¿Es más fácil colonizar la superficie de Marte o las nubes de Venus?

Esta es más o menos la misma pregunta que esta: ¿Por qué estamos pensando en una colonia de Marte cuando una colonia de Venus sería más factible técnicamente? Parece que las colonias flotantes protegidas contra la radiación podrían ensamblarse en Venus, con una película de plástico y bolsas de alambre de aluminio, llenas de aire respirable. Así que he copiado mi respuesta aquí. Con un resumen primero:

Diría que, en muchos sentidos, las nubes de Venus son más habitables y serían más fáciles de colonizar, aunque tampoco es tan habitable como los desiertos más duros de la Tierra. Sí, no hemos colonizado la atmósfera de la Tierra, no tenemos hábitats del tipo “Nube nueve” flotando sobre nuestras montañas. Pero podríamos hacerlo. También podríamos colonizar desiertos, o el fondo del mar, o tener ciudades marinas flotantes. Todos estos, creo, son mucho más habitables y más fáciles de colonizar que Marte, a menor costo y más sostenibles.

Venus: creo que puede ser entre los dos, no tan fácil como la Tierra, pero muchas ventajas sobre Marte, cuando lo piensas bien. Pero no creo que vaya a ningún lugar si su principal motivación es encontrar un lugar fácil para construir una casa. En todo el sistema solar, seguramente la Tierra es, con mucho, el lugar obvio para construir hogares para los humanos. Incluso en las cimas de las montañas, o en ciudades nubladas o desiertos, nada más se compara con la Tierra.

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Yo argumentaría de la misma manera que Geoffrey Landis. Poder construir sin necesidad de diseñar para contener múltiples toneladas por metro cuadrado, y sin necesidad de agregar metros de espesor de protección contra la radiación, es una gran ventaja.

Si quieres una misión unidireccional, entonces Venus y quedarse es mejor que Marte. Porque también, tienes la ventaja de poder aterrizar usando un paracaídas normal como para la Tierra, no puedes hacerlo en Marte. Y delta v un poco menos. Y no hay superficie difícil de golpear, siempre que su hábitat o globo de hidrógeno se abra en algún punto alrededor del nivel correcto durante el lento descenso en paracaídas, entonces está bien. No es necesario realizar maniobras de aterrizaje de precisión de una fracción de segundo.

La fuerza de elevación en Venus es enorme si construyes hábitats grandes, y puedes construirlos enormes sin mucho material. Es como una aeronave, pero llena de atmósfera ordinaria en lugar de helio, porque la atmósfera de nitrógeno de la Tierra es principalmente un gas de elevación en la atmósfera principalmente de CO2 de Venus, y, por supuesto, también puede usar hidrógeno como gas de elevación, por ejemplo, para vehículos más pequeños. .

Ya hemos enviado globos a la atmósfera superior de Venus, globos Venera desde Rusia. Rusia en realidad tenía ideas para las colonias de nubes de Venus en la década de 1970

El ácido sulfúrico no es tan desventajoso como se sugiere. Después de todo, tenemos plantas de ácido sulfúrico y sabemos cómo construir maquinaria para tratar el ácido sulfúrico.

Solo se debe proteger el exterior del hábitat, y de cualquier traje o avión que necesite salir a la atmósfera.

En cuanto al calor aplastante si te caes, si te caes en Marte y, por ejemplo, rompes la visera de tu traje espacial, o lo rasgas o algo así, morirás en segundos por la ruptura de tu traje espacial debido a la delgada atmósfera casi vacía.

Si caes en la atmósfera de Venus, hay algo de tiempo para rescatarlo, y puedes estar atado al hábitat, etc. Diría que, en términos de seguridad para los humanos fuera del hábitat, Venus vence a Marte. Varonil porque su traje de protección es mucho menos tecnológico. En lugar de un traje espacial, solo necesita protección contra el ácido sulfúrico y el equipo de respiración de oxígeno, y puede igualar la presión por dentro y por fuera.

