Терраформирование

[Bell]

А теперь давайте поговорим про воду в атмосфере. Вы говорите, что якобы её для начала хватит. Но тут встаёт такой вопрос: предложите, пожалуйста, конкретный способ, которым вы собираетесь эту воду из атмосферы выделять.

Я уже предложил: переработать в воду серную кислоту из облаков. Н2О выделить а SО3 отправить в отвал. На первых порах хватит, потом подвезти. Кислоту всё равно придётся перерабатывать, с ней не жизнь.

Строго говоря, серной кислоты там следы. И воды из нее получиться - соотвественно.
Все среды на Венере глубоко окисленные и восстанавливать их (в т.ч. до воды) нечем. Ваще нечем.

[Kweni]

Кольцо с чередующейся прозрачностью на орбите Венеры предназначено лишь для обеспечения смены дня и ночи в узкой экваториальной области

Экран в точке Лагранжа я действительно не заметил. Вопрос в том, повлияет ли это на мои рассуждения. Полосу вдоль экватора шириной в сколько именно километров вы собираетесь обеспечить сменой дня и ночи? На каком расстоянии от центра венеры вы планируете разместить кольцо с чередующейся прозрачностью ?

Еще раз повторюсь, но всю атмосферу придется выморозить до -70С, до сухого льда. При охлаждении вода замерзнет первой. Второй слой будет сухой лед.

Здесь вас ожидает маленькая неприятность. Газы конденсируются, когда их давление превысит давление насыщенного пара, а температура ниже критической. Например, если нагреть баню до 51,6 градусов и поставить там котёл с водой, вода будет испаряться, пока парциальное давление водяного пара не достигнет 100 мм ртутного столба. Если теперь остудить баню до 11,2 градусов, когда давление насыщенного пара воды 10мм, то 90% испарившейся воды сконденсируется, в основном на стенках бани.

Итак, Венера закрыта от Солнца, и атмосфера начала охлаждаться. Но у углекислого газа критические условия: температура +31 давление 72,5 атм. Это значит, что когда температура упадёт до +31 углекислый газ начнёт превращаться в жидкость, при этом атмосферное давление станет понижаться, пока не достигнет 72,5 атм. После этого температура станет падать дальше и давление тоже, а углекислотный океан - пока жидкий - будет всё больше и глубже. Как легко найти в справочнике,
при температуре -39,8    -57  -69,8 -78,5 -100,5 -119,1 -135,2
давление упадёт до 10 атм 5 атм 2атм 1атм 100мм 10мм 1мм
Причём при -56,6 градусов и давлении 5,28 атмосфер углекислотный океан замёрзнет, и дальше атмосферный углекислый газ будет конденсироваться непосредственно в твёрдую фазу, минуя жидкую.

Воды в атмосфере Венеры 0,002%, зачит, зная общее давление 92атм, получаем парциальное давление водяного пара 92*760*0,002/100=1,4 мм ртутного столба. Давление насыщенного пара для воды:
10Е-2   0,1   1   10 мм ртутного столба
-58,7   -39,8   -17,4   11,2 градусов
Значит, водяной пар на Венере начнёт конденсироваться в иней примерно при -15 градусов (что неудивительно, так как относительная влажность в атмосфере венеры при комнатной температуре получается всего лишь 1,4/30=5% против 70-90% на Земле, так что на моря, озёра и лужицы даже не надейтесь - они испарятся с пугающей скоростью), и 99,9% его сконденсируется до -58,7 градусов.  Но при этих температурах на поверхности будет жидкий углекислотный океан, и иней будет падать в этот океан. Точнее, он будет выпадать как примесь к углекислотному дождю. Поскольку углекислый газ и вода хорошо растворяются друг в друге, на выходе у вас получится не то, что вы хотели, а твёрдый слой углекислого газа с растворённой примесью 0,002% воды.

Причём, зная высоту атмосферы равной плотности для Венеры 15,9км, плотность атмосферы 65кг/куб м, плотность жидкого углекислого газа 0,925 а твёрдого 1,512, находим, что толщина слоя углекислого газа будет 1,12 километров в жидком состоянии и 680 метров в твёрдом.


