A Vénusz terraformálása

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Művészi elképzelés a terraformált Vénuszról (szerző: Ittiz)

A Vénusz terraformálása egy grandiózus elképzelés az égitest Földszerűvé alakításáról; a folyamat – mint általában a terraformálás – célja, hogy a végére a bolygó űrruha nélkül járhatóvá és lakhatóvá váljék.

Az első komoly terveket – még a Vénusz űrszondás felderítése előtt – Carl Sagan vetette fel az 1961-es the Planet Venus című Science-cikkében.[1] Miután azonban fény derült a meglehetősen mostoha helyi viszonyokra, az érdeklődés inkább a Hold és a Mars irányába tolódott el. A benépesítésre alternatív elképzelések is születtek, amelyek nem igénylik a felszíni környezet átalakítását, inkább a földihez hasonló nyomású és kedvező széljárású magaslégkörben képzelnek el lebegő városokat, akár mint a terraformálás első lépését. Ilyen megoldást vet fel például Geoffrey A. Landis 2003-as[2] vagy Nancy Attkinson 2008-as[3] cikke.

A felszín lakhatóvá tétele a Vénusz légkörének erőteljes módosítását igényli: jelenleg nincs benne oxigén, az erőteljes üvegházhatás 450 °C körül tartja a hőmérsékletet, a légnyomás a földi 90-szerese. A bolygóról hiányzik továbbá a víz. Ezen problémák orvoslásával szinte mindegyik javaslat foglalkozik.

Egyes felvetések kitérnek még a bolygó lassú tengelyforgására (ami miatt két napkelte között nagyjából 117 földi nap telik el), amit a forgás felgyorsításával vagy tükörrendszer kiépítésével orvosolnának. A magaslégkör gyors áramlása a lebegő városokat képessé tenné, hogy 4 földi nap alatt körbevitorlázzák a bolygót, ami már egy elviselhetőbb nappal-éjszaka ciklust eredményez. Természetes mágneses tér hiányában szintén felmerül a napszél és a kozmikus sugárzás elleni védelem szükségessége is.

A Vénusz mint célpont értékét emeli, hogy mérete és tömegvonzása a Földéhez hasonló, továbbá hogy ez a legközelebbi bolygó, így gyorsabban elérhető a Földről, mint a Mars.

Besugárzási viszonyok[szerkesztés]

A Vénusz annyival közelebb kering a Naphoz, hogy kétszer annyi napsugárzást kap, mint a Föld. A bolygó lehűtéséhez és a hőmérséklet szinten tartásához valahogyan korlátozni kell az elnyelődést.

Árnyékolás[szerkesztés]

Az egyik lehetőség egy (vagy több) nappajzs felállítása, amit ha a Vénusz és a Nap L1 Lagrange-pontjában helyeznek el, akkor egyszerre árnyékolhat, illetve nyújthat védelmet a napszél és a káros napsugárzás ellen.[4] A nappajzs felületét pedig akár napelemekkel is be lehetne fedni.

A nappajzsok építési technikája azonban ma még nem létezik, ráadásul ez négyszerte akkora átmérőjű kellene legyen, mint a Vénusz maga, tehát nagyjából 40 ezer km átmérőjű objektumcsoportról lenne szó. Ez méretében nagyjából 400 ezerszer(!) akkora, mint a Nemzetközi Űrállomás. Egy egyszerű pajzsot ráadásul a fénynyomás miatt komplikált a megfelelő pályán tartani.

A napszakok problémáját is megoldaná az a megoldás, miszerint egy poláris pályára állított, a Nap látszólagos mozgásával szinkronban levő tükörrendszer a nappali oldal egy részén árnyékolást, míg a másikon megvilágítást biztosítana. A tükröket a fénynyomás segítségével tarthatnák 30 fokban megdőlve.[5] Paul Birch[6] ehhez még egy olyan nappajzsot képzel el, amely összekapcsolt tükrök segítségével és a fény ide-oda verésével küszöbölné ki a fénynyomás problémáját. A pajzsból kilépő fénynyaláb 4 fokkal térne el az eredeti irányától, részben kikerülve a bolygót.

