Chào mừng trở lại với loạt bài của chúng tôi về Thuộc địa hệ mặt trời! Hôm nay, chúng ta hãy xem Trái đất em gái hành tinh Trái đất, hành tinh Venus, địa ngục tương tự nhưng kỳ lạ. Thưởng thức!
Kể từ khi con người bắt đầu nhìn lên bầu trời, họ đã biết về Sao Kim. Vào thời cổ đại, nó được biết đến với cái tên là Ngôi sao buổi sáng và Ngôi sao buổi tối, do sự xuất hiện rực rỡ trên bầu trời vào lúc bình minh và hoàng hôn. Cuối cùng, các nhà thiên văn học nhận ra rằng trên thực tế nó là một hành tinh và giống như Trái đất, nó cũng quay quanh Mặt trời. Và nhờ vào Thời đại Không gian và vô số nhiệm vụ đến hành tinh, chúng ta đã biết chính xác loại môi trường mà Venus có.
Với bầu không khí dày đặc đến nỗi không thể chụp ảnh bề mặt thường xuyên, nhiệt độ mạnh đến mức có thể làm tan chảy chì và mưa axit sunfuric, dường như không có nhiều lý do để đến đó. Nhưng như chúng ta đã học được trong những năm gần đây, Sao Kim đã từng là một nơi rất khác biệt, hoàn chỉnh với các đại dương và lục địa. Và với công nghệ phù hợp, các thuộc địa có thể được xây dựng trên các đám mây, nơi chúng sẽ an toàn.
Vì vậy, những gì sẽ cần để thuộc địa sao Kim? Cũng như các đề xuất khác để thực dân hóa Hệ mặt trời, tất cả đều có các phương pháp và công nghệ phù hợp, và chúng ta sẵn sàng chi bao nhiêu.
Ví dụ trong tiểu thuyết:
Từ đầu thế kỷ 20, ý tưởng xâm chiếm sao Kim đã được khám phá trong khoa học viễn tưởng, chủ yếu dưới dạng địa hình hóa nó. Ví dụ sớm nhất được biết đến là Olaf Stapleton Người đàn ông cuối cùng và đầu tiên (1930), hai chương trong đó dành riêng cho việc mô tả cách loài người con cháu Thổ địa hình sau khi Trái đất trở nên không thể ở được; và trong quá trình, cam kết diệt chủng đối với đời sống thủy sinh bản địa.
Đến những năm 1950 và 60, terraforming bắt đầu xuất hiện trong nhiều tác phẩm khoa học viễn tưởng. Poul Anderson cũng đã viết nhiều về địa hình trong những năm 1950. Trong tiểu thuyết năm 1954, Mưa lớn, Sao Kim bị thay đổi thông qua các kỹ thuật kỹ thuật hành tinh trong một khoảng thời gian rất dài. Cuốn sách có sức ảnh hưởng lớn đến nỗi thuật ngữ này có tên là Big Big Rain, từ đó đồng nghĩa với sự dị hình của sao Kim.
Vào năm 1991, tác giả G. David Nordley đã gợi ý trong truyện ngắn của mình (Hồi The Snows of Venus Triệu) rằng Sao Kim có thể được kéo dài tới 30 ngày Trái đất bằng cách xuất khẩu bầu khí quyển Sao Kim qua các trình điều khiển khối lượng. Tác giả Kim Stanley Robinson trở nên nổi tiếng nhờ miêu tả chân thực về sự dị hình trong Bộ ba sao hỏa - Trong đó bao gồm Sao Hỏa đỏ, Sao Hỏa Xanh và Sao Hỏa xanh.
Năm 2012, anh theo dõi loạt phim này với việc phát hành 2312, một tiểu thuyết khoa học viễn tưởng liên quan đến sự thuộc địa hóa của toàn bộ Hệ mặt trời - bao gồm cả sao Kim. Cuốn tiểu thuyết cũng đã khám phá nhiều cách mà sao Kim có thể bị dị hình, từ làm mát toàn cầu đến cô lập carbon, tất cả đều dựa trên các nghiên cứu và đề xuất học thuật.