En cuanto al impacto de la nave espacial entrante, ese es un problema importante para cualquier colonia espacial. Con los Venus, bueno, si solo son algunos escombros que crean agujeros, recuerde que por dentro y por fuera tiene la misma presión, por lo que no se descomprimirá explosivamente sin importar cuántos agujeros haya. Difusión gradual de la atmósfera. Y una nave espacial entrante estará flotando en paracaídas, o si no, se quemaría en la atmósfera (mientras que en Marte no se quemará tan fácilmente si llega rápido). Entonces, de nuevo, Venus anota sobre Marte.

PRINCIPALES VENTAJAS

• Construcción ligera de los hábitats. La misma masa de lanzamiento proporciona un hábitat mucho más amplio para vivir en el destino y más espacio para cultivar plantas.
• Casi todo lo que necesita para cultivar plantas existe en la atmósfera, incluidas grandes cantidades de nitrógeno y, obviamente, azufre. También agua extraída fácilmente de la atmósfera. Además de algunos elementos traza, tiene todos los materiales que necesita para cultivar árboles, y plásticos orgánicos, y construir nuevos hábitats utilizando materiales de la atmósfera. Cuando se tiene en cuenta que el agua también proviene de la atmósfera, el 90% de la masa de un árbol proviene de la atmósfera.
• Construcción de baja tecnología en comparación con cualquier otro hábitat espacial. Puede imaginar que se mantenga durante algunos años, y posiblemente indefinidamente en una colonia lo suficientemente grande, con tecnología bastante baja, especialmente si puede hacer que las plantas creen el oxígeno y una biosfera como hábitat cerrado, incluso los trajes de movilidad para EVA fuera del hábitat son más a nivel tecnológico de aqualungs que un traje espacial moderno, mientras que un hábitat de Marte requiere alta tecnología hasta el futuro previsible, al menos siglos, para la construcción de habs y trajes espaciales.

  Si las cosas salen muy mal por dentro, todas las máquinas dejan de funcionar; bueno, ya tiene la temperatura y la presión de una atmósfera terrestre sin utilizar maquinaria para crearla. Si logras generar el oxígeno con algas y plantas, parece bastante factible a partir de los experimentos de la Tierra en Rusia, entonces probablemente puedas administrar al menos uno o dos años en un hábitat grande sin apenas usar la electrónica (a menos que sea necesario por la noche tiempo de radiación solar para las plantas, pero las algas y muchos microbios, al menos, funcionarían bien con 48 en lugar de períodos de oscuridad de 12 horas). Si bien todos los habitantes de un asentamiento en Marte morirían muy pronto, si tuviera problemas con el suministro de electricidad para las máquinas o si fallaran componentes importantes.

• Todavía puede extraer la superficie de Venus, son métodos para hacerlo dejando caer un cable a la superficie para dragar materiales, impulsados ​​por pequeños globos de hidrógeno o helio cada pocos kilómetros para que pueda usar cables de resistencia ordinarios
• Luz solar abundante (Marte tiene mucha menos luz solar que la Tierra)
• Protección contra la radiación cósmica y las tormentas solares, y una buena cantidad de protección contra la luz ultravioleta.
• En las nubes de Venus, para poder ver el sol, y espectaculares vistas de las nubes.
• Puede salir del hábitat con un traje delgado siempre que tenga un aparato de respiración y lo proteja del ácido sulfúrico.

  No hay limitación en la exposición, a diferencia de Marte, donde tendría un período máximo de por vida en la superficie; de ​​lo contrario, correría un riesgo significativo de cáncer (y temprano en la vida, no tarde en la vida como para fumar), y los niños pequeños probablemente nunca se les permitió dejar un hábitat en absoluto y tienen que pasar sus vidas protegidos de la radiación cósmica.