Bradley C. Edwards javaslata[7] szerint gyűrűt kellene létrehozni a bolygó körül, amely elnyelné a napsugárzás egy részét. A gyűrű több rétegű is lehet (több gyűrű is képezhető), illetve megfelelő műanyagok használatával az is elérhető, hogy bizonyos hullámhosszok azért elérjék a felszínt.

További lehetőségek[szerkesztés]

A felszínen elhelyezett tükrök vagy akár fényvisszaverő magas légköri ballonok is enyhíthetik valamelyest a besugárzási problémát. Ez utóbbiból temérdek mennyiségűt kellene felbocsátani. Geoffrey A. Landis elképzelése[2] szerint a Vénuszon lebegő városokat lehetne létrehozni, amelyek a légkört lassan átalakító bázisként működhetnek, illetve megfelelő számban a fényvisszaverő erejük is jelentős lehet. Ha ezek szénalapú vegyületekből, mondjuk grafénból vagy nanocsövekből készülnének, akkor az alapanyagot a Vénusz szén-dioxidban gazdag légköréből ki lehetne nyerni. Birch elemzése alapján az ilyen kolóniák azonnal hasznot hajthatnának, és további beruházásokat ösztönöznének a planétán.

A légkör átalakítása után számításba jöhet a felszín albedójának megváltoztatása világos színű, vagy fényvisszaverő anyaggal való bevonása. Az anyagmennyiség itt is hatalmas és a most meglevő, több kilométeres vastagságú felhőréteg eltűnéséig nem sok haszna lenne. (A felszín a felhők miatt jelenleg kevesebb fényt kap, mint a földi.)

Ezen megoldások előnye, hogy már meglevő technikai tudásra építenek, de egyben túl is kellene szárnyalniuk a jelenlegi felhők 0,65-ös albedóját, hogy érzékelhető javulás következzen be.

A légkör módosítása[szerkesztés]

Mikroorganizmusok segítségével[szerkesztés]

Carl Sagan 1961-es eredeti javaslatában génmódosított baktériumok munkájával kötötte volna meg a légköri szén-dioxidot.[1] Habár ez a megoldás még manapság is felbukkan egyes elképzelésekben, a későbbi elemzések rávilágítottak, hogy a Sagan-féle eljárás nem működhet.[8] A szerves vegyületek létrehozásához egyrészt szükség lenne hidrogénre. Ez a Földön víz formájában nagy mennyiségben elérhető. A Vénusz azonban az idők folyamán szinte teljes vízkészletét elvesztette, mivel nincs mágneses mezeje, ami azt a felső légkörben megvédte volna a napszéltől.

A létrejövő szerves vegyületek továbbá nem lennének hosszú életűek a Vénusz forró közegében, és csakhamar visszaalakulnának szén-dioxiddá. A Vénusz addig pedig nem hűlne jelentősen, amíg a légköri szén-dioxid nagyobb része el nem tűnik. 23 évvel később megjelent Pale Blue Dot című írásában Sagan maga is belátta, hogy az elgondolása már csak azért sem működőképes, mert a légkör annál sokkal sűrűbb, mint ahogy azt eredetileg gondolták.[8]

Megoldás lehet viszont, ha a szén-dioxidot megkötő növényzetet léghajókon helyezik el. Az ilyen kolóniák külső burka önmagában is visszaverheti a beérkező napsugárzás egy részét az űrbe. A légkörben 1,2×1020 kg tömegű szén-dioxid van jelen, így hatalmas mennyiségű hidrogénre és rengeteg kolóniára lenne szükség.

