Сбор атмосферы Венеры для терраформирования Марса

Поскольку у Марса такая тонкая атмосфера, для терраформирования нам потребуется огромное количество азота. Имеет ли смысл импортировать его с Венеры?

Кроме того, поскольку атмосфера Венеры в основном состоит из CO 2 , а мы можем производить O 2 из CO 2 , можем ли мы просто импортировать O 2 ? Это может быть быстрее, чем просто создание O 2 с помощью растений на Марсе.

Можете ли вы объяснить, почему вы считаете, что перенос массовых количеств N2 с Венеры на Марс имеет преимущество перед «использованием только растений»? Тем более, что у нас в принципе нет сейчас возможности сделать то же самое?
Возможно, вы захотите пересмотреть биохимию, связанную с использованием растений в качестве источника азота. И прежде чем вы начнете транспортировать петатоны O2 через Солнечную систему на Марс, вы можете посмотреть эту диаграмму: lpi.usra.edu/education/IYPT/Mars.pdf
«и мы можем сделать O2 из CO2». Это будет на Венере или на Земле? Потому что кажется, что на Земле слишком много CO2.
Помимо «перемещения» невероятного количества N2 (и CO2) с Венеры на Марс: нам нужно выяснить, как сделать Марс способным сохранить «новую атмосферу».
Даже если вы переместите петатоны газов, атмосфера Марса останется тонкой, как объясняется в вопросе Почему атмосфера Марса такая тонкая?
Побег из атмосферы будет происходить в течение миллионов лет. Что касается терраформирования для проживания людей, проблема заключается в перемещении достаточного количества газов. (И это вполне достаточная проблема.)
@CallMeTom Я предполагаю, что к тому времени у нас был бы метод защиты атмосферы, возможно, подобный тому, который они предложили здесь phys.org/news/2017-03-nasa- Magnetic-shield-mars-atmosphere.html
@Cornelisinspace Я думаю, что Венера получает много солнечной энергии, поэтому обрабатывает ее вокруг Венеры перед транспортировкой. Поймите, я бы предположил, что к этому моменту у нас будут люди или, по крайней мере, автоматизированная рабочая сила, способная выполнять эту работу.
@TracyMcCormick Разрешен ли какой-либо метод?
Если бы можно было создать портал диаметром 1 м глубоко в атмосфере Венеры, который мгновенно выходит на Марс, сколько времени потребуется, чтобы установить глобальную атмосферу на Марсе с давлением 1 бар?
Атмосфера Венеры горячая. Можем ли мы использовать тепловую энергию для разложения CO2 на углерод и кислород? СИНТЕТИЧЕСКИМИ аллотропами углерода могут быть графит, алмаз, углеродное волокно, углеродные наноматериалы, графен и фуллерены. Все это можно использовать на плавучей базе на венерианских облаках? По сути, основа будет состоять в основном из этих углеродов, плюс импортный алюминий и сталь ... Я не знаю, как весь процесс может работать, поэтому это не ответ на исходный вопрос.
@Kav Ну, моя мысль, по крайней мере, правдоподобная наука. т.е. я знаю, что мы могли бы перемещать атмосферу между планетами, это может занять время и энергию. Я читал статью, где они думали, что мы можем заморозить атмосферу. Оказавшись на орбите и сохранившись, они использовали что-то вроде рельсотрона, чтобы просто запустить замороженный газ на Марс. Танкер не нужен.
Порталы @Innovine были бы замечательными, но если бы они у нас были, нам, возможно, даже не нужно было бы терраформировать Марс в этот момент.
@TracyMcCormick Говоря о замороженном газе, могу ли я принять идею клатрата метана? Использование диоксида кремния при добыче околоземных астероидов превращает их в носителя клатрата. Углекислый газ (CO2), который необходимо транспортировать, улавливается как гость. Учитывая чрезвычайно низкую температуру в космосе среди планет, необходимо давление, чтобы задержать СО2. Давление по определению — это сила, деленная на площадь. Если очень небольшое количество CO2 в масштабе каждой молекулы заключено внутри клатрата SiO2, представьте, что этот CO2 или хотя бы одна молекула является «одноклеточной» внутри клатратной тюрьмы.
@TracyMcCormick Площадь поверхности внутри ВСЕГО клатрата может быть очень большой, поэтому все может вместить много CO2. Каждый «одноклеточный» CO2 имеет очень маленькую площадь поверхности. Если к целому приложить силу, они могут стать жидкими. Весь клатрат можно было перестрелять с орбиты Венеры на Марс из рельсовой пушки или пращи. Возможно, нужен промежуточный и дополнительный выстрел из рогатки вблизи Земли, но я думаю, вы поняли мое воображение. На Марсе клатрат осторожно разбивают и высвобождают пакет CO2. Весь клатрат можно было использовать повторно, бросив (или застрелив) его обратно на Венеру.
@TracyMcCormick Какая внешняя сила может быть приложена внутри к каждой клетке, является переломным и решающим моментом воображения. Думаю, направьте электромагнитное излучение, прозрачное (не поглощаемое) как для стекла, так и для CO2, на клетки. Ультрафиолета нет, но в космосе постоянно светит солнце, поэтому весь клатрат нуждается в отражающем одеяле.

