Я знаю, ты сказал "Но Марса нет" Но на самом деле это не так.

Марс тоже отсутствует, потому что мы уже установили там колонии куполов , и никто не хочет, чтобы они были разрушены/или непригодны для использования на какое-то время.

Вы, наверное, не устанавливали колонии куполов. Если у вас есть материалы, чтобы противостоять микрометеоритам и радиационным проблемам на поверхности Марса, то вы либо уже решили проблему терраформирования на Марсе, либо у вас есть технология для терраформирования большинства произвольных тел в нашей Солнечной системе. .

Простое строительство куполов на нетерраформированном Марсе с гораздо большей вероятностью приведет к тому, что места обитания станут «разрушенными или непригодными на какое-то время» из-за столкновений с микрометеоритами, не сгоревшими в густой атмосфере, и радиацией, поджаривающей оборудование, людей и строения. сами себя.

Знаете, что останавливает эти две проблемы? Много-много камней. То, что вы, вероятно, построили бы, было бы подземными сооружениями, и точка. Никаких проблем с радиацией, никаких проблем с метеоритами, и вам даже не нужно терраформировать. Это также представляет еще меньше проблем, чтобы беспокоиться о терраформировании, делающем структуры колонии непригодными для использования.

Что касается вопросов терраформирования Марса, люди часто называют солнечный ветер огромным препятствием для терраформирования Марса из-за его тонкой атмосферы. Солнечный ветер имеет эффект возбуждения молекул воздуха, достаточный для того, чтобы избежать гравитации планеты, и представляет радиационный риск, но, похоже, есть разумные решения этой проблемы , т.е. не выходящие за рамки современных технологий.

Во время семинара Planetary Science Vision 2050[23] в конце февраля 2017 года ученый НАСА Джим Грин предложил концепцию размещения магнитного дипольного поля между планетой и Солнцем для его защиты от высокоэнергетических солнечных частиц. Он будет расположен на орбите L1 примерно в 320 R♂. Поле должно быть «сравнимо с Землей» и выдерживать 50000 нТл, измеренное на 1 земном радиусе. В реферате статьи говорится, что это может быть достигнуто с помощью магнита силой 1–2 тесла (10 000–20 000 Гс) [65]. Если щит будет построен, он может позволить планете восстановить свою атмосферу. Моделирование показывает, что через несколько лет планета сможет достичь половины атмосферного давления Земли.

Идея «половина земного давления» может быть реалистичной, а может и нет, но есть и другие способы справиться с этим, о которых я расскажу.

Затем возникает вопрос о том, что марсианская гравитация просто намного слабее земной, и частицы могут покинуть атмосферу сами по себе . В сочетании с тем фактом, что Марс в среднем намного холоднее по сравнению с Землей, кажется, что это будет ускоряться при попытке нагреть планету в процессе терраформирования.

Источник

Я задал вопрос об этом некоторое время назад на космических исследованиях , и вывод, который я получил, был интересным:

похоже, что рассуждения о потере воды спорны, и что основной метод потери мог быть связан с более слабой гравитацией, а вовсе не с солнечным ветром .

Потеря этих частиц в любом случае происходила в течение от сотен миллионов до миллиардов лет .

В то же время то же самое высвобождение магнитной энергии приводило в действие гораздо более сильный Солнечный Ветер. Протоны и другие ионы Солнечного Ветра вызывают все неджинсовые процессы Бегства, перечисленные в Таблице выше. В совокупности несколько метров воды и, возможно, 80 миллибар углекислого газа будут потеряны за 4,2 миллиарда лет — при нынешних темпах потерь. Поскольку минимум для терраформирования составляет около ~ 300 миллибар углекислого газа (что эквивалентно примерно 250 миллибарам кислорода), это не похоже на препятствие для терраформирования. Если мы сможем обеспечить современный Марс примерно 300 мбар за несколько сотен лет, то замена 80 мбар на 4 миллиарда не кажется чрезмерной .

Если бы мы снабдили Марс атмосферой, она могла бы исчезнуть через 500 миллионов лет, но так ли уж это важно в масштабах человеческого времени?

Так что солнечный ветер не проблема на Марсе. Мы не теряем атмосферу, как на Марсе. Так какие вопросы остались?

• Атмосферное давление
• Состав инертного газа
• Солнечный лучик
• Температура
• Жизнь растений

Атмосферное давление

Без надлежащего атмосферного давления вода и вы будете кипеть при непосредственном контакте с марсианской атмосферой. Жидкая вода будет просто выкипать, что не является стартером. Если защита от солнечного ветра с точкой Лагранжа на самом деле не создает атмосферу на половине Земли, то вот другие варианты:

• вам нужно будет вручную использовать собственные материалы Марса, чтобы сделать это, например, путем промышленного извлечения. Это, вероятно, возможно в человеческих масштабах времени, но атмосферы может не хватить.

