كيف نصلح كوكب الزهرة؟

Send

استمرارًا لـ "الدليل النهائي للتشكيل" ، تسعد مجلة الفضاء بتقديم دليلنا للتشكيل المتصاعد للزهرة. قد يكون من الممكن القيام بذلك في يوم من الأيام ، عندما تتقدم تقنيتنا بما يكفي. لكن التحديات عديدة ومحددة للغاية.

غالبًا ما يشار إلى كوكب الزهرة باسم "كوكب الأخت" على الأرض ، وهو محق في ذلك. بالإضافة إلى كونها بنفس الحجم تقريبًا ، فإن كوكب الزهرة والأرض متشابهان في الكتلة ولديهما تركيبات متشابهة جدًا (كلاهما كواكب أرضية). بصفته كوكبًا مجاورًا للأرض ، يدور كوكب الزهرة أيضًا حول الشمس داخل "منطقة المعتدل" (المعروفة أيضًا باسم المنطقة الصالحة للسكن). لكن بالطبع ، هناك العديد من الاختلافات الرئيسية بين الكواكب التي تجعل كوكب الزهرة غير صالح للسكن.

بالنسبة للمبتدئين ، يكون الغلاف الجوي أكثر سمكًا 90 مرة من الغلاف الجوي للأرض ، ومتوسط درجة حرارة سطحه ساخن بما يكفي لإذابة الرصاص ، والهواء عبارة عن أبخرة سامة تتكون من ثاني أكسيد الكربون وحمض الكبريتيك. على هذا النحو ، إذا أراد البشر العيش هناك ، فهناك بعض الهندسة البيئية الجادة - المعروفة أيضًا. مطلوب - أولا. وبالنظر إلى أوجه التشابه مع الأرض ، يعتقد العديد من العلماء أن الزهرة ستكون المرشح الأساسي للتشجير ، حتى أكثر من المريخ!

على مدار القرن الماضي ، ظهر مفهوم Terraforming Venus عدة مرات ، سواء من حيث الخيال العلمي أو كموضوع للدراسة العلمية. في حين كانت علاجات هذا الموضوع خيالية إلى حد كبير في أوائل القرن العشرين ، حدث انتقال مع بداية عصر الفضاء. مع تحسن معرفتنا بالزهرة ، تحسنت أيضًا اقتراحات تعديل المناظر الطبيعية لتكون أكثر ملاءمة للسكن البشري.

أمثلة في الخيال:

منذ أوائل القرن العشرين ، تم استكشاف فكرة تحويل كوكب الزهرة بيئيًا في الخيال. أقرب مثال معروف هو Olaf Stapleton's الرجال الأخير والأول (1930) ، فصلان مخصصان لوصف كيف أن أحفاد البشرية يسيطرون على كوكب الزهرة بعد أن تصبح الأرض غير صالحة للسكن ؛ وفي هذه العملية ، ارتكاب الإبادة الجماعية ضد الحياة المائية الأصلية.

بحلول الخمسينيات والستينيات ، وبسبب بداية عصر الفضاء ، بدأت التضاريس في الظهور في العديد من أعمال الخيال العلمي. كتب بول أندرسون أيضًا بشكل مكثف عن التضاريس في الخمسينات. في روايته 1954 ، المطر الكبير، يتم تغيير كوكب الزهرة من خلال تقنيات الهندسة الكوكبية على مدى فترة طويلة من الزمن. كان الكتاب مؤثراً للغاية لدرجة أن مصطلح "المطر الكبير" أصبح مرادفًا لتضخم كوكب الزهرة.

في عام 1991 ، اقترح المؤلف ج.ديفيد نوردلي في قصته القصيرة ("ثلوج الزهرة") أن الزهرة قد تكون مدتها 30 يومًا من الأرض عن طريق تصدير غلافها الجوي من الزهرة عبر السائقين الجماهيريين. أصبح الكاتب كيم ستانلي روبنسون مشهورًا بتصويره الواقعي للتضاريس في ثلاثية المريخ - والتي تضمنت المريخ الأحمر ، المريخ الأخضر و بلو مارس.

في عام 2012 ، تابع هذه السلسلة حتى مع إطلاق سراح 2312، رواية خيال علمي تعاملت مع استعمار النظام الشمسي بأكمله - والذي يشمل كوكب الزهرة. كما استكشفت الرواية الطرق العديدة التي يمكن بها معالجة كوكب الزهرة ، بدءًا من التبريد العالمي إلى عزل الكربون ، وكلها تستند إلى دراسات ومقترحات علمية.

