Venus (Terraformată) Concepție artistică a planetei Venus terraformate (fără accelerarea rotației). Caracteristici fizice & orbitale Tip planetă Telurică Semiaxă mare 0,723 AU (108,2 mil. km) Rază medie 6.051,8 km (0,95 Pământ) Suprafață 4,60×10⁸ km² (0,90 Pământ) Masă 4,86×10²⁴ kg (0,81 Pământ) Gravitație 8,87 m/s² (0,90 g) Zi solară 116,75 zile terestre Zi siderală 243,02 zile (retrogradă) An venusian 224,70 zile terestre Temperatură 464 °C (737 K) Presiune 93 bar (92 atm) Compoziție atmosferică 96,5% Dioxid de carbon (CO₂) 3,5% Azot (N₂) 0,015% Dioxid de sulf (SO₂) Urme: Ar, H₂O, CO, He, Ne Terraformarea planetei Venus este un proces ipotetic prin care mediul global al planetei Venus ar fi modificat pentru a o face locuibilă pentru oameni. Paper AIAA-2011-7215, AIAA Space 2011 Conference & Exposition, Long Beach CA, Sept. 26–29, 2011. Adaptarea mediului actual al lui Venus pentru a susține viața umană ar necesita cel puțin trei schimbări majore la nivelul atmosferei sale:
Reducerea temperaturii suprafeței lui Venus de la 737 K (464 °C; 867 °F) la un nivel mai propice vieții. Eliminarea majorității atmosferei dense de dioxid de carbon și dioxid de sulf (9,2 MPa, echivalentul a 91 de atmosfere), prin îndepărtarea sau transformarea sa într-o altă formă. Introducerea de oxigen respirabil în atmosferă.
Aceste trei schimbări sunt strâns legate, deoarece temperatura extremă a lui Venus este cauzată de presiunea ridicată a atmosferei sale dense și de efectul de seră puternic.
Istoria ideii Ideea terraformării lui Venus a fost explorată pentru prima dată în ficțiune de scriitorul de science-fiction Poul Anderson în nuvela sa din 1954 „The Big Rain”, care face parte din .
Prima propunere științifică cunoscută de terraformare a lui Venus a fost formulată de astronomul Carl Sagan în 1961.
Înainte de anii 1960, mulți astronomi credeau că Venus are o temperatură similară cu cea a Pământului. Odată ce s-a descoperit că Venus are o densă de dioxid de carbon, generând un efect de seră semnificativ,Greenhouse effect, clouds and winds. Venus express mission, European Space Agency. unii oameni de știință au explorat ideea de a modifica atmosfera pentru a face planeta mai asemănătoare cu Pământul. Această perspectivă ipotetică, cunoscută sub numele de terraformare, a fost propusă pentru prima dată de Carl Sagan în 1961, ca secțiune finală a articolului său clasic din revista Science, unde analiza atmosfera și efectul de seră de pe Venus. Sagan a sugerat injectarea de bacterii fotosintetice în atmosfera lui Venus, care ar transforma dioxidul de carbon în compuși organici reduși, diminuând astfel cantitatea sa din atmosferă.
Cunoștințele despre atmosfera lui Venus erau încă incomplete în 1961, când Sagan a prezentat propunerea sa inițială. La 33 de ani de la această propunere, în cartea sa din 1994, , Sagan a recunoscut că abordarea sa inițială de terraformare nu ar fi viabilă, datorită densității atmosferice a lui Venus, mult mai mare decât se estimase în 1961:„Eroarea fatală a constat în faptul că în 1961 se credea că presiunea atmosferică la suprafața lui Venus era de doar câțiva bari... Astăzi știm că este de 90 de bari. Chiar dacă schema ar funcționa, rezultatul ar fi o suprafață îngropată sub sute de metri de grafit fin și o atmosferă formată din 65 de bari de oxigen molecular aproape pur. Rămâne de văzut dacă am putea supraviețui imploziei inițiale sub presiunea atmosferică sau dacă am izbucni spontan în flăcări în tot acel oxigen. Cu toate acestea, mult înainte de acumularea unei cantități semnificative de oxigen, grafitul ar arde spontan înapoi în CO2, scurtcircuitând întregul proces.”După propunerea lui Sagan, conceptul a cunoscut o atenție științifică limitată până la o revigorare a interesului în anii 1980.Berry, Adrian (1984) "Venus, The Hell-World," and "Making it Rain in Hell," Chapters 6 & 7 in The Next Ten Thousand Years, New American Library.
