Recolectando la atmósfera de Venus para Terraform Mars

Dado que Marte tiene una atmósfera tan delgada, para terraformar necesitaríamos cantidades masivas de nitrógeno. ¿Tendría sentido importarlo de Venus?

Además, dado que la atmósfera de Venus es principalmente CO 2 , y podemos producir O 2 a partir de CO 2 , ¿podríamos importar O 2 también? Eso podría ser más rápido que simplemente crear O 2 usando plantas en Marte.

¿Puede explicar por qué cree que hay una ventaja en mover cantidades masivas de N2 de Venus a Marte en lugar de "usar solo plantas"? ¿Especialmente teniendo en cuenta que básicamente no tenemos forma de hacerlo en la actualidad?
Es posible que desee reconsiderar la bioquímica involucrada en el uso de plantas como fuente de nitrógeno. Y antes de comenzar a transportar petatones de O2 a través del sistema solar a Marte, es posible que desee ver este gráfico: lpi.usra.edu/education/IYPT/Mars.pdf
"y podemos hacer O2 a partir de CO2," ¿Sería eso en Venus o en la Tierra? Porque parece que en la Tierra también hay demasiado CO2.
Además de "mover" una cantidad increíble de N2 (y CO2) de Venus a Marte: tendríamos que descubrir cómo hacer que Marte sea capaz de mantener la "nueva atmósfera".
Incluso si mueve petatones de gases, la atmósfera de Marte seguirá siendo delgada, como se explica en la pregunta ¿ Por qué la atmósfera de Marte es tan delgada?
El escape atmosférico tendría lugar durante millones de años. En lo que respecta a la terraformación para la habitación humana, el problema es simplemente mover suficientes gases. (Y eso es bastante de un problema.)
@CallMeTom Supongo que habríamos tenido un método para proteger la atmósfera para entonces tal vez similar al que propusieron aquí phys.org/news/2017-03-nasa-magnetic-shield-mars-atmosphere.html
@Cornelisinspace Mi idea es que Venus recibe mucha energía solar, por lo que la procesa alrededor de Venus antes del transporte. Entiendo, asumiría que en este punto tendríamos personas allí o al menos una fuerza laboral automatizada capaz de hacer el trabajo.
@TracyMcCormick ¿Se permite algún método?
Si se pudiera crear un portal de 1 m de diámetro en las profundidades de la atmósfera de Venus que se abriera instantáneamente a Marte, ¿cuánto tiempo se tardaría en establecer una atmósfera global de 1 bar en Marte?
La atmósfera de Venus es caliente. ¿Podemos usar la energía térmica para descomponer el CO2 en carbono y oxígeno? Los alótropos SINTÉTICOS del carbono pueden ser grafito, diamante, fibra de carbono, nanomateriales de carbono, grafeno y fullerenos. ¿Todos podrían usarse en la base flotante en la cima de la nube de Venus? Esencialmente, la base estaría hecha principalmente de esos carbones, más aluminio y acero importados... No sé cómo podría funcionar todo el proceso, por lo que no es una respuesta a la pregunta original.
@Kav Bueno, mi pensamiento es al menos ciencia creíble. es decir, sé que podríamos mover la atmósfera entre los planetas, puede llevar tiempo y energía. Leí un artículo donde pensaban que podíamos congelar la atmósfera. Una vez en órbita y almacenado, usaron algo así como un cañón de riel para lanzar el gas congelado a Marte. No se necesita camión cisterna.
Los portales de @Innovine serían geniales, pero si tuviéramos eso, es posible que ni siquiera necesitemos terraformar Marte en ese punto.
@TracyMcCormick Hablando de gas congelado, ¿puedo tomar la idea del clatrato de metano? Hacer uso del dióxido de silicio en la minería de asteroides cercanos a la Tierra los convierte en el huésped del clatrato. El dióxido de carbono (CO2) a transportar queda atrapado como huésped. Dada la temperatura extremadamente fría en el espacio entre los planetas, se necesita presión para atrapar el CO2. La presión, por definición, es la fuerza dividida por el área. Si una cantidad muy pequeña de CO2 en la escala de cada molécula queda atrapada dentro del clatrato de SiO2, imagine que ese CO2 o incluso una molécula es "unicelular" dentro de la prisión del clatrato.
@TracyMcCormick El área de superficie dentro de TODO el clatrato puede ser muy grande, por lo que el conjunto puede acomodar mucho CO2. Cada CO2 "unicelular" experimenta un área de superficie muy pequeña. Si se ejerce fuerza sobre el conjunto, pueden volverse líquidos. Todo el clatrato podría dispararse con cañones de riel o con hondas desde la órbita de Venus hasta Marte. Tal vez se necesite un tirachinas intermedio y adicional cerca de la Tierra, pero creo que tienes mi imaginación. En Marte, el clatrato se rompe cuidadosamente y se libera un paquete de CO2. Todo el clatrato podría reutilizarse lanzándolos con una honda (o disparándolos) de regreso a Venus.
@TracyMcCormick La fuerza externa que se puede aplicar internamente en cada celda es el punto de inflexión y crucial de la imaginación. Apunte una radiación electromagnética que sea transparente (no absorbida) tanto para el vidrio como para el CO2 en las células, me imagino. Ningún ultravioleta, pero el sol brilla todo el tiempo en el espacio, por lo que todo el clatrato necesita una manta reflectante.