الطرق المقترحة:

تم إجراء أول طريقة مقترحة لتضخيم كوكب الزهرة في عام 1961 بواسطة Carl Sagan. في ورقة بعنوان "كوكب الزهرة" ، جادل في استخدام البكتيريا المعدلة وراثيا لتحويل الكربون في الغلاف الجوي إلى جزيئات عضوية. ومع ذلك ، أصبح هذا غير عملي بسبب الاكتشاف اللاحق لحمض الكبريتيك في سحب فينوس وتأثيرات الرياح الشمسية.

في دراسته لعام 1991 "Terraforming Venus Quickly" ، اقترح العالم البريطاني بول بيرش قصف جو فينوس بالهيدروجين. سينتج عن التفاعل الناتج الجرافيت والماء ، والذي يسقط الأخير على السطح ويغطي حوالي 80 ٪ من السطح في المحيطات. بالنظر إلى كمية الهيدروجين المطلوبة ، يجب أن يتم حصادها مباشرة من أحد جسيمات الغاز العملاقة أو جليد القمر.

سيتطلب الاقتراح أيضًا إضافة الهباء الحديدي إلى الغلاف الجوي ، والذي يمكن أن يُشتق من عدد من المصادر (أي القمر والكويكبات وعطارد). سيتكون الغلاف الجوي المتبقي ، الذي يقدر بحوالي 3 قضبان (ثلاث مرات من الأرض) ، بشكل أساسي من النيتروجين ، وسيذوب بعضها في المحيطات الجديدة ، مما يقلل من الضغط الجوي أكثر.

فكرة أخرى هي قصف الزهرة بالمغنيسيوم المكرر والكالسيوم ، الأمر الذي من شأنه عزل الكربون في شكل كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم. أشار مارك بولوك وديفيد إتش. جرينسبون من جامعة كولورادو في بولدر في بحثهما الصادر عام 1996 بعنوان "استقرار المناخ على كوكب الزهرة" إلى أنه يمكن استخدام رواسب فينوس الخاصة من أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم لهذه العملية. من خلال التعدين ، يمكن أن تتعرض هذه المعادن إلى السطح ، وبالتالي تعمل كبالوعات الكربون.

ومع ذلك ، يدعي Bullock و Grinspoon أيضًا أن هذا سيكون له تأثير تبريد محدود - إلى حوالي 400 كلفن (126.85 درجة مئوية ؛ 260.33 درجة فهرنهايت) وسيقلل فقط الضغط الجوي إلى ما يقدر بـ 43 بارًا. وبالتالي ، ستكون هناك حاجة إلى إمدادات إضافية من الكالسيوم والمغنيسيوم لتحقيق 8 × 10²⁰ كجم من الكالسيوم أو 5 × 10²⁰ كيلوغرام من المغنيسيوم المطلوب ، والذي من المرجح أن يتم استخراجه من الكويكبات.

كما تم استكشاف مفهوم الظلال الشمسية ، والذي قد ينطوي على استخدام إما سلسلة من المركبات الفضائية الصغيرة أو عدسة كبيرة واحدة لتحويل ضوء الشمس من سطح الكوكب ، وبالتالي تقليل درجات الحرارة العالمية. بالنسبة إلى الزهرة ، التي تمتص أشعة الشمس مرتين مثل الأرض ، يُعتقد أن الإشعاع الشمسي لعب دورًا رئيسيًا في تأثير الاحتباس الحراري الجامح الذي جعله ما هو عليه اليوم.

يمكن أن يكون هذا الظل قائمًا على الفضاء ، يقع في نقطة الشمس-فينوس L1 لاغرانج ، حيث سيمنع بعض أشعة الشمس من الوصول إلى الزهرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا الظل سيعمل أيضًا على حجب الرياح الشمسية ، وبالتالي تقليل كمية الإشعاع التي يتعرض لها سطح كوكب الزهرة (مشكلة رئيسية أخرى عندما يتعلق الأمر بالسكن). سيؤدي هذا التبريد إلى تسييل أو تجميد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، والذي سيتم بعد ذلك التخلص منه على السطح كجليد جاف (يمكن شحنه خارج العالم أو عزله تحت الأرض).

بالتناوب ، يمكن وضع عاكسات الطاقة الشمسية في الغلاف الجوي أو على السطح. يمكن أن يتكون هذا من بالونات عاكسة كبيرة ، أو صفائح من أنابيب نانوية كربونية أو جرافين ، أو مادة منخفضة البياض. توفر الإمكانية السابقة ميزتين: الأولى ، يمكن بناء عاكسات الغلاف الجوي في الموقع ، باستخدام الكربون من مصادر محلية. ثانيًا ، الغلاف الجوي لكوكب الزهرة كثيف بما يكفي بحيث يمكن لهذه الهياكل أن تطفو بسهولة فوق الغيوم.

