Терраформирование

[Дмитрий Инфан]

pkl пишет:
А они не будут отражать тепло от поверхности планеты обратно вниз? Имхо, куда лучше - отражатели в точке либрации между Венерой и Солнцем.

Поверхность орбитальных отражателей должна состоять из поворотных панелей. Они будут работать по принципу листа эвкалипта: над освещённой стороной Венеры быть ориентированы перпендикулярно к световому потоку, а над неосвещённой стороной - параллельно. Тогда тепловое излучение от поверхности планеты будет свободно уходить в космос.

[Quoondо]

Интересно а есть на форуме адекватные астрофизики, химики которые смогли бы грамотно безошибочно объяснить (а не одергивать друг друга) реальные показатели плотность, давления, температуры и химического состава элементов при которых пойдет необходимая реакция? (И это касается не только Венеры но и других планет).

[pkl]

Алихан Исмаилов пишет:
pkl-

Думаю, при высоком давлении, характерном для Венеры, реакция пойдёт ещё быстрее! Так что увы, придётся Вас разочаровать.

Вы разбили мне сердце. Я плакал, вытирая слёзы большим махровым полотенцем.    (От смеха).

Вот выдержка из книги ,,Физическая химия,,-Д.Г.Кнорре,Л.Ф.Крылова,В.С.Музыкантов-1990г,стр.257.

 
Обратите внимание на то что написано в скобках-,,просто равновесное давление СО2,,.
Ещё раз-,, просто равновесное давление СО2 ,,. Понимаете?
Т.е. константа равновесия К=рСО2 равна давлению газа. Это означает что реакция разложения карбоната (в данном случае СаСО3) зависит от ДАВЛЕНИЯ. Чем оно больше, тем большая нужна температура для его разложения . Чем оно меньше, тем меньшая температура требуется для его разложения.
То же касается и нашего MgCO3.
Вы меня просто поражаете своими знаниями. Зачем Вы спорите?

pkl-

на уровне 30 - 40 км от поверхности разлагаться по реакции MgCO3 -> MgO + CO2.

Каковы давления и температура на этих высотах? Да на высоте 40 км больше 3,5 атмосфер! Уже не важно какая там температура. Он всё равно не будет разлагаться.

Да, тут вы правы!
 http://www.ngpedia.ru/id504320p1.html
 http://for-engineer.info/metalurg/termodinamika-razlozheniya-karbonatov.html
Увы, в этой части нашего спора мне придётся признать своё поражение! :oops:
Действительно, карбонаты на Венере будут сохраняться.

Но как быть с остальным?Содержание СО2 в атмосфере Венеры - 96,5%, в атмосфере Земли - 0,04%.




Масса атмосферы Венеры -   4,8·10^20 кг
Данные из Википедии.
Т.е. нам надо связать и осадить почти весь углекислый газ из атмосферы Венеры!

Кстати, азота в атмосфере Венеры раза в четыре больше, чем Земли, так что давление всё равно будет выше. Но, с учётом отсутствия у Венеры магнитного поля, это, пожалуй, даже неплохо. Ну да ладно...

Главное - где взять столько магния? При этом мы не можем магний использовать повторно. Т.е. его количество должно быть сопоставимым с количеством углекислого газа. Астероиды? Однако

Общая масса всех астероидов главного пояса приблизительно равна от 3,0·10^21 до 3,6·10^21 кг, что составляет всего 4% от массы Луны или 0,06% от массы Земли. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших астероида из первой десятки: Цереру, Весту, Палладу и Гигею, причём почти её треть приходится на Цереру.

 http://galspace.spb.ru/index371-2.html
В принципе, этого бы хватило, если бы астероиды целиком состояли из оксида магния. Но разве это так?

