BAGAIMANA KITA TERRAFORM VENUS?

Send

Melanjutkan dengan "Panduan Definitif kami untuk Terraforming", Space Magazine dengan senang hati mempersembahkan panduan kami untuk terraforming Venus. Mungkin saja untuk melakukan ini suatu hari nanti, ketika teknologi kami berkembang cukup jauh. Tetapi tantangannya banyak dan cukup spesifik.

Planet Venus sering disebut sebagai "Planet Suster" Bumi, dan memang demikian. Selain ukurannya hampir sama, Venus dan Bumi memiliki massa yang hampir sama dan memiliki komposisi yang sangat mirip (keduanya adalah planet terestrial). Sebagai planet tetangga ke Bumi, Venus juga mengorbit Matahari di dalam "Zona Goldilocks" (alias. Zona layak huni). Tapi tentu saja, ada banyak perbedaan utama antara planet-planet yang membuat Venus tidak bisa dihuni.

Sebagai permulaan, atmosfernya lebih dari 90 kali lebih tebal dari Bumi, suhu permukaan rata-rata cukup panas untuk melelehkan timbal, dan udara adalah asap beracun yang terdiri dari karbon dioksida dan asam sulfat. Dengan demikian, jika manusia ingin tinggal di sana, beberapa teknik ekologi yang serius - alias. terraforming - diperlukan terlebih dahulu. Dan mengingat kesamaannya dengan Bumi, banyak ilmuwan berpikir Venus akan menjadi kandidat utama untuk terraforming, bahkan lebih daripada Mars!

Selama abad yang lalu, konsep Venus terraforming telah muncul beberapa kali, baik dalam hal fiksi ilmiah dan sebagai subjek studi ilmiah. Sementara perawatan subjek sebagian besar fantastis di awal abad ke-20, transisi terjadi dengan dimulainya Zaman Antariksa. Ketika pengetahuan kita tentang Venus meningkat, begitu pula proposal untuk mengubah lanskap menjadi lebih cocok untuk tempat tinggal manusia.

Contoh dalam Fiksi:

Sejak awal abad ke-20, gagasan Venus yang mentransformasi ekologi telah dieksplorasi dalam fiksi. Contoh paling awal yang diketahui adalah Olaf Stapleton Pria Terakhir Dan Pertama (1930), dua bab yang didedikasikan untuk menggambarkan bagaimana keturunan manusia terraform Venus setelah Bumi menjadi tidak dapat dihuni; dan dalam prosesnya, melakukan genosida terhadap kehidupan akuatik asli.

Pada 1950-an dan 60-an, karena awal Zaman Antariksa, terraforming mulai muncul dalam banyak karya fiksi ilmiah. Poul Anderson juga banyak menulis tentang terraforming pada 1950-an. Dalam novelnya tahun 1954, Hujan Besar, Venus diubah melalui teknik rekayasa planet selama periode waktu yang sangat lama. Buku itu sangat berpengaruh sehingga istilah "Hujan Besar" sejak itu menjadi identik dengan terraforming Venus.

Pada tahun 1991, penulis G. David Nordley menyarankan dalam cerpennya ("The Snows of Venus") bahwa Venus mungkin dipercepat hingga 30 hari di Bumi dengan mengekspor atmosfer Venus melalui driver massal. Penulis Kim Stanley Robinson menjadi terkenal karena penggambarannya yang realistis tentang terraforming di Internet Trilogi Mars - yang termasuk Mars Merah, Mars Hijau dan Mars Biru.

Pada 2012, ia mengikuti seri ini dengan merilis 2312, novel fiksi ilmiah yang membahas kolonisasi seluruh Tata Surya - yang mencakup Venus. Novel ini juga mengeksplorasi banyak cara Venus dapat terraform, mulai dari pendinginan global hingga penyerapan karbon, yang semuanya didasarkan pada studi ilmiah dan proposal.