كما اقترح عالم ناسا جيفري لانديس أنه يمكن بناء المدن فوق غيوم فينوس ، والتي بدورها يمكن أن تعمل كدرع شمسي ومحطات معالجة. سيوفر ذلك مساحات معيشة أولية للمستعمرين ، وسيعملون كمُصنِّعين للأرض ، مما يحول جو كوكب الزهرة تدريجيًا إلى شيء صالح للعيش حتى يتمكن المستعمرون من الهجرة إلى السطح.

هناك اقتراح آخر يتعلق بسرعة دوران الزهرة. يدور كوكب الزهرة مرة واحدة كل 243 يومًا ، وهي أبطأ فترة دوران لأي من الكواكب الرئيسية. على هذا النحو ، فإن تجارب كوكب الزهرة أيام وليالي طويلة للغاية ، والتي قد يكون من الصعب على معظم أنواع الأرض المعروفة من النباتات والحيوانات التكيف معها. ربما يفسر الدوران البطيء أيضًا نقص المجال المغناطيسي الكبير.

ولمعالجة ذلك ، اقترح عضو جمعية الكواكب البريطانية بول بيرش إنشاء نظام من المرايا الشمسية المدارية بالقرب من نقطة L1 لاغرانج بين الزهرة والشمس. إلى جانب مرآة سوليتا في مدار قطبي ، ستوفر هذه دورة ضوء على مدار 24 ساعة.

وقد اقترح أيضًا أن سرعة دوران الزهرة يمكن أن تدور عن طريق إما ضرب السطح بالصدمات أو إجراء عمليات طيران قريبة باستخدام أجسام يزيد قطرها عن 96.5 كم (60 ميلاً). هناك أيضًا اقتراح باستخدام استخدام المحركات الجماعية وأعضاء الضغط الديناميكي لتوليد قوة الدوران اللازمة لتسريع الزهرة حتى النقطة التي مرت بها دورة ليل نهار مماثلة لدورة الأرض (انظر أعلاه).

ثم هناك إمكانية إزالة بعض جو الزهرة ، والذي يمكن تحقيقه بعدد من الطرق. بالنسبة للمبتدئين ، فإن الصدمات الموجهة على السطح ستفجر بعض الغلاف الجوي في الفضاء. تشمل الطرق الأخرى مصاعد الفضاء ومسرعات الكتلة (يتم وضعها بشكل مثالي على البالونات أو المنصات فوق الغيوم) ، والتي يمكن أن تغرف تدريجياً الغاز من الغلاف الجوي وتخرجه إلى الفضاء.

الفوائد المحتملة:

أحد الأسباب الرئيسية لاستعمار كوكب الزهرة ، وتغيير مناخه للاستيطان البشري ، هو احتمال إنشاء "مكان احتياطي" للبشرية. وبالنظر إلى مجموعة الخيارات - المريخ والقمر والنظام الشمسي الخارجي - لدى فينوس العديد من الأشياء التي لا يفعلها الآخرون. تُبرز كل هذه الأسباب وراء شهرة كوكب الزهرة باسم "كوكب الأخت".

بالنسبة للمبتدئين ، كوكب الزهرة هو كوكب أرضي مشابه في الحجم والكتلة والتكوين للأرض. هذا هو السبب في أن الزهرة لها جاذبية مماثلة للأرض ، والتي تدور حول ما نشهده بنسبة 90٪ (أو 0.904ز، لأكون أكثر دقة. ونتيجة لذلك ، فإن البشر الذين يعيشون على كوكب الزهرة سيكونون أقل عرضة للإصابة بالمشكلات الصحية المرتبطة بالوقت الذي يقضيه في انعدام الوزن وبيئات الجاذبية الصغرى - مثل هشاشة العظام وتدهور العضلات.

كما أن قرب كوكب الزهرة من الأرض سيجعل النقل والاتصالات أسهل من معظم المواقع الأخرى في النظام الشمسي. مع أنظمة الدفع الحالية ، تحدث نوافذ الإطلاق إلى الزهرة كل 584 يومًا ، مقارنة بـ 780 يومًا للمريخ. كما أن وقت الرحلة أقصر إلى حد ما لأن كوكب الزهرة هو أقرب كوكب إلى الأرض. عند أقرب مسافة لها ، تبعد مسافة 40 مليون كيلومتر مقارنة بـ 55 مليون كيلومتر للمريخ.