Phương pháp đề xuất:
Tất cả đã nói, hầu hết các phương pháp được đề xuất để xâm chiếm sao Kim đều nhấn mạnh đến kỹ thuật sinh thái (hay còn gọi là terraforming) để làm cho hành tinh có thể ở được. Tuy nhiên, cũng đã có những gợi ý về việc làm thế nào con người có thể sống trên Sao Kim mà không làm thay đổi đáng kể môi trường.
Chẳng hạn, theo Hệ mặt trời bên trong: Tài nguyên năng lượng và vật chất tiềm năng, của Viorel Badescu và Kris Zacny (chủ biên), các nhà khoa học Liên Xô đã gợi ý rằng con người có thể xâm chiếm bầu khí quyển Venus Venus thay vì cố gắng sống trên bề mặt thù địch từ những năm 1970.
Gần đây hơn, nhà khoa học của NASA Geoffrey A. Landis đã viết một bài báo có tựa đề là Thuộc địa của Sao Kim, trong đó ông đề xuất rằng các thành phố có thể được xây dựng trên các đám mây Sao Kim. Ở độ cao 50 km so với bề mặt, ông tuyên bố, những thành phố như vậy sẽ an toàn trước môi trường sao Kim khắc nghiệt:
Khí quyển của Sao Kim là môi trường giống như trái đất nhất (ngoài chính Trái đất) trong hệ mặt trời. Ở đây có đề xuất rằng trong thời gian tới, việc thám hiểm sao Kim của con người có thể diễn ra từ các máy điều hòa không khí trong khí quyển và về lâu dài, các khu định cư cố định có thể được thực hiện dưới dạng các thành phố được thiết kế để nổi ở độ cao khoảng năm mươi km trong bầu không khí của sao Kim.
Ở độ cao 50 km so với bề mặt, môi trường có áp suất xấp xỉ 100.000 Pa, thấp hơn một chút so với Trái đất ở mực nước biển (101.325 Pa). Nhiệt độ ở các khu vực này cũng dao động từ 0 đến 50 ° C (273 đến 323 K; 32 đến 122 ° F) và bảo vệ chống lại bức xạ vũ trụ sẽ được cung cấp bởi bầu khí quyển ở trên, với khối lượng che chắn tương đương với Trái đất.
Môi trường sống của sao Kim, theo đề xuất của Landis, ban đầu sẽ bao gồm các máy bay khí dung chứa đầy không khí thoáng khí (hỗn hợp oxy-nitơ 21,99). Điều này dựa trên khái niệm rằng không khí sẽ là một loại khí nâng trong bầu khí quyển carbon dioxide dày đặc, sở hữu hơn 60% sức nâng mà helium có trên Trái đất.
Những thứ này sẽ cung cấp không gian sống ban đầu cho những người dân thuộc địa, và có thể đóng vai trò là người địa hình, dần dần biến bầu khí quyển Venus Venus thành một thứ có thể sống được để thực dân có thể di cư lên bề mặt. Một cách để làm điều này là sử dụng chính những thành phố này làm bóng mặt trời, vì sự hiện diện của chúng trong các đám mây sẽ ngăn bức xạ mặt trời chiếu xuống bề mặt.
Điều này sẽ hoạt động đặc biệt tốt nếu các thành phố nổi được làm bằng vật liệu albedo thấp. Thay phiên, bóng bay phản chiếu và / hoặc tấm phản chiếu của ống nano carbon hoặc graphene có thể được triển khai từ những bóng này. Điều này mang lại sự tiến bộ trong phân bổ nguồn lực tại chỗ, vì các gương phản xạ khí quyển có thể được chế tạo bằng cách sử dụng carbon có nguồn gốc địa phương.
Ngoài ra, các thuộc địa này có thể đóng vai trò là nền tảng nơi các nguyên tố hóa học được đưa vào khí quyển với số lượng lớn. Điều này có thể ở dạng bụi canxi và magiê (sẽ cô lập carbon dưới dạng canxi và magiê cacbonat), hoặc một khí dung hydro (sản xuất than chì và nước, sau đó sẽ rơi xuống bề mặt và chiếm khoảng 80% bề mặt trong các đại dương).