• Totalmente protegido de micrometeoritos, y los meteoritos más grandes son muy raros, menos que para la Tierra (Marte es varias veces más peligroso que la Tierra para los impactos de asteroides, debido a la proximidad al cinturón de asteroides y a la atmósfera delgada)
• La misma presión dentro y fuera del hábitat, por lo que si sufre daños, es una fuga lenta que intercambia aire por dentro y por fuera, no una brecha instantánea. Puede reparar las fugas cada pocos meses en lugar de necesitar una reparación de emergencia instantánea.
• La duración del día es razonable en la atmósfera superior, ya que los vientos llevan su hábitat alrededor de Venus aproximadamente cada 4 días. Eso podría estar bien para las plantas, y si no, bueno, usted tiene abundante energía solar, y es fácil de almacenar para el uso nocturno (una forma es simplemente tener un peso suspendido de un cable debajo del hábitat: criarlo durante el día usando energía solar energía, déjelo caer por la noche para generar energía nocturna).
• Con mucho, la superficie planetaria o lunar más fácil para importar masa de otras partes del sistema solar, con excepción de la Tierra, a través de frenado aéreo y paracaídas.

Compare la construcción masiva de la ISS, sin apenas ventanas.

– Este es el tipo de construcción de edificios necesaria para cualquier hábitat en Marte capaz de tener una atmósfera habitable para los humanos. Los invernaderos de baja presión para las plantas no solo necesitan ser diseñados de manera tan ingeniosa, pero aún son mucho más fuertes que los invernaderos de la Tierra, todavía del orden de una tonelada de presión externa por metro cuadrado), lo mismo para la Luna o en cualquier lugar del espacio:

NO TENEMOS PERSONAS VIVIENDO EN AEROSTATOS EN LA TIERRA, PERO NO VIVEN EN CUMBRES DEL HIMALAYA

Es cierto que no tenemos personas viviendo en aerostatos en la Tierra. Pero no los tenemos viviendo en las cumbres del Himalaya, ya sea en hábitats, una mejor analogía que la Antártida o el Ártico alto, porque tener oxígeno respirable en el aire es una gran ventaja, como también lo es el abundante agua en forma de hielo.

Pero las cumbres del Himalaya son lugares de orden de magnitud más fáciles de vivir para los humanos que la superficie de Marte. No necesitaría diseñar para soportar toneladas de presión exterior por metro cuadrado o agregar metros de protección contra la radiación cósmica para cubrir su hábitat, y podría obtener oxígeno de la atmósfera sin necesidad de separarlo del agua.

También tengo Buckminster Fuller’s Cloud Nine (esfera de tensegridad)

Nunca se ha construido, pero parece lo suficientemente práctico, si trabajas con los detalles de ingeniería, creo que eso está generalmente de acuerdo (aunque podría sorprenderte si no lo has investigado) simplemente no los necesitas aquí lo suficiente como para querer construir uno. Una nube nueve en la atmósfera de Venus ni siquiera necesita ser más cálida que el aire circundante.

Entonces, tenga un mapa de carreteras para construir ciudades enteras en la atmósfera de Venus en el futuro.

REGRESO A LA TIERRA DESDE VENUS

En cuanto al regreso a la Tierra, sí, necesitas tener refuerzos flotando en la atmósfera. Más tarde, podría crear el combustible de la atmósfera de Venus: abundante energía solar.

Para empezar, sí, es necesario enviar cohetes allí y hacer que floten en la atmósfera al lado de la colonia listos para regresar. Caro pero factible, no estoy seguro de que sea enormemente más difícil que enviar un cohete a Marte capaz de regresar a la Tierra, necesita a alguien con la brillantez de Robert Zubrin para trabajar en los detalles de ingeniería, creo que encontrarían una solución.

Tiene una ventaja: no es necesario tocar con cuidado una superficie dura. Solo necesita paracaídas para reducir la velocidad, y luego el globo de hidrógeno se infla cuando está en el nivel correcto en la atmósfera de Venus, y tiene un cohete suspendido en la atmósfera al lado del hábitat listo para el viaje de regreso.