• вам нужно будет врезать метеориты в Марс, чтобы выпустить достаточно газов. Ваши колонии, вероятно, должны быть в порядке (в конце концов, они находятся под землей!), И если у вас уже есть технология добычи метеоритов, у вас не должно возникнуть особых проблем с этим. Просто потребуется много времени, чтобы сбить астероиды с курса, чтобы они приземлились на Марсе (100 лет), и разрезать их на достаточно мелкие кусочки, чтобы они случайно не взорвали больше молекул, чем вставили на Марс, и не сделать гигантские дыры в самом Марсе. Это также далеко за пределами нашей текущей технологии.

• вам нужно будет транспортировать газы с других планет вместо метеоритов, это может занять немного больше времени, в зависимости от того, насколько реально улавливать эти газы и перемещать их на Марс. Это также довольно далеко за пределами современных технологий.

Вы также можете выполнить любое из этих решений частично, а затем выкопать глубокую яму на планете, где давление воздуха велико, создав среду открытого воздуха, по крайней мере, для той дыры, которую вы сделали в земле. Если бы вы, скажем, смогли сделать марсианскую атмосферу только на 1/8 атмосферного давления в нормальных для дыхания точках (то есть 1/8 * 500 миллибар, а не полные 1000 на уровне моря, то есть 62,5 миллибара), вы могли бы просто выкопать отверстие так, чтобы над вами было в 8 раз больше воздуха, чем на уровне моря. Это была бы действительно глубокая дыра, но с гораздо меньшей вулканической активностью, возможно, вы могли бы копать во много раз глубже на Марсе, чем на Земле, без проблем с перегревом, и с меньшей гравитацией, камни могут быть легче пройти через определенный уровень. Затем вы можете дождаться полного терраформирования, если это необходимо. Повышенное давление сверху должно сделать воздух внизу еще более плотным при более высоких давлениях, поэтому я не думаю, что отверстие должно масштабироваться линейно с массой воздуха над колонной, т. е. если отверстие B в 2 раза глубже отверстия A, оно будет иметь более чем удвоенное давление воздуха. Это отличается от воды, которая в основном имеет линейное увеличение давления, потому что воздух / газ гораздо более сжимаем. Мы можем видеть это вэтот график :

• уровень моря 14,7 фунтов на квадратный дюйм,
• 10 000 футов - это 10,2 фунта на квадратный дюйм, изменение на 4,5 фунта на квадратный дюйм
• 20 000 футов - это 6,4 фунта на квадратный дюйм, изменение на 3,8 фунта на квадратный дюйм
• 30 000 футов - это 4,3 фунта на квадратный дюйм, изменение на 2,1 фунта на квадратный дюйм
• 40 000 футов - это 2,7 фунта на квадратный дюйм, изменение на 1,6 фунта на квадратный дюйм
• 50 000 футов - это 1,6 фунта на квадратный дюйм, изменение на 1,1 фунта на квадратный дюйм

Экспоненциальная прибыль будет достигнута с более глубокими дырами.

Состав инертного газа

Состав этих газов, которые мы используем для создания давления на планету, также имеет значение. Для состава атмосферы потребуется много азота, поскольку остальные газы, которые могут работать, имеют неблагоприятные побочные эффекты, легче улетучиваются из атмосферы или их гораздо труднее собрать. Без таких инертных газов такие газы, как Co2, будут отравлять нас в концентрациях, необходимых для создания Марса с земной атмосферой, аналогичная история с O2.

Возможно, мы сможем усерднее сфокусироваться на поиске газов на Марсе, таких как азот, на меньшей площади, если воспользуемся идеей дыры, хотя нам все равно понадобится какой-то эндшпиль, чтобы доставить азот на всю планету, если мы хотим, чтобы все было терраформировано.

Солнечный лучик

Солнечный свет, получаемый Марсом, значительно ниже, чем Земля, 44% Земли на единицу площади . Однако:

• многие растения на самом деле плохо себя чувствуют при прямом солнечном свете (как в воде, так и на открытом воздухе) и предпочитают более слабое освещение.
• во многих экосистемах растения ограничены прежде всего CO2, а не светом. Слишком много световой энергии на самом деле вредит растениям. Растения не будут пытаться получить всю энергию на всех длинах волн света, потому что слишком много энергии разрушит их хлоропласты и окружающие клетки.

Таким образом, с точки зрения солнечного света, это не проблема для многих земных растений, хотя они могут быть сосредоточены на экваторе и меньше в начале.