هناك سبب آخر يتعلق بتأثير الدفيئة الجامح ، وهو سبب حرارة الكوكب الشديدة وكثافتها الجوية. عند اختبار تقنيات الهندسة البيئية المختلفة ، سيتعلم علماءنا قدرًا كبيرًا حول فعاليتها. هذه المعلومات ، بدورها ، ستكون مفيدة للغاية في المعركة الجارية ضد تغير المناخ هنا على الأرض.

وفي العقود القادمة ، من المرجح أن تصبح هذه المعركة شديدة إلى حد ما. كما ذكرت NOAA في مارس من عام 2015 ، تجاوزت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الآن 400 جزء في المليون ، وهو مستوى لم يشهده منذ عصر بليوسين - عندما كانت درجات الحرارة العالمية ومستوى البحر أعلى بشكل ملحوظ. وكسلسلة من السيناريوهات التي حسبتها وكالة ناسا ، من المرجح أن يستمر هذا الاتجاه حتى عام 2100 ، مع عواقب وخيمة.

في أحد السيناريوهات ، ستستقر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عند حوالي 550 جزء في المليون في نهاية القرن ، مما يؤدي إلى ارتفاع متوسط في درجة الحرارة 2.5 درجة مئوية (4.5 درجة فهرنهايت). في السيناريو الثاني ، ترتفع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى حوالي 800 جزء في المليون ، مما يؤدي إلى زيادة متوسطة تبلغ حوالي 4.5 درجة مئوية (8 درجات فهرنهايت). في حين أن الزيادات المتوقعة في السيناريو الأول مستدامة ، في السيناريو الأخير ، ستصبح الحياة لا يمكن الدفاع عنها في أجزاء كثيرة من الكوكب.

لذا ، بالإضافة إلى إنشاء منزل ثانٍ للبشرية ، يمكن أن تساعد الأرض التي تم إصلاحها على ضمان بقاء الأرض كموطن قابل للحياة لأنواعنا. وبالطبع ، حقيقة أن كوكب الزهرة كوكب أرض يعني أن لديها موارد طبيعية وفيرة يمكن حصادها ، مما يساعد البشرية على تحقيق اقتصاد "ما بعد الندرة".

التحديات:

بخلاف أوجه التشابه بين كوكب الزهرة والأرض (أي الحجم والكتلة والتكوين) ، هناك اختلافات عديدة من شأنها أن تجعل التضاريس واستعمارها تحديًا كبيرًا. أولاً ، يتطلب الحد من حرارة وضغط الغلاف الجوي لكوكب الزهرة قدرًا هائلاً من الطاقة والموارد. كما سيتطلب بنية تحتية غير موجودة بعد وسيكون بناءها مكلفاً للغاية.

على سبيل المثال ، قد يتطلب كميات هائلة من المعدن والمواد المتقدمة لبناء غطاء مداري كبير بما يكفي لتبريد جو فينوس إلى درجة أنه سيتم إيقاف تأثير الدفيئة. مثل هذا الهيكل ، إذا تم وضعه في L1 ، يجب أن يكون قطر أربعة أضعاف قطر الزهرة نفسها. يجب أن يتم تجميعها في الفضاء ، الأمر الذي يتطلب أسطولًا ضخمًا من مجمعي الروبوتات.

في المقابل ، تتطلب زيادة سرعة دوران الزهرة طاقة هائلة ، ناهيك عن عدد كبير من المؤثرات التي يجب أن تكون مخروطية من النظام الشمسي الخارجي - بشكل رئيسي من حزام كويبر. في جميع هذه الحالات ، ستكون هناك حاجة إلى أسطول كبير من سفن الفضاء لنقل المواد اللازمة ، وستكون بحاجة إلى أن تكون مجهزة بأنظمة قيادة متقدمة يمكنها القيام بالرحلة في فترة زمنية معقولة.

في الوقت الحالي ، لا توجد أنظمة قيادة كهذه ، والطرق التقليدية - التي تتراوح من المحركات الأيونية إلى الدوافع الكيميائية - ليست سريعة أو اقتصادية بما يكفي. للتوضيح ، وكالة ناسا آفاق جديدة استغرقت المهمة أكثر من 11 عامًا للحصول على موعدها التاريخي مع بلوتو في حزام كويبر ، باستخدام الصواريخ التقليدية وطريقة مساعدة الجاذبية.

