Kolonisierung der Venus – Wikipedia

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Vorgeschlagene Kolonisierung des Planeten Venus

Das Kolonisierung der Venus war schon vor Beginn der Raumfahrt Gegenstand vieler Science-Fiction-Werke und wird sowohl vom fiktiven als auch vom wissenschaftlichen Standpunkt aus immer noch diskutiert. Mit der Entdeckung der extrem feindlichen Oberflächenumgebung der Venus hat sich die Aufmerksamkeit jedoch weitgehend auf die Kolonisierung von Mond und Mars verlagert. Die Vorschläge für die Venus konzentrierten sich auf Kolonien, die in der oberen mittleren Atmosphäre schweben[1] und auf Terraforming.

Gründe für die Kolonialisierung[edit]

Die Besiedlung des Weltraums ist ein Schritt über die Erforschung des Weltraums hinaus und impliziert die permanente oder langfristige Präsenz von Menschen in einer Umgebung außerhalb der Erde. Stephen Hawking behauptete, die Besiedlung des Weltraums sei der beste Weg, um das Überleben des Menschen als Spezies zu sichern.[2] Weitere Gründe für die Besiedlung des Weltraums sind wirtschaftliche Interessen, langfristige wissenschaftliche Forschung, die am besten von Menschen im Gegensatz zu Robotersonden durchgeführt wird, und Neugierde. Die Venus ist der zweitgrößte terrestrische Planet und der nächste Nachbar der Erde, was sie zu einem potenziellen Ziel macht.

Vorteile[edit]

Skalierte Darstellungen von Venus und Erde nebeneinander. Die Venus ist nur geringfügig kleiner.

Die Venus hat gewisse Ähnlichkeiten mit der Erde, die ohne die feindlichen Bedingungen die Kolonisierung im Vergleich zu anderen möglichen Zielen in vielerlei Hinsicht erleichtern könnten. Diese Ähnlichkeiten und ihre Nähe haben dazu geführt, dass die Venus als “Schwesterplanet” der Erde bezeichnet wurde.

Gegenwärtig ist nicht geklärt, ob die 0,38-fache Schwerkraft des Mars ausreicht, um eine Knochenentkalkung und einen Verlust des Muskeltonus bei Astronauten in einer Mikro-G-Umgebung zu vermeiden. Im Gegensatz dazu ist die Venus in Größe und Masse nahe an der Erde, was zu einer ähnlichen Oberflächengravitation führt (0,904) G) das würde wahrscheinlich ausreichen, um die mit Schwerelosigkeit verbundenen Gesundheitsprobleme zu verhindern. Die meisten anderen Pläne zur Erforschung und Besiedlung des Weltraums sind besorgt über die schädlichen Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber Fraktionen G oder Schwerelosigkeit am menschlichen Bewegungsapparat.

Die relative Nähe der Venus erleichtert den Transport und die Kommunikation als an den meisten anderen Orten im Sonnensystem. Bei aktuellen Antriebssystemen treten alle 584 Tage Startfenster zur Venus auf.[3] im Vergleich zu den 780 Tagen für den Mars.[4] Die Flugzeit ist auch etwas kürzer; Die Venus Express-Sonde, die im April 2006 bei Venus ankam, war etwas mehr als fünf Monate unterwegs, verglichen mit fast sechs Monaten bei Mars Express. Dies liegt daran, dass die Venus bei nächster Annäherung 40 Millionen km (25 Millionen Meilen) von der Erde entfernt ist (angenähert durch das Perihel der Erde minus Aphel der Venus), verglichen mit 55 Millionen km (34 Millionen Meilen) für den Mars (angenähert durch das Perihel des Mars minus Aphel) der Erde) macht Venus zum erdnächsten Planeten.

Die Atmosphäre der Venus besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid. Da Stickstoff und Sauerstoff leichter als Kohlendioxid sind, schweben mit Luft atmungsaktive Ballons in einer Höhe von etwa 50 km. In dieser Höhe beträgt die Temperatur überschaubare 75 ° C (348 K). 5 km höher liegt die Temperatur bei 27 ° C (300 K) (siehe Atmosphäre der Venus § Troposphäre).

