Welkom terug bij onze serie over het koloniseren van het zonnestelsel! Vandaag bekijken we de 'zusterplaneet' van de aarde, de helse, maar vreemd vergelijkbare planeet Venus. Genieten!
Sinds mensen voor het eerst naar de lucht begonnen te kijken, zijn ze zich bewust van Venus. In de oudheid stond het bekend als zowel de "Morning Star" als de "Evening Star", vanwege zijn heldere verschijning aan de hemel bij zonsopgang en zonsondergang. Uiteindelijk realiseerden astronomen zich dat het in feite een planeet was en dat het, net als de aarde, ook om de zon draaide. En dankzij het ruimtetijdperk en talloze missies naar de planeet hebben we precies geleerd wat voor soort omgeving Venus heeft.
Met een atmosfeer die zo dicht is dat het regelmatige beeldvorming van het oppervlak onmogelijk maakt, hitte zo intens dat het lood kan smelten en zwavelzuurregen, lijkt er weinig reden om daarheen te gaan. Maar zoals we de afgelopen jaren hebben geleerd, was Venus ooit een heel andere plaats, compleet met oceanen en continenten. En met de juiste technologie konden kolonies boven de wolken worden gebouwd, waar ze veilig zouden zijn.
Dus wat zou er nodig zijn om Venus te koloniseren? Net als bij andere voorstellen om het zonnestelsel te koloniseren, komt het allemaal neer op het hebben van de juiste soorten methoden en technologieën, en hoeveel willen we uitgeven.
Voorbeelden in fictie:
Sinds het begin van de 20e eeuw is het idee om Venus te koloniseren onderzocht in science fiction, voornamelijk in de vorm van terraforming. Het vroegst bekende voorbeeld is dat van Olaf Stapleton Laatste en eerste mannen (1930), waarvan er twee hoofdstukken zijn gewijd aan het beschrijven hoe de afstammelingen van de mensheid Venus na de aarde onbewoonbaar maken; en pleeg daarbij genocide tegen het inheemse waterleven.
In de jaren vijftig en zestig begon terraforming te verschijnen in veel sciencefictionwerken. Poul Anderson schreef in de jaren vijftig ook veel over terraforming. In zijn roman uit 1954, The Big RainVenus wordt gedurende een zeer lange tijd veranderd door planetaire technische technieken. Het boek was zo invloedrijk dat de term "Big Rain" sindsdien synoniem is geworden met de terravorming van Venus.
In 1991 suggereerde auteur G. David Nordley in zijn korte verhaal ("The Snows of Venus") dat Venus zou kunnen worden opgedreven tot een daglengte van 30 aardse dagen door de atmosfeer van Venus te exporteren via massabestuurders. Auteur Kim Stanley Robinson werd beroemd vanwege zijn realistische weergave van terraforming in de Mars Trilogy - welke bevatte Rode Mars, Groene Mars en Blauwe Mars.
In 2012 volgde hij deze serie op met de release van 2312, een sciencefictionroman over de kolonisatie van het hele zonnestelsel - inclusief Venus. De roman onderzocht ook de vele manieren waarop Venus in de vorm van een terras kon worden gevormd, variërend van wereldwijde afkoeling tot koolstofvastlegging, die allemaal waren gebaseerd op wetenschappelijke studies en voorstellen.
Voorgestelde methoden:
Alles bij elkaar benadrukken de meeste voorgestelde methoden voor het koloniseren van Venus de ecologische techniek (ook bekend als terraforming) om de planeet bewoonbaar te maken. Er zijn echter ook suggesties geweest hoe mensen op Venus zouden kunnen leven zonder de omgeving wezenlijk te veranderen.
Volgens Inner Solar System: Prospective Energy and Material Resources, door Viorel Badescu, en Kris Zacny (eds), hebben Sovjetwetenschappers gesuggereerd dat mensen de atmosfeer van Venus zouden kunnen koloniseren in plaats van te proberen op het vijandige oppervlak te leven sinds de jaren zeventig.
