¿Se puede hacer habitable a Venus?

Hasta cierto punto, podemos responder a la pregunta sobre las herramientas actualmente disponibles para la vida, utilizando principios físicos básicos, y la respuesta es "no". Esto requiere consideración de la atmósfera de Venus y la naturaleza de la fotosíntesis . El objetivo de la terraformación sería principalmente secuestrar (o "bloquear") la atmósfera adicional. Así que principalmente necesitamos tomar el CO$_2$y ponerlo en compuesto. La fotosíntesis hace esto en principio, pero la reacción no podría ser completa en Venus.

Los organismos que realizan la fotosíntesis en la Tierra básicamente operan en un sistema abierto. Hay muchas reacciones involucradas, pero puede "limitar" el proceso para ver solo lo que entra y lo que sale. En la siguiente notación, D es un donante de electrones, que es básicamente oxígeno en lo que a nosotros respecta.

Entra:

• 2nCO$_2$;
• 2n DH$_2$- básicamente H$_2$O;
• fotones;

sale:

• 2(CH$_2$O)$_n$;
• 2n DO - básicamente O$_2$.

Idealmente, nos gustaría un ambiente donde todos los reactivos sean abundantes, y donde también haya un ambiente diverso de otros elementos que contengan las especies intermedias. Por ejemplo, en la Tierra nos gusta usar el llamado fertilizante "NPK", que significa nitrógeno, fósforo y potasio.

Ahora veamos qué tan bien se ajusta el entorno de Venus a eso. Tendremos que limitar esto a la atmósfera superior, porque la superficie está demasiado caliente para la vida tal como la conocemos. Hay otras preocupaciones, como la cantidad de luz que recibe y otras especies tóxicas que estarían menos presentes en la atmósfera superior. Pero la Tierra tiene algunos organismos flotantes en sí (aunque no fotosintetizando).

Venus "puntuación" para las plantas:

• CO$_2$- genial, demasiado incluso;
• fotones: genial, mejor que la Tierra;
• H$_2$O - fallar;
• nitrógeno - fallo (el N$_2$la forma no es suficiente);
• fósforo - falla;
• potasio - fallar.

Aquí está la composición real de la atmósfera de Venus.

Es posible que en realidad no sea necesario eliminar el nitrógeno. Aquí está mi cálculo de la N$_2$masa:

En comparación, la masa de la atmósfera terrestre es$5 \times 10^{18} kg$con aproximadamente ^2/3 _de nitrógeno . Es concebible que algo pueda vivir en un planeta con 10 veces más nitrógeno. De todos modos, la principal preocupación es el CO.$_2$, que es la razón por la cual la superficie está a una gran presión y temperatura.

La siguiente pregunta es: ¿no podemos simplemente hacer la fotosíntesis y reciclar el agua? La verdadera razón por la que no puede hacer esto es la naturaleza de los azúcares, que generalmente tienen una fórmula como C$_x$H$_2$$_x$O$_x$. Esta es la forma que nos da la fotosíntesis para encerrar el carbono extra. Pero aquí hay un problema: no es solo el carbono. También tiene oxígeno, y más problemáticamente hidrógeno. Se quedará sin hidrógeno si almacena el producto como azúcar. Las plantas dejan de ser útiles aquí. ¡No se puede diseñar una planta para producir estructuras de carbono puro!

El proceso real que querrías es algo que use fotones para convertir CO$_2$en una estructura sólida, con solo una pequeña cantidad de oxígeno gaseoso producido como subproducto y sin agua. ¿Cómo? Podrías usar plantas como parte del proceso en un ecosistema cerrado que flota en la atmósfera abierta de Venus. Pero entonces tendrías que refinar los productos vegetales a una pureza extraordinaria para que no te quedes sin hidrógeno. Pero cualquiera que sea el sistema que use, también tendría que ser flotante y autorreplicante debido a la gran escala. Ahí es donde la discusión se vuelve loca.