TAMAÑO Y PESO DEL GLOBO DE HIDRÓGENO PARA SUSPENDER EL ROCKET TOTALMENTE CARGADO EN LA ATMÓSFERA DE VENUS LISTO PARA EL LANZAMIENTO

Hice un cálculo aproximado aquí podría ser útil primera cifra aproximada:

El cálculo del tamaño del toro, lleno de hidrógeno, necesitaba suspender un Soyuz, alimentado para despegar, en la atmósfera venusina junto a una colonia de nubes

El hidrógeno es un gas de elevación ligeramente más fuerte para Venus con una atmósfera de CO2 más densa, y, por supuesto, no le preocupa en absoluto la combustión.
El hidrógeno tiene una densidad de 0.0899 Kg / m3. y dióxido de carbono, 1.977 kg / m3, para el aire es 1.205 kg / m3
.
Entonces, un globo de hidrógeno en Venus tiene un poder de elevación de 1.8871 kg por m3, en comparación con 1.1151 kg / m3 en la Tierra

Para contrarrestar la masa de un Soyuz completamente alimentado: levante masa levante masa 308 toneladas métricas (no estoy seguro de levantar masa para la última TMA-M), entonces necesitaría 308,000 / 1.8871 = 163,213 m ^ 3

Eso podría ser más que suministrado por un toro lleno de hidrógeno con un radio de 50 metros y con el radio del tubo alrededor de 14 metros. Volumen 193444 m3. Capacidad de elevación 365 toneladas.

Superficie 27634 m2, por lo que si tuvieras un tejido de 1 kg / m2, eso es 28 toneladas para el tejido

Como beneficio adicional, si hacemos que el toro pueda expandirse a un tamaño más grande, como un globo meteorológico, entonces podría elevar al Soyuz a la atmósfera de Venus antes del despegue.

Si desea suspender un Falcon Heavy completamente cargado para el despegue, que es un poco menos de 5 veces la masa, necesitaría 775,175 m3, por lo que necesita un toro, con un diámetro interno de 126 metros, radio de tubo de 25 metros.

Desea hacer más cálculos como este, pruebe el volumen de un Torus y el área de superficie de una calculadora en línea Torus. El volumen uno usa diámetros, el área de superficie usa radios, por lo que debe tener esto en cuenta cuando trabaje con ambos a la vez.

La idea del toro allí es: más fácil que un globo porque podría lanzarse a través de él y dejarlo atrás, sin daños, para que el próximo lanzamiento lo use nuevamente.

Su nave espacial está suspendida en la atmósfera, no necesita soporte en tierra, solo necesita sostenerse desde arriba. Por lo tanto, creo que todo lo que necesita son correas para atarlo al toro: son de bajo peso, agrega unas pocas toneladas más, por lo que no se ha molestado en tener en cuenta esos en el cálculo.

Entonces, si puede entregar el peso a Venus, o bien, generar el combustible en Venus, suspender el cohete junto a su hábitat para despegar probablemente no sea un gran problema de ingeniería. Y una vez que lo haya llevado a Venus, podría usarlo para desplazarse de un lado a otro para orbitar alrededor de Venus, siempre que genere el combustible en Venus. O importar combustible.

MASA DE HABITAT MISMO

En cuanto a la masa del hábitat en sí, si solo usa la atmósfera de la Tierra como gas de elevación, entonces es la mitad de la potencia de elevación del helio, aproximadamente medio kilogramo por metro metro de atmósfera.

Supongo que 1 kg / m2 es similar a la tela utilizada para el Cargolifter (28 onzas por yarda cuadrada = 0.95 kg / m2).

Entonces, por ejemplo, supongamos que es un globo de 100 metros de radio.

r = 100 m
V = 4188790 m3
A = 125664 m2
C = 628.319 m

funciona con un máximo de 2.094 toneladas en total y un máximo de 16.5 kg por metro cuadrado de superficie.

Suponiendo 1 kg / m2 para la tela, eso es 126 toneladas de tela

Si sube a una nube de nueve como 1000 metros de radio obtendrá 2,094,395 toneladas en total y 165 kg por metro cuadrado de superficie.

r = 64 m
V = 1098070 m3
A = 51471.9 m2
C = 402.124 m

Carga útil máxima 549 toneladas. Max 10 kg por m2.
51 toneladas de tela

Para una colonia de inicio más pequeña

r = 29 m
V = 102160 m3
A = 10568.3 m2
C = 182,212 m

Carga útil máxima 51 toneladas, máximo 5 kg / m2.
11 toneladas de tela.

