금성을 테라포밍하는 방법

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Space Terra는“테라포밍에 대한 결정적인 가이드”를 계속하여 테라포밍 비너스 가이드에 기꺼이 소개합니다. 우리 기술이 충분히 발전한 언젠가는 가능할 것입니다. 그러나 과제는 다양하고 매우 구체적입니다.

행성 금성은 종종 지구의“자매 행성”이라고 불립니다. 거의 같은 크기 일뿐 아니라 금성과 지구는 질량이 비슷하고 매우 유사한 구성을 가지고 있습니다 (지상 행성). 지구에 인접한 행성 인 Venus는 또한 "Goldilocks Zone"(일명 거주 지역) 내에서 태양을 공전합니다. 그러나 금성을 무인으로 만드는 행성들 사이에는 많은 주요 차이점이 있습니다.

우선 지구보다 90 배 이상 두꺼운 대기의 평균 표면 온도는 납을 녹일 수있을 정도로 뜨겁고 공기는 이산화탄소와 황산으로 구성된 독성 연기입니다. 따라서 인간이 그곳에서 살고 싶다면 심각한 생태 공학 – 일명. 테라포밍 – 먼저 필요합니다. 그리고 지구와 비슷한 점을 감안할 때 많은 과학자들은 금성이 화성보다 테라포밍의 주요 후보가 될 것이라고 생각합니다!

지난 세기 동안, 테라포밍 비너스의 개념은 공상 과학과 학술 연구의 주제로 여러 번 등장했습니다. 대상의 치료는 20 세기 초에 환상적 이었지만, 우주 시대가 시작되면서 전환이 일어났다. 금성에 대한 우리의 지식이 향상됨에 따라 지형을 변경하여 인간 거주에 더 적합한 제안도 제안되었습니다.

소설의 예 :

20 세기 초부터 생태 학적으로 비너스를 변형시키는 아이디어는 허구로 탐구되었습니다. 알려진 가장 빠른 예는 Olaf Stapleton 's 마지막 남자 (1930), 두 장으로 인류의 후손이 어떻게 지구가 살 수 없게 된 후 금성을 테라 폼하는지 설명하는데 전념하고있다. 그 과정에서 자연 수생 생물에 대한 대량 학살을 저 지르십시오.

1950 년대와 60 년대에 우주 시대가 시작되면서 테라포밍은 많은 공상 과학 소설에 등장하기 시작했습니다. Poul Anderson은 1950 년대 테라포밍에 대해 광범위하게 썼습니다. 그의 1954 년 소설에서 큰 비금성은 매우 오랜 기간 동안 행성 공학 기술을 통해 변경됩니다. 이 책은 영향력이 커서“Big Rain”이라는 용어는 금성의 테라포밍과 동의어가되었습니다.

1991 년에 저자 G. David Nordley는 그의 짧은 이야기 (“금성의 눈”)에서 금성 대기를 대량 운전사를 통해 내 보내서 30 일 동안 지구의 날로 회전 할 수 있다고 제안했습니다. 킴 스탠리 로빈슨 (Kim Stanley Robinson) 작가는 화성 삼부작 – 포함 붉은 화성, 녹색 화성 과 블루 화성.

2012 년, 그는이 시리즈를 출시하면서 2312, 금성 등 태양계 전체의 식민지를 다루는 공상 과학 소설. 이 소설은 또한 전세계 냉각에서 탄소 격리에 이르기까지 금성이 테라포밍 될 수있는 여러 가지 방법을 탐구했다.이 방법들은 모두 학문적 연구와 제안에 기초했다.

제안 된 방법 :

1961 년 칼 세이건 (Carl Sagan)이 처음으로 제안한 금성 테라포밍 방법을 제안했습니다. “행성 금성”이라는 제목의 논문에서 그는 대기에서 탄소를 유기 분자로 변형시키기 위해 유전자 조작 된 박테리아의 사용을 주장했다. 그러나 이것은 금성의 구름에서 황산이 발견되고 태양풍의 영향으로 인해 비실용적이었습니다.

영국 과학자 폴 버치 (Paul Birch)는 1991 년 연구에서“금형 테라포밍 금성 (Viaforming Venus Quickly)”연구에서 비너스의 대기권에 수소를 공급할 것을 제안했다. 결과적인 반응은 흑연과 물을 생성 할 것이며, 후자는 표면으로 떨어지고 해양에서 약 80 %의 표면을 덮을 것입니다. 필요한 수소의 양이 주어지면 가스 거인이나 달의 얼음 중 하나에서 직접 수확해야합니다.

