Колонизация Венеры

Колонизация Венеры представляет собой чрезвычайно сложную задачу в силу природных условий ныне существующих на ее поверхности, и рассматривается в контексте терраформирования этой планеты.

Преобразованная Венера

Современные условия на Венере

Температура и давление на различных высотах от поверхности Венеры

Средняя температура + 467 °C (Венера — самая горячая планета Солнечной системы), атмосферное давление — около 93 атм (бар), состав атмосферы: углекислый газ — 96 %, азот — 3,5 %, угарный газ и сернистый газ — 0,3 %, кислород и водяной пар — 0,12 %.

Привлекательность освоения

1. Венера — сестра-близнец нашей планеты: диаметр Венеры 12104 км (95 % диаметра Земли), масса 4,87×10²⁴ кг (81,5 % массы Земли), ускорение силы тяжести 0,9 g (91 % земной силы тяжести).

2. Венера является ближайшей к нам планетой солнечной системы.

3. На Венеру попадает много солнечной энергии, которую потенциально можно использовать для терраформирования.

Трудности освоения и терраформирования

Давление на Венере на различных высотах

1. На Венере очень жарко — средняя температура на поверхности +467 °C (жарче, чем на Меркурии).

2. Давление на поверхности Венеры около 90 атмосфер.

3. Атмосфера Венеры состоит на 97 % из CO₂.

4. На Венере практически нет воды, поэтому её необходимо доставить туда искусственным путём. Например, из комет или астероидов, либо найти способ синтеза воды (например, из атмосферного CO₂ и водорода).

5. Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами Солнечной системы, наклон оси вращения к плоскости орбиты составляет 178°. Из-за такого необычного сочетания направлений и периодов вращения и обращения вокруг Солнца смена дня и ночи на Венере происходит за 117 земных суток, поэтому день и ночь продолжаются по 58,5 сут.

Способы терраформирования Венеры

Солнечные экраны между Солнцем и Венерой

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 экранированиии Венеры от Солнца, температуру можно понизить до такой степени, что атмосфера Венеры вымерзнет и значительная её часть выпадет на поверхность в виде сухого льда (твердый CO₂).

Результатом будет значительное падение давления и дополнительное (за счёт повышения альбедо) охлаждение планеты.

Одним из вариантов таких проектов является установка в качестве экранов сверхлёгких отражающих зеркал, свет от которых можно использовать для одновременного прогрева более холодных планет (например, Марса).

Самовоспроизводящиеся автоматы

Такие искусственные организмы, по форме напоминающие воздушный шар, должны быть способны под действием солнечной энергии преобразовывать венерианский CO₂ в кислород и углеродистый материал с высокой отражающей способностью, из которых затем строится шарообразная оболочка (наполняющаяся выделяющимся кислородом). Кроме того, по достижении определённого размера такие объекты должны быть способны к воспроизведению себе подобных.

В этом случае несколько таких объектов, сброшенных в атмосферу Венеры, смогут дать начало далеко идущим преобразованиям климата планеты: количество таких мини-заводов будет возрастать в геометрической прогрессии, и атмосфера Венеры постепенно будет наполняться кислородом. Кроме того, миллиарды таких воздушных «шариков», плавающих в атмосфере Венеры, будут дополнительно ограничивать поток солнечного света, достигающего поверхности Венеры.

Однако такой проект не решает проблему воды на Венере, которую туда все равно придется доставлять — например, из комет или водно-аммиачных астероидов.

Бомбардировка Венеры кометами или водно-аммиачными астероидами

Бомбардировка Венеры кометами или астероидами (например, из пояса Койпера) обсуждается как способ доставки на Венеру воды, которой там практически нет.

Размеры ледяного астероида, необходимого для снабжения Венеры водой, в сравнении с размерами Венеры, Земли и Луны

Количество воды, которое необходимо доставить на Венеру, огромно: так, для создания приемлемой гидросферы на Венере требуется не менее 10 ¹⁷ тонн воды, что примерно в сто тысяч раз превышает массу кометы Галлея. Требуемый ледяной астероид должен иметь диаметр около ~ 600 км (в 6 раз меньше диаметра Луны).