Ответы (6)

Есть более простые способы повысить атмосферное давление Марса, так что нет, не используйте материалы Венеры. Я рассчитал энергию, необходимую для подъема килограмма азота — или килограмма чего угодно , если на то пошло — из гравитационного колодца Венеры и вверх через гравитационный колодец Солнца на Марс. Унести его с Венеры было лишь небольшой частью общего количества энергии, но эта сумма составляла почти 700 мегаджоулей , что намного больше, чем может дать химическая реакция 1 кг чего-либо . Тащить вещи в солнечную гравитацию непросто!

Но есть и другие способы. Например, в Солнечной системе летает много объектов, содержащих огромное количество летучих веществ, таких как кометы и некоторые астероиды, и некоторые из них находятся на орбитах, которые не так сложно перенаправить на Марс, как поднять с Венеры. Экономия энергии больше, чем энергия, необходимая для получения N 2 из NH 3 , скажем, в комете.

Тем не менее, количество энергии, необходимое для этого предприятия, в настоящее время намного превышает то, что мы можем собрать.

Так что нет, по многим причинам Венера не должна беспокоиться о том, что кто-то украдет ее азот!

Я думал, что если мы собираемся терраформировать Марс, мы могли бы также захотеть терраформировать Венеру. Это мегаинженерные проекты, и нам в любом случае нужно что-то делать с атмосферой Венеры.
Масса СО2 в атмосфере Венеры примерно вдвое превышает массу СО2, заключенного в карбонатных породах на Земле. С охлаждением атмосферы (непростая задача!) и добавлением Ca и Mg мы можем осадить CO2 в виде известняка и доломита. В коре Венеры может быть достаточно Ca и Mg, в противном случае вам нужно ввести астероиды правильного типа. Когда у вас есть известняк и доломит, вы используете их для строительства претенциозных правительственных зданий, храмов и тому подобного. ;-)

Нет. Перемещение N 2 или O 2 не имело бы смысла, потому что потребовало бы перемещения около квадриллиона тонн с одной планеты на другую, в то время как мы едва поняли, как переместить одну тонну вверх из одного гравитационного колодца и вниз в другой. .

Как только мы сможем заняться такой инженерией (выберем любимую технологию из научной фантастики), нам, возможно, уже наскучит терраформирование.

Да, я думаю, что к тому времени, когда мы захотим сделать что-то подобное, у нас будет много автоматизации. Скорее всего, если бы мы хотели терраформировать Марс, мы могли бы также поработать и над терраформированием Венеры. Я уверен, что любой из этих проектов потребует много времени и технологий, о которых мы не могли и мечтать, кроме научной фантастики.

Хочу возразить скептикам. Пока мы мечтаем о терраформировании, это кажется хорошей идеей.

Во-первых, я думаю, что здесь слишком много размахивания руками в духе: «Ну, раз уж мы смогли это сделать, мы могли бы также… сделать… что-то… еще??» Напрашивается вопрос: «А что еще?» Два контрпредложения, а именно использование элементов марсианской коры и использование комет и астероидов, требуют отдельного рассмотрения.