Любимого Вами оливина очень много на астероиде 433 Эрос, 62%!
 http://www.astronet.ru/db/msg/1198835/node2.html
Но, суммарная доля астероидов S-класса, к которому относится и Эрос, составляет только 17% от всех астероидов:
 https://ru.wikipedia.org/wiki/Спектральные_классы_астероидов
Большинство же - углеродные С-класса /75%/. А там - в основном углерод и вода. В остальных астероидах содержание магния, видимо, такое же, как и в среднем в Солнечной системе. Про Венеру данные приводил. В Земле его около 13,9%. В составе Луны - 5,3 - 5,7%. В составе Марса - 1,9 - 5,5%.
 http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/marspath/apxs_table1.html
Данные по хим. составу Меркурия найти не удалось, но судя по его заметно большей плотности:
 
на избыток лёгких элементов я бы не рассчитывал. Там железо в основном.

В общем, резюмирую: одних астероидов Вам не хватит. Придётся потрошить Луну, Марс и Меркурий. А это значит, что заметную часть искомых 84 трлн. т придётся вытаскивать из гравитационных ям массивных планет.

[pkl]

Юрий Темников пишет:
Наверное все-таки гораздо проще и дешевле каким либо способом затенить Венеру от солнечного излучения ,при снижении Т часть СО2 прореагирует с ранее распавшимися соединениями и не придется тащить многие миллиарды тонн вещества .

Принципиальное решение уже найдено - "зонтик" в точке либрации L1. + сталкивать на планету кометы, которые время от времени залетают в Солнечную систему. Это может сделать буксир, возможно даже многоразовый. Энергия - от реактора, а рабочим телом может быть само вещество кометы. Кидать надо по касательной, чтобы кинетическая энергия кометы хоть чуть-чуть раскручивала планету. Остужать планету и "наводнять" её можно параллельно. В конечном счёте с понижением температуры водяной пар сконденсируется и начнутся дожди. При этом дожди, как и водоёмы будут поглощать CO2, причём растворение углекислоты растёт с повышением давления и падением температуры!    Так что когда температура спадёт, а давление останется, процесс пойдёт и ещё как! Вот только... в океанах Венеры будет не совсем обычная вода, а газировка.     Угольная кислота, точнее. Но это тоже неплохо - дожди, ручьи и реки будут вымывать соли кальция и магния и выносить  их в океан, а там уже пойдёт химическая реакция с образованием карбонатов. Которые будут выпадать на дно. Как в океанах Земли. По-моему, этот вариант энергетически куда менее затратен.

Возможно со снижением Т Венера станет захватывать солнечный ветер и начнет накапливать воду.А там и до бикарбонатов недалеко.Но это фантазии ,хотя наверное можно и посчитать.

А вот тут у нас вряд ли что выгорит - плотность материи слишком мала.

[pkl]

Дмитрий Инфан пишет:

pkl пишет:
А они не будут отражать тепло от поверхности планеты обратно вниз? Имхо, куда лучше - отражатели в точке либрации между Венерой и Солнцем.

Поверхность орбитальных отражателей должна состоять из поворотных панелей. Они будут работать по принципу листа эвкалипта: над освещённой стороной Венеры быть ориентированы перпендикулярно к световому потоку, а над неосвещённой стороной - параллельно. Тогда тепловое излучение от поверхности планеты будет свободно уходить в космос.

Нет, это плохое решение. Их надо будет постоянно поворачивать, а это - затраты энергии и, возможно, массы. Да и сами эти отражатели будут явно немаленькими, минимум сотни метров. Отражатель в точке либрации просто висит и всё. Далее, при такой схеме излучать тепло сможет только одна сторона планеты и время для охлаждения вырастает в два раза. Кроме того, могут вылезти ещё какие-то эффекты, связанные с переотражением.

[pkl]

Quoondо пишет:
Интересно а есть на форуме адекватные астрофизики, химики которые смогли бы грамотно безошибочно объяснить (а не одергивать друг друга) реальные показатели плотность, давления, температуры и химического состава элементов при которых пойдет необходимая реакция? (И это касается не только Венеры но и других планет).

Я сделал подборку, можете посмотреть. Алихан прав, похоже, карбонаты на Венере сохранятся. Но вылезла другая задница.

[Алихан Исмаилов]

pkl-

Кстати, азота в атмосфере Венеры раза в четыре больше, чем Земли, так что давление всё равно будет выше.