Hidrogénimport[szerkesztés]

A Bosch-reakció révén a légkörbe juttatott hidrogén szervetlen úton is elreagálhat a szén-dioxiddal, és végeredményként grafit és víz jönne létre. A teljes légkör átmosásához 4×1019 kg hidrogénre lenne szükség; ennek forrását a külső Naprendszerben érdemes keresni. (Mivel a terraformálás viszonylag rövid idő alatt lefolyhat, ezért a napszél-erózió negatív hatása elhanyagolható.) A keletkező víz csak 10%-a lenne a földi vízkészletnek, de a domborzati viszonyok miatt a felszínnek így is 80%-át beborítaná.[6]

A fennmaradó, mintegy 3 atmoszféra nyomású légkör nagyrészt nitrogénből állna, és a Henry-törvény alapján még tovább ritkulna, ahogy feloldódik belőle valamennyi az óceánban.

Karbonátképzés[szerkesztés]

Magnézium- és a kalcium-karbonátokban is megköthető a légköri szén-dioxid. A művelet 8×1020 kg tiszta kalciumot vagy 5×1020 kg tiszta magnéziumot igényelne, aminek az előteremtése hatalmas bányászati és feldolgozóipari feladat.[9] A szükséges kalcium tömege néhányszorosan felülmúlja a Vesta tömegét.

Mark Bullock szerint[10] a felszín alatt lehetnek még rejtett magnézium- és kalcium-oxid készletek, amelyeket felhozva a szén-dioxid és a kén-dioxid egy része megköthető lenne. A szerző egyik modelljében a végeredmény egy 43 atmoszféra nyomású, 400 kelvines felszíni hőmérsékletű légkör.

Jégbezárás[szerkesztés]

Birch[6] nappajzsot vetne be a Vénusz teljes árnyékba borítására és lehűtésére, illetve a légkör nyomásának folyamatos csökkentésével olyan körülményeket teremtene, hogy szén-dioxid megfagyhasson. Ez 5,185 baros nyomást és 216,85 kelvines hőmérsékletet feltételez. A kialakuló jégmezőket le lehetne takarni, hogy a rájuk nehezedő nyomás később szilárd állapotban tartsa a szén-dioxidot, vagy a szárazjeget ki lehetne fejteni, és apránként elhordani a bolygóról. A nappajzs átalakításával ekkor újra napfényt engednének a bolygóra, hogy az visszamelegedhessen az ember számára kellemes hőmérsékletűre. Az élet beindulásához szükséges hidrogént és vizet a Szaturnusz egyik idetérített jégholdjából lehetne biztosítani. A 3,5 bar nyomású nitrogén-légkör egy részét viszont még valamilyen formában meg kellene kötni.

Eltávolítás[szerkesztés]

Az eltávolítás több módon is lehetséges, de egyik módszer sem mutatkozik elegendően hatékonynak.

A bolygón a szökési sebesség túlságosan nagy ahhoz, hogy a légkört aszteroida becsapódások révén egyszerűen el lehetne fújni. Pollack és Sagan 1993-ban kiszámolták,[8] hogy egy 700 km átmérőjű, 20 km/s-os sebességgel becsapódó test is kevesebb, mint a légkör egy ezrelékének eltávolítására lenne elég, tehát nagyszámú ütköztetésre lenne szükség. A becsapódások ereje azonban törvényszerűen beindítaná a vulkáni tevékenységet és a kigőzölgés vélhetően visszapótolná az elfújt mennyiséget. A kilökött gáz ráadásul a Vénusz közelében marad, és minden esély megvan arra, hogy egy részét a bolygó később újra befogja.

A lassú tengelyforgás nem kedvez az űrliftek építésének, mivel a geostacionárius pálya túl messze esik a felszíntől. Az elektromágneses katapult (űrágyú) használata szintén nem praktikus, mivel a sűrű légkör fékező ereje túlságosan nagy. Alternatívaként szóba jöhet az ágyúk léghajókra vagy magas tornyokra telepítése. Elképzelhető még egy űrig érő torony építése, és az azon keresztüli kiszivattyúzás.