Abordări propuse pentru terraformare Martyn J. Fogg (1995)Landis, Geoffrey A., "Terraforming: Engineering Planetary Environments (review)" (also available here) (accessed 25 Dec, 2016). și Geoffrey A. Landis (2011) analizează o serie de abordări ale terraformării.
Eliminarea atmosferei dense de dioxid de carbon Principala provocare a terraformării lui Venus constă în atmosfera sa extrem de densă de dioxid de carbon. Presiunea la nivelul solului pe Venus este de 9,2 MPa (91 atm; 1.330 psi). Acest lucru, combinat cu efectul de seră puternic, duce la o temperatură la suprafață cu sute de grade Celsius mai ridicată decât ar fi suportabilă pentru orice formă de viață semnificativă. Ca urmare, toate strategiile propuse de terraformare a lui Venus se concentrează pe eliminarea majorității dioxidului de carbon din atmosferă.
Abordări biologice Metoda propusă de Carl Sagan în 1961 presupune folosirea algelor modificate genetic pentru a fixa carbonul în compuși organici. Deși această abordare este încă luată în considerare în discuțiile despre terraformarea lui Venus, descoperirile ulterioare au demonstrat că mijloacele biologice singure nu ar fi suficiente pentru a obține succesul.
Lipsa hidrogenului: Producția de molecule organice din dioxid de carbon necesită hidrogen, care este extrem de rar pe VenusKelly Beatty, J (ed.) (1999) The New Solar System, p176, CUP, . Deoarece planeta nu are o magnetosferă protectoare, atmosfera sa superioară este expusă eroziunii directe a vântului solar, pierzând cea mai mare parte a hidrogenului inițial în spațiu.
Condiții extreme de temperatură: După cum a observat Carl Sagan, orice carbon legat în molecule organice ar fi transformat rapid înapoi în dioxid de carbon de mediul fierbinte de la suprafață. Răcirea lui Venus ar deveni posibilă doar după îndepărtarea majorității dioxidului de carbon din atmosferă.
Deși există un consens general că Venus nu ar putea fi terraformată exclusiv prin introducerea biotei fotosintetice, utilizarea organismelor fotosintetice pentru a produce oxigen în atmosferă rămâne o componentă importantă a altor metode propuse de terraformare.
Captarea în carbonați Pe Pământ, majoritatea carbonului se află sub formă de sau circulă prin diferite etape ale ciclului carbonului, cu o cantitate mică prezentă în atmosferă sub formă de dioxid de carbon. Pe Venus, situația este inversă: o proporție semnificativă din carbon se regăsește în atmosferă, în timp ce o cantitate relativ mică este stocată în litosferă. Ca urmare, multe strategii de terraformare se concentrează pe eliminarea dioxidului de carbon din atmosferă prin intermediul reacțiilor chimice care îl capturează și îl transformă în minerale carbonate stabile.
Modelarea evoluției atmosferice a planetei Venus, realizată de astrobiologii Mark Bullock și , sugerează că echilibrul dintre atmosfera actuală densă, cu 92 de bari, și mineralele prezente la suprafață, în special oxizii de calciu și magneziu, este unul destul de instabil. Acești ultimi compuși ar putea acționa ca un rezervor natural de dioxid de carbon și dioxid de sulf, prin transformarea lor în carbonați. Conversia completă și saturarea mineralelor de la suprafață ar duce la o scădere a presiunii atmosferice și la o oarecare răcire a planetei. Una dintre stările finale posibile, modelată de Bullock și Grinspoon, indică o presiune atmosferică de 43 de bari (42 atm; 620 psi) și o temperatură la suprafață de 400 K (127 °C; 260 °F). Pentru a converti restul dioxidului de carbon din atmosferă, ar fi necesară expunerea artificială a unei porțiuni mai mari din scoarță la atmosferă, permițând o conversie mai extinsă în carbonați. În 1989, Alexander G. Smith a propus terraformarea lui Venus prin răsturnarea litosferei, facilitând astfel conversia scoarței în carbonați. Landis (2011) a calculat că ar fi necesară implicarea întregii scoarțe, de la suprafață până la o adâncime de peste 1 km, pentru a expune suficientă rocă pentru a converti o cantitate semnificativă din atmosfera bogată în dioxid de carbon.