Metode yang Diusulkan:

Metode yang diusulkan pertama Venus terraforming dibuat pada tahun 1961 oleh Carl Sagan. Dalam sebuah makalah berjudul "The Planet Venus", ia berpendapat untuk penggunaan bakteri hasil rekayasa genetika untuk mengubah karbon di atmosfer menjadi molekul organik. Namun, ini dianggap tidak praktis karena penemuan selanjutnya asam sulfat di awan Venus dan efek angin matahari.

Dalam studinya tahun 1991 "Terraforming Venus Quickly", ilmuwan Inggris Paul Birch mengusulkan membombardir atmosfer Venus dengan hidrogen. Reaksi yang dihasilkan akan menghasilkan grafit dan air, yang terakhir akan jatuh ke permukaan dan menutupi sekitar 80% permukaan di lautan. Mengingat jumlah hidrogen yang dibutuhkan, itu harus dipanen langsung dari salah satu raksasa gas atau es bulan mereka.

Proposal juga akan membutuhkan aerosol besi untuk ditambahkan ke atmosfer, yang dapat berasal dari sejumlah sumber (mis. Bulan, asteroid, Merkurius). Atmosfer yang tersisa, diperkirakan sekitar 3 bar (tiga kali lipat dari Bumi), terutama akan terdiri dari nitrogen, beberapa di antaranya akan larut ke dalam lautan baru, mengurangi tekanan atmosfer lebih jauh.

Gagasan lain adalah membombardir Venus dengan magnesium dan kalsium murni, yang akan menyerap karbon dalam bentuk kalsium dan magnesium karbonat. Dalam makalah mereka tahun 1996, "Stabilitas iklim di Venus", Mark Bullock dan David H. Grinspoon dari University of Colorado di Boulder menunjukkan bahwa simpanan kalsium dan magnesium oksida milik Venus dapat digunakan untuk proses ini. Melalui penambangan, mineral-mineral ini dapat terpapar ke permukaan, sehingga bertindak sebagai penyerap karbon.

Namun, Bullock dan Grinspoon juga mengklaim ini akan memiliki efek pendinginan terbatas - sekitar 400 K (126,85 ° C; 260,33 ° F) dan hanya akan mengurangi tekanan atmosfer hingga sekitar 43 bar. Oleh karena itu, persediaan tambahan kalsium dan magnesium akan dibutuhkan untuk mencapai 8 × 10²⁰ kg kalsium atau 5 × 10²⁰ Dibutuhkan kg magnesium, yang kemungkinan besar harus ditambang dari asteroid.

Konsep naungan matahari juga telah dieksplorasi, yang akan melibatkan menggunakan serangkaian pesawat ruang angkasa kecil atau lensa tunggal besar untuk mengalihkan sinar matahari dari permukaan planet, sehingga mengurangi suhu global. Untuk Venus, yang menyerap dua kali lebih banyak sinar matahari dari Bumi, radiasi matahari diyakini telah memainkan peran utama dalam efek rumah kaca yang melarikan diri yang telah menjadikannya seperti sekarang ini.

Warna seperti itu bisa berbasis ruang, terletak di titik Lagrangian Matahari-Venus L1, di mana ia akan mencegah sinar matahari mencapai Venus. Selain itu, naungan ini juga akan berfungsi untuk menghalangi angin matahari, sehingga mengurangi jumlah radiasi yang terpapar permukaan Venus (masalah utama lain dalam hal kelayakhunian). Pendinginan ini akan menghasilkan pencairan atau pembekuan CO atmosfer, yang kemudian akan dideposisikan di permukaan sebagai es kering (yang dapat dikirim ke luar dunia atau diasingkan di bawah tanah).

Sebagai alternatif, reflektor surya dapat ditempatkan di atmosfer atau di permukaan. Ini bisa terdiri dari balon reflektif besar, lembaran karbon nanotube atau graphene, atau bahan albedo rendah. Kemungkinan sebelumnya menawarkan dua keuntungan: untuk satu, reflektor atmosfer dapat dibangun in-situ, menggunakan karbon yang bersumber secara lokal. Kedua, atmosfer Venus cukup padat sehingga struktur seperti itu dapat dengan mudah mengapung di atas awan.