Tengelyforgás[szerkesztés]

A bolygó jelenleg lassabban fordul meg a tengelye körül (243 földi nap), mint amennyi idő alatt megkerüli pályáján a Napot (224,7 nap). A napszakok ettől eltérően alakulnak: két napkelte között 116,75 földi nap telik el. Még ez az idő is túl hosszú azonban ahhoz, hogy a földi élőlények könnyen alkalmazkodhatnának hozzá. A mágneses tér hiányának oka – a dinamóelv alapján – részben a lassú tengelyforgásban is kereshető.

A megfelelő napszakok kialakításához azonban nem kell feltétlenül megváltoztatni a tengelyforgási sebességet, elegendő egy megfelelő tükör- és árnyékoló rendszert kiépíteni. Ez fényt adna az éjszakai oldal egy részének, miközben a nappali oldal egy részét leárnyékolná. Paul Birch[6] ehhez egy poláris pályán keringő tükröt javasol, amely kiegészítené az L1-pontban felállított nappajzsot.

A tengelyforgás megváltoztatása már lényegesen nagyobb energiabefektetést igényel, mint a tükörrendszer kiépítése, vagy akár az előbb említett légköri műveletek bármelyike. Úgy tűnik, hogy 100 kilométernél nagyobb átmerőjű égitestek közelrepülése képes jelentősen megváltoztatni a pályát, illetve a tengelyforgást.[11] A rakétaelv alapján elektromágneses katapultok (űrágyúk) használatával is fel lehetne pörgetni a Vénuszt: G. David Nordley így érné el, hogy egy vénuszi nap (napkeltétől napkeltéig) 30 földire rövidüljön.[12] Az elképzelést Birch is vizsgálta.[13]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. a b Sagan, Carl (1961). „The Planet Venus”. Science. DOI:10.1126/science.133.3456.849.  
  2. a b Landis, Geoffrey A. (2003. Feb. 2-6). „Colonization of Venus”. Conference on Human Space Exploration, Space Technology & Applications International Forum, Albuquerque NM.  
  3. Nancy Atkinson: Colonizing Venus With Floating Cities. Universe Today, 2008. július 16. (Hozzáférés: 2011. július 4.)
  4. Zubrin, Robert. Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization (1999) 
  5. Fogg, Martyn J.. Terraforming: Engineering Planetary Environments. SAE International, Warrendale, PA (1995). ISBN 1560916095 
  6. a b c d Birch, Paul (1991). „Terraforming Venus Quickly”. Journal of the British Interplanetary Society.  
  7. Edwards, Bradley C. Westling, Eric A. The Space Elevator: A revolutionary Earth-to-space transportation system. 2002, 2003 BC Edwards, Houston, TX.
  8. a b c Sagan, Carl. Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space (1994). ISBN 0345376595 
  9. Gillett, Stephen L..szerk.: Stanley Schmidt and Robert Zubrin: Inward Ho!, Islands in the Sky: Bold New Ideas for Colonizing Space. John Wiley & Sons, 78–84. o. (1996). ISBN 0-471-13561-5 
  10. Bullock, M.A., and D.G. Grinspoon, The Stability of Climate on Venus Archiválva 2004. szeptember 20-i dátummal a Wayback Machine-ben, J. Geophys. Res. 101, 7521-7529, 1996.
  11. Astronomers hatch plan to move Earth's orbit from warming sun, CNN.com
  12. Nordley, Gerald (1991. May). „The Snows of Venus”. Analog Science Fiction and Science Fact.  
  13. Birch, Paul (1993). „How to Spin a Planet”. Journal of the British Interplanetary Society.  

Források[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Terraforming of Venus című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

További információk[szerkesztés]

Lásd még[szerkesztés]