На данном этапе, азот N2 , наш единственный союзник. Т.к. по мере уменьшения CO2 в атмосфере Венеры, массовая доля азота будет расти. А его пропускная способность в инфракрасном диапазоне куда выше чем у СО2. Чем больше азота будет накапливаться в атмосфере, тем быстрее будет падать температура.

pkl-

Энергия - от реактора, а рабочим телом может быть само вещество кометы.

Вот именно. Наконец-то здравые мысли появились. В этом то всё и дело. НЕТ ОДНОГО УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕТОДА. С одного метода плавно переходим на другой. Тащим кометы. Мы ведь MgO c астероидов не до конца возим, не до последнего грамма, а только до того момента когда уже давление и температура позволят воде конденсироваться в дождь.Горы Максвела будут играть роль конденсатора-холодильника. Именно там будут образовываться первые реки. А дальше, естественно используется Оливин который находится на самой Венере.
Так что я думаю тащить MgO c Луны не придётся.  

[Алихан Исмаилов]

Дмитрий Инфан писал о бикарбонатах. К сожалению они все разлагаются при температуре 100 градусов. Гидрокарбонаты(они же бикарбонаты) образуются из карбонатов(Na2CO3,MgCO3,CaCO3) при наличии воды и углекислого газа. То что, карбонаты имеются на Венере, очень спорный вопрос. Да, есть только предположение что имеются.

[Кубик]

Ну вот, все спорят, приводя научные данные, отлично... А сколько же будет остывать планета? Даже если разом заменить атмосферу на один только остаточный азот  ..

[Алихан Исмаилов]

Кубик-

Ну вот, все спорят, приводя научные данные, отлично... А сколько же будет остывать планета? Даже если разом заменить атмосферу на один только остаточный азот ..

Верхушки гор остынут очень быстро, так что можно будет садиться. Я же говорю, нет универсально метода, чтобы остывало быстрее и зонтик делать придётся.

[pkl]

Алихан Исмаилов пишет:
Так что я думаю тащить MgO c Луны не придётся.

Я думаю, ВООБЩЕ НЕ ВОЗИТЬ MgO. Ни с Луны, ни с астероидов. Местных оксидов кальция и магния должно хватить /на Земле же хватило!/. Просто поместить планету в тень от "зонтика" - вот она и остынет. Ну, не сразу, конечно, но остынет. Сколько может весить такой зонтик? Миллиарды тонн. Но не триллионы. Источником вещества для него будет Меркурий. Доставку к точке либрации и удержание - за счёт энергии Солнца. А подвозить кометы, которые состоят из воды. Это и энергетически красиво получается. Особенно, если удастся использовать для коррекции их траектории энергию того же Солнца, а не актиноидов. Как это можно сделать? Не знаю, может, "подсвечивать" кометы лазером. Или корректировать солнечным буксиром.

Алихан Исмаилов пишет:
Дмитрий Инфан писал о бикарбонатах. К сожалению они все разлагаются при температуре 100 градусов. Гидрокарбонаты(они же бикарбонаты) образуются из карбонатов(Na2CO3,MgCO3,CaCO3) при наличии воды и углекислого газа. То что, карбонаты имеются на Венере, очень спорный вопрос. Да, есть только предположение что имеются.

Нет, карбонаты на Венере не обнаружены - она почти вся покрыта базальтовой лавой. Но это не важно. В той схеме, что предлагаю я, сначала происходит охлаждение планеты до температуры конденсации водяного пара... гм... а ведь при давлении 90 атм. точка кипения воды должна сместиться выше 100 гр. С :| ... и лишь потом запускаем химический процесс связывания углекислого газа, причём с использованием местных ресурсов, ничего возить не надо!

[Алихан Исмаилов]

Я технологией постройки зонтика для Венеры никогда не интересовался. Не знаю всех За и Против.

[pkl]

Вот старая статья из "Земли и Вселенной":
 http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ziv/1991/2/ekran.html
Фрагмент статьи:

ОСВОЕНИЕ ВЕНЕРЫ


В будущем человечество может захотеть начать осваивать Венеру. Потребуется понизить температуру ее поверхности, расположив экран в точке светогравитационного равновесия между Солнцем и Венерой. Минимальная масса экрана, полностью затеняющего Венеру, — 32,5 млрд т.