Ilmuwan NASA Geoffrey A. Landis juga telah mengusulkan bahwa kota-kota dapat dibangun di atas awan Venus, yang pada gilirannya dapat bertindak baik sebagai perisai matahari dan sebagai stasiun pemrosesan. Ini akan memberikan ruang hidup awal untuk penjajah, dan akan bertindak sebagai terraformer, secara bertahap mengubah atmosfer Venus menjadi sesuatu yang layak huni sehingga penjajah bisa bermigrasi ke permukaan.

Saran lain berkaitan dengan kecepatan rotasi Venus. Venus berputar sekali setiap 243 hari, yang sejauh ini merupakan periode rotasi paling lambat dari planet manapun. Dengan demikian, Venus mengalami siang dan malam yang sangat panjang, yang dapat membuktikan sulit bagi spesies tumbuhan dan hewan Bumi yang paling terkenal untuk beradaptasi. Rotasi lambat juga mungkin menjelaskan kurangnya medan magnet yang signifikan.

Untuk mengatasinya, anggota British Interplanetary Society Paul Birch menyarankan untuk membuat sistem cermin matahari orbital di dekat titik Lagrange L1 antara Venus dan Matahari. Dikombinasikan dengan cermin soletta di orbit kutub, ini akan memberikan siklus cahaya 24 jam.

Juga telah disarankan bahwa kecepatan rotasi Venus dapat diputar dengan memukul permukaan dengan penabrak atau melakukan fly-by dengan menggunakan benda yang diameternya lebih dari 96,5 km (60 mil). Ada juga saran untuk menggunakan driver massa dan anggota kompresi dinamis untuk menghasilkan gaya rotasi yang diperlukan untuk mempercepat Venus ke titik di mana ia mengalami siklus siang-malam yang identik dengan Bumi (lihat di atas).

Lalu ada kemungkinan untuk menghilangkan beberapa atmosfer Venus, yang dapat dicapai dengan beberapa cara. Sebagai permulaan, penabrak yang diarahkan ke permukaan akan meniup sebagian atmosfer ke luar angkasa. Metode lain termasuk elevator ruang angkasa dan akselerator massa (idealnya diletakkan di atas balon atau platform di atas awan), yang secara bertahap dapat mengambil gas dari atmosfer dan mengeluarkannya ke luar angkasa.

Manfaat Potensial:

Salah satu alasan utama untuk menjajah Venus, dan mengubah iklimnya untuk pemukiman manusia, adalah prospek untuk menciptakan "lokasi cadangan" bagi kemanusiaan. Dan mengingat berbagai pilihan - Mars, Bulan, dan Tata Surya Luar - Venus memiliki beberapa hal untuk itu yang lain tidak. Semua ini menyoroti mengapa Venus dikenal sebagai "Planet Adik" Bumi.

Sebagai permulaan, Venus adalah planet terestrial yang memiliki ukuran, massa, dan komposisi yang mirip dengan Bumi. Inilah sebabnya mengapa Venus memiliki gravitasi yang mirip dengan Bumi, yaitu sekitar apa yang kita alami 90% (atau 0,904g, tepatnya. Akibatnya, manusia yang hidup di Venus akan berisiko jauh lebih rendah terkena masalah kesehatan yang terkait dengan waktu yang dihabiskan di lingkungan tanpa bobot dan gayaberat mikro - seperti osteoporosis dan degenerasi otot.

Kedekatan Venus dengan Bumi juga akan membuat transportasi dan komunikasi lebih mudah dibandingkan dengan sebagian besar lokasi lain di tata surya. Dengan sistem propulsi saat ini, peluncuran windows ke Venus terjadi setiap 584 hari, dibandingkan dengan 780 hari untuk Mars. Waktu penerbangan juga agak lebih singkat karena Venus adalah planet terdekat dengan Bumi. Pada pendekatan terdekatnya, jaraknya adalah 40 juta km, dibandingkan dengan 55 juta km untuk Mars.

