай зиян келтірмейтінін көрсетті. Керісінше, Жердің атмосферасына ұқсас, баяу айналу жылдамдығы планетаның күнге қараған жағында қалың бұлт қабаттарының пайда болуына мүмкіндік береді. Бұл өз кезегінде планеталық альбедоны көтереді және Күнге жақын болғанына қарамастан, жердің жаһандық температурасын Жер сияқты деңгейге дейін суытады. Есептеулерге сәйкес, ең жоғары температура Жерге ұқсас атмосфераны ескере отырып, шамамен 35 ° C (95 ° F) болады. Сондықтан айналу жылдамдығын жылдамдату практикалық емес және терраформациялау күш-жігеріне зиян тигізеді. Қазіргі баяу айналумен terraformed Венераның нәтижесінде жер шарындағы жоғары ендіктегі маусымдарға ұқсас "күн" және "түн" кезеңдерімен 2 ай (58 күн) ұзақтықтағы жаһандық климат пайда болады. Бұл "күн" қысқа жазға ұқсайды, ауа райы ыстық, ылғалды, аспан бұлтты, жаңбыр жауады. Бұл "түн" қысқа, қараңғы қыста, суық және қар жауған сияқты болады. Күннің шығысы мен батысында ауа райының жылырақ, күннің көктемгі, күзгі мезгілінде ауа райының ашық болатын кезеңдер болады. Бұл үшін үлкен энергия қажет. Терраформация туралы кітабында Фог талқылаған тұжырымдамалардың бірі - Венераның айналуын Венера мен Күн арасында әр 2 сағат сайын айналатын 3 квадриллион нысанды пайдалану, әрқайсысы жарық жылдамдығының 10% жылдамдықпен қозғалады. Бұл - Венера атмосферасын массалық драйверлер арқылы ғарышқа шығару арқылы күннің ұзақтығы 30 Жер күнін құрауы мүмкін. Бірчтің ұсынысы энергия мен импульсті жоғары жылдамдықтағы массалық ағымдар арқылы Венераның экваторы айналасындағы жолаққа беру үшін динамикалық сығылу мүшелерін пайдалануды қамтиды. Ол жеткілікті жылдамдықты массалық ағынды жарық жылдамдығының 10% -ына тең деп есептегенде, Венераға 30 жылда 24 сағаттық күн бере алады.
It has until recently been assumed that the rotation rate or day night cycle of Venus would have to be increased for successful terraformation to be achieved. More recent research has shown, however, that the current slow rotation rate of Venus is not at all detrimental to the planet's capability to support an Earth like climate. Rather, the slow rotation rate would, given an Earth like atmosphere, enable the formation of thick cloud layers on the side of the planet facing the sun. This in turn would raise planetary albedo and act to cool the global temperature to Earth like levels, despite the greater proximity to the Sun. According to calculations, maximum temperatures would be just around 35 °C (95 °F), given an Earth like atmosphere. Speeding up the rotation rate would therefore be both impractical and detrimental to the terraforming effort. A terraformed Venus with the current slow rotation would result in a global climate with "day" and "night" periods each roughly 2 months (58 days) long, resembling the seasons at higher latitudes on Earth. The "day" would resemble a short summer with a warm, humid climate, a heavy overcast sky and ample rainfall. The "night" would resemble a short, very dark winter with quite cold temperature and snowfall. There would be periods with more temperate climate and clear weather at sunrise and sunset resembling a "spring" and "autumn". The energy required to do this is large. In his book on terraforming, one of the concepts Fogg discusses is to increase the spin of Venus using three quadrillion objects circulating between Venus and the Sun every 2 hours, each traveling at 10% of the speed of light. that Venus might be spun up to a day length of 30 Earth days by exporting the atmosphere of Venus into space via mass drivers. A proposal by Birch involves the use of dynamic compression members to transfer energy and momentum via high velocity mass streams to a band around the equator of Venus. He calculated that a sufficiently high velocity mass stream, at about 10% of the speed of light, could give Venus a day of 24 hours in 30 years.
Жасанды магнитосфера жасау
Жаңа атмосфераны күн желінен қорғау үшін, сутегінің жоғалуын болдырмау үшін жасанды магнитосфера қажет. Қазіргі уақытта Венераның ішкі магнит өрісі жоқ, сондықтан күн желінің әсері арқылы магнитосфераны қалыптастыру үшін жасанды планеталық магнит өрісін жасау қажет. NIFS-тің екі жапон ғалымының айтуынша, қазіргі технологиямен, әрқайсысы жеткілікті мөлшерде бірқалыпты ток өткізетін, тоңазытылған ендіктегі суперөткізгіш сақиналар жүйесін құру арқылы жүзеге асыруға болады. Сол баяндамада жүйенің экономикалық әсерін оны планеталық энергияны тасымалдау және сақтау жүйесі ретінде (SMES) пайдалану арқылы барынша азайтуға болады деп мәлімделген. Тағы бір зерттеуде L1 Лагранж нүктесінде магниттік дипол қалқанын орналастыру мүмкіндігі ұсынылады, осылайша бүкіл планетаны күн желінен және сәулеленуден қорғайтын жасанды магнитосфера құрылады.
Protecting the new atmosphere from the solar wind, to avoid the loss of hydrogen, would require an artificial magnetosphere. Venus presently lacks an intrinsic magnetic field, therefore creating an artificial planetary magnetic field is needed to form a magnetosphere via its interaction with the solar wind. According to two NIFS Japanese scientists, it is feasible to do that with current technology by building a system of refrigerated latitudinal superconducting rings, each carrying a sufficient amount of direct current. In the same report, it is claimed that the economic impact of the system can be minimized by using it also as a planetary energy transfer and storage system (SMES). Another study proposes the possibility of deployment of a magnetic dipole shield at the L1 Lagrange point, thereby creating an artificial magnetosphere that would protect the whole planet from solar wind and radiation.