(si desea hacer más de estos, la calculadora de esfera en línea puede ahorrarle un poco de tiempo).

Estas son cargas máximas, no tiene que lanzarse con tanta masa como la que, por supuesto.

VENUS ATMÓSFERA SUPERIOR CERCANA SEGUNDA A LOS DESIERTOS DE TIERRA MÁS INHOSPITABLES

Diría que la atmósfera de Venus es un lugar más fácil para los humanos para vivir que la superficie de Marte, aunque no es tan fácil como la Tierra.

Creo que es más útil en este momento como una forma de mostrar lo poco práctico que es la colonización de Marte en lugar de mostrar cómo Venus es un buen lugar para colonizar. Los desiertos de la Tierra son mucho mejores para la colonización que cualquiera de los dos.

Pero en nuestro sistema solar, creo que la atmósfera superior de Venus ocupa un lugar bastante cercano al más inhóspito de los desiertos de la Tierra, tal vez un lugar más fácil para vivir de alguna manera que las cumbres de los Himalayas.

Mientras que Marte sería mucho más difícil de colonizar que una cumbre del Himalaya, seguramente.

CUESTIONES DE PROTECCIÓN PLANETARIA: VIDA EN LAS NUBES DE VENUS

Venus tiene algunos problemas de protección planetaria. Es posible que haya vida allí; los niveles de ácido sulfúrico podrían ser tolerados por los extremófilos, y tendrían problemas para mantenerse en el aire pero no tan malos como la Tierra, ya que el tiempo de residencia de las partículas a ese nivel, tamaño de microbio, es meses en lugar de días. Necesito alguna forma de evitar eso para mantener una población en la alta atmósfera, no parece imposible.

Entonces, es posible que alguna vida terrestre pueda vivir allí, o adaptarse gradualmente para vivir allí en la interfaz entre el hábitat humano y la atmósfera. Y podría ser la vida nativa allí, que si es así, creo que personalmente, la protección planetaria principal tiene un impacto inverso para el regreso a la Tierra en caso de que sea una forma de vida novedosa, por ejemplo, XNA.

Es una evidencia muy indirecta que sugiere la posibilidad de vida en las nubes de Venus, nada concluyente, solo un poco sugestivo (partículas del tamaño correcto, no esféricas) y químicos en la atmósfera normalmente asociados con la vida en la Tierra, pero podrían ser creados por procesos no vitales. allí. COSPAR aprobó un retorno de muestra de Venus solo por problemas menores de protección planetaria, pero eso fue hace algún tiempo y creo que una nueva investigación ahora, si alguien planeó un retorno de muestra, podría llegar a otra conclusión.

Antes de enviar humanos a las nubes de Venus, debemos verificar qué efecto tendrían en el ecosistema de Venus si tiene alguno.

Si Venus no tiene vida, aún necesita pensar en los efectos de introducir vida a la atmósfera. A primera vista, sin problemas importantes en ese caso, una situación mucho más simple que Marte con su variado terreno en el que la vida podría habitar, pero esto ciertamente también necesita un estudio exhaustivo. Esto se debe a que no hay forma de hacer retroceder el reloj: si presentamos la vida a Venus y resulta que algunas formas de vida en la Tierra pueden vivir en la atmósfera de Venus.

Si eso sucede, la vida transformaría la atmósfera superior y las nubes de Venus. Eso podría ser beneficioso para los colonos, pero los posibles efectos aún tendrían que verificarse.

Eso es solo porque, cuando hay un planeta entero en juego, y una acción que podemos hacer lo cambiará irreversiblemente: se lo debemos a las generaciones futuras para proceder con precaución y estudiar primero antes de actuar. No importa cuán prometedor parezca, no deberíamos sumergirnos y esperar lo mejor sin la debida diligencia que verifica primero los posibles problemas.

Además, si es probable que podamos terraformar a Venus, tenemos que pensar más adelante: ¿qué sucede con todas las ciudades de nubes flotantes durante el proceso de terraformación?

