מושבה על ונוס

זה לא מופרך כמו שאתה חושב.

תמונה מקסימה של ונוס מחללית אקאטסוקי היפנית.

למה ונוס?

כל חובב קולוניזציה בחלל מיהר להעלות את אפשרויות ההתיישבות במאדים. יש לו תקופת סיבוב דמוי כדור הארץ, טמפרטורות דומות לכדור הארץ, ואולי אפילו היסטוריה מאוד דומה לכדור הארץ. מאדים מושך גם בגלל השפע הגדול שלו בקרח מים מתחת לפני השטח, הן לצריכה אנושית והן בגלל הפוטנציאל לפצל אותו לחמצן ולמימן לשימוש כמקור דלק. מאדים מספק גם שפע של CO2 לחיי הצומח, כמו גם מכתשי שטח להגנה על היסודות לבסיסי מאדים.

כשאנחנו מפנים את מבטנו לתאום הרע של כדור הארץ, נוגה נראית המקום האחרון שעל האנושות לשקול למוצב קבוע. האווירה היא רעילה וצפופה, פני השטח שלה מותכים וצחיחים, וחוסר המגנטוספרה לא עוזר כנגד המקלחת הקטלנית של חלקיקים טעונים ואור UV שמקפיד מהשמש. הטמפרטורות בוונוס טוענות שהסרט הכחול הוא הגבוה ביותר במערכת השמש כתוצאה מהשפעת החממה הנמלטת של הפלנטה, והלחץ האטמוספרי על פני השטח שווה ערך לקילומטר מתחת למים על פני כדור הארץ.

תמונה ממשית של פני השטח של ונוס שצולמה על ידי הנחתת הרוסית Venera 13, כובע העדשה השבור שלה בקדמת הבמה. עובדה מהנה: האווירה הוונוסית כל כך צפופה שהיא למעשה מכופפת אור נכנס בדומה להביט דרך מיכל מים, וזו הסיבה שכל התמונות על פני השטח של ונוס נראות

אבל ונוס מקבלת משאב חיוני שמחסור במאדים הוא: אור שמש. הפעלת מושבה בין-פלנטרית דורשת כמויות אדירות של כוח. RTGs מבודדים הם מגושמים ומסוכנים ליישומי חלל מאוישים, וכוח היתוך עשוי להתברר כלא מעשי או בלתי אפשרי לשמור בקנה מידה בין-פלנטרי, אך אנרגיה סולארית התבררה כזולה ואמינה למגוון עצום של יישומי חלל. יתרה מזו, שהאנרגיה הסולארית מתגברת בסמיכות לשמש, מה שהופך את הקולוניזציה הוונציאנית למעשית עוד יותר.

ונוס גם מתהדרת ביתרונות קולוניזציה אחרים שמאדים לא יכולים לטעון. כוח המשיכה של ונוס הוא 90% מכוחו של כדור הארץ, החזק מספיק כדי להילחם בהשפעות של התנוונות עצם ושרירים שאיתם יתמודדו הקולוניסטים של מאדים. יתר על כן, זמן המעבר להגיע לוונוס קצר כמעט פי שניים מזמן המעבר למאדים, ולנוס יש פי שניים חלונות שיגור כדי להגיע לשם. לבסוף, האווירה הרוויה מאוד של CO2 של ונוס ורמות גבוהות של עוצמה סולארית הן אידיאליות להקמת כיפות ביו מלאות צמח לייצור מזון וחמצן לקולוניסטים.

הרעיון

יתכן שאי אפשר ליישב את פני השטח של ונוס בטכנולוגיה עתידה כמעט בעתיד, אך יתכן שיש דרך נוספת להקים יישוב קבע בוונוס מבלי לשים רגל על ​​הגיהינום המותך שמתחת. באותה צורה בה מכוון נשאר על גג באטמוספירה של כדור הארץ, מושבה ונוסית עשויה להיות מסוגלת לפעול על פי עקרונות דומים, ונסחף לאורך זרמים אטמוספריים הגבוהים מעל פני השטח שבהם התנאים דומים יותר לכדור הארץ. למושבה כזו תהיה גישה לשטף השמש המספק חשמל מלמעלה תוך הימנעות מהטמפרטורות והלחצים העצומים הרחק מתחת.