Во-вторых, я думаю, что идея терраформирования нашей Солнечной системы как тандемной задачи имеет большой вес, в которой любое решение проблем одного мира лучше всего решать путем решения обратной задачи в другом мире. Марс слишком холодный, а его атмосфера слишком тонкая. Венера слишком теплая, а ее атмосфера слишком плотная.

Научная фантастика практически пишет сама себя!

Тем не менее, давайте подробно рассмотрим альтернативы.

Использование марсианской коры

Принимая во внимание элементный состав коры Марса, важно, но исследования, спонсируемые НАСА, показали, что, вероятно, в ледяных шапках и коре Марса недостаточно CO2, чтобы создать парниковый эффект в атмосфере (источник ) .

Точно так же та же статья, процитированная в комментариях, не указывает на изобилие азота в марсианской коре, которое мы могли бы использовать для терраформирования. Конечно, любые серьезные усилия по терраформированию потребуют от нас максимального использования ресурсов «на земле», но если этих ресурсов нет в земле, у нас есть только одна альтернатива: нам придется отправиться куда- то еще для удовлетворения некоторых наших элементарных потребностей. сделать Марс пригодным для жизни.

Кометы и астероиды

Это, вероятно, будет важной частью головоломки, в немалой степени потому, что это осуществимо с сегодняшними технологиями. Мы знаем, как посадить космический корабль на кометы и астероиды. Точно так же мы могли бы производить ракеты с достаточной тягой, чтобы выталкивать кометы и астероиды на орбиту столкновения с Марсом.

Кроме того, кометы и астероиды содержат множество желательных материалов, имеющих отношение к терраформированию. В частности, кометы богаты водой, CO2, метаном и аммиаком, что, наконец, дает нам азот из первоначального вопроса.

Мой главный вопрос заключается в том, какие на самом деле потребуются усилия, чтобы заполучить достаточное количество комет и астероидов, чтобы поднять атмосферу Марса до земного атмосферного давления? Вероятно, в различных астероидах и кометах Солнечной системы достаточно сырья, чтобы довести марсианскую атмосферу до одной атмосферы. Действительно, в цитируемой выше статье НАСА это отмечается.

Другая идея состоит в том, чтобы импортировать летучие вещества, перенаправляя кометы и астероиды на Марс. Однако расчеты группы показывают, что потребуется много тысяч; опять же не очень практично.

Итак, вопрос в том, что с точки зрения логистики более сложно отправить в космос достаточное количество ракет для погони за кометами, а затем направить их все на перенаправление орбит различных малых тел, чем возить венерианскую атмосферу на Марс? Я не уверен, но давайте хотя бы рассмотрим альтернативу.

Назад к Венере

Одним из главных возражений здесь является стоимость удаления атмосферы из гравитационного колодца Венеры. Тем не менее, это центральная проблема для большинства инженерных проблем многопланетного масштаба с множеством различных предлагаемых решений. Хочу обратить внимание на скромный скайхук . Конечно, это не так эффектно, как космический фонтан или космический лифт, но оно идеально подходит для добычи венерианского атома в больших масштабах.

При спуске в атмосферу один конец скайхука мог начать выкачивать материал. При подъеме он мог выпустить его на более высокую орбиту, где он мог быть собран и герметизирован орбитальным танкером. Оттуда его можно будет отправить на Марс.

Конечно, создать давление в квадриллионе тонн атмосферы и отправить его через Солнечную систему — немалый подвиг. И да, небесный крюк для Венеры станет величайшим инженерным достижением, которое когда-либо совершал наш вид. Конечно, то же самое можно сказать и о запуске тысяч кометных ракет в дальний космос. Вопрос в том, каковы относительные плюсы и минусы каждого подхода?

Большим преимуществом Венеры является то, что мы начинаем процесс истончения атмосферы Венеры, что само по себе является важным проектом терраформирования. Еще одно преимущество, которое я вижу по сравнению с кометным майнингом, заключается в том, что это всего лишь одна большая проблема, о которой нужно беспокоиться, а не тысячи маленьких.

