Венера - укротимая планета

[mihalchuk]

Итоги проекта «Венера-экспресс» как будто подтвердили мою гипотезу о состоянии планеты Венера, изложенную в 2003 году на моём сайте:
http://www.energoobmen.ru/ Луна/Что мы забыли на Луне
Привожу отрывок статьи:

Спойлер

« 15 декабря 1970 года спускаемый аппарат советской АМС «Венера 7» достиг поверхности планеты. Условия на поверхности Венеры оказались чудовищными - давление около 90 атмосфер, температура около 500 °С. Тогда и возник термин «парниковый эффект». С тех пор этот термин неоправданно перекочевал из науки в политику и приносит нашей цивилизации куда бòльшие беды, чем само явление. Так, с наступлением 2006 года в Ленинградской области целый город оказался без работы из-за остановки добычи горючего сланца. Единственная электростанция, работавшая на нём и располагающаяся в Эстонии, перестала его закупать – Эстония выбрала квоты на производство парниковых газов. Следует заметить, что если бы не Киотский протокол, Эстония по правилам ЕЭС не смогла бы отказаться от сланца по любым другим причинам – как единственный его потребитель. А ведь это только эпизод в борьбе с «парниковым эффектом». Если честь открытия парникового эффекта, из-за которого столько хлопот на Земле, принадлежит советским учёным, не стоит ли российским попытаться его закрыть с большой пользой для населения Земли?
 Сначала рассмотрим интерпретацию открытия. Высокая температура поверхности Венеры была объяснена тем, что плотная атмосфера, состоящая на 96% из углекислого газа, не выпускает наружу тепловое излучение, в то время как видимый свет (прямой или рассеянный) с малыми потерями доходит до поверхности и нагревает её. Главным виновником был объявлен углекислый газ, позже ему (наряду с другими) было присвоено звание «парникового». Сейчас парниковые газы – одна из малых «осей зла», с которой ведут борьбу европейские страны и Япония, а США её напрочь игнорируют.
 Справедливости ради надо сказать, что у углекислого газа все спектральные линии резонансного поглощения находятся в инфракрасной области. Но намерение или способность – ещё не само преступление. Необходимы улики, факты. А они таковы. Температурный градиент атмосферы Венеры имеет адиабатический профиль от поверхности до высоты около 50 км (приблизительная высота нижней границы облачного покрова), затем он уменьшается вдвое и сохраняется таким до разреженных слоёв (около 80 км). Поверхности планеты достигает 3-4% солнечных лучей.
 Собственно говоря, уже из этого видно, что «парниковый эффект» в полученных данных никак себя не проявил, никакого открытия и не было. Нельзя же выдавать за открытие адиабатический профиль температуры в подоблачном слое. Такой профиль реализуется естественным образом на любой планете, где есть мощный облачный покров, и нет интенсивного выделения внутреннего тепла. А если это и называть «парниковым эффектом», то углекислый газ тут ни при чём. Почти всё определяется свойствами облачного слоя: его коэффициентом отражения солнечного света и высотой над поверхностью. Так, на Венере температурный градиент в облачном слое меняется, хотя и в облаках, и выше, и ниже их углекислого газа в атмосфере – 96%. Фактически «Венерой 7» был не обнаружен парниковый эффект, а измерена глубина атмосферы планеты – вот и всё «открытие».