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

Доставка воды на Венеру путём астероидной бомбардировки решает сразу несколько проблем. Во-первых, точно рассчитанная бомбардировка позволит «раскрутить» Венеру вокруг своей оси, сократив таким образом слишком длинные венерианские сутки. Во-вторых, океаны перегретой воды, кипящей при 300 ⁰С (при венерианских 90 атм.), станут разрушать венерианские горные породы и, в частности, вымывать окись кальция из венерианского грунта. Образующийся щелочной раствор начнёт быстро поглощать CO₂ из атмосферы Венеры, связывая его в виде карбонатов (CaCO₃, MgCO₃):

$CaSiO_3+H_2O{\longrightarrow}Ca(OH)_2+SiO_2$ — Разрушение венерианского базальтового грунта
$Ca(OH)_2+CO_2{\longrightarrow}CaCO_3+H_2O$ — Осаждение известняка

Таким образом за сравнительно короткий срок станет возможным снизить концентрацию CO₂ и атмосферное давление на Венере в десятки раз, после чего станет возможным запускать туда фотосинтетические земные организмы, для преобразования оставшегося венерианского CO₂ в кислород.

Следует заметить, что водяной пар является ещё более сильным парниковым газом, чем CO₂, поэтому такой способ преобразования венерианского климата всё равно придётся совмещать с рассмотренными выше солнечными экранами — для того, чтобы не допустить нового витка разогревания Венеры.

Tемпература кипения воды при разных давлениях:

Давление, атм	Температура кипения воды, °C
1,033	100,00
1,500	110,79
5,000	151,11
10,000	179,04
20,000	211,38
25,0	222,90
50,0	262,70
100,0	309,53

Доставка на Венеру земных водорослей или других микроорганизмов

Если проблема с водой на Венере будет тем или иным образом решена, то можно приступать к следующему этапу терраформирования планеты — фотосинтетическому преобразованию климата.

Сине-зелёные водоросли, доставленные в атмосферу Венеры на уровень 50-60 км от поверхности, на котором давление составляет около 1,1 бар и температура около +30 градусов Цельсия, при условии некоторого генетического модифицирования (для приживания в условиях полёта в атмосферных течениях), могут обеспечить переработку углекислого газа в углеродные соединения и кислород, что приведёт к резкому уменьшению парникового эффекта, давления атмосферы и снижению температуры поверхности на 200—300 градусов в течение 30-100 лет. Естественных врагов у них в условиях Венеры — не будет, то есть минимальная партия водорослей (несколько грамм или, максимум, тонн) способна осуществить терраформирование целой планеты в соответствии с законом неограниченного размножения организмов в геометрической прогрессии. Таким образом, в максимально сжатые сроки земные микроорганизмы (при необходимом их контроле), способны снизить температуру поверхности Венеры до 100 градусов по Цельсию, давления — до 10-30 атмосфер, что уже приемлемо для колонизации. Также резко возрастёт количество свободного кислорода одновременно со снижением доли углекислого газа.

Другим вариантом является доставка в атмосферу планеты спор плесени, чрезвычайно устойчивой к внешним воздействиям.

Венера после терраформирования

В идеале, терраформированная Венера может представлять собой планету с тёплым и влажным климатом.

См. также

• Венера (планета)
• Терраформирование

Ссылки

• An approach to terraforming Venus
• Терраформирование Венеры
• Терраформирование — обсуждение на форуме журнала «Новости космонавтики»
• Терраформирование Венеры — обсуждение на сайте «Мембрана.ру»
• Терраформирование Венеры водно-аммиачными астероидами

Литература

Колонизация космоса

Колонизация Солнечной системы

Меркурий | Венера | Луна | Марс | Астероиды | Спутники Юпитера | Внешние объекты Солнечной системы