Температура

Более серьезной проблемой здесь является тепло (по крайней мере, для растений). Марс значительно холоднее Земли (хотя, возможно, не такой холодный, как вы думаете):

Сообщалось о различных значениях на месте для средней температуры на Марсе [22], при этом общее значение составляет -63 ° C (210 K; -81 ° F). [23] [24] Температура поверхности может достигать максимума около 20 ° C (293 K; 68 ° F) в полдень на экваторе и минимума около -153 ° C (120 K; -243 ° F) на полюсах.

Практически единственный реальный способ действительно нагреть Марс — это сгустить его атмосферу, чтобы получить парниковый эффект. Стоит отметить, что 95 % атмосферы Марса состоит из CO2., в то время как 0,0407% земель составляют CO2. Среднее поверхностное давление на Марсе составляет 610 Па, но давление зависит от многих факторов, включая температуру, так что это очень неточно, но если вы сравните это непосредственно с земным давлением 101325 Па, если мы увеличим давление на Марсе за счет увеличения гравитации до достигает земного притяжения, (1/0,38 = 2,63...) мы получаем 1605 * 95%, чтобы получить 1525 Па, а затем мы получаем 1525/101325 = 0,01505%... очень грубое приближение сравнения CO2 на единица площади Марса по сравнению с земной атмосферой. Это меньше половины количества CO2 на Земле. Вероятно, нам потребуется извлечь больше CO2 с Марса и получить другие парниковые газы, такие как метан, чтобы усилить парниковый эффект.

Жизнь растений

Хорошо, предположим, что мы решили здесь все остальные проблемы, у нас осталось бы еще несколько препятствий:

• Растениям по-прежнему нужен кислород.

• Растениям нужна хорошая почва/среда для роста.

Первая часть может показаться неожиданной, но на самом деле вы можете задушить многие наземные растения в воде, если полностью погрузите их корни, особенно если погрузите все это целиком. Чтобы решить эту проблему, вам нужно будет доставить на Марс цианобактерии (они же сине-зеленые водоросли). Это не имеет большого значения (цианобактерии быстро размножаются), за исключением того, что вам потребуется много площади поверхности воды для их колонизации. Затем вам нужно будет быстро создать равновесие с растениями. Вам, вероятно, придется выращивать оба растения изолированно, прежде чем выпускать их, чтобы убедиться, что вы достигли хорошего равновесия (не высасывать весь углекислый газ из воздуха и не оставлять его растениям). Затем вы могли бы ввести другие виды организмов, производящих СО2, возможно, больше, чем просто людей. Мы вернемся к этому через некоторое время.

Почва — это отдельная история. Вы не можете просто использовать марсианский грунт, потому что в нем практически нет ничего, что могли бы использовать растения, и он токсичен для большинства растений и живых организмов . Теперь, если вы выполнили предыдущие шаги, у вас могут быть озера/океаны, которые могут быть достаточно большими, чтобы покрыть большую часть планеты 35-метровыми океанами . Это нормально, нам не нужна Марианская впадина, чтобы это работало. Тогда вместо того, чтобы помещать растения в почву, вы можете пока просто использовать водные растения/водоросли, где сидят цианобактерии.

Кроме того, нам понадобится органический материал для удобрения растений. Это происходит как от цианобактерий, так и от беспозвоночных водных организмов, которые могут питаться водорослями, такими как дафния ., но могут даже включать улиток, креветок и т. д. Они уже могут расти и существовать в крайне ограниченных условиях. Эти животные уже привыкли жить в среде, имитирующей «низкий G» (вода), поэтому должны, по крайней мере, чувствовать себя как дома в условиях марсианской гравитации. Они также требуют очень немного, чтобы жить. Небольшой чашки на 20 унций с водорослями достаточно, чтобы поддерживать этих существ (хотя им также нужна надлежащая атмосфера). Что произойдет, так это то, что отходы от этих существ будут использоваться для удобрения растений и будут постепенно накапливаться на берегах, где другие виды растений в конечном итоге смогут пустить корни, и медленный процесс введения растений + других животных позволит завершение процесса терраформирования.

Самое сложное для нас сейчас — это давление воздуха, если предположить, что мы не сможем найти для этого подходящие источники газа на Марсе. В противном случае у нас могла бы быть технология или близкая к ней сегодня, чтобы завершить этот процесс через пару сотен лет.

Если вам нужна планета, похожая на Землю, а Марс отсутствует, Венера — единственный вариант. Никакое другое каменистое тело не имеет гравитации, достаточно высокой, чтобы удерживать атмосферу, особенно близко к Солнцу, где сильный солнечный ветер. (Титан достаточно далеко, чтобы это не стало проблемой, но там ОЧЕНЬ холодно). Однако это будет нелегко.