 Но всегда ли атмосфера Венеры была такой плотной, а температура у поверхности – такой высокой? Радиолокационными методами удалось достаточно подробно изучить поверхность Венеры. Сюрпризом оказалось наличие на ней ударных кратеров диаметром по крайней мере до 2 километров в меньшую сторону. Сомнительно, чтобы современная атмосфера пропустила падающие тела, способные образовывать такие «мелкие» вмятины. На Земле такие кратеры способно образовать тело диаметром всего 100-200 м. Тунгусский метеорит, диаметр которого оценивается в 50 м, разрушился на высоте 5-7 км.
 Могла ли атмосфера Венеры в ходе геологической эволюции планеты значительно пополниться? Период вращения Венеры составляет 243 сут, а солнечные сутки длятся 116,8 земных (вращение обратное). Возможно, мы наблюдаем Венеру в заключительной стадии синхронизации вращения и орбитального движения – той катастрофы, которая в своё время постигла Луну. То, что приливное воздействие Солнца на Венере гораздо слабее, чем Луны на Земле, не должно смущать. Интенсивность приливного торможения зависит не только от величины силы притяжения, но и от того, насколько податлива планетарная толща, и какая доля приливной энергии будет рассеиваться в тепло. Можно предположить два крайних варианта, в которых рассеяния приливной волны не будет:
 1) планета – шар из абсолютно невязкой жидкости;
 2) планета – абсолютно упругая.
 Состояние Земли близко ко второму варианту. На Венере, в силу ряда причин, температура недр могла быть несколько выше, чем на Земле, а сутки – длиннее. Кроме того, наклон оси вращения Венеры к плоскости орбиты мало отличается от 90° (более 87°). Совокупность этих факторов вполне могла привести к тому, что планета стала по отношению к солнечным приливам вязким податливым телом, в результате чего энергия вращения быстро рассеивалась во внутреннее тепло. Разогрев недр и приливные волны возрастающей амплитуды вызвали ускоренную дифференциацию вещества внутри планеты, из-за чего температура возросла настолько, что ядро не смогло сохранить магнитное поле, на поверхность пролились лавовые потоки, а углерод вышел из минералов в виде углекислого газа, значительно усилив атмосферу. До катастрофы условия на планете были более мягкие, не исключено, что была и жизнь. Возможно, что через некоторое время докатастрофические условия частично восстановятся, поверхностная температура упадёт и будет благоприятна для какой-либо человеческой деятельности (например, для размещения долговременных автоматических станций). Но к этому времени планета уже будет обращена к Солнцу одной стороной.
 По данным радиолокационного зондирования, форма Венеры почти не отличается от сферической (центр масс смещён всего на 1,5 км). Задачей дальнейших исследований могло бы стать выяснение, как форма планеты отслеживает направление на Солнце. Ответ на этот вопрос мог бы подтвердить гипотезу, или помочь опровергнуть её.»