Meer recentelijk schreef NASA-wetenschapper Geoffrey A. Landis een paper getiteld "Colonization of Venus", waarin hij voorstelde dat steden boven de wolken van Venus konden worden gebouwd. Op een hoogte van 50 km boven het oppervlak, beweerde hij, zouden dergelijke steden veilig zijn voor de barre Venusiaanse omgeving:
'[De] atmosfeer van Venus is de meest aardachtige omgeving (anders dan de aarde zelf) in het zonnestelsel. Hier wordt voorgesteld dat de menselijke verkenning van Venus op korte termijn zou kunnen plaatsvinden vanuit aerostat-voertuigen in de atmosfeer, en dat op de lange termijn permanente nederzettingen zouden kunnen worden gemaakt in de vorm van steden die zijn ontworpen om te zweven op ongeveer vijftig kilometer hoogte in de atmosfeer van Venus. '
Op een hoogte van 50 km boven het oppervlak heeft de omgeving een druk van ongeveer 100.000 Pa, iets minder dan de aarde op zeeniveau (101.325 Pa). Temperaturen in deze regio's variëren ook van 0 tot 50 ° C (273 tot 323 K; 32 tot 122 ° F), en de atmosfeer erboven zou bescherming bieden tegen kosmische straling, met een afschermende massa die gelijkwaardig is aan die van de aarde.
De Venusiaanse habitats zouden, volgens het voorstel van Landis, aanvankelijk bestaan uit aerostaten gevuld met ademende lucht (een mengsel van zuurstof en stikstof van 21:79). Dit is gebaseerd op het concept dat lucht een hijsgas zou zijn in de dichte kooldioxide-atmosfeer, die meer dan 60% van het hefvermogen van helium op aarde zou bezitten.
Deze zouden aanvankelijke woonruimtes bieden voor kolonisten en zouden kunnen fungeren als terraformers, waarbij de atmosfeer van Venus geleidelijk zou worden omgezet in iets leefbaars, zodat de kolonisten naar de oppervlakte zouden kunnen migreren. Een manier om dit te doen zou zijn om juist deze steden als zonwering te gebruiken, omdat hun aanwezigheid in de wolken zou voorkomen dat zonnestraling het oppervlak bereikt.
Dit zou vooral goed werken als de drijvende steden waren gemaakt van materialen met een laag albedo. Als alternatief zouden hieruit reflecterende ballonnen en / of reflecterende vellen koolstofnanobuisjes of grafeen kunnen worden ingezet. Dit biedt de vooruitgang van in-situ toewijzing van hulpbronnen, aangezien atmosferische reflectoren kunnen worden gebouwd met lokaal geproduceerde koolstof.
Bovendien zouden deze kolonies kunnen dienen als platformen waar grote hoeveelheden chemische elementen in de atmosfeer werden gebracht. Dit kan de vorm aannemen van calcium- en magnesiumstof (dat koolstof in de vorm van calcium- en magnesiumcarbonaten zou vastleggen) of een waterstofaërosol (die grafiet en water produceert, waarvan de laatste naar de oppervlakte zou vallen en ongeveer 80% van de het oppervlak in oceanen).
NASA is begonnen met het onderzoeken van de mogelijkheid om bemande missies naar Venus te plaatsen als onderdeel van hun High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC), dat in 2015 werd voorgesteld. Zoals uiteengezet door Dale Arney en Chris Jones van NASA's Langley Research Center, vraagt dit missieconcept om alle bemande delen van de missies moeten worden uitgevoerd vanuit lichter dan luchtvaartuigen of vanuit een baan om de aarde.
Potentiële voordelen:
De voordelen van het koloniseren van Venus zijn legio. Om te beginnen is Venus de planeet die het dichtst bij de aarde ligt, wat betekent dat het minder tijd en geld zou kosten en er missies naartoe zou sturen in vergelijking met andere planeten in het zonnestelsel. Zo duurde de Venus Express-sonde iets meer dan vijf maanden om van de aarde naar Venus te reizen, terwijl de Mars Express-sonde bijna zes maanden nodig had om van de aarde naar Mars te komen.
Bovendien komen lanceringsvensters naar Venus vaker voor, elke 584 dagen wanneer de aarde en Venus een inferieure conjunctie ervaren. Dit wordt vergeleken met de 780 dagen die de aarde en Mars nodig hebben om oppositie te bereiken (d.w.z. het punt in hun banen wanneer ze hun dichtste nadering maken).
Vergeleken met een missie naar Mars, zou een missie naar de atmosfeer van Venus astronauten ook minder aan schadelijke straling blootstellen. Dit komt gedeeltelijk door de grotere nabijheid van Venus, maar ook door de door Venus veroorzaakte magnetosfeer - die voortkomt uit de interactie van zijn dikke atmosfeer met zonnewind.
Ook voor drijvende nederzettingen die in de atmosfeer van Venus zijn gevestigd, zou er minder risico zijn op explosieve decompressie, omdat er geen significant drukverschil zou zijn tussen de binnen- en buitenkant van de habitats. Als zodanig vormen lekke banden een kleiner risico en zijn reparaties gemakkelijker te monteren.