תפיסתו של האמן על יישוב ונציאני צף וסולרי.

מושבה בין-פלנטרית צפה מציעה כמה יתרונות מסקרנים שייתכן כי בסיס קבוע אינו מציע. בעוד שישוב קבוע קשור למערך ספציפי של קואורדינטות, התנועה של התנחלות צפה תהיה נשלטת על ידי תנועת האווירה. המשמעות היא שאפילו ללא קלט דחף, מושבה מרחפת תכסה יותר שטח קרקע למחקר מאשר יישוב קבוע בהינתן מסגרת זמן מסוימת. ישוב מרחף יכול גם לתמרן בקלות למקומות שונים, הן למטרות מחקר מדעי והן למניעת מפגעים. לבסוף, ליישוב מרחף לא רק היכולת לחקור את צירי ה- X ו- 'Y' של סביבתו, אלא ישמור גם על האפשרות לשנות את גובהו בכיוון ה- Z. למושבה במאדים אין מותרות כאלה.

העיצוב

השלב הראשון בעיצוב מושבה צפה בוונוס הוא ההחלטה היכן באווירה לשים אותה. אנו רוצים להיות מספיק גבוהים כדי לקבל אור שמש תקין דרך האטמוספרה, אך עדיין נמוכים מספיק כדי שהלחצים והטמפרטורות החיצוניים ניתנים לניהול בכדי שעמידה במערכת הבריכה והתת-מערכות שלנו. במרחק של 50 קילומטרים, האטמוספירה הוונציאנית מכילה תנאים דמויי אדמה מרשימים, עם לחצים וטמפרטורות סביב אטמוספרה ו -70 מעלות צלזיוס בהתאמה. אף על פי שעדיין אפופה אובך אטמוספרי, מושבה צפה בגובה זה תקבל כ 500 וואט / מ"ר, בדומה לעוצמת השמש המופעלת על כדור הארץ ביום שטוף שמש.

טמפרטורות ולחצים באווירה של ונוס. הקו השחור מציין את הטמפרטורה והלחץ בגובה נתון.

כדי שאובייקט יישאר גג בנוזל מבלי לשנות גובה, צפיפות הממוצעת שלו חייבת להיות זהה לנוזל בו הוא שקוע. לדוגמא, צוללת שרוצה לצלול מתחת למים על כדור הארץ חייבת להשיג צפיפות ממוצעת של 1 גרם / ס"מ 3; צפיפות מי האוקיאנוס. צוללות מעוצבות בצפיפות ממוצעת נמוכה יותר מזו של מי האוקיאנוס כשהן עולות על פני השטח ומלאות אוויר. עם זאת, באמצעות תאים שנועדו להכניס מים, כלי שיט אלה יכולים להעלות מסה מבלי לשנות את נפחם באופן יעיל להעלות את צפיפותם מספיק כדי לצלול מתחת לפני השטח.

אם כי צפוף למדי, האווירה הוונוסית היא הרבה יותר קשוחה ממי האוקיאנוס. יידרש מבנה גדול מאוד מלא אוויר כדור הארץ כדי להישאר מעל ענני ונוס, שיהיה קשה להעביר לשם ולבנות. במקום זאת, אנו יכולים לתכנן את ספינת המושבות שלנו יותר כמו כוון, עם רכיב מתנפח נפרד מלא במימן. שלא כמו בכדור הארץ, האטמוספירה של ונוס אינה מכילה חמצן, ולכן מבנה מלא מימן מהווה איום מועט על שריפות או פיצוצים. יתר על כן, מימן זמין באווירה של ונוס. מבנה מלא מימן זה יוסיף נפח עצום למלאכה עם מעט מאוד מסה, ויוריד את הצפיפות הכוללת כך שתתאים לאווירה של ונוס בגובה 50 ק"מ.