[свернуть]

Результаты исследований аппарата «Венера-экспресс» показали, что Венера действительно находится в состоянии интенсивного замедления вращения, вызванного приливными силами от Солнца. Это подтверждается данными с европейской АМС «Венера-экспресс» (статья «Venus Express завершил работу», НК №3/2015), согласно которым, за последние 16 лет увеличение венерианских суток составило 6,5 мин! Столь интенсивное торможение вращения говорит о том, что в далёком прошлом, сотни миллионов и миллиарды лет назад, условия на Венере могли быть более мягкими, а атмосфера – намного менее плотной. Не исключено, что на планете существовала вода в жидком виде (хотя, наверняка при температуре более 100 С). Плотность атмосферы увеличилась позже из-за насыщения её углекислым газом в результате интенсивной вулканической деятельности, вызванной выделением энергии приливного происхождения в толще планеты.
Эти же данные позволяют прогнозировать полную остановку планеты относительно направления на Солнце в относительно недалёком будущем, возможно, в промежутке между 300 тысячами и 1 миллионом лет, и в впоследствии она  будет обращена к светилу одной стороной. Это вызовет постепенное угасание вулканической деятельности из-за прекращения выделения тепла в коре планеты от действия приливных сил.
В связи с этим напрашивается вопрос: а нельзя ли охладить планету до такого состояния, которое будет устойчивым? И пока ничто не говорит о том, что это невозможно. Для этого Венеру нужно охладить так, чтобы углекислый газ выпал на теневой стороне и сформировал ледник. Тогда давление на поверхности планеты составит 4 атмосферы (в горах – менее 3-х), и состоять она будет в-основном из азота. Уже этого достаточно, чтобы начать колонизацию в местах с благоприятными температурными условиями. Добавление в состав атмосферы 5-6% кислорода сделает атмосферу пригодной для дыхания, и человек сможет со временем к ней приспособиться. Это значит, что Венера со временем может стать обитаемой, около 15% поверхности могут оказаться в зоне благоприятных температурных условий, при, однако, экстремально низкой влажности. Это довольно много: для сравнения, на Земле благоприятны для обитания около 25% поверхности. К этому следует добавить, что на Венере, по всей видимости, будет распространена солнечная энергетика, которую можно вынести за пределы районов с благоприятными условиями.
А что будет с углекислым газом? Если весь углекислый газ и венерианской атмосферы выпадет в осадок и покроет планету равномерным слоем льда без газовых включений, то его толщина составит около 700 м. Значит, высота ледника на теневой стороне будет достигать нескольких километров. Ледник будет медленно ползти на освещённую сторону и подтаивать. Испарившийся углекислый газ вместе с холодным воздухом будет уноситься а сторону терминатора, нагреваться, подниматься в верхние слои и вытесняться на теневую сторону, где будет охлаждаться и выпадать в виде осадков. Если скорость таких процессов будет медленной, то доля углекислого газа в атмосфере будет незначительной, и климатическая модель Венеры будет устойчивой.
Как добиться охлаждения планеты при приемлемых затратах и с чем придётся столкнуться при этом?
Первое. Интересно, произойдёт ли при остановке вращения изменение модели циркуляции атмосферы? Если нет, а об этом говорит её полная несинхронизованность с вращением поверхности планеты, то её придётся как-то подавить, ибо она будет мешать. Неравномерно нагретая атмосфера будет излучать в космос больше энергии.
Второе. Вопрос к облакам: с одной стороны, они отражают часть солнечных лучей, ч другой, являются одеялом, задерживающим тепло. Второе важнее, и их хорошо бы было убрать.
Рассмотрим способы охлаждения.
1.   Зеркала на поверхности – будут эффективны на конечной стадии охлаждения, и бесполезны на начальной.
2.   Планетарный экран в точке либрации – потребует больших затрат. Если ещё можно представить сооружение диаметром до 2 тыс. км, то экран, укрывающий всю планету, пока трудно представить.
3.   Затенение с помощью орбитальных дисков, состоящих из мелких тел скорее всего не даст достаточный эффект, и со временем такие структуры будут терять устойчивость, стремясь к расположению в одной плоскости.
4.   Искусственное изменение оптических свойств атмосферы насыщением её взвешенными элементами, отражающими видимый свет, и пропускающими инфракрасный. Это могут быть оболочечные микроструктуры (3-5 мкм) из углерода, наполненные азотом или угарным газом, вырабатываемые на фабриках, плавающих в атмосфере. Или более крупные конструкции, резко увеличивающие свою площадь под действием солнечных лучей, и уменьшающие её на теневой стороне планеты.
Скорее всего, будут в разной степени использованы все указанные и другие способы, что позволит достичь успеха и сделать планету обитаемой. С водой дело обстоит сложнее. В атмосфере её содержится столько, чтобы покрыть поверхность Венеры слоем всего 1 м, что конечно, мало. Поэтому людям придётся жить в замкнутом объёме. Однако, если в атмосфере планеты появится кислород в заметных количествах, то водород из солнечного ветра будет с ним соединяться, что приведёт к постепенному, хотя и очень медленному накоплению воды на планете.

Михальчук М. В.

[pkl]

Мне кажется, куда уместнее не заводить новую тему, а писать сюда:
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum9/topic407/

[mihalchuk]

pkl пишет:
Мне кажется, куда уместнее не заводить новую тему, а писать сюда:
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum9/topic407/

Думал. Пусть будет отдельно, хотя бы как сообщение.

[pkl]

Диаметр экрана я оцениваю в 16 000 - 20 000 км. А воду придётся кидать кометами. Кандидатов хочу разобрать в профильной теме.