Это потребует удаления большей части атмосферы, которая имеет массу в 93 раза больше массы Земли и состоит в основном из углекислого газа (96,5%), а остальная часть приходится на азот. Вы хотели бы сохранить азот и удалить весь углекислый газ, но такая фильтрация может оказаться практически невозможной. После этого вам придется добавить кислород, хотя возможно, что введение водорослей может превратить некоторое количество углекислого газа в кислород.

Венера также находится далеко за пределами обитаемой зоны «Златовласки» (слишком близко к солнцу), поэтому ее нужно либо переместить немного дальше (огромное усилие), либо защитить от большого количества солнечного света, которое она получает, например с орбитальными отражателями (которые могут использоваться как коллекторы энергии).

Венера также вращается очень медленно, что делает дни и ночи очень длинными (в венерианском году два дня) с экстремальными перепадами температур между днем ​​и ночью. Я предполагаю, что некоторые из упомянутых выше солнечных отражателей могли бы направлять часть солнечного света на ночную сторону, но это противоречило бы цели ограничения падения солнечного света.

Возможно, при наличии достаточно продвинутых технологий можно направить большое количество комет к Венере, где они столкнутся со смещением от центра, увеличив вращение планеты и добавив воды в атмосферу и, в конечном итоге, на поверхность. Будем надеяться, что эти удары также могут разрушить часть атмосферы, но вам, вероятно, также понадобится что-то вроде атмосферной пушки, которая сжимает углекислый газ и выбрасывает его за пределы планеты. Проблема может заключаться в том, что, учитывая массу Венеры, потребуется больше комет, чем существует в Солнечной системе, не выходя в Облако Оорта (которое находится очень далеко).

Кроме того, существует проблема очень слабого магнитного поля Венеры, которое обеспечивает незначительную защиту от космического излучения и солнечного излучения частиц. Даже если бы вы обеспечили Венеру похожей на землю атмосферой, было бы небезопасно оставаться снаружи слишком долго.

Учитывая все эти проблемы, я не думаю, что было бы целесообразно терраформировать Венеру (или любое другое тело в Солнечной системе, включая Марс), когда гораздо проще создать искусственные вращающиеся среды обитания, построенные из астероидов или объектов пояса Койпера . Там много водяного льда, из которого можно получить кислород, а азот в нашей атмосфере можно заменить гелием, вторым по распространенности элементом во Вселенной. Оболочки этих мест обитания защитили бы внутреннюю часть от радиации и микрометеоритов, и вы могли бы иметь внутри любой климат, который вы хотите. Учитывая количество материала, из которого построены такие места обитания, вы могли бы легко разместить триллионы людей по сравнению с жалкими десятками миллиардов на терраформированной Венере.

Самая подходящая и недооцененная планета — Земля !

И это не просто шуточный ответ. Даже построить жилье в Антарктиде в 1000 раз проще, чем поселиться на постоянной основе, чем потратить триллионы долларов на создание пилотируемой базы на Марсе (или любой другой планете Солнечной системы).

В Антарктиде воздух пригодный для дыхания. В нем есть вода. Имеет защиту от космической радиации. Если что-то пойдет не так, его можно будет пополнить.

В настоящее время 95% населения мира проживает всего на 10% площади суши. В мире есть огромные участки земли, которые все еще не заселены. Даже строить плавучие города в океанах было бы гораздо проще, чем терраформировать другие планеты.

Ссылка на полный размер: https://en.wikipedia.org/wiki/World_population#/media/File:World_population_density_1994.png

Если вы терраформируете свою первую планету, вы, вероятно, являетесь цивилизацией К-типа от 1 до 2 — см. https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashev_scale

Итак, Титан. Тепло не проблема. Охладить вещи часто сложнее, чем согреть. Гравитация тяжелая.

Раскрутка Венеры, например, будет стоить около 10 ^ 29 Дж, или 10 ^ 12 секунд энергетического бюджета цивилизации К1: проект на 30 000 лет.

Серьезное терраформирование требует серьезной энергии. А серьезная энергия делает замерзание тривиальной проблемой.

Две самые сложные вещи: (а) избавление от отработанного тепла и (б) гравитация на уровне цивилизации К1,5.

Обратите внимание, что слияние нескольких планет в одну большую приведет к большому количеству мусора и большому количеству отработанного тепла, а, как уже упоминалось, избавиться от тепла раздражает.

Я вообще сомневаюсь в необходимости терраформирования.

Венера: установите разветвленную сеть облачных колоний .

Кометы: в частности, деревья Дайсона .