Respuestas (6)

Hay formas más fáciles de aumentar la presión atmosférica de Marte, así que no, no uses materiales de Venus. Calculé la energía requerida para levantar un kg de nitrógeno, o un kg de cualquier cosa , fuera del pozo de gravedad de Venus, y cuesta arriba a través del pozo de gravedad del sol hasta Marte. Alejarlo de Venus fue una pequeña parte del total, pero ese total fue de casi 700 megajulios , mucho más que la reacción química de 1 kg de cualquier cosa que pudiera proporcionar. ¡Cargar cosas por el pozo de gravedad solar no es fácil!

Pero hay otras maneras. Por ejemplo, hay muchos objetos que vuelan alrededor del sistema solar que contienen grandes cantidades de volátiles, como cometas y algunos asteroides, y algunos de ellos están en órbitas que no son tan difíciles de desviar a Marte como si fueran arrastrados desde Venus. El ahorro de energía es mayor que la energía necesaria para producir N 2 a partir del NH 3 en, por ejemplo, un cometa.

Dicho esto, la cantidad de energía necesaria para esta empresa actualmente está mucho más allá de lo que podemos reunir.

¡Entonces no, por múltiples razones, Venus no debería preocuparse de que alguien robe su nitrógeno!

Pensé que si íbamos a Terraformar Marte, también querríamos terraformar Venus. Estos son megaproyectos de ingeniería y, de todos modos, tendríamos que hacer algo con la atmósfera de Venus.
La masa de CO2 en la atmósfera de Venus es solo aproximadamente el doble de la masa de CO2 encerrada en las rocas carbonatadas de la Tierra. Con el enfriamiento de la atmósfera (¡no es una tarea fácil!) y la adición de Ca y Mg, podríamos precipitar el CO2 como piedra caliza y dolomita. Puede haber suficiente Ca y Mg en la corteza de Venus para ser suficiente, de lo contrario, debe traer asteroides del tipo correcto. Una vez que tienes la piedra caliza y la dolomita, las usas para construir pretenciosos edificios gubernamentales, templos y similares. ;-)

No. Mover N 2 u O 2 no tendría sentido, porque requeriría mover alrededor de un cuatrillón de toneladas de un planeta a otro, mientras que apenas hemos descubierto cómo mover una tonelada de un pozo de gravedad a otro. .

Una vez que podamos hacer ese tipo de ingeniería (elegir una tecnología favorita de la ciencia ficción), es posible que ya nos hayamos aburrido de la terraformación.

Sí, creo que para cuando queramos hacer algo como esto, tendríamos mucha automatización. Lo más probable es que si quisiéramos terraformar Marte, también querríamos trabajar en terraformar Venus. Estoy seguro de que cualquiera de los proyectos requeriría mucho tiempo y tecnología que no hemos soñado, excepto en ciencia ficción.

Me gustaría contrarrestar a los detractores. Mientras estemos soñando con la terraformación, esta parece una idea tan buena como cualquier otra.

En primer lugar, creo que hay demasiados gestos con las manos como: "Bueno, una vez que podamos hacer eso, también podríamos... hacer... algo... ¿otra cosa?" Eso plantea la pregunta, "¿Qué más?" Dos contrasugerencias, a saber, usar los elementos de la corteza marciana y usar cometas y asteroides, cada una tiene su propia consideración.