이 제안은 또한 철분 에어로졸이 대기에 추가 될 것을 요구할 것이며, 이는 많은 출처 (즉, 달, 소행성, 수은)에서 도출 될 수있다. 약 3 바 (지구의 3 배) 인 것으로 추정되는 나머지 대기는 주로 질소로 구성되며, 일부는 새로운 바다에 용해되어 대기압을 더 낮 춥니 다.

또 다른 아이디어는 정제 된 마그네슘과 칼슘으로 금성에 충격을 가해 칼슘과 탄산 마그네슘의 형태로 탄소를 격리시키는 것입니다. 1996 년 논문에서 볼더에있는 콜로라도 대학의 Mark Bullock과 David H. Grinspoon은“금성의 기후 안정성”에서 금성 자체의 칼슘 및 산화 마그네슘 퇴적물이이 과정에 사용될 수 있다고 밝혔다. 채굴을 통해 이러한 광물이 표면에 노출되어 탄소 흡수원으로 작용할 수 있습니다.

그러나 Bullock과 Grinspoon은 이것이 약 400K (126.85 ° C; 260.33 ° F)까지 냉각 효과가 제한적이며 대기압을 추정 된 43 bar로만 감소시킬 것이라고 주장합니다. 따라서 8 × 10을 달성하기 위해서는 칼슘과 마그네슘의 추가 공급이 필요할 것이다²⁰ 칼슘 kg 또는 5 × 10²⁰ 킬로그램의 마그네슘이 필요했는데, 소행성에서 채굴해야 할 것입니다.

태양 그늘의 개념도 탐구되었으며, 여기에는 일련의 소형 우주선 또는 단일 대형 렌즈를 사용하여 지구 표면에서 햇빛을 우회하여 지구 온도를 낮추는 것이 포함됩니다. 지구보다 2 배 더 많은 햇빛을 흡수하는 금성의 경우 태양 복사는 오늘날의 온실 효과에 큰 영향을 미쳤습니다.

이러한 그늘은 태양-비너스 L1 라그랑지안 지점에 위치하며, 햇빛이 금성에 도달하는 것을 막을 수 있습니다. 또한이 그늘은 태양풍을 차단하여 금성의 표면에 노출되는 방사선의 양을 줄입니다 (습관성과 관련하여 또 다른 주요 문제). 이러한 냉각은 대기 CO2의 액화 또는 동결을 초래하고, 그 후 표면에 드라이 아이스 (세계 이외의 지역으로 배송되거나 지하로 격리 될 수 있음)로 처리 될 것입니다.

대안 적으로, 태양 반사기는 대기 또는 표면에 배치 될 수있다. 이것은 큰 반사성 풍선, 탄소 나노 튜브 또는 그래 핀 시트, 또는 낮은 알베도 물질로 구성 될 수 있습니다. 전자의 가능성은 두 가지 장점을 제공합니다. 하나는 대기 중 반사기를 현지에서 공급 된 탄소를 사용하여 현장에서 구축 할 수 있다는 것입니다. 둘째, 금성의 대기는 그러한 구조물이 구름 위로 쉽게 떠 다닐 수있을 정도로 밀도가 높습니다.

NASA의 과학자 인 Geoffrey A. Landis는 또한 도시가 금성의 구름 위에 세워질 수 있으며 태양 보호막과 처리장 역할을 할 수 있다고 제안했습니다. 이것들은 식민지 주민들에게 초기 생활 공간을 제공하고 테라 포머 역할을하여 점차 금성의 분위기를 살기 좋은 것으로 바꾸어 식민지 주민들이 수면으로 이동할 수있게합니다.

또 다른 제안은 금성의 회전 속도와 관련이 있습니다. 금성은 243 일마다 한 번씩 회전하며, 이는 주요 행성 중 가장 느린 회전 기간입니다. 따라서 비너스의 경험은 낮과 밤이 매우 길기 때문에 대부분의 알려진 지구 식물과 동물이 적응하기 어려울 수 있습니다. 느린 회전은 아마도 상당한 자기장의 부족을 설명합니다.

이를 해결하기 위해 영국 행성 간 협회 회원 인 Paul Birch는 금성과 태양 사이의 L1 Lagrange 지점 근처에 궤도 형 태양 거울 시스템을 만들 것을 제안했습니다. 극 궤도의 솔레 타 미러와 결합하면 24 시간의 광 사이클을 제공합니다.

또한 비너스의 회전 속도는 임팩터로 표면에 부딪 히거나 지름이 96.5km (60 마일)보다 큰 몸체를 사용하여 근접 비행을 수행함으로써 회전 할 수 있다고 제안되었습니다. 질량 드라이버와 동적 압축 부재를 사용하여 금성과 지구와 동일한 밤낮주기를 경험할 때까지 회전 속도를 생성하는 데 필요한 회전력을 생성 할 것을 제안합니다 (위 참조).