Alasan lain berkaitan dengan efek rumah kaca Venus yang melarikan diri, yang merupakan alasan panas ekstrem dan kepadatan atmosfer di planet ini. Dalam menguji berbagai teknik teknik ekologis, para ilmuwan kami akan belajar banyak tentang efektivitasnya. Informasi ini, pada gilirannya, akan sangat berguna dalam perjuangan berkelanjutan melawan Perubahan Iklim di Bumi ini.

Dan dalam beberapa dekade mendatang, pertarungan ini cenderung menjadi agak intens. Seperti yang dilaporkan NOAA pada bulan Maret 2015, kadar karbon dioksida di atmosfer kini telah melampaui 400 ppm, tingkat yang tidak terlihat sejak Era Pliosen - ketika suhu global dan permukaan laut secara signifikan lebih tinggi. Dan sebagaimana serangkaian skenario yang dihitung oleh NASA menunjukkan, tren ini kemungkinan akan berlanjut hingga 2100, dengan konsekuensi yang parah.

Dalam satu skenario, emisi karbon dioksida akan turun sekitar 550 ppm menjelang akhir abad ini, menghasilkan kenaikan suhu rata-rata 2,5 ° C (4,5 ° F). Dalam skenario kedua, emisi karbon dioksida naik menjadi sekitar 800 ppm, menghasilkan peningkatan rata-rata sekitar 4,5 ° C (8 ° F). Sementara peningkatan yang diprediksi dalam skenario pertama berkelanjutan, dalam skenario terakhir, kehidupan akan menjadi tidak bisa dipertahankan di banyak bagian planet ini.

Jadi, selain menciptakan rumah kedua bagi umat manusia, terraforming Venus juga dapat membantu memastikan bahwa Bumi tetap menjadi rumah yang layak bagi spesies kita. Dan tentu saja, fakta bahwa Venus adalah planet terestrial berarti Venus memiliki sumber daya alam berlimpah yang dapat dipanen, membantu umat manusia untuk mencapai ekonomi "pasca-kelangkaan".

Tantangan:

Di luar kesamaan yang dimiliki Venus dengan Bumi (mis. Ukuran, massa, dan komposisi), ada banyak perbedaan yang akan menjadikan terraforming dan menjajahnya menjadi tantangan utama. Untuk satu, mengurangi panas dan tekanan atmosfer Venus akan membutuhkan sejumlah besar energi dan sumber daya. Ini juga akan membutuhkan infrastruktur yang belum ada dan akan sangat mahal untuk dibangun.

Misalnya, akan membutuhkan sejumlah besar logam dan material canggih untuk membangun naungan orbital yang cukup besar untuk mendinginkan atmosfer Venus sampai-sampai efek rumah kaca akan ditangkap. Struktur seperti itu, jika diposisikan di L1, juga perlu empat kali diameter Venus itu sendiri. Itu harus dirakit di ruang angkasa, yang akan membutuhkan armada besar robot assembler.

Sebaliknya, meningkatkan kecepatan rotasi Venus akan membutuhkan energi yang luar biasa, belum lagi sejumlah penabrak yang harus dikerucut dari Tata Surya luar - terutama dari Sabuk Kuiper. Dalam semua kasus ini, armada besar pesawat ruang angkasa akan diperlukan untuk mengangkut material yang diperlukan, dan mereka harus dilengkapi dengan sistem penggerak canggih yang dapat melakukan perjalanan dalam jumlah waktu yang wajar.

Saat ini, tidak ada sistem penggerak seperti itu, dan metode konvensional - mulai dari mesin ion hingga propelan kimia - tidak cepat atau cukup ekonomis. Sebagai ilustrasi, NASA Cakrawala Baru Misi membutuhkan lebih dari 11 tahun untuk mendapatkan pertemuan bersejarah dengan Pluto di Sabuk Kuiper, menggunakan roket konvensional dan metode bantuan gravitasi.

Sementara itu Fajar misi, yang mengandalkan mengandalkan tenaga ion, membutuhkan waktu hampir empat tahun untuk mencapai Vesta di Asteroid Belt. Tidak ada metode yang praktis untuk melakukan perjalanan berulang ke Sabuk Kuiper dan mengangkut komet es dan asteroid, dan umat manusia tidak memiliki jumlah kapal yang mendekati jumlah yang kita perlukan untuk melakukan ini.