מושבה ונוסית היפותטית המוחזקת מעל טורוס מלא מימן.

יישוב ונוציאני המונה 100 איש ידרוש שלל משאבים כדי להחזיק את תושביה בחיים. מושבה כזו חייבת להיות מספקת עצמית, בעלת היכולת לספק לתושביה מים, חמצן, מזון, כוח ומרחב מחיה מבלי להסתמך על כדור הארץ לתמיכה. העננים של ונוס מורכבים מחומצה גופרתית המורכבת ממימן, חמצן וגופרית. על ידי ביצוע אלקטרוליזה על מולקולה רעילה זו, אנו יכולים לפצל אותה לרכיבים הפחות מזיקים האלה. ניתן לחבר מחדש את אטומי החמצן והמימן ליצירת מים, ואילו הגופרית הפסולת תוחזר לאטמוספירה.

שניהם יכולים לספק חמצן ומזון על ידי צמחים, שיכולים לשרוד מאור השמש, מוצרי הפסולת האנושית והמים המיוצרים שלנו. באחד המאמרים הקודמים שלי, "צמחי המאדים הראשונים שלנו", דיברתי על מה שנדרש כדי לתמוך במושבה של 100 איש על מאדים עם צמחים. על ידי שינוי המשוואות הללו כדי להסביר את עוצמת אור השמש של ונוס, הגעתי למסקנה שיידרש כיפה שקופה בקוטר של 50 מטר כדי לספק למאה המתיישבים הוונוסיים מספיק צמחים שיענו על כל צורכי החמצן והמזון שלהם.

כעת הקולוניסטים דורשים כוח. האדם הממוצע בארה"ב היום מסנן 897 קילוואט שעות בחודש כדי לענות על צרכי הכוח שלהם. לבסיס התלוי באנרגיה סולארית, הפאנלים שלנו יצטרכו לאסוף ממוצע מינימלי של 307 וואט לקולוניסט, או כ -31 קילוואט, כדי לענות על צורך זה. הבסיס ידרוש למעשה יותר כוח מזה הן עבור פעולות ספינות רגילות והן עבור מחקר מדעי, אך כל עוד המלאכה תגיע לדרישת הכוח הזו הבסיס יכול לקיים את עצמו. עבור פאנלים סולאריים יעילים המקבלים 40% אור שמש באווירה של ונוס, הבסיס שלנו ידרוש לפחות 241 מ"ר פאנלים סולאריים; מעט גדול יותר מממדיו של מגרש טניס.

תא סולארי של Fraunhofer ISE; הראשון מסוגו ששבר יעילות של 40%. למרות שהם יקרים, תאים סולאריים אלה מראים פוטנציאל רב לעתיד הקרוב.

עבור מגורים, כל קולוניסט יכול להתגורר בחדרים קטנים עם שטח רצפה של כ- 25 מ"ר. בגודל של דירת סטודיו צנועה. החדרים הללו היו קיימים במודול צוות נפרד, שתוכנן כצילינדר והותקנו מתחת לביו-כיפה של הצמח בכדי לשמור על קרקעית כלי השיט בכדי להבטיח שהוא לא יתהפך באווירה הוונוסית הסוערת.

העיצובים (הראשוניים) שלי. מודול המגורים מוצג מהתצוגות 'חזית' ו'מעלה 'בהתאמה.

מעל העיצוב שלי למושבה ונציאנית צפה במאה אנשים. לטורוס המימן, אם מורכב מסיבי פחמן, יש את השלמות המבנית לנוע בין הגבהים של 46 ק"מ ל 54 ק"מ לפני השתלשלות או התפוצצות בגלל הבדלי לחץ. שני המדחפים הגימבוליים מציעים את הכישון לתמרן את כלי השיט לכל כיוון לאורך מטוס ה- X-Y, לנסוע לכיוון ה- Z על ידי שאיפה או נשיפה של האווירה הוונוסית הצפופה לתאים מיוחדים. הספינה מושכת מקסימום 160 קילוואט, עוברת כמעט 6 פעמים את דרישת הכוח המינימלית שלנו. עם זאת יתכן וזה נחוץ, בהתחשב בכך שהאטמוספירה של כדור הארץ מסתובבת על פני השטח אחת לשמונה ימים, וגורמת לתקופות לילה של ארבעה ימים למושבה צפה. יש לאחסן אחסון נאות בסוללות במושבה כדי לשמור על כוח לאורך תקופות אלה.