NASA đã bắt đầu khám phá khả năng gắn các nhiệm vụ phi hành đoàn lên Sao Kim như là một phần của Khái niệm hoạt động Sao Kim cao độ (HAVOC) của họ, được đề xuất vào năm 2015. Theo Dale Arney và Chris Jones từ Trung tâm nghiên cứu Langley của NASA, khái niệm nhiệm vụ này yêu cầu tất cả các phần của phi hành đoàn được thực hiện từ nhẹ hơn không quân hoặc từ quỹ đạo.
Lợi ích tiềm năng:
Lợi ích của việc thuộc địa hóa sao Kim là rất nhiều. Đối với người mới bắt đầu, Venus là hành tinh gần Trái đất nhất, điều đó có nghĩa là sẽ mất ít thời gian và tiền bạc hơn và gửi các nhiệm vụ đến đó, so với các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời. Ví dụ, tàu thăm dò Venus Express chỉ mất hơn năm tháng để đi từ Trái đất đến Sao Kim, trong khi tàu thăm dò Mars Express mất gần sáu tháng để đi từ Trái đất đến Sao Hỏa.
Ngoài ra, việc khởi chạy các cửa sổ lên Sao Kim xảy ra thường xuyên hơn, cứ sau 584 ngày khi Trái đất và Sao Kim gặp sự kết hợp kém hơn. Điều này được so sánh với 780 ngày để Trái đất và Sao Hỏa đạt được sự đối lập (nghĩa là điểm trên quỹ đạo của chúng khi chúng thực hiện phương pháp gần nhất).
So với một nhiệm vụ lên Sao Hỏa, một nhiệm vụ đến bầu khí quyển Sao Kim cũng sẽ khiến các phi hành gia ít phải đối mặt với bức xạ có hại. Điều này một phần là do sự gần gũi lớn hơn của Venus, nhưng cũng xuất phát từ từ tính của Venus Venus - xuất phát từ sự tương tác của bầu khí quyển dày của nó với gió mặt trời.
Ngoài ra, đối với các khu định cư nổi được thiết lập trong bầu khí quyển Venus, sẽ có ít nguy cơ giải nén nổ hơn, vì sẽ không có sự khác biệt đáng kể về áp suất giữa bên trong và bên ngoài môi trường sống. Như vậy, việc đâm thủng sẽ gây ra rủi ro ít hơn và việc sửa chữa sẽ dễ dàng hơn để gắn kết.
Ngoài ra, con người sẽ không yêu cầu những bộ đồ điều áp để mạo hiểm ra ngoài, giống như trên Sao Hỏa hoặc các hành tinh khác. Mặc dù họ vẫn cần bình oxy và bảo vệ chống lại mưa axit khi làm việc bên ngoài môi trường sống của họ, các đội làm việc sẽ thấy môi trường thân thiện hơn rất nhiều.
Sao Kim cũng có kích thước và khối lượng gần với Trái đất, dẫn đến trọng lực bề mặt sẽ dễ thích nghi hơn nhiều (0,904g). So với trọng lực trên Mặt trăng, Sao Thủy hoặc Sao Hỏa (0,125 và 0,38 g), điều này có thể có nghĩa là các ảnh hưởng sức khỏe liên quan đến không trọng lượng hoặc vi trọng lực sẽ không đáng kể.
Ngoài ra, một khu định cư ở đó sẽ có quyền truy cập vào các nguyên liệu phong phú để trồng thực phẩm và sản xuất nguyên liệu. Do bầu khí quyển Venus, được tạo ra chủ yếu từ carbon dioxide, nitơ và sulfur dioxide, chúng có thể được cô lập để tạo ra phân bón và các hợp chất hóa học khác.