Bovendien zouden mensen geen onder druk staande pakken nodig hebben om naar buiten te gaan, zoals op Mars of andere planeten. Hoewel ze nog steeds zuurstoftanks en bescherming tegen de zure regen nodig zouden hebben als ze buiten hun leefomgeving zouden werken, zouden werkploegen de omgeving veel gastvrijer vinden.
Venus is ook dichtbij in grootte en massa ten opzichte van de aarde, wat resulteert in een zwaartekracht aan het oppervlak die veel gemakkelijker aan te passen is (0,904g). Vergeleken met de zwaartekracht op de maan, Mercurius of Mars (0,165 en 0,38 g), zou dit waarschijnlijk betekenen dat de gezondheidseffecten geassocieerd met gewichtloosheid of microzwaartekracht te verwaarlozen zijn.
Bovendien zou een nederzetting daar toegang hebben tot overvloedige materialen om voedsel te verbouwen en materialen te vervaardigen. Omdat de atmosfeer van Venus voornamelijk bestaat uit kooldioxide, stikstof en zwaveldioxide, kunnen deze worden afgezonderd om meststoffen en andere chemische verbindingen te maken.
CO² kan ook chemisch worden gescheiden om zuurstofgas te creëren, en de resulterende koolstof kan worden gebruikt om grafeen, koolstofnanobuizen en andere supermaterialen te vervaardigen. Naast dat ze worden gebruikt voor mogelijke zonneschermen, kunnen ze ook buiten de wereld worden geëxporteerd als onderdeel van de lokale economie.
Uitdagingen:
Natuurlijk komt het koloniseren van een planeet als Venus ook met een aantal moeilijkheden. Terwijl zwevende kolonies bijvoorbeeld worden verwijderd van de extreme hitte en druk van het oppervlak, bestaat er nog steeds het gevaar van zwavelzuurregen. Dus naast de noodzaak van beschermende afscherming in de kolonie, zouden werkploegen en luchtschepen ook bescherming nodig hebben.
Ten tweede is er op Venus vrijwel geen water en de samenstelling van de atmosfeer zou geen synthetische productie mogelijk maken. Dientengevolge zou water naar Venus moeten worden vervoerd totdat het ter plaatse wordt geproduceerd (d.w.z. waterstofgas inbrengen om water uit de atmosfeer te creëren), en er moeten uiterst strikte recyclingprotocollen worden opgesteld.
En natuurlijk is er de kwestie van de kosten. Zelfs als lanceringsvensters vaker voorkomen en een kortere transittijd van ongeveer vijf maanden, zou het nog steeds een zeer zware investering vergen om alle benodigde materialen te vervoeren - om nog maar te zwijgen van de robotarbeiders die nodig waren om ze te monteren - om zelfs maar één drijvende constructie te bouwen kolonie in de atmosfeer van Venus.
Maar als we ons in een positie bevinden om dit te doen, kan Venus heel goed de thuisbasis worden van "Cloud Cities", waar koolstofdioxidegas wordt verwerkt en omgezet in supermaterialen voor export. En deze steden zouden kunnen dienen als basis voor het langzaam introduceren van "The Big Rain" bij Venus, en uiteindelijk veranderen in het soort wereld dat de naam "Earth's sister planet" echt zou kunnen waarmaken.
We hebben veel interessante artikelen over terraforming geschreven hier bij Space Magazine. Hier is de definitieve gids voor terraforming, kunnen we de maan terraformeren ?, moeten we Mars terraformen ?, hoe kunnen we Mars terraformen? en het studententeam wil Mars vormen met behulp van cyanobacteriën.
We hebben ook artikelen die de meer radicale kant van terraforming onderzoeken, zoals Could We Terraform Jupiter ?, Could We Terraform The Sun? En Could We Terraform A Black Hole?
Ga voor meer informatie naar Terraforming Mars tijdens NASA Quest! en NASA's Journey to Mars.
En als je de video die hierboven is gepost leuk vond, ga dan naar onze Patreon-pagina en ontdek hoe je deze video's vroeg kunt krijgen terwijl je ons helpt om je nog meer geweldige inhoud te bieden!
Bronnen:
- V. Badescu, K. Zacny (red.), Inner Solar System: Prospective Energy and Material Resource, Springer.com
- Wikipedia - Kolonisatie van Venus
- M.J. Way et al. 'Was Venus de eerste bewoonbare wereld van ons zonnestelsel? ”, Geophysical Research Letters.
- D. Arney, C. Jones. "HAVOC: High Altitude Venus Operational Concept - An Exploration Strategy for Venus", NASA Technical Reports Server, Langley Research Center.