סוגיות פוטנציאליות

רוחות חזקות פוגעות באווירה הוונציאנית העליונה. ניתן למזער את הרוחות על ידי טיסה אסטרטגית באזור המשווה בו נפגשים שני תאי הדלי של הכוכב. עם זאת, תופעות אחרות כמו משבים וסופות אינן ניתנות לחיזוי. טכנולוגיה חזויה של מזג אוויר כמו מכ"ם תידרש בכדי להזהיר את המושבה על אירועי מזג האוויר על מנת שתוכל לתמרן את עצמה בהתאם.

חתך מהאווירה של ונוס, המדגיש את התפוצה האטמוספירה של כדור הארץ. לקו המשווה יש פעילות פחות אטמוספרית באופן משמעותי משאר כוכבי הלכת, בדומה ל

נושא פוטנציאלי נוסף הוא ענני חומצה גופרתית רעילה של ונוס. אף שהוא מועיל לחילוץ מים ממנה, חומצה גופרתית מאכלת מאוד והייתה מהווה איום חמור על מרכיבים חיצוניים במושבה ונוסית. ניתן להשתמש בציפויים מיוחדים עמידים בפני חומצות, כמו פוליטרט-פלואורואתילן (PTFE), כדי להגן על רכיבים אלה מפני קורוזיה.

חומרים גולמיים כמו מתכות יהיה קשה מאוד להגיע לאווירה של ונוס. למרות שידוע שהמשטח מכיל מינרלים גולמיים שימושיים מסוימים, יהיה קשה לבצע את מיצוים של חומרים אלה וזיקוקם בסביבתה של ונוס. המושבה עשויה להיות עצמאית כאשר היא פועלת, אך היא עשויה לדרוש משלוחים מכדור הארץ לחלפים כאשר תת-מערכות גדולות נפגעות.

לבסוף, היעדר המגנטוספירה של ונוס מציב את הסוגיה הקטנה של רוח סולרית מוגברת, שאפשר להתגבר על ידי מיגון אסטרטגי על מגורי המגורים ורכיבי המחשב. אם יתברר שזה לא יעיל, ניתן לבנות מגנטוספרה מלאכותית במסלול נוגה גבוה.

סיכום

במרחק מאה מיליון קילומטרים משם, כוכב לכת שאינו שונה מכדור הארץ, מקיף את אותו כוכב שאנו פותחים אליו את התריסים בכל בוקר. אם כי פני השטח של ונוס הם קשוחים וגיהינום, האווירה שלו מספקת מיקום מתאים לביסוס נוכחות אנושית קבועה, ללא תלות במשאבי כדור הארץ. יישוב כזה יכול להציע גישה בלתי מוגבלת למחקר המדעי של שכנתנו הפלנטרית הקרובה ביותר, גוף שאנחנו מכירים כרגע כל כך מעט. למושבות הצפות הללו יש פוטנציאל להתרחב לערים עצומות כדי לסייע בהפצת האוכלוסייה שלנו על מערכת השמש כדי להימנע מהשמדת המינים שלנו. במובנים רבים, האווירה של ונוס עשויה להתאים אפילו יותר להתיישבות מאשר למדבריות הקרות של מאדים.

רק הזמן יגיד לאן יתפשט המין שלנו בעשורים הבאים. אנו עשויים להסתיים בענני ונוס, קניוני מאדים, מישורי הקרח של אירופה, או הגייזרים של אנצלאדוס. אבל דבר אחד בטוח; אנו כבולים כלפי מעלה, והאווירה של ונוס בערך גבוהה ככל שיכולנו להגיע!