А следующий сюрприз вас ожидает, SS20, когда я подсчитаю, сколько воды потребуется бактериям для связывания всего венерианского углекислого газа и окажется, что воды нужно во много раз больше, чем эти несчастные 10000куб км в атмосфере.

[Старый]

Строго говоря, серной кислоты там следы. И воды из нее получиться - соотвественно.

Как это следы? А облака из чего???

Все среды на Венере глубоко окисленные и восстанавливать их (в т.ч. до воды) нечем. Ваще нечем.

Электролизом. А вода это разве не глубоко окисленный водород?

[fagot]

Электролизом. А вода это разве не глубоко окисленный водород?

Если электролизовать водный раствор, то вода разложится на кислород и водород, а серная кислота останется. Насчет безводной кислоты точно не знаю, что там получится.

[Старый]

Если электролизовать водный раствор, то вода разложится на кислород и водород, а серная кислота останется. Насчет безводной кислоты точно не знаю, что там получится.

На одной стороне может и серный ангидрид, но на другой то точно водород? Тут главное - водород както добыть, а уж потом его превратить в воду мы сумеем...

[X]

[to Kweni]

А следующий сюрприз вас ожидает, SS20, когда я подсчитаю, сколько воды потребуется бактериям для связывания всего венерианского углекислого газа и окажется, что воды нужно во много раз больше, чем эти несчастные 10000куб км в атмосфере.

Какая-то ошибка у Вас относительно содержания воды в атмосфере Венеры, везде указывается 0,05 % (5х10-4), а не 0,002%.
М.Я. Маров "Тепловой режим атмосферы Венеры" (ч. Модели эволюции)
http://www.gordon.ru/konkurssite/texts/mmya01.pdf называет верхний предел объема воды 350000 куб. км. (это в двадцать раз больше моей цифры и в 35 Вашей) А самое главное ни одна из рассматриваемых сегодня моделей не является бесспорной, а посему возможна и модель не полного выхода воды из коры.
Теперь о потребностях бактерий.
  Основная масса углекислого газа на Земле связана в CaCO3 и угле, частично в растворена в океанах. Вода в этих процессах не связывается, а рециклируется. Если Ваш сценарий окажется правдоподобным, то для выделения воды из океана жидкого СО придется построить завод и орошать ею бактериальные поля, если конечно вода из раствора не будет выпадать в осадок в виде льда. Тогда будем добывать ее как уголь.

[fagot]

На одной стороне может и серный ангидрид, но на другой то точно водород? Тут главное - водород както добыть, а уж потом его превратить в воду мы сумеем...

А где взять кислород для сжигания водорода?, хотя он может тоже будет при электролизе выделяться. А вот если серный ангидрид, то его куда девать?, придется нейтрализовывать, тогда уж лучше сразу кислоту нейтрализовать, заодно и вода выделится.

[Старый]

А где взять кислород для сжигания водорода?, хотя он может тоже будет при электролизе выделяться.

Если не выделится при электролизе то можно добыть из углекислого газа.

А вот если серный ангидрид, то его куда девать?, придется нейтрализовывать, тогда уж лучше сразу кислоту нейтрализовать, заодно и вода выделится.

Ангидрид надо будет выкинуть. Нейтрализовать его нет смысла так как сначала прийдётся переть на Венеру щёлочь а потом всё равно кудато выкидывать полученый сульфат. Так что лучше ангидрид (вместе с углекислым газом) израсходовать в двигателях которые будут раскручивать планету.

[Kweni]

Меня в интернете не будет, наверно, до конца недели, а сейчас есть время только на несколько слов.

Какая-то ошибка у Вас относительно содержания воды в атмосфере Венеры, везде указывается 0,05 % (5х10-4), а не 0,002%.

Я проверю. Хотя скорее всего, никакой ошибки нет: просто в одних источниках проценты указываются массовые, а в других объёмные.

Основная масса углекислого газа на Земле связана в CaCO3 и угле, частично в растворена в океанах. Вода в этих процессах не связывается, а рециклируется.

Карбонаты и уголь отлагались на Земле в течение сотен миллионов лет. А вы, значит, решили попробовать повторить этот процесс за год?