Я нахожу точную науку и цифры в вашем ответе убедительными! Это совсем не похоже на того парня в синем костюме, размахивающего руками.
Почему бы не вернуться на Землю за скайхуком, здесь достаточно N2, а скайхук тоже нужно делать на Земле.
Нет необходимости в танкере, когда материал находится на орбите. Просто бросьте его под нужным углом и скоростью, и он перенесется на Марс. Используйте рельсотрон или что-то вроде SpinLaunch.
Я слышу тебя на гифке, @PcMan. Тем не менее, если я не могу немного повеселиться, будучи кабинетным ученым, соревнующимся за поддельные точки доступа в Интернет, зачем вообще беспокоиться? ;)
@Cornelis - Моя главная причина, по которой я не собираю урожай с Земли, заключается в том, что я бы не хотел случайно сделать наш единственный дом непригодным для жизни. Мы уже видели, как незначительные изменения в составе атмосферы могут влиять на климат.
@ChrisB.Behrens - твердая точка зрения. Идея межпланетного танкера, вероятно, является результатом слишком большого количества видеоигр и слишком малого изучения физики. :) Я ожидаю, что после того, как вы переместите атмосферу на более высокие орбиты, у вас будет множество творческих способов ее транспортировки.
Если бы газ был плотным и достаточно частым, он прочертил бы по небу пунктирную синюю линию от Венеры до Марса.
Если вы хотите получить материал для увеличения атмосферы Марса (для терраформирования), вам лучше всего будет добывать один из крупных астероидов, таких как Церера или Веста, или один из самых внешних спутников Юпитера или Сатурна, для которых требуется крошечная дельта-v. отправить материал на орбиту, пересекающую Марс. (прибытие может быть немного жестоким)
помните всю идею, чтобы иметь возможность терраформировать обе планеты. Решение проблемы Венеры может помочь восстановить тонкую атмосферу Марса.

Я бы не стал использовать газы с Венеры для Марса, но я бы использовал их для вращения космических станций между Землей и Венерой. Расстояния не были бы такими уж большими, и нам не нужно было бы беспокоиться о том, как мы доставим огромные количества на Марс.

Многие из вас могут мечтать о гигантских цилиндрах О'Нила, но слоном в комнате является вопрос: «Откуда поступает воздух для строения, в котором проживают тысячи людей?» Среда обитания между Землей и Венерой может использовать постоянный источник энергии солнечных батарей, и до нее будет легко добраться с Земли и Луны. Однако атмосфера Венеры могла бы скорее поддерживать рой космических сред обитания, чем проект терраформирования на Марсе.

Когда дело доходит до создания атмосферы на Марсе, я бы, как уже сказал в обсуждении, использовал кометы, потому что они в основном состоят из воды, аммиака, углекислого газа, кремнезема и других распространенных щелочных металлов. Мы могли бы просто сбросить их на Марс. Льды будут таять, высвобождая газы и снабжая Марс большим количеством воды. Мы должны знать, что здесь, на Земле, большая часть воздуха для дыхания поступает из морских водорослей, танга, планктона и бактерий.

Стационарный магнит на точке L1 и использование переработанных фторуглеводородных газов из коры Марса также помогают получить теплую атмосферу.

Кажется, это не отвечает на вопрос, как передать атмосферу с Венеры на Марс. В нем также напрямую не рассматривается, почему это может быть непрактичным вариантом.
Это действительно является причиной того, что я пытаюсь сказать, что есть лучшие способы получить атмосферу Марса и лучшее использование атмосферы Венеры. Ответ на вопрос: у нас нет, альтернативы лучше
@ ERROR404 Добро пожаловать в Stack Exchange! Что позволяет сайтам SE работать так хорошо, так это довольно строгое соблюдение формата вопросов и ответов. Если бы вопрос был вместо этого: «Каковы способы сделать X?» тогда это может быть ответом. Но когда вопрос такой конкретный, как этот, ответы, как правило, должны относиться к заданному вопросу. Этот пост с ответом действительно уходит от вопроса к нескольким идеям и на самом деле не содержит вспомогательных ссылок, подтверждающих их с помощью науки. Например, как «стационарный магнит на точке L1» сможет «помогать получить теплую атмосферу»?