그런 다음 여러 가지 방법으로 달성 할 수있는 비너스 분위기를 제거 할 수 있습니다. 우선, 표면을 향한 충격기는 대기 중 일부를 우주로 날려 버릴 것입니다. 다른 방법으로는 우주 엘리베이터와 질량 가속기 (구름 위의 풍선 또는 플랫폼에 이상적으로 배치)가 있으며, 대기에서 가스를 점차적으로 퍼내어 우주로 방출 할 수 있습니다.

잠재적 이점 :

금성을 식민지화하고 인간 정착을위한 기후를 바꾸는 주된 이유 중 하나는 인류를위한“백업 장소”를 만들 것이라는 전망입니다. 그리고 화성, 달, 그리고 외부 태양계와 같은 선택의 범위를 고려할 때, 금성은 다른 것들에게는 그렇지 않은 몇 가지 일이 있습니다. 이 모든 것이 금성이 지구의 "자매 행성"으로 알려진 이유를 강조합니다.

우선 금성은 지구와 크기, 질량 및 구성이 유사한 지상 행성입니다. 이것이 금성이 지구와 비슷한 중력을 갖는 이유인데, 이는 우리가 90 % (또는 0.904)를 경험하는 것입니다지, 정확히는. 결과적으로 금성에 사는 인간은 골다공증 및 근육 퇴행과 같은 무중력 및 미세 중력 환경에서 소비되는 시간과 관련된 건강 문제가 발생할 위험이 훨씬 낮습니다.

금성과 지구에 대한 상대적 근접성은 태양계의 다른 대부분의 장소보다 교통 및 통신이 더 쉬워 질 것입니다. 현재 추진 시스템을 사용하면 화성의 780 일과 비교하여 금성으로의 발사 창은 584 일마다 발생합니다. 금성은 지구와 가장 가까운 행성이기 때문에 비행 시간도 다소 짧습니다. 가장 가까운 접근 방식은 화성에서 5 천 5 백만 km에 비해 4 천만 km 떨어져 있습니다.

또 다른 이유는 금성의 가출 온실 효과와 관련이 있습니다. 이것이 지구의 극심한 열과 대기 밀도의 이유입니다. 다양한 생태 공학 기술을 테스트 할 때 과학자들은 그 효과에 대해 많은 것을 배울 것입니다. 이 정보는 지구상의 기후 변화에 대한 지속적인 싸움에서 매우 유용 할 것입니다.

그리고 앞으로 수십 년 동안이 싸움은 다소 격렬해질 것입니다. 2015 년 3 월 NOAA가보고 한 바와 같이, 대기의 이산화탄소 수준은 현재 400ppm을 넘어서고 있는데, 이는 지구 온도와 해수면이 상당히 높은 Pliocene 시대 이후로는 볼 수 없었습니다. NASA가 계산 한 일련의 시나리오에서 볼 수 있듯이이 추세는 2100 년까지 계속 될 것으로 예상되며 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

한 시나리오에서, 이산화탄소 배출량은 세기 말까지 약 550ppm으로 낮아져 평균 온도가 2.5 ° C (4.5 ° F) 증가합니다. 두 번째 시나리오에서 이산화탄소 배출량은 약 800ppm으로 상승하여 평균 약 4.5 ° C (8 ° F) 증가합니다. 첫 번째 시나리오에서 예상되는 증가는 지속 가능한 반면, 후자의 경우 지구의 많은 부분에서 생명을 유지할 수 없게 될 것입니다.

따라서 인류를위한 두 번째 집을 만드는 것 외에도, 테라포밍 비너스는 지구가 우리 종의 생존 가능한 집으로 남아 있도록 보장 할 수 있습니다. 물론 금성이 지구 행성이라는 사실은 인류가“포스트 후시”경제를 달성 할 수 있도록 수확 할 수있는 풍부한 천연 자원을 가지고 있음을 의미합니다.

도전 과제 :

비너스와 지구의 유사성 (즉, 크기, 질량 및 구성) 이외에도 테라포밍과 식민지 형성을 주요 과제로 만드는 수많은 차이점이 있습니다. 우선 금성 대기의 열과 압력을 줄이려면 엄청난 양의 에너지와 자원이 필요합니다. 또한 아직 존재하지 않으며 구축 비용이 많이 드는 인프라가 필요합니다.

예를 들어, 온실 효과가 체포 될 정도로 금성의 대기를 식힐만큼 큰 궤도 음영을 만들려면 막대한 양의 금속 및 고급 재료가 필요합니다. 이러한 구조는 L1에 위치한다면 금성 자체 직경의 4 배가되어야합니다. 우주에서 조립해야하는데, 이는 거대한 로봇 어셈블러를 필요로합니다.