Formarea naturală a din minerale și dioxid de carbon este un proces extrem de lent. Cu toate acestea, cercetările recente privind captarea dioxidului de carbon în minerale carbonatice, în contextul atenuării încălzirii globale pe Pământ, demonstrează că acest proces poate fi accelerat semnificativ (de la sute sau mii de ani la doar 75 de zile) prin utilizarea unor catalizatori, cum ar fi de polistiren. Prin urmare, s-ar putea teoretiza că tehnologii similare ar putea fi utilizate și în contextul terraformării pe Venus. De asemenea, este important de reținut că reacția chimică care transformă mineralele și dioxidul de carbon în carbonați este exotermă, producând, în esență, mai multă energie decât cea consumată de reacție. Acest lucru deschide posibilitatea de a crea procese de conversie auto-amplificatoare, cu potențial de creștere exponențială a ratei de conversie până când cea mai mare parte a dioxidului de carbon atmosferic poate fi convertită.
Bombardarea lui Venus cu magneziu și calciu rafinat provenind din surse exterioare planetei ar putea, de asemenea, să sub formă de carbonați de calciu și magneziu. Cantitatea necesară ar fi de aproximativ 8 kg de calciu sau 5 kg de magneziu pentru a transforma tot dioxidul de carbon din atmosferă. Această cantitate uriașă ar necesita o operațiune de minerit și rafinare a mineralelor la scară largă, probabil pe Mercur, care este bogat în resurse minerale. De fapt, 8 kg reprezintă de câteva ori masa asteroidului 4 Vesta (cu un diametru de peste 500 de kilometri).
Injectare în rocă bazaltică vulcanică stanga|miniatura|Concepția artistică a unei Venus terraformate, centrată în jurul Afroditei Terra. Proiecte de cercetare din Islanda și statul american Washington au demonstrat că este posibilă eliminarea unor cantități semnificative de dioxid de carbon din atmosferă prin injectarea sa la presiune ridicată în formațiuni bazaltice poroase subterane, unde dioxidul de carbon se transformă rapid în minerale solide inerte.
Alte studii estimează că un metru cub de bazalt poros poate capta 47 de kilograme de dioxid de carbon injectat. Pe baza acestor estimări, ar fi necesar un volum de aproximativ 9,86 × 10 9 km3 de rocă bazaltică pentru a capta tot dioxidul de carbon din atmosfera lui Venus. Acest volum este echivalent cu întreaga crustă a planetei Venus până la o adâncime de aproximativ 21,4 kilometri. Un alt studiu a concluzionat că, în condiții optime, în medie, 1 metru cub de rocă bazaltică poate capta 260 kg de dioxid de carbon. Scoarța lui Venus are o grosime de aproximativ 70 de kilometri, iar planeta este dominată de caracteristici vulcanice. Suprafața sa este formată în proporție de aproximativ 90% din bazalt, iar aproximativ 65% constă dintr-un mozaic de câmpii de lavă vulcanică. Prin urmare, ar trebui să existe volume ample de straturi de rocă bazaltică pe planetă, cu un potențial foarte promițător pentru .
Cercetările au demonstrat, de asemenea, că în condițiile de temperatură și presiune ridicate din mantaua planetei, dioxidul de siliciu, cel mai abundent compus/oxid din manta (atât pe Pământ, cât și, probabil, pe Venus), poate forma carbonați stabili în aceste condiții. Acest lucru deschide posibilitatea de a capta dioxidul de carbon în mantaua planetei.
Introducerea hidrogenului