Masalah sumber daya yang sama juga berlaku untuk konsep penempatan reflektor surya di atas awan. Jumlah material harus besar dan harus tetap di tempatnya lama setelah atmosfer telah dimodifikasi, karena permukaan Venus saat ini sepenuhnya diselimuti oleh awan. Juga, Venus sudah memiliki awan yang sangat reflektif, sehingga pendekatan apa pun harus secara signifikan melampaui Albedo saat ini (0,65) untuk membuat perbedaan.

Dan ketika datang untuk menghilangkan atmosfer Venus, semuanya sama-sama menantang. Pada tahun 1994, James B. Pollack dan Carl Sagan melakukan perhitungan yang menunjukkan bahwa penabrak dengan diameter 700 km yang menyerang Venus dengan kecepatan tinggi akan kurang dari seperseribu dari total atmosfer. Terlebih lagi, akan ada pengembalian yang berkurang karena kepadatan atmosfer menurun, yang berarti ribuan penabrak raksasa akan dibutuhkan.

Selain itu, sebagian besar atmosfer yang terlontar akan masuk ke orbit matahari dekat Venus, dan - tanpa intervensi lebih lanjut - dapat ditangkap oleh medan gravitasi Venus dan menjadi bagian dari atmosfer sekali lagi. Menghapus gas atmosfer menggunakan elevator ruang angkasa akan sulit karena orbit geostasioner planet ini terletak pada jarak yang tidak praktis di atas permukaan, di mana melepas menggunakan akselerator massa akan memakan waktu dan sangat mahal.

Kesimpulan:

Singkatnya, manfaat potensial terraforming Venus jelas. Umat manusia akan memiliki rumah kedua, kita dapat menambahkan sumber dayanya ke rumah kita sendiri, dan kita akan belajar teknik-teknik berharga yang dapat membantu mencegah perubahan dahsyat di Bumi. Namun, sampai pada titik di mana manfaat itu dapat direalisasikan adalah bagian yang sulit.

Seperti kebanyakan usaha terraforming yang diusulkan, banyak kendala yang harus diatasi sebelumnya. Yang terpenting di antaranya adalah transportasi dan logistik, memobilisasi armada besar pekerja robot dan mengangkut kerajinan untuk memanfaatkan sumber daya yang diperlukan. Setelah itu, komitmen multi-generasi perlu dibuat, menyediakan sumber daya keuangan untuk menyelesaikan pekerjaan sampai selesai. Bukan tugas yang mudah di bawah kondisi paling ideal.

Cukuplah untuk mengatakan, ini adalah sesuatu yang tidak bisa dilakukan manusia dalam jangka pendek. Namun, melihat ke masa depan, gagasan Venus menjadi "Planet Adik" kita dalam segala hal yang dapat dibayangkan - dengan lautan, tanah yang subur, margasatwa, dan kota - jelas tampak seperti tujuan yang indah dan layak. Satu-satunya pertanyaan adalah, berapa lama kita harus menunggu?

Kami telah menulis banyak artikel menarik tentang terraforming di sini di Space Magazine. Inilah Panduan Definitif Untuk Terraforming, Bisakah Kita Terraform the Moon?, Haruskah Kita Terraform Mars?, Bagaimana Kita Terraform Mars? dan Tim Siswa Ingin Terraform Mars Menggunakan Cyanobacteria.

Kami juga punya artikel yang mengeksplorasi sisi terraforming yang lebih radikal, seperti Bisakah Kita Terraform Jupiter ?, Bisakah Kita Terraform Matahari ?, dan Bisakah Kita Terraform Lubang Hitam?

Untuk informasi lebih lanjut, lihat Terraforming Mars di NASA Quest! dan Perjalanan NASA ke Mars.

Dan jika Anda menyukai video yang diposting di atas, kunjungi halaman Patreon kami dan cari tahu bagaimana Anda bisa mendapatkan video ini lebih awal sambil membantu kami membawakan Anda konten yang lebih hebat!