Die Atmosphäre bietet auch die verschiedenen Elemente, die für das menschliche Leben und die Landwirtschaft erforderlich sind: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel.[5]

Darüber hinaus könnte die obere Atmosphäre einen Schutz vor schädlicher Sonnenstrahlung bieten, der mit dem Schutz der Erdatmosphäre vergleichbar ist. Die Marsatmosphäre sowie der Mond bieten wenig solchen Schutz.[6][7][8]

Schwierigkeiten[edit]

Luftdruck auf der Venus, beginnend mit einem Druck auf der Oberfläche, der 90-mal so hoch ist wie der der Erde und bis zu einem einzigen Balken von 50 Kilometern reicht

Die Venus stellt auch die menschliche Besiedlung vor einige bedeutende Herausforderungen. Die Oberflächenbedingungen auf der Venus sind schwer zu bewältigen: Die Temperatur am Äquator liegt im Durchschnitt bei 450 ° C (723 K) und damit über dem Schmelzpunkt von Blei von 327 ° C. Der atmosphärische Druck auf der Oberfläche ist mindestens neunzigmal höher als auf der Erde, was dem Druck unter einem Kilometer Wasser entspricht. Diese Bedingungen haben dazu geführt, dass Missionen an die Oberfläche äußerst kurz waren: Die sowjetischen Sonden Venera 5 und Venera 6 wurden durch hohen Druck noch 18 km über der Oberfläche zerquetscht. Nach Landern wie Venera 7 und Venera 8 gelang es, Daten nach Erreichen der Oberfläche zu übertragen, aber auch diese Missionen waren kurz und überlebten nicht mehr als eine Stunde an der Oberfläche.

Darüber hinaus fehlt Wasser in jeglicher Form fast vollständig in der Venus. Die Atmosphäre ist frei von molekularem Sauerstoff und besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid. Zusätzlich bestehen die sichtbaren Wolken aus ätzender Schwefelsäure und Schwefeldioxiddampf.

Erforschung und Forschung[edit]

Seit 1962 haben über 20 erfolgreiche Weltraummissionen die Venus besucht. Die letzte europäische Sonde war der Venus Express der ESA, der sich von 2006 bis 2014 in einer polaren Umlaufbahn um den Planeten befand. Eine japanische Sonde, Akatsuki, scheiterte bei ihrem ersten Versuch, die Venus zu umkreisen, jedoch erfolgreich hat sich am 7. Dezember 2015 wieder in die Umlaufbahn zurückversetzt. Es wurden andere kostengünstige Missionen vorgeschlagen, um die Atmosphäre des Planeten weiter zu erkunden, da das Gebiet 50 km über der Oberfläche, in dem der Gasdruck auf dem Niveau der Erde liegt, noch nicht erreicht wurde gründlich erforscht.

Aerostat-Lebensräume und schwimmende Städte[edit]

Hypothetischer schwimmender Außenposten, der die Besiedlung der Venus etwa 50 km über der Oberfläche untersucht und von einem Torus voller Wasserstoff getragen wird

Zumindest schon 1971[9] Sowjetische Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Menschen, anstatt zu versuchen, die feindliche Oberfläche der Venus zu kolonisieren, versuchen könnten, die venerianische Atmosphäre zu kolonisieren. Geoffrey A. Landis vom Glenn Research Center der NASA hat die wahrgenommenen Schwierigkeiten bei der Kolonisierung der Venus lediglich unter der Annahme zusammengefasst, dass eine Kolonie auf der Oberfläche eines Planeten basieren müsste:

Anders gesehen besteht das Problem bei Venus jedoch lediglich darin, dass das Bodenniveau zu weit unter dem Niveau einer Atmosphäre liegt. Auf Wolkenhöhe ist die Venus der paradiesische Planet.

Landis hat Aerostat-Lebensräume vorgeschlagen, gefolgt von schwimmenden Städten, basierend auf dem Konzept, dass atmungsaktive Luft (21:79 Sauerstoff / Stickstoff-Gemisch) ein Hebegas in der dichten Kohlendioxidatmosphäre ist, mit über 60% der Hebekraft, die Helium auf der Erde hat .[10] Tatsächlich würde sich ein Ballon voller von Menschen atmungsaktiver Luft in der Luft halten und zusätzliches Gewicht (wie eine Kolonie) erhalten. In einer Höhe von 50 Kilometern über der Venerianischen Oberfläche ist die Umgebung die erdähnlichste im Sonnensystem – ein Druck von ungefähr 1 atm oder 1000 hPa und Temperaturen von 0 bis 50 ° C (273 bis 323) K; 32 bis 122 ° F) Bereich. Schutz vor kosmischer Strahlung würde durch die Atmosphäre oben mit einer Abschirmmasse bereitgestellt, die der der Erde entspricht.[11]

An der Spitze der Wolken erreicht die Windgeschwindigkeit auf der Venus bis zu 95 m / s (340 km / h) und umkreist den Planeten ungefähr alle vier Erdentage, was als “Superrotation” bekannt ist.[12] Verglichen mit dem venusianischen Sonnentag von 118 Erdentagen könnten in dieser Region frei schwebende Kolonien daher einen viel kürzeren Tag-Nacht-Zyklus haben. Wenn sich eine Kolonie frei bewegen kann, verringert sich auch die strukturelle Belastung durch den Wind, die sie erfahren würde, wenn sie am Boden festgebunden wäre.