 

для выделения воды из океана жидкого СО придется построить завод и орошать ею бактериальные поля,

А вы не задумывались над тем, что в океанах на Земле много золота, но почему-то никто не спешит строить заводы по добыванию его оттуда?

[X]

Я проверю. Хотя скорее всего, никакой ошибки нет: просто в одних источниках проценты указываются массовые, а в других объёмные.

Ну в конце концов это всего лишь оценки и плюс минус порядок допустим.

Карбонаты и уголь отлагались на Земле в течение сотен миллионов лет. А вы, значит, решили попробовать повторить этот процесс за год?

Ну за год никто и не предлагал, а поспособствовать этой переработке современная биотехнология технология вполне может и если подойти к этому делу разумно и энергично то почему не быстрее чем это сделала природа?

 

А вы не задумывались над тем, что в океанах на Земле много золота, но почему-то никто не спешит строить заводы по добыванию его оттуда?

Причина этого понятна, есть более дешовая альтернатива - рассыпное и рудное золото, а на Венере какая альтернатива? Тем более если создать, регулируя освещенность, локальные области на поверхности, где вода - лед, а СО2 еще газ? Вода должна из океана СО2 дифундировать в эти области. Может для этого подойдут, как и на Земле горы? Стоит подобрать режим охлаждения и вода осядет в горных ледниках прямо из газовой фазы?

[fagot]

Ангидрид надо будет выкинуть. Нейтрализовать его нет смысла так как сначала прийдётся переть на Венеру щёлочь а потом всё равно кудато выкидывать полученый сульфат. Так что лучше ангидрид (вместе с углекислым газом) израсходовать в двигателях которые будут раскручивать планету.

Да, это хороший вариант, если конечно образуется ангидрид.  А нетрализовывать не обязательно щелочью, можно и карбонатами, хоть немного их может на Венере найдется, или металлами, или оксидами металлов, да и щелочь можно при желании на месте получить. А выкинуть сульфат не проблема, он же безвредный. И вообще, сколько там кислоты?, а то может и затевать ее добычу не стоит.
А двигатели насколько я понимаю газореактивные, а то СО2 окислитель никакой, а восстановитель тем более. Какой у них будет УИ?

[Старый]

И вообще, сколько там кислоты?, а то может и затевать ее добычу не стоит.

Самому интересно узнать сколько её там. Из неё точно состоят облака, толщина их слоя примерно 20 км, но слой реденький, типа тумана. Так что наверно не очень много, но интересно бы узнать сколько именно. Пару метров осаждённой кислоты мы хоть получим?  На кислоту вся надежда, по крайней мере на первое время, ато может получиться что кроме кислоты там больше не из чего водород добыть.

А двигатели насколько я понимаю газореактивные, а то СО2 окислитель никакой, а восстановитель тем более. Какой у них будет УИ?

Не, никаких окислителей! Двигатели нагревные на солнечных концентраторах.

[ChemNavigator]

Приветствую всех!
Я тоже интересовался данной темой и даже начал соответствующую тему (проект озеленения Венеры) на своём форуме - см. здесь: http://chemnavigator.fastbb.ru/re.pl?1-00000005-000-0-0-0-1107217728-0
По поисковику вышел на Ваш форум и решил присоединиться к обсуждению!
Суть проекта - на околовенерианскую орбиту доставляется астероид из твёрдого аммиака, который затем тает и падает на поверхность. При венерианских температурах и давлении аммиак реагирует с углекислым газом с образованием твёрдых продуктов конденсации и выделением воды.
В результате серии химических реакций между NH3 и CO2 на Венере могут появиться океаны жидкой воды, температура и давление сильно упадут, углекислый газ будет замещён азотом, т.е. с химической точки зрения возможно создание условий, при которых на Венеру уже можно будет запускать фотосинтезирующие бактерии.
Подробности см. здесь - http://chemnavigator.fastbb.ru/re.pl?1-00000005-000-0-0-0-1107217728-0
Если Вы можете помочь в расчётах, буду очень признателен!

[ChemNavigator]

В частности, меня очень интересует информация о МАССЕ АТМОСФЕРЫ ВЕНЕРЫ. Нигде не могу найти.
Кто-нибудь может помочь в этом вопросе?