반대로 금성의 회전 속도를 높이려면 외부의 태양계 (주로 Kuiper Belt)와 충돌해야하는 많은 영향을주지 않고 엄청난 에너지가 필요합니다. 이 모든 경우에, 필요한 재료를 운반하기 위해 큰 우주선이 필요할 것이며, 합리적인 시간 내에 여행을 할 수있는 고급 드라이브 시스템을 갖추고 있어야합니다.

현재, 그러한 구동 시스템이 존재하지 않으며, 이온 엔진에서 화학 추진제에 이르는 기존의 방법은 충분히 빠르거나 경제적이지 않습니다. 예를 들어 NASA는 새로운 지평 기존 로켓과 중력 보조 방법을 사용하여 Kuiper Belt에서 Pluto와의 역사적인 만남을 얻으려면 11 년 이상이 걸렸습니다.

한편, 새벽 이온 추진에 의존 한 임무는 소행성대에서 베스타에 도달하는 데 거의 4 년이 걸렸다. 어느 방법도 카이퍼 벨트를 반복적으로 여행하고 얼음 혜성과 소행성을 뒤로 끌어 당기는 데 실용적이지 않으며, 인류는 우리가 이것을 할 필요가있는 배의 수에 가까운 곳이 없습니다.

구름 위에 태양 반사기를 배치하는 개념에 대해서도 동일한 자원 문제가 발생합니다. 금성의 표면은 현재 구름에 의해 완전히 둘러싸여 있기 때문에 재료의 양은 커야하고 대기가 수정 된 후 오랫동안 유지되어야 할 것입니다. 또한 금성은 이미 반사성이 높은 구름을 가지고 있기 때문에 모든 접근 방식은 현재의 알베도 (0.65)를 크게 능가하여 차이를 만들어야합니다.

그리고 금성의 분위기를 제거 할 때에도 똑같이 도전합니다. 1994 년 제임스 비 폴락 (James B. Pollack)과 칼 사간 (Carl Sagan)은 700km 직경의 충격으로 금성을 치는 금성 충격기가 전체 대기의 천분의 일보다 적다는 계산을 수행했습니다. 또한 대기의 밀도가 감소함에 따라 수익이 감소 할 것이므로 수천 명의 거대한 충격기가 필요합니다.

또한, 방출 된 대기의 대부분은 금성 근처의 태양 궤도로 들어가고, 추가 개입 없이는 금성의 중력장에 의해 포착되어 대기의 일부가 될 수 있습니다. 우주의 엘리베이터를 사용하여 대기 가스를 제거하는 것은 행성의 정지 궤도가 표면보다 비현실적인 거리에 있기 때문에 어려울 것입니다.이 경우 질량 가속기를 사용하여 제거하면 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 듭니다.

결론:

요약하면, 테라포밍 비너스의 잠재적 이점은 분명합니다. 인류에게는 두 번째 집이 있고, 우리 자신의 자원을 우리 자신에게 추가 할 수있을 것이며, 지구상의 대격변 변화를 막는 데 도움이되는 귀중한 기술을 배울 것입니다. 그러나 이러한 이점을 실현할 수있는 지점에 도달하는 것은 어려운 일입니다.

대부분의 제안 된 테라포밍 벤처와 같이 많은 장애물을 미리 해결해야합니다. 이 중 가장 중요한 것은 운송 및 물류, 수많은 로봇 작업자를 동원하고 필요한 자원을 활용하기위한 기술을 운반하는 것입니다. 그 후, 여러 세대의 헌신이 이루어져야하며, 작업을 완료 할 때까지 재정 자원을 제공해야합니다. 가장 이상적인 조건에서 쉬운 일이 아닙니다.

말하자면, 이것은 인류가 단기적으로는 할 수없는 일입니다. 그러나 미래를 생각하면 비너스의 아이디어는 바다, 경작 가능한 땅, 야생 동물 및 도시와 같이 상상할 수있는 모든면에서 우리의 "자매 행성"이되는 것이 분명 아름답고 실현 가능한 목표 인 것 같습니다. 유일한 질문은 우리가 얼마나 기다려야할까요?

우리는 여기서 Space Magazine에서 테라포밍에 관한 많은 흥미로운 기사를 썼습니다. 다음은 테라포밍에 대한 결정적인 가이드입니다. 달을 변형시킬 수 있습니까?, 우리는 화성을 테라포밍해야합니까?, 우리는 어떻게 화성을 테라포밍합니까? 학생 팀은 시아 노 박테리아를 사용하여 화성을 지형 화하려고합니다.

우리는 목성을 지형화할 수 있습니까?, 태양을 지형화할 수 있습니까? 블랙홀을 지형화할 수 있습니까?

자세한 내용은 NASA Quest에서 Terraforming Mars를 확인하십시오! NASA의 화성 여행.

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