El problema es mucho más de la era espacial que simplemente diseñar algunas algas y arrojarlas a la atmósfera (no hay agua). Sus opciones están limitadas a:

• traer material de otras partes del sistema solar;
• ingeniería de vida artificial para secuestrar carbono desde la base ;
• algún tipo de ecosistema aislado flotante, autónomo, robótico, autorreplicante con un rendimiento de procesamiento químico sorprendente.

Ninguna de estas son ideas sobre las que podamos especular inteligentemente en el momento presente.

No.

Podrías usar varias técnicas para convertir/arreglar todas las sustancias nocivas en la atmósfera de Venus, pero es poco probable que la fotosíntesis sea una de ellas.

Esto se debe a que Venus tiene una atmósfera increíblemente opaca, por lo que todo lo que podría hacer la fotosíntesis (suponiendo que tuviera bacterias resistentes a los compuestos ácidos de azufre que se encuentran en la atmósfera) sería la capa superior.

En cualquier caso, la tecnología que tenemos ahora o en el futuro previsible simplemente no nos permitirá hacer esto a un ritmo que terraformará a Venus a tiempo para que los humanos sigan siendo humanos.

Kim Stanly Robinson tuvo algunas líneas desechables sobre las personas que intentan hacerlo en su trilogía de Marte; sin embargo, fue con tecnología muy avanzada más allá de la nuestra. En este punto de la serie, Marte estaba en camino de ser terraformado con enjambres de robots von Neumann (autónomos autorreplicantes) disponibles para realizar los pasos industriales masivos.

Las etapas iniciales del plan consistían en desplegar una sombrilla lo suficientemente grande como para bloquear por completo toda la luz solar para que no llegara al planeta (originalmente, esta era la matriz de espejos utilizada para aumentar la caída de luz en Marte; el proyecto Venus surgió de la pregunta de qué hacer). con los espejos después de que los marcianos votaron para quitarlos). Décadas más tarde, después de que la atmósfera se enfriara lo suficiente como para que todo el CO2 se licuara/congelara, el plan era sellar la parte superior de los mares de CO2 con láminas de diamante artificial.

Entonces se proporcionaría un ciclo normal de día/noche envolviendo el planeta en cables superconductores para hacerlo girar como el motor eléctrico más grande del sistema solar y luego ajustando la sombrilla para permitir que una cantidad de luz normal de la Tierra llegue al planeta.

Si no hubiera suficiente agua en la atmósfera residual, el cinturón de Kuiper habría sido minado en busca de cometas de manera similar a como se expandió la hidrosfera marciana.

La fotosíntesis no funcionará, como ha explicado AlanSE. Una mejor opción sería averiguar cómo extraer el carbono del CO2 para fabricar los nanotubos de carbono que vamos a necesitar para construir los ascensores espaciales.

Tengo varias alternativas mejores. La inyección profunda de CO2 que lo reformaría en compuestos de roca sólida podría hacerse en todo el planeta. La mineralización de CO2 parece bastante posible, dependiendo más de la presencia de hidrógeno en la corteza del planeta, que es un factor desconocido, pero muy bien podría ser similar a la tierra. Sin embargo, 4.8x10 ^ 20 kg es MUCHO CO2. Entonces, incluso si almacenáramos 1 millón de toneladas métricas por año por inyección (lo que es factible con la tecnología actual en la Tierra) por pozo, y lo almacenáramos usando un millón de pozos de inyección, aún tomaría 500 millones de años terraformar el planeta. Eso es MUCHO CO2.

Otra alternativa sería combinar nucleótidos de CO2 en Mg, Si, S (usando fusión) y confiar en la oxidación de esos compuestos (SIO2, disulfuro de silicio), mediante la combinación de CO y O2. El problema es uno de realizar eficientemente la transmutación. También se podría intentar la transmutación de isótopos fotonucleares coherentes, realizando así la conversión de masa de O => N y C => B. Aunque todavía tiene que lidiar con el nitrógeno (cambiándolo a nitruro de boro, un compuesto sólido estable). Desafortunadamente, eso también enfrenta el mismo problema de escala, que requiere cientos de millones de aceleradores de partículas, aunque es posible que pueda hacer que el planeta gire si los enfrenta a todos en la misma dirección y los hace funcionar durante incontables años.