Если затенить Венеру плотностью, то температура ее поверхности будет определяться балансом излучения и тепла, поступающего из ее недр. Поскольку теплопроводность горных пород невелика, по истечении достаточно большого промежутка времени температура поверхности планеты может стать почти сколь угодно низкой. При температуре —56,6°С углекислый газ начнет конденсироваться, атмосферное давление — резко падать. После конденсации СО2 давление на поверхности Венеры будет около двух земных атмосфер, а основная компонента атмосферы — азот. Парниковый эффект перестанет ощущаться, альбедо резко возрастет: можно будет даже создать небольшой подсвет, пропуская через экран около 15% солнечного света.

Расчищая небольшие участки поверхности Венеры от конденсата СО2 и накрывая их стеклянным куполом, удается повысить температуру под куполом до 20—30°С, чтобы, например, разводить там водоросли. Воду можно получить, сжигая водород, которого много в атмосфере Венеры. Растения обогатят атмосферу кислородом. После очистки атмосферы под куполом от небольших вредных примесей, можно получить там вполне приемлемую атмосферу, пригодную для жизни людей, разведения растений, рыб и животных...

А вот современные предложения:

Вывод зеркал на околоземную орбиту, отражающих часть солнечного света – это ещё один способ охладить Землю. Для того, чтобы сделать климат нашей планеты таким же, каким он был в до индустриальную эпоху надо вывести на орбиту Земли зеркало площадью размером с целую Гренландию. Это не рентабельно.
 Учёные Аризонского научно-исследовательского института предлагают вывести на орбиту триллионы крошечных зеркал (размером ~60см), что в прочем, если посчитать, тоже не рентабельно. На производство триллиона зеркал потребуется 20 млн. тонн металла. Американский шатл за один пуск может вывести на орбиту только 25 тонн груза. Таким образом, нетрудно сосчитать, что для вывода в космос триллиона зеркал потребуется 800 000 пусков.

Шаттлом выводить - это, конечно, бред. А вот электромагнитной катапультой + давление солнечного света - в самый раз. Разумеется, подобную систему можно использовать и для Венеры.
Ну а самое главное: СРАВНИТЕ ПОТРЕБНЫЕ МАССЫ ВЕЩЕСТВА!

[Алихан Исмаилов]

pkl-цитата из статьи

в точке светогравитационного равновесия

Не подскажите в какой фундаментальной литературе можно почитать об этой волшебной точке?

[AleMark]

Дмитрий Инфан пишет:
Поверхность орбитальных отражателей должна состоять из поворотных панелей. Они будут работать по принципу листа эвкалипта: над освещённой стороной Венеры быть ориентированы перпендикулярно к световому потоку, а над неосвещённой стороной - параллельно. Тогда тепловое излучение от поверхности планеты будет свободно уходить в космос.

Вот если бы ещё эти отражатели поворачивать так, чтобы они отражали солнечный свет в сторону Марса (через дополнительные конденсирующие зеркала), то запустился бы процесс терраформирования сразу двух планет.

[Дмитрий Инфан]

pkl пишет:

Дмитрий Инфан

пишет:

pkl пишет:
А они не будут отражать тепло от поверхности планеты обратно вниз? Имхо, куда лучше - отражатели в точке либрации между Венерой и Солнцем.

Поверхность орбитальных отражателей должна состоять из поворотных панелей. Они будут работать по принципу листа эвкалипта: над освещённой стороной Венеры быть ориентированы перпендикулярно к световому потоку, а над неосвещённой стороной - параллельно. Тогда тепловое излучение от поверхности планеты будет свободно уходить в космос.

Нет, это плохое решение. Их надо будет постоянно поворачивать, а это - затраты энергии и, возможно, массы. Да и сами эти отражатели будут явно немаленькими, минимум сотни метров. Отражатель в точке либрации просто висит и всё. Далее, при такой схеме излучать тепло сможет только одна сторона планеты и время для охлаждения вырастает в два раза. Кроме того, могут вылезти ещё какие-то эффекты, связанные с переотражением.