وفي الوقت نفسه ، فإن فجر استغرقت المهمة التي اعتمدت على الدفع الأيوني أربع سنوات تقريبًا للوصول إلى فيستا في حزام الكويكبات. كلا الطريقتين غير عمليتين للقيام برحلات متكررة إلى حزام كويبر وإحضار المذنبات الجليدية والكويكبات ، ولا يوجد لدى البشرية مكان قريب من عدد السفن التي نحتاجها للقيام بذلك.

تنطبق نفس مشكلة الموارد على مفهوم وضع العاكسات الشمسية فوق الغيوم. يجب أن تكون كمية المواد كبيرة ويجب أن تبقى في مكانها بعد فترة طويلة من تعديل الغلاف الجوي ، لأن سطح الزهرة محاط بالكامل بالغيوم. أيضًا ، لدى Venus بالفعل سحب عاكسة للغاية ، لذلك يجب على أي نهج أن يتجاوز بشكل كبير البياض الحالي (0.65) لإحداث فرق.

وعندما يتعلق الأمر بإزالة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، فإن الأمور صعبة على حد سواء. في عام 1994 ، أجرى جيمس ب. بولاك وكارل ساجان حسابات أشارت إلى أن جهاز صدمة يبلغ قطره 700 كم ويضرب الزهرة بسرعة عالية سيكون أقل من ألف من إجمالي الغلاف الجوي. علاوة على ذلك ، سيكون هناك عوائد متناقصة مع انخفاض كثافة الغلاف الجوي ، مما يعني أن هناك حاجة لآلاف من المؤثرات العملاقة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم الغلاف الجوي المقذوف سيدخل إلى مدار شمسي بالقرب من كوكب الزهرة ، ومن دون تدخل إضافي ، يمكن أن يلتقطه مجال الجاذبية فينوس ويصبح جزءًا من الغلاف الجوي مرة أخرى. سيكون من الصعب إزالة غاز الغلاف الجوي باستخدام المصاعد الفضائية لأن مدار الكوكب الثابت بالنسبة للأرض يقع على مسافة غير عملية فوق السطح ، حيث تستغرق عملية إزالة المعجلات الجماعية وقتًا طويلاً ومكلفة للغاية.

استنتاج:

وخلاصة القول ، فإن الفوائد المحتملة للتشكيل الزهري واضحة. سيكون للبشرية منزل ثانٍ ، وسنكون قادرين على إضافة مواردها إلى مواردنا الخاصة ، وسوف نتعلم تقنيات قيمة يمكن أن تساعد في منع التغيير الكارثي هنا على الأرض. ومع ذلك ، فإن الوصول إلى النقطة التي يمكن فيها تحقيق هذه الفوائد هو الجزء الصعب.

مثل معظم مشاريع التضاريس المقترحة ، يجب معالجة العديد من العوائق مسبقًا. وأهمها النقل واللوجستيات ، وتعبئة أسطول ضخم من عمال الروبوتات ونقل المركبات لتسخير الموارد اللازمة. بعد ذلك ، سيلزم تقديم التزام متعدد الأجيال ، وتوفير الموارد المالية لرؤية المهمة حتى الانتهاء. ليست مهمة سهلة في ظل الظروف المثالية.

يكفي أن نقول ، هذا شيء لا يمكن للبشرية أن تفعله على المدى القصير. ومع ذلك ، بالنظر إلى المستقبل ، فإن فكرة أن تصبح كوكب الزهرة "كوكبنا الشقيق" في كل شيء يمكن تخيله - مع المحيطات والأراضي الصالحة للزراعة والحياة البرية والمدن - تبدو بالتأكيد هدفًا جميلًا وقابلًا للتطبيق. السؤال الوحيد هو إلى متى سننتظر؟

لقد كتبنا العديد من المقالات المثيرة للاهتمام حول التضليل هنا في مجلة الفضاء. هذا هو الدليل النهائي للتضليل ، هل يمكننا أن نصلح القمر ؟، هل يجب أن نصلح المريخ ؟، كيف يمكننا تكوين المريخ؟ وفريق الطلاب يريدون تضليل المريخ باستخدام Cyanobacteria.

لدينا أيضًا مقالات تستكشف الجانب الأكثر راديكالية من التضاريس ، مثل هل يمكننا Terraform Jupiter ؟، هل يمكننا Terraform The Sun ؟، وهل يمكننا Terraform A Black Hole؟

لمزيد من المعلومات ، تحقق من Terraforming Mars في NASA Quest! ورحلة ناسا إلى المريخ.

وإذا أعجبك الفيديو المنشور أعلاه ، فقم بزيارة صفحة Patreon الخاصة بنا واكتشف كيف يمكنك الحصول على مقاطع الفيديو هذه مبكرًا بينما تساعدنا في جلب المزيد من المحتوى الرائع!