Зная массу атмосферы Венеры, можно рассчитать массу CO2 (97% её массы), а зная массу CO2, можно вычислить примерное количество аммиака, необходимое для связывания углекислоты по реакциям:

2 NH3 + CO2 => H2O + NH2CONH2 (мочевина)
3 NH3 + 3 CO2 => 3 H2O + (HNCO)3 (циануровая кислота)
4 NH3 + 3 CO2 => 6 H2O + C3N4 (полимер)

1) При испарении твёрдого аммиака до газообразного состояния полглощается много теплоты (=> Венера остывает)
2) Все эти реакции идут с поглощением тепла (=> Венера остывает)
3) Твёрдые продукты реакций временно образуют на Венере пылевой туман (=> Венера снова остывает - принцип "ядерной зимы")
4) Во всех указанных указанных реакциях газообразные продукты превращаются в воду и твёрдые продукты (=> давление падает)
5) Если в результате остывания температура опускается ниже 100 С, вода выпадает на Венеру в виде дождя (=> На Венере обрауются океаны, давление снова падает; кроме того, оставшийся CO2 частично растворяется в океане => давление падает ещё больше)
6) Твёрдые продукты реакций выпадают на поверхность и в дальнейшем могут послужить азотными органическими удобрениями для будущих растений, а также для насыщения атмосферы азотом.

ТАК ЧЕМУ ЖЕ РАВНА МАССА АТМОСФЕРЫ ВЕНЕРЫ?

[Kweni]

Знаете ли, Химнавигатор, я сейчас довольно скептичен в отношении интереса публики к проблеме терраформироваия. Осенью прошлого года эта тема была весьма активна, но как только у меня возникли проблемы с интернетом и я не был на форуме несколько месяцев, как все сразу же разбежались.

А что касается вашего предложения, то всё было бы хорошо, да проблема в том, что где вы найдёте астероид из аммиака.

В фантастике 20 века полно описаний типа "атмосфера планеты состояла из метана и амииака", это связано с тем, что астрономы тех времён нашли в атмосферах планет-гигантов и ядрах комет эти вещества. Но дело было в том, что аммиак легче обнаружить, чем, скажем, гелий, а более точные исследования показали, что аммиака в солнечной системе мало. Неизвестно ни одного небесного тела, основным компонентом которого был бы аммиак.

[Дем]

На самом деле вполне можно обойтись водородом - его в СС много

2 Н2 + СО2 =  Н2О + (СН2О)n (углеводы всякие)
3 Н2 + СО2 = 2 Н2О + (СН2)n (углеводороды всякие)

Но предварительно Венеру надо охладить....

[ChemNavigator]

На самом деле вполне можно обойтись водородом - его в СС много  
2 Н2 + СО2 = Н2О + (СН2О)n (углеводы всякие)
3 Н2 + СО2 = 2 Н2О + (СН2)n (углеводороды всякие)

Дело в том, что водород, в отличие от аммиака, с углекислым газом непосредственно ВООБЩЕ не реагирует (даже в жёстких венерианских условиях), и поэтому все реакции CO2 с H2 возможны только косвенным путём.

Во-вторых, если существование ледяных глыб-астероидов из твёрдого аммиака (или его смеси с обычным льдом) в космосе ещё представляется возможным, то существование астероидов,
состоящих из водорода невозможно в принципе - по целому ряду очевидных причин. По этим же причинам водород трудно собрать в больших количествах, и непонятно как его удержать
от немедленного испарения.

С аммиаком же всё обстоит значительно проще, т.к. для него транспортный "контейнер" не нужен. Кроме того, использование NH3  одновременно решает ряд венерианских проблем - т.е. её охлаждение, нейтрализация кислых облаков, снижение давления, образование океанов из воды, обогащение грунта органикой и т.д.
После введения аммиака в атмосферу Венеры реакции будут происходить в следующей последовательности:

1) Синтез из NH3 и CO2 карбамата аммония, мочевины и органических продуктов её пиролиза с выделением воды;
2) Фотосинтез (из CO2 и H2O) с образованием органики и выделением кислорода;
3) Распад азотсодержащей органики микроорганизмами в выделением N2.
Суммарное уравнение реакции:
42 CO2 + 48 NH3 => (1) => (2) => (3) => 7 C6H12O6 + 30 H2O + 24 N2 + 6 O2

Видно, что при таком соотношении NH3:CO2 конечная газовая смесь содержит 80% N2 и 20% O2, т.е. именно то соотношение, которое необходимо для нормального существования высших организмов.
Из уравнения реакции можно оценить необходимую массу аммиачной глыбы - она должна составлять ~44% от массы имеющегося CO2, т.е. примерно ~45% массы венерианской атмосферы (кстати, чему она равна - кто нибудь знает?).