En segundo lugar, creo que la idea de terraformar nuestro sistema solar como un problema en tándem tiene mucho peso, en el que cualquier solución a los problemas de un mundo puede abordarse mejor resolviendo un problema inverso en otro mundo. Marte es demasiado frío y su atmósfera demasiado delgada. Venus es demasiado cálido y su atmósfera demasiado espesa.

¡La ciencia ficción prácticamente se escribe sola!

Aún así, consideremos las alternativas en profundidad.

Usando la corteza marciana

Es importante tener en cuenta la composición elemental de la corteza de Marte, pero una investigación patrocinada por la NASA ha sugerido que probablemente no haya suficiente CO2 en los casquetes polares y la corteza de Marte combinados para presurizar la atmósfera para un efecto invernadero (fuente ) .

Del mismo modo, el mismo artículo citado en los comentarios no indica una abundancia de nitrógeno en la corteza marciana que podamos usar para la terraformación. Ciertamente, cualquier esfuerzo serio de terraformación requeriría que maximicemos el uso de los recursos "en el suelo", pero si esos recursos no están en el suelo, solo tenemos una alternativa: tendremos que ir a otro lugar para satisfacer algunas de nuestras necesidades elementales. hacer habitable a Marte.

cometas y asteroides

Es probable que esta sea una pieza importante del rompecabezas, en gran parte porque es factible con la tecnología actual. Sabemos cómo aterrizar naves espaciales en cometas y asteroides. Del mismo modo, posiblemente podríamos producir cohetes con suficiente empuje para empujar cometas y asteroides a una órbita de impacto con Marte.

Además, los cometas y los asteroides tienen muchos materiales deseables relevantes para la terraformación. Los cometas en particular son ricos en agua, CO2, metano y amoníaco, lo que finalmente nos da el nitrógeno de la pregunta original.

Mi pregunta principal es ¿cuál sería el esfuerzo real requerido para disputar suficientes cometas y asteroides para que la atmósfera de Marte alcance una presión atmosférica similar a la de la Tierra? Probablemente haya suficiente materia prima en los diversos asteroides y cometas alrededor del sistema solar para llevar la atmósfera marciana a una atmósfera. De hecho, el artículo de la NASA citado anteriormente señala esto.

Otra idea es importar volátiles redirigiendo cometas y asteroides para que golpeen Marte. Sin embargo, los cálculos del equipo revelan que se necesitarían muchos miles; de nuevo, no muy práctico.

Entonces, la pregunta es: ¿es logísticamente más prohibitivo poner suficientes cohetes cazadores de cometas en el espacio y luego convertirlos todos en el propósito de redirigir las órbitas de varios cuerpos pequeños que transportar la atmósfera de Venus a Marte? No estoy seguro, pero al menos consideremos la alternativa.

volver a venus

Una de las principales objeciones aquí es el costo de sacar la atmósfera del pozo de gravedad de Venus. Sin embargo, este es un problema central para la mayoría de los problemas de ingeniería a escala planetaria con muchas soluciones propuestas diferentes. Me gustaría llamar la atención sobre el humilde skyhook . Claro, no es tan llamativo como una fuente espacial o un ascensor espacial, pero podría ser perfecto para minar la atmósfera venusiana a escala.

En su descenso a la atmósfera, un extremo del skyhook podría comenzar a bombear material. En el ascenso, podría liberarlo en una órbita más alta donde podría ser recogido y presurizado por un tanque orbital. Desde allí, podría ser enviado a Marte.

Por supuesto, presurizar un cuatrillón de toneladas de atmósfera y enviarla a través del sistema solar no es una hazaña. Y sí, un gancho celestial para Venus sería la hazaña de ingeniería más grande que nuestra especie haya logrado hasta ahora. Por supuesto, también lo sería poner miles de cohetes que mueven cometas en el espacio profundo. La pregunta es, ¿cuáles son los pros y los contras relativos de cada enfoque?

La gran ventaja de Venus es que comenzamos el proceso de adelgazamiento de la atmósfera de Venus, que es un importante proyecto de terraformación por derecho propio. Otra ventaja que veo sobre la minería de cometas es que es solo un gran problema del que preocuparse, en lugar de miles de pequeños.