Терраформирование Марса было бы бесполезной задачей, поскольку атмосфера, которую вы ему дали бы, разъела бы без электромагнитной сферы, защищающей планету от солнечных ветров. И сказать, что вы могли бы предпринять такую ​​масштабную миссию, взяв ее с Венеры, было бы крайне неэкономично, как говорилось ранее. Также помните, какими изменчивыми могут быть ветры на Венере. Допустим, вы можете терраформировать Марс и хотите это сделать, хотя вы знаете, что любая атмосфера, которую вы создадите, достаточно скоро просто исчезнет, ​​планета мертва, и люди далекого будущего осудят нас за растрату ресурсов на такую ​​огромную величину.

Разъедать или разъедать?
Я думаю, что они решили бы эту проблему еще до того, как рассмотрели возможность изменения атмосферы, например, в этой статье несколько лет назад. phys.org/news/2017-03-nasa- Magnetic-shield-mars-atmosphere.html

Да, ты мог бы это сделать. Потребуется флот автономных ядерных тепловых космических самолетов. В основном космические самолеты погружаются в атмосферу, используя турбины с внешним подогревом, используя окружающий воздух в качестве движущей силы, в то время как он всасывает и сжимает окружающую атмосферу. Используйте часть атмосферы, которую вы только что собрали, чтобы покинуть гравитационный колодец и переместиться в гигантский резервуар поблизости. Резервуар приближается к Марсу, а затем сбрасывает маленькие железные канистры на поверхность, заполненную сжатой венерианской атмосферой. Резервуар наполняется железными канистрами от массового водителя до горы Олимпонс. Вам потребуются сотни таких резервуаров, тысячи автономных космических самолетов и десятилетия постоянной работы. Чтобы было ясно, эти резервуары делают авианосцы похожими на каноэ.

Всем, кто говорит о солнечном ветре и магнитном поле Марса и т. д., молчите. Это не проблема. Спутника между Марсом и Солнцем всего в несколько тесла более чем достаточно для защиты Марса. Конечно, спутнику потребуется техническое обслуживание, но истечение атмосферы происходит в течение миллионов лет, и создать спутник не технологически сложно, просто экономически сложно. Настоящий вопрос заключается в том, какого черта кому-то вообще нужно что-то терраформировать? Вращающиеся космические среды обитания можно превратить в рай. Нахуй приближаться к хорошему, вместо этого выбирай отличное. Космические среды обитания объективно лучше во всех отношениях по сравнению с планетой.

Я не совсем понимаю, что вы имеете в виду. Можете ли вы резюмировать два абзаца в нескольких предложениях? Насколько я понимаю, вы предлагаете отправить венерианский CO2 на Марс.
Да, атмосферу Венеры можно перенести на Марс для терраформирования. Это очень глупая идея терраформировать что-либо, поскольку вращающиеся космические среды обитания объективно лучше.
@VladimirSilver Я думаю, что вращающиеся космические среды обитания - хорошая идея. Но даже с космическими средами обитания вам все равно нужно будет заполнить их n2 и o2, которые должны откуда-то поступать. Использование Венеры также может помочь в этом и еще больше снизить атмосферное давление. Но некоторые люди могут вместо этого предпочесть жить на планетах.
Как сказал Айв. Ядерные тепловые космопланы погружаются в атмосферу Венеры. Титан тоже подойдет. Гораздо меньшая гравитация, но и намного дальше. Космический самолет использовал бы довольно большой кусок своего топлива, покидая гравитационный колодец Венеры, поэтому вы используете большой контейнер для хранения того немногого, что осталось. Это медленный кумулятивный процесс. Альтернативой является строительство гигантских космических зеркал, направленных на небольшую часть атмосферы, чтобы вызвать тепловую ионизацию, а затем гигантский магнит для сбора ионов. Космические самолеты — гораздо более прямой подход.
Планеты неустойчивы и не идеальны. Они растрачивают массу, растрачивают энергию и таят в себе всевозможные неприятные вещи, такие как болезни и стихийные бедствия. Некоторые люди могут предпочесть жить в картонной коробке, но это не значит, что их мнение должно мешать строительству домов. Планеты отстой.