А что касается вашего предложения, то всё было бы хорошо, да проблема в том, что где вы найдёте астероид из аммиака.
В фантастике 20 века полно описаний типа "атмосфера планеты состояла из метана и амииака", это связано с тем, что астрономы тех времён нашли в атмосферах планет-гигантов и ядрах комет эти вещества. Но дело было в том, что аммиак легче обнаружить, чем, скажем, гелий, а более точные исследования показали, что аммиака в солнечной системе мало. Неизвестно ни одного небесного тела, основным компонентом которого был бы аммиак.

Необязательно, чтобы это был чистый аммиак, можно использовать глыбы (кометы, астероиды и т. д.) смешанного состава - например, твёрдого аммиака с замерзшим метаном или льдом. Например, если привезти подходящую комету на околовенерианскую орбиту, то после испарения её газов в атмосферу Венеры, оставшееся каменное "ядро" можно оставить на венерианской орбите (в качестве искусственной луны).

Фактически, данный проект упирается пока только в то, что непонятно, как извлечь аммиачную глыбу с планет-гигантов (например, с того же Юпитера) - и как доставить её на околовенерианскую орбиту, - т. к. всё это потребует огромных энергий, доступа к которым у нашей цивилизации пока нет.

[X]

В частности, меня очень интересует информация о МАССЕ АТМОСФЕРЫ ВЕНЕРЫ. Нигде не могу найти.
Кто-нибудь может помочь в этом вопросе?
ТАК ЧЕМУ ЖЕ РАВНА МАССА АТМОСФЕРЫ ВЕНЕРЫ?

И не найдете. Слишком мало об атмосфере известно. Можно лишь оценить ее массу в сравнении с массой атмосферы Земли, которая весит 5,3х10(22) г. Те предположительно масса атмосферы Венеры в 100 раз больше.

[ronatu]

AM: Astrobiology Magazine sponsored a terraforming debate about Mars, and our participants pointed out that we have to understand how the Mars system works before we can start discussing things like altering the planet's environment. For one thing, the martian atmosphere is not like the Earth's atmosphere.

JBL: No, it is thinner, about a factor of about 150 times thinner. But still, about terraforming, I have some plans for that!

AM: Really? During our debate, Jim Kasting said he thought Mars could be terraformed for plants, after about 40,000 years of carbon burial, but he couldn't foresee Mars being suitable for humans until millions of years later.

JBL: I have a faster plan. The idea is you dig a big hole, maybe at a 45-degree inclination, in the Hellas crater, which is already at low altitude. Maybe you need a hole of 45 kilometers, which is not so easy. But the whole atmosphere of Mars is going to go down into the hole.

Two things would happen. First of all, the pressure at the bottom of the hole would be about 1 bar - much higher than at the surface. It would also be a much warmer temperature, because when you go down, the pressure increases and the temperature also goes up. You would have enough CO2 and enough water possibly to have a greenhouse effect and liquid water.

Salty water is liquid at several degrees lower than 0 degrees Celsius, depending on the amount of salt. In fact, salty water is much less demanding than pure water in terms of the amount of greenhouse warming needed for it to stay liquid. And life likes salty water.

Possibly, such a situation might have happened in the past on Mars, without requiring a 45 kilometer-deep hole But the combination of salt water and greenhouse warming may be needed in the future for us to sustain any life there.

http://www.spacedaily.com/news/marsexpress-05a.html

[Nixer]

Венера будет остывать до приемлемой температуры. Что-то мне подсказывает, что на это потребуется несколько тысяч лет.

Да нет, пара месяцев.