¡Encuentro convincente la ciencia exacta y los números en su respuesta! No se parece en nada a ese tipo del traje azul que agita las manos.
¿Por qué no regresar a la Tierra por un skyhook? Hay suficiente N2 aquí, y el skyhook también debe hacerse en la Tierra.
No es necesario un camión cisterna una vez que el material está en órbita. Simplemente colóquelo en el ángulo y la velocidad correctos, y se transferirá a Marte. Usa un cañón de riel o algo como SpinLaunch.
Te escucho en el gif, @PcMan. Aún así, si no puedo divertirme un poco mientras soy un científico de sillón compitiendo por puntos de Internet falsos, ¿por qué molestarme? ;)
@Cornelis: mi razón principal para no recolectar de la Tierra es, bueno, prefiero no hacer que nuestro único hogar sea inhabitable sin darme cuenta. Ya hemos visto cómo los cambios sutiles en la composición atmosférica pueden afectar el clima.
@ ChrisB.Behrens: punto sólido. La idea del camión cisterna interplanetario es probablemente el resultado de demasiados videojuegos y muy poco estudio de la física. :) Espero que una vez que tengas la atmósfera en órbitas más altas, haya una variedad de formas creativas de transportarla.
Si el gas fuera lo suficientemente denso y frecuente, trazaría una línea azul punteada a través del cielo desde Venus hasta Marte.
Si desea obtener material para aumentar la atmósfera de Marte (para la terraformación), lo mejor sería extraer uno de los asteroides más grandes como Ceres o Vesta, o una de las lunas más externas de Júpiter o Saturno, que requieren minúsculo delta-v para enviar material en una órbita que cruza Marte. (la llegada puede ser un poco violenta)
recuerda toda la idea de poder terraformar ambos planetas. Resolver el problema de Venus puede ayudar a arreglar la delgada atmósfera de Marte.

No usaría los gases de Venus para Marte, pero los usaría para rotar estaciones espaciales entre la Tierra y Venus. Las distancias no serían tan grandes y no tenemos que preocuparnos de cómo llevamos cantidades masivas a Marte.

Muchos de ustedes pueden soñar con cilindros gigantes de O'Neil, pero el elefante en la habitación es la pregunta: "¿De dónde viene el aire para una estructura que alberga a miles de personas?" Los hábitats entre la Tierra y Venus pueden usar un suministro de energía constante de paneles solares y serían fáciles de alcanzar desde la Tierra y la Luna. Sin embargo, la atmósfera de Venus podría albergar un enjambre de hábitats espaciales que un proyecto de terraformación en Marte.

Cuando se trata de obtener una atmósfera en Marte, como ya se dijo en la discusión, usaría cometas, porque en su mayoría están hechos de agua, amoníaco, CO 2 -hielo, sílice y otros metales alcalinos abundantes. Podríamos arrojarlos a Marte. Los hielos se derretirían y liberarían los gases y suministrarían a Marte más agua. Debemos saber que aquí en la tierra, la mayor parte de nuestro aire respirable proviene de algas, espigas, plancton y bacterias en los océanos.

Un imán estacionario en el punto L1 y el uso de gases de hidrocarburo fluorado procesados ​​de la corteza de Marte también ayudan a obtener una atmósfera cálida.

Esto no parece responder a la pregunta de cómo llevar la atmósfera de Venus a Marte. Tampoco aborda directamente por qué esta podría no ser una opción práctica.
Causa lo que estoy tratando de decir, hay mejores formas de obtener una atmósfera para Marte y un mejor uso para la atmósfera de Venus. La respuesta a la pregunta es: No lo hacemos, las alternativas son mejores
@ERROR404 ¡Bienvenido a Stack Exchange! Lo que hace que los sitios SE funcionen tan bien es una adherencia bastante estricta al formato de preguntas y respuestas. Si la pregunta fuera "¿Cuáles son las formas de hacer X?" entonces esto podría ser una respuesta. Pero cuando la pregunta es tan específica como esta, las respuestas generalmente deben abordar la pregunta tal como se formuló. Esta publicación de respuesta realmente se aleja de la pregunta en varias ideas, y en realidad no contiene enlaces de apoyo que los respalden con ciencia. Por ejemplo, ¿cómo podría un "imán estacionario en el punto L1" "ayudar a obtener una atmósfera cálida"?