CO² cũng có thể được tách ra về mặt hóa học để tạo ra khí oxy và carbon thu được có thể được sử dụng để sản xuất graphene, ống nano carbon và các siêu vật liệu khác. Ngoài việc được sử dụng cho các lá chắn mặt trời có thể, chúng còn có thể được xuất khẩu ra ngoài thế giới như một phần của nền kinh tế địa phương.
Thách thức:
Đương nhiên, việc xâm chiếm một hành tinh như Sao Kim cũng đi kèm với những khó khăn. Ví dụ, trong khi các khuẩn lạc nổi sẽ được loại bỏ khỏi nhiệt độ và áp suất cực cao của bề mặt, vẫn sẽ có nguy cơ gây ra bởi mưa axit sunfuric. Vì vậy, ngoài nhu cầu che chắn bảo vệ ở thuộc địa, các đội làm việc và khí cầu cũng sẽ cần được bảo vệ.
Thứ hai, nước hầu như không tồn tại trên Sao Kim và thành phần của khí quyển sẽ không cho phép sản xuất tổng hợp. Do đó, nước sẽ phải được vận chuyển đến Sao Kim cho đến khi nó được sản xuất tại chỗ (tức là mang khí hydro để tạo ra nước tạo thành bầu khí quyển), và các quy trình tái chế cực kỳ nghiêm ngặt sẽ cần được thiết lập.
Và tất nhiên, có vấn đề về chi phí liên quan. Ngay cả khi các cửa sổ khởi động xảy ra thường xuyên hơn và thời gian vận chuyển ngắn hơn khoảng năm tháng, nó vẫn đòi hỏi một khoản đầu tư rất lớn để vận chuyển tất cả các vật liệu cần thiết - chưa kể đến các công nhân robot cần thiết để lắp ráp chúng - để chế tạo ngay cả một lần nổi thuộc địa trong bầu khí quyển của sao Kim.
Tuy nhiên, nếu chúng ta thấy mình ở một vị trí để làm như vậy, Venus rất có thể trở thành ngôi nhà của Nước Mây Thành phố, nơi khí carbon dioxide được xử lý và biến thành siêu nguyên liệu để xuất khẩu. Và những thành phố này có thể đóng vai trò là căn cứ để giới thiệu chậm rãi The Rain Rain, đến với Sao Kim, cuối cùng biến thành một thế giới thực sự có thể sống với cái tên là hành tinh chị em Earth Earth.
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết thú vị về terraforming ở đây tại Tạp chí Vũ trụ. Ở đây, Hướng dẫn dứt khoát về địa hình, chúng ta có thể tạo nên mặt trăng không?, Chúng ta có nên tạo nên sao Hỏa không? Làm thế nào để chúng ta tạo nên sao Hỏa? và Nhóm sinh viên muốn lên sao Hỏa bằng cách sử dụng vi khuẩn lam.
Chúng tôi cũng có những bài báo khám phá khía cạnh cực đoan hơn của địa hình, như We Weformform Jupiter?, Chúng ta có thể Terraform The Sun không?, Và chúng ta có thể tạo ra một hố đen không?
Để biết thêm thông tin, hãy xem Sao Hỏa địa hình tại NASA Quest! và NASA Hành trình lên Sao Hỏa.
Và nếu bạn thích video được đăng ở trên, hãy xem trang Patreon của chúng tôi và tìm hiểu làm thế nào bạn có thể nhận được những video này sớm trong khi giúp chúng tôi mang đến cho bạn nội dung tuyệt vời hơn!
Nguồn:
- V. Badescu, K. Zacny (chủ biên), Hệ mặt trời bên trong: Tài nguyên năng lượng và vật chất tiềm năng, Springer.com
- Wikipedia - Thuộc địa của sao Kim
- M.J Way et al. CúcSao Kim có phải là thế giới có thể ở được đầu tiên của hệ mặt trời của chúng ta không?
- D. Arney, C. Jones. HAVOC: Khái niệm hoạt động của Venus độ cao cao - Chiến lược khám phá sao Kim, Máy chủ báo cáo kỹ thuật của NASA, Trung tâm nghiên cứu Langley.