COMPARACIÓN DE LA ESFERA NUBE DE TENSEGRIDAD NUEVE EN LA ATMÓSFERA DE VENUS CON STANFORD TORUS

Stanford Torus si pudiera construirse, entonces una gran ventaja de un gran volumen habitable de varios kilómetros cuadrados espacioso construido con la temperatura ideal, la gravedad y la presión del aire, incluso podría ser un lugar tan fácil para los humanos como los trópicos, si puede ser Hecho de bajo mantenimiento. Además, se puede construir incluso con la tecnología de la década de 1970, pero la desventaja de una gran inversión inicial para construirlo en primer lugar.

Así que de nuevo, en mi opinión, un Stanford Torus en el espacio: si se puede hacer con poco mantenimiento, gana casi todas las demás formas de construir grandes colonias en el espacio, si alguna vez quisiéramos hacerlo.

Pero una esfera de tensegridad tipo Buckminster Fuller que flota en la atmósfera de Venus podría ser más fácil de construir que un toro de Stanford, y más fácil de mantener.

Y tiene la ventaja de que puede comenzar en pequeño con hábitats más pequeños, aún capaces de flotar en la atmósfera densa, y también es mucho más fácil de construir que cualquier otro hábitat que podamos construir en el espacio, principalmente utilizando materiales extraídos de la propia atmósfera, además de algunas cosas dragadas desde la superficie de Marte.

Las colonias de inicio se lanzarían desde la Tierra, pero más tarde se abastecería con materiales de NEO, etc. al igual que para el Stanford Torus, con frenado aerodinámico fácil de transportar a Venus, y también usaría materiales procedentes de la atmósfera y la superficie de Venus.

PARA EL FUTURO, NO NECESITA CUALQUIER LUGAR FUERA DE LA TIERRA PARA COLONIZAR AHORA MISMO (OPINIÓN)

Personalmente: veo esto como algo útil para poder hacer en el futuro en lugar de cualquier cosa que necesitemos con urgencia en este momento.

En ningún lugar es mejor que la Tierra, incluso en el peor desastre concebible. Aquellos que argumentan que una colonia de Marte, por ejemplo, sobreviviría mejor, parecen asumir que usted tiene tecnología en Marte que nosotros no tenemos en la Tierra.

Si lo convierte en un campo de juego nivelado, supone que la Tierra y las colonias espaciales tienen acceso a la misma tecnología, entonces si las colonias espaciales tienen impresoras 3D para imprimir naves espaciales, también lo hace la Tierra. En esa situación, cualquier sobreviviente en la Tierra, incluso después del peor desastre posible que pueda imaginar, tiene muchas más posibilidades de reconstruir la civilización que cualquiera en Marte o en la atmósfera de Venus.

Eso es cierto incluso cuando obtienes grandes toros de Stanford o ciudades flotantes de Venus: pasará un tiempo antes de que puedan construir naves espaciales para sí mismos y hasta entonces dependerán de la Tierra. Cuando es fácil para ellos construir naves espaciales, entonces es realmente fácil hacerlos en la Tierra, y muchas otras cosas también serían mucho más fáciles para nosotros, y el mundo cambiaría de innumerables maneras, difícil de anticipar lo que querríamos o necesidad en esa situación.

Para más información sobre todo esto, escribí un artículo al respecto hace algún tiempo, en Science20.com. que enlaza con los artículos de Geoffrey Landis y otros sobre el tema, y ​​habla un poco sobre los planes rusos de la década de 1970 para las colonias de nubes de Venus.

¿Construiremos colonias que floten sobre Venus como “Cloud Nine” de Buckminster Fuller?

Ver también ¿Podrían los humanos algún día colonizar las nubes de Venus? y ¿Por qué estamos pensando en una colonia de Marte cuando una colonia de Venus sería más factible técnicamente? Parece que las colonias flotantes protegidas contra la radiación podrían ensamblarse en Venus, con una película de plástico y bolsas de alambre de aluminio, llenas de aire respirable.