Энергии там завались, а что касается излучения тепла, то поток, идущий от Солнца заместно отличается от потока. исходящего от поверхности Венеры. Направление лучей в первом случае, можно считать  практически параллельным (из-за дальности от поверхности Солнца), направление лучей во втором (за близостью к поверхности Венеры) - нет.
Поэтому если зеркала будут ориентированы строго перпендикулярно солнечному потоку, то потоку теплового излучения с поверхности Венеры эти зеркала перпендикулярны не будут. Переотразиться обратно на планету лишь незначительная часть теплового потока, исходящая из центра освещённого полушария. То излучение, что будет исходить с краёв полушария переотражаться не будет.
Так что при низком расположении зеркал свободно излучать в космос будет не 50 % поверхности а процентов 80-90.
Главный плюс низкоорбитальных зеркал в том, что такой отражатель развернуть несравнимо быстрее, чем строить гигантское зеркало в точке либрации.

[Quoondо]

Что на первом месте терраформирование Марса или Венеры?

[pkl]

Алихан Исмаилов пишет:
pkl-цитата из статьи

в точке светогравитационного равновесия

Не подскажите в какой фундаментальной литературе можно почитать об этой волшебной точке?    

Не, не подскажу. Ищите про точки либрации и солнечные паруса. О, вспомнил: есть еще такой термин - статит.

[pkl]

AleMark пишет:

Дмитрий Инфан пишет:
Поверхность орбитальных отражателей должна состоять из поворотных панелей. Они будут работать по принципу листа эвкалипта: над освещённой стороной Венеры быть ориентированы перпендикулярно к световому потоку, а над неосвещённой стороной - параллельно. Тогда тепловое излучение от поверхности планеты будет свободно уходить в космос.

Вот если бы ещё эти отражатели поворачивать так, чтобы они отражали солнечный свет в сторону Марса (через дополнительные конденсирующие зеркала), то запустился бы процесс терраформирования сразу двух планет.

Да уж, "блестящая" идея. Мечтать можно о чем угодно, но давайте будем ближе к реальности.

[pkl]

Дмитрий Инфан пишет:
Энергии там завались, а что касается излучения тепла, то поток, идущий от Солнца заместно отличается от потока. исходящего от поверхности Венеры. Направление лучей в первом случае, можно считать практически параллельным (из-за дальности от поверхности Солнца), направление лучей во втором (за близостью к поверхности Венеры) - нет.
Поэтому если зеркала будут ориентированы строго перпендикулярно солнечному потоку, то потоку теплового излучения с поверхности Венеры эти зеркала перпендикулярны не будут. Переотразиться обратно на планету лишь незначительная часть теплового потока, исходящая из центра освещённого полушария. То излучение, что будет исходить с краёв полушария переотражаться не будет.
Так что при низком расположении зеркал свободно излучать в космос будет не 50 % поверхности а процентов 80-90.
Главный плюс низкоорбитальных зеркал в том, что такой отражатель развернуть несравнимо быстрее, чем строить гигантское зеркало в точке либрации.

Если отражатели находятся на низкой орбите /кстати, на какой?/, то всё равно будут перехватывать 50% излучения, ну 40. Венера отражает более 90% падающей радиации, так что потоки энергии будут весьма и весьма в любом случае.

И почему Вы считаете, что такой отражатель развернуть быстрее? Вещества он потребует в любом случае не меньше, даже больше с учетом того, что больше материала потребуется для повышения жесткости конструкции. При этом примерно половина отражателей будет бездействовать любой данный момент времени. Далее, если система низкоорбитальная, то цепочка отражателей на орбите сможет закрыть только узкую полосу поверхности планеты. Чтобы затенить Венеру всю, нужна глобальная система с распределением отражателей, как у Иридиума или другой низкоорбитальной системы связи. Еще надо решить проблему со стабилизацией орбит. Т.е., если отражатель в точке либрации висит в гравитационных полях и управляется давлением солнечного света, то низкоорбитальным аппаратам нужен постоянный подвоз рабочего тела. Ну и, получается, планета со всех сторон окружена отражателями... Сколько же она будет остывать?

Да, и ещё вопрос: мы же кометами собрались воду на Венеру доставлять, кометы эти отражатели не посносят?