Terraformar Marte sería una tarea inútil ya que la atmósfera que le darías se corroería sin una esfera electromagnética que protegiera al planeta de los vientos solares. Y decir que podría emprender una misión tan masiva tomándola de Venus sería extremadamente antieconómico como se dijo anteriormente. También recuerda cuán volátiles pueden ser los vientos en Venus. Digamos que puedes terraformar Marte y quieres hacerlo aunque sabes que cualquier atmósfera que hagas simplemente desaparecerá lo suficientemente pronto, el planeta está muerto y los humanos del futuro distante nos condenarían por desperdiciar recursos en una magnitud tan grande.

¿Corroer o erosionar?
Pensaría que habrían resuelto este problema incluso antes de considerar modificar la atmósfera, por ejemplo, este artículo de hace unos años. phys.org/news/2017-03-nasa-magnetic-shield-mars-atmosphere.html

Sí, podrías hacer eso. Se necesitaría una flota de aviones espaciales térmicos nucleares autónomos. Básicamente, los aviones espaciales se sumergen en la atmósfera utilizando turbinas calentadas externamente con aire ambiental como propulsor mientras absorben y comprimen la atmósfera ambiental. Usa una porción de la atmósfera que acabas de recolectar para dejar el pozo de gravedad y transportarla a un depósito gigante cercano. El depósito se acerca a Marte y luego deja caer pequeños botes de hierro para impactar la superficie llena de atmósfera presurizada de Venus. El depósito se recarga en botes de hierro desde un controlador de masa hasta montar olympons. Necesitaría cientos de estos depósitos, miles de aviones espaciales autónomos y décadas de trabajo constante. Para ser claros, estos depósitos hacen que los portaaviones parezcan una canoa.

Para todos los que dicen que el viento solar y el campo magnético de Marte, bla, bla, bla, simplemente cállense. No es un problema. Un satélite entre Marte y el Sol de unos pocos teslas es más que adecuado para proteger a Marte. Seguro que el satélite necesitará mantenimiento, pero la purga de la atmósfera ocurre durante millones de años, y no es tecnológicamente difícil hacer un satélite, solo económicamente difícil. La verdadera pregunta es, ¿por qué diablos alguien querría terraformar algo para empezar? Los hábitats espaciales giratorios se pueden convertir en un paraíso. Al diablo con acercarte a lo bueno, elige genial en su lugar. Los hábitats espaciales son objetivamente mejores en todos los sentidos en comparación con un planeta.

No entiendo muy bien lo que quieres decir. ¿Puedes resumir tus dos párrafos en unas pocas oraciones? Tengo entendido que está proponiendo enviar el CO2 de Venus a Marte.
Sí, es posible transportar la atmósfera de Venus a Marte para la terraformación. Es una idea muy estúpida terraformar cualquier cosa, ya que los hábitats espaciales giratorios son objetivamente mejores.
@VladimirSilver Creo que los hábitats espaciales rotativos son una buena idea. Pero incluso con hábitats espaciales, aún necesitaría llenarlos con n2 y o2 que deben provenir de alguna parte. El uso de Venus también puede ayudar allí y reducir aún más la presión atmosférica. Pero algunas personas pueden preferir vivir en planetas.
Como he dicho. Aviones espaciales térmicos nucleares sumergiéndose en la atmósfera de Venus. Titán también funcionaría. Gravedad mucho menor pero también mucho más lejos. Un avión espacial usaría una gran parte de su propulsor dejando el pozo de gravedad de Venus, razón por la cual usas un contenedor grande para almacenar lo poco que queda. Es un proceso acumulativo lento. Una alternativa es construir espejos espaciales gigantescos dirigidos a una pequeña porción de la atmósfera para causar ionización térmica y luego un imán gigante para recolectar los iones. Los aviones espaciales son un enfoque mucho más directo.
Los planetas no son sostenibles, ni son ideales. Desperdician masa, desperdician energía y albergan todo tipo de cosas desagradables como enfermedades y desastres naturales. Algunas personas pueden preferir vivir en una caja de cartón, pero eso no significa que su opinión deba interferir con la construcción de casas. Los planetas apestan.