Vorteile[edit]

Da zwischen der Innenseite und der Außenseite des Atemluftballons kein signifikanter Druckunterschied besteht, würden Risse oder Risse dazu führen, dass Gase bei normalen atmosphärischen Mischraten diffundieren und nicht zu einer explosiven Dekompression, wodurch Zeit für die Reparatur solcher Schäden bleibt.[10] Darüber hinaus benötigen Menschen im Freien keine Druckanzüge, lediglich Luft zum Atmen, Schutz vor saurem Regen und in einigen Fällen einen geringen Schutz vor Hitze. Alternativ könnten zweiteilige Kuppeln ein Hebegas wie Wasserstoff oder Helium (aus der Atmosphäre extrahierbar) enthalten, um eine höhere Massendichte zu ermöglichen.[13] Das An- und Ausziehen von Anzügen für Arbeiten im Freien wäre daher einfacher. Das Arbeiten außerhalb des Fahrzeugs in drucklosen Anzügen wäre ebenfalls einfacher.[14]

Verbleibende Probleme[edit]

Strukturelle und industrielle Materialien wären schwer von der Oberfläche zu holen und teuer von der Erde / Asteroiden zu bringen. Die Schwefelsäure selbst stellt insofern eine weitere Herausforderung dar, als die Kolonie aus Materialien aufgebaut oder beschichtet werden müsste, die gegen Korrosion durch die Säure beständig sind, wie z. B. PTFE (eine Verbindung, die vollständig aus Kohlenstoff und Fluor besteht).

Studien[edit]

Im Jahr 2015 entwickelte die NASA das High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC), um die Möglichkeit einer atmosphärischen bemannten Mission zu untersuchen.[15]

Künstliche Berge[edit]

Als Alternative zu schwimmenden Städten wurde vorgeschlagen, auf der Oberfläche der Venus einen großen künstlichen Berg zu errichten, der als “Venusian Tower of Babel” bezeichnet wird. Es würde bis zu 50 Kilometer in die Atmosphäre reichen, wo die Temperatur- und Druckbedingungen denen der Erde ähnlich sind. Eine solche Struktur könnte unter Verwendung autonomer Roboter-Bulldozer und Bagger gebaut werden, die gegen die extreme Temperatur und den extremen Druck der Venus-Atmosphäre gehärtet wurden. Robotermaschinen würden mit einer Schicht aus Wärme- und Druckschutzkeramik bedeckt sein, mit internen Wärmepumpen auf Heliumbasis innerhalb der Maschinen, um sowohl ein internes Kernkraftwerk zu kühlen als auch die interne Elektronik und die Motoraktuatoren der Maschine innerhalb des Betriebs zu kühlen Temperatur. Diese Maschinen könnten für den jahrelangen Betrieb ohne externe Eingriffe ausgelegt sein, um kolossale Berge auf der Venus zu errichten und als Kolonisationsinseln am Himmel der Venus zu dienen.[16]

Terraforming[edit]

Künstlerische Vorstellung einer terraformierten Venus. Die Wolkenformationen werden unter der Annahme dargestellt, dass die Rotation des Planeten nicht beschleunigt wurde.

Die Venus war Gegenstand einer Reihe von Terraforming-Vorschlägen.[17][5] Die Vorschläge zielen darauf ab, die dichte Kohlendioxidatmosphäre zu entfernen oder umzuwandeln, die Oberflächentemperatur der Venus bei 450 ° C (723 K) zu senken und einen Tag / Nacht-Lichtzyklus einzurichten, der näher an dem der Erde liegt.

