Digamos que construimos dos portales a gran escala y enviamos uno a Venus y otro a Marte como en esta pregunta, pero con portales lo suficientemente grandes como para que las tasas de flujo de masa no sean un problema, ya que nadie quiere esperar 108 000 millones de años para encontrar planetas más habitables . .
La idea es descargar parte de la atmósfera de Venus en Marte para que alcance una temperatura razonable, dejándonos así con dos planetas semiterraformados en lugar de uno solo. (el resto del exceso de atmósfera de Venus se arroja al espacio y, por lo tanto, no es parte de nuestro problema energético)
Ahora, en una de las respuestas, Demi señaló que, naturalmente, el gas fluiría hacia Venus a pesar de una diferencia de 15 000:1 en la presión atmosférica a nivel del suelo, ya que Venus se encuentra mucho más profundo en el pozo de gravedad del Sol. De ahí nuestro problema, tenemos que trasladar parte de la atmósfera de Venus a Marte, pero ¿qué central eléctrica vamos a necesitar?
Lo que me gustaría saber es: asumiendo que construimos toda una flota de compresores de aire para forzar la atmósfera de Venus hacia Marte a través de nuestro portal (idealmente antes del final del milenio), ¿cuánta energía necesitaríamos de manera realista para lograr ¿este? (asumiendo que los portales solo representan una pequeña fracción del gasto total de energía)
Editar: estos portales conservan energía e impulso, si no lo hicieran , entonces todo lo que tendría que preocuparnos es la diferencia de presión atmosférica. Pero, cuando comenzamos a agregar pozos de gravedad (energía potencial gravitacional) y velocidad orbital (energía cinética), el resultado final se vuelve... demasiado para que mi cerebro lo controle. Presumiblemente, algo malo si las respuestas actuales son algo por lo que pasar.
Establecería el portal en Júpiter y agregaría el requisito de que la atmósfera extraída se someta a destilación fraccionada. Eso permitiría tomar los gases necesarios en las proporciones deseadas para realizar la terraformación.
No necesitará gastar energía para que la atmósfera de Venus ingrese al portal, ya que existe un diferencial de presión (90 atmósferas a 0,006) El principio de Bernoulli nos da una velocidad de:
No tendrás ningún problema para que pase el aire. Obtendrá 34 706 kg por segundo por metro cuadrado de portal (518 m/s * 67 kg/m^3)
Sin embargo, (y esto es de lo que supongo que se trata la pregunta) todavía existe la diferencia de energía entre Venus y Marte de la que debe preocuparse.
La velocidad orbital mínima de Venus es de 34,78 km/s y la máxima de Marte es de 26,5 km/s. El aire pasa de unos 605 MJ/kg a 351 MJ/kg. Su portal tendrá que absorber 244 MJ/kg de la velocidad orbital. Suponiendo que el área del portal es de 1 metro cuadrado, estará disipando alrededor de 8,22 TW. No sé de qué está hecho tu portal, pero probablemente se derretirá debido a la energía absorbida, excepto por la siguiente parte.
Pero también está el costo de la energía necesaria para el cambio de altitud (del sol). En Venus, el aire tiene una energía gravitatoria de -12,2 GJ/kg. En Marte, el aire tiene una energía gravitatoria de -6,41 GJ/kg. Para llevar el aire a Marte, necesitas gastar 5,8 GJ/kg. O, con el portal anterior (1 m ^ 2, 518 m / s de velocidad baja) eso es 201TW para operar. Ahora, el calor residual de la operación lo derretirá.
Vas a gastar alrededor de 5,6 gigajulios por kilogramo de aire enviado. Si abre un portal con un área de un metro cuadrado, el aire lo atravesará a 518 m/s. Con la densidad de la atmósfera de Venus, esto significa que su portal requerirá 192TW para operar. No sé de qué está hecho, pero el calor residual probablemente lo derretirá.
Supongamos que podemos dejar de lado el tema de la gravedad, dado que ya estamos trabajando con "portales" que conectan dos puntos distantes como si fueran contiguos. (Supongo que esto tiene sentido, porque si no fuera así, abrir un extremo de un portal en cualquier lugar pero muy cerca del otro extremo causaría grandes interrupciones).
La atmósfera de Venus pesa kg y casi todo es CO₂, el más práctico de los gases de efecto invernadero. Si solo desea aumentar la temperatura en Marte, solo necesita un poco de CO₂ para un efecto invernadero, por lo que puede importar solo una cienmilésima parte de la atmósfera de Venus. Eso le daría un poco más del doble del contenido de CO₂ de la atmósfera de la Tierra. Si las presiones relativas son la única preocupación, creo que el problema será detener el flujo de salida una vez que haya abierto los portales.
Pero, por supuesto, se necesitaría una atmósfera mucho más densa para mantener el calor, y sería conveniente aumentar la presión atmosférica en Marte para que la gente pueda caminar por el exterior sin traje espacial (solo con tanques de aire respirable). Así que sería mejor importar mucho más de la atmósfera de Venus. En la superficie de Venus la presión es de 93 bar. Marte tiene el 42% de la gravedad de Venus, por lo que necesitarías más atmósfera, proporcionalmente, para lograr la misma presión en la superficie. Si su objetivo era la presión del nivel del mar en la Tierra (~1 bar), debería necesitar
Este es un cálculo extremadamente crudo, ya que las cosas no son tan claramente lineales. Además, no tengo idea de si Marte podrá conservar todo ese gas a lo largo del tiempo.
Lo más fácil para hacer un cálculo aproximado es usar la metáfora del pozo de gravedad ; en todos los cálculos que siguen a los números (como lo señala @MolbOrg) metros virtuales de 9,81 m/s^2 equivalentes. Esto significa que convertimos el campo de gravedad variable en un equivalente fijo y hacemos todos los cálculos "como si" en la superficie de la Tierra. Debido a la conservación de la energía, estos factores se pueden agregar trivialmente.
En el pozo de gravedad del Sol, Venus está a 124,9 Mm y Marte a 59,3 Mm, por lo que tenemos una diferencia de 124,9-59,3 = 65,6.
El pozo de gravedad propio de Venus tiene 5407 km, mientras que Marte tiene solo 1274 km, por lo que debe agregar otros 5,407-1,274 Mm = ~ 4,25 Mm para un total de ~ 70 Mm.
Esto significa que necesita levantar la atmósfera para que se transfiera como si la levantara 70000 km. El gasto de energía es bastante alto.
Sería mucho mejor usar Júpiter o Saturno como fuente y ganar energía en el proceso.
De lo contrario, puede volcar parte de la atmósfera de Venus muy cerca del Sol y así ganar energía; eligiendo apropiadamente el lugar donde volcar su exceso de "aire" puede compensar exactamente la energía necesaria para bombear lo que necesita para ir a Marte.
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