留在维纳斯的飞行城市

金星的气氛与地球有许多相似之处

在金星上建立人类存在的想法可能看起来很奇怪,因为行星的表面温度接近500摄氏度,其大气压力与深海床的压力相似,几乎没有氧气。此外,硫酸的降雨落在了这个星球上。然而,在20世纪70年代,苏联人和西方人得出的结论是,尽管维纳斯的土壤呈现出足以让人类殖民化的前景,但其气氛的某些层面似乎更受欢迎。美国宇航局研究员杰弗里兰迪斯在2003年发表的一份报告中写道,在海拔50公里处,金星的气氛最接近整个太阳系的地球状况。他建议使用飞艇和浮动城市对地球的殖民化来探索其大气层。确实,尽管地球表面有不受欢迎的条件,但金星的气氛有一些优势可以吸引探险者和定居者。

金星对人类定植有很多好处

金星是距离地球最近的行星,这意味着降低成本并缩短行程时间。使用化学和传统火箭,可以在三个多月内到达牧羊人的明星。苏联太空探测器Venera 1在97天内完成了这次旅程。这几乎是火星平均旅行时间的一半。另一个优势:发射火箭到金星的机会比红色星球更接近。地球和金星每隔584天相互靠近,相对于地球和火星的781天。

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在大约50公里高度的大气环境中安装集落带来许多优点。首先,这极大地限制了与解压缩相关的风险。在这个高度,大气压力为1巴,这与海平面上的地球压力相同。探险者和定居者甚至可以在没有特殊组合的情况下行走,为他们提供一瓶氧气。重力感觉是大约90%地球的重力,这只会提供轻盈的感觉。温度范围从0摄氏度到50摄氏度,太阳能充足,因为大多数云层都低于这个高度。最后,这种环境提供几乎与地球条件相似的辐射防护。尽管金星的磁场很弱,但其厚厚的大气层可以过滤大部分的辐射,即使在50公里的高度也是如此。

男人可以留在巨大的充气气球中

当然,并不是金星上的一切都很完美。缺氧会迫使定居者永久居住在受控环境中,硫酸痕迹会迫使他们对所有结构进行腐蚀处理。但是当人们将其与火星状况进行比较时,金星浮动城市的生活可能会更甜蜜。杰弗里兰迪斯在他的报告中强调了一个有趣的观点。在海拔50公里处,在金星的大气层中,空气是一种气体载体。换句话说,不是将结构悬挂在气球上,而是一旦在环境压力下充满空气,就可以在气球中居住。直径一公里的球形外壳将能够支撑70万吨材料和结构。如果我们去一个直径2公里的信封,可以在空中保留600万吨。由于封套内部和外部的压力相似,即使是封套中的大孔也需要数千小时才能泄漏大部分内部空气。

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然而,金星的日子很长,地球上有116天。但是大气风每100小时环绕地球一圈。受到这些风的鼓舞,金星漂浮的栖息地每天都会有50个小时的日夜。栖息地的外表面可以完全被太阳能电池板覆盖,因为行星的白云反射了很大一部分光线。因此,朝下的太阳能电池板将产生与指向太阳的能量几乎一样多的能量。大气层还可以提供人类定居所需的一些资源:可以从丰富的二氧化碳中提取氧气,甚至可以产生氢气用于推进,例如从酸性硫酸中提取。

HAVOC项目想象了金星大气层殖民化的发展

但是需要很长时间才能将数百万吨材料带入金星大气层。在短期内,NASA一直对通过HAVOC项目人类探索金星大气感兴趣。 HAVOC目前仅在理论上存在,并且可能持续很长时间。然而,该项目展示了对金星大气的有人居住的使命。该项目设想了一系列任务,首先使用飞艇首先使用机器人,然后使用人员进行30天,一年的任务,最后安装永久基地。

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尽管金星大气提供了许多优势,但旅行和物流仍然是一项重大挑战。必须在大气层再入中间部署飞艇是很复杂的,可能是因为这些技术上的困难使得火星仍然受到关注。因为虽然火星几乎没有大气层,几乎没有辐射和阳光的保护,而且表面温度低,但它有一个传统火箭可以着陆和离开的地板,这是我们在地球上熟知的过程。从长远来看,如果金星的气氛已经是地球之后最受欢迎的太阳系环境,那么地球的形成可能会使金星变成一个几乎完美的行星。在遥远的未来,整个地球的地形形成所需的努力需要巨大的能量,并且可能至少需要几个世纪的工程。

人类殖民金星所面临的三大挑战

在金星的情况下,有三个主要挑战。首先是表面温度的降低。这可以使用太阳能防护罩来实现。洛克希德·马丁的着名工程师,火星学会的创始人罗伯特·祖布林想象将太阳能盾牌放置在太阳 – 维纳斯系统的拉格朗日点L1处。通过减少金星接收的太阳辐射量,温度可以降低到一定程度。兰迪斯提出的浮动城市也可以通过吸收一些辐射来发挥这一作用。

当然,第二大挑战是金星的气氛。它由超过95%的二氧化碳组成,这是一种具有强烈温室效应的气体,因为我们不幸在地球上很熟悉。因此问题在于首先设置这种气体。其中一个解决方案可能是用氢气炸弹金星。氢和二氧化碳一起反应形成石墨和水。更少的二氧化碳和更多的水将是理想的解决方案,但需要4000亿吨氢。另一种解决方案是用钙或镁轰炸地球,这将以碳酸钙或镁的形式捕获碳,但同样需要绝对数量的天然数量的这些材料。

金星最后一个重大挑战是转速非常慢。天代表地球上的243天,这并不像我们所知的那样真正欢迎生命。将有几种解决方案,例如使用镜子在地球漫长的夜晚创造人工日。还假设行星的缓慢旋转与其大气的高密度之间存在强烈的相关性。大气潮汐的影响可能在减缓地球自转方面发挥了作用。所有这些使得金星可能不是理想的地球候选者。应该实施的巨大努力也可以为许多太空栖息地的生产提供资金。

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探索以及为什么不对金星高层大气进行殖民化,这是空间部门所有行动者的一个有趣的中期目标。似乎优先考虑火星,但希望金星能在未来的人类计划中找到自己的位置。

图片来自:
美国宇航局兰利研究中心
NASA / JPL
Ittiz [GFDL(http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)或CC-BY-SA-3.0(http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)],通过维基媒体下议院

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