Viele Vorschläge beinhalten den Einsatz eines Sonnenschutzes oder eines Systems von Orbitalspiegeln, um die Sonneneinstrahlung zu verringern und die dunkle Seite der Venus mit Licht zu versorgen. Ein weiterer roter Faden in den meisten Vorschlägen ist die Einführung großer Mengen Wasserstoff oder Wasser. Zu den Vorschlägen gehört auch, entweder den größten Teil des atmosphärischen CO der Venus einzufrieren2oder Umwandlung in Carbonate,[18]Harnstoff[citation needed] oder andere Formen.[citation needed]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Daniel Oberhaus und Alex Pasternack, “Warum wir Wolkenstädte auf der Venus bauen sollten”, Hauptplatine, 2. Februar 2015 (abgerufen am 26. März 2017).
  2. ^ “Hawking sagt, dass Menschen in den Weltraum gehen müssen, um zu überleben”. USA heute. 13. Juni 2006. Abgerufen 20. März 2007.
  3. ^ “Ebenso sehen wir nicht jedes Mal einen Venustransit, wenn sich die Venus zwischen Erde und Sonne befindet – was ungefähr alle 584 Tage oder 1,6 Jahre geschieht.”. Archiviert von das Original am 04.06.2019. Abgerufen 2013-10-20.
  4. ^ David SF Portree, Menschen zum Mars: Fünfzig Jahre Missionsplanung, 1950–2000, NASA-Monographien in der Aerospace History Series, Nummer 21, Februar 2001. Verfügbar als NASA SP-2001-4521.
  5. ^ ein b Landis, Geoffrey (2011). “Terraforming Venus: Ein herausforderndes Projekt für die zukünftige Kolonialisierung”. AIAA SPACE 2011 Konferenz & Ausstellung. doi:10.2514 / 6.2011-7215. ISBN 978-1-60086-953-2. Artikel AIAA-2011-7215, AIAA Space 2011 Konferenz & Ausstellung, Long Beach, CA, 26.-29. September 2011.
  6. ^ Becker, Adam (20.10.2016). “Die erstaunlichen Wolkenstädte, die wir auf der Venus bauen könnten”. BBC. Abgerufen 2019-01-26.
  7. ^ Sheyna, Gifford MD. “Berechnete Risiken: Wie Strahlungsregeln die Erforschung des Mars bemannten”. Space.com. Astrobiologie-Magazin. Abgerufen 26. Januar 2019.
  8. ^ Barry, Patrick (08.09.2005). “Radioaktiver Mond”. NASA. Abgerufen 26. Januar 2019.
  9. ^ Badescu, Viorel (2015). Zacny, Kris (Hrsg.). Inneres Sonnensystem: Prospektive Energie- und Materialressourcen. Heidelberg: Springer-Verlag GmbH. p. 492. ISBN 978-3319195681..
  10. ^ ein b Landis, Geoffrey A. (2. bis 6. Februar 2003). “Kolonisierung der Venus”. Konferenz über Erforschung des menschlichen Weltraums, Weltraumtechnologie und Anwendungen Internationales Forum, Albuquerque NM. 654: 1193–1198. Bibcode:2003AIPC..654.1193L. doi:10.1063 / 1.1541418.;; Entwurfsversion von das ganze Papier verfügbar auf dem NASA Technical Reports Server (abgerufen am 16. Mai 2012)
  11. ^ Atkinson, Nancy (16. Juli 2008). “Venus mit schwimmenden Städten kolonisieren”. Universum heute. Abgerufen 4. Juli 2011.
  12. ^ Landis, Geoffrey A., Colozza, Anthony und LaMarre, Christopher M., Atmosphärischer Flug auf der Venus (pdf), International Astronautical Federation Congress 2002, Papier IAC-02-Q.4.2.03, AIAA-2002-0819, AIAA0, Nr. 5
  13. ^ Birch, Paul (1991). “Terraforming Venus schnell” (PDF). Zeitschrift der British Interplanetary Society. 44: 157–167. Bibcode:1991JBIS … 44..157B.
  14. ^ “Werden wir Kolonien bauen, die wie Buckminster Fullers” Cloud Nine “über der Venus schweben?”. Archiviert von das Original am 26.07.2019. Abgerufen 25.11.2014.
  15. ^ “VERWÜSTUNG”. Direktion für Systemanalyse und Konzepte der NASA (SACD). NASA. Abgerufen 1. Dezember 2015.
  16. ^ Multiplanetäre Gesellschaft: Ein neuer Ansatz zur Terraforming Venus, vol. 12. März 2018
  17. ^ Fogg, Martin J., Terraforming: Engineering planetarischer Umgebungen, SAE Press, 1995. ISBN 1560916095, ISBN 978-1560916093
  18. ^ Die Terraforming der Venus

Externe Links[edit]


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