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Raumzeit - Vlog der Zukunft, Venus Terraforming I - Eine Welt in den Wolken (2018)

Venus Terraforming I - Eine Welt in den Wolken (2018)

Wenn wir an Kolonien im Weltraum oder gar an Terraforming denken, dann wir immer an

den Mars als aussichtsreichsten Kandidaten. Aktuell ist das auch durchaus plausibel und

diverse Missionen in Richtung roter Planet sind in Planung. Doch wenn es um Terraforming

geht, dann ist die Venus ein besseres Ziel. Warum das so ist, und wie man die Venus zur

Schwester der Erde machen kann, zeigen wir euch heute. Ich bin Ronny. Willkommen bei

Raumzeit!

Noch in den 50 Jahren glaubte man es könne

Lebewesen auf der Venus geben, die uns ja so nah war und ganz offensichtlich eine dichte

Atmosphäre besaß. Venusianer, häufig Frauen, welche unter der Wolkendecke ihres Planeten

durch satte grüne Wälder streiften, waren ein beliebtes Motiv der Science-Fiction. Doch

dann schickte die Sowjetunion eine Reihe von Sonden im Venera Programm zur Venus und spätestens

als Venera 7 weich landete aber trotzdem nach wenigen Minuten den Betrieb einstellte, wusste

man, dass die Bedingungen auf der Venus lebensfeindlich waren. Und das ist untertrieben.

Venus ist heiß, extrem heiß. 467 Grad Celsius wurden von der russischen Venera Sonde gemessen.

Diese unvorstellbare Temperatur, die im Sonnensystem auf keinem anderen Planeten existiert, schmilzt

Metalle wie Blei und Zink und nahezu alle organischen Materialien. Richtig, in der Atmosphäre

der Venus würden wir nicht verbrennen, wir würden schmelzen. Dazu kommt der atmosphärische

Druck – die Atmosphäre der Venus besteht zu etwa 96% aus Kohlendioxid und weiteren

3,5% Stickstoff. Allein diese 3,5% Stickstoff haben mehr als viermal so viel Masse wie die

80% Stickstoff der Erdatmosphäre. Der Druck an der Oberfläche der Venus ist damit über

90 Mal so hoch wie der unsere. Vergleichbar ist das mit dem Duck fast 1 Kilometer tief

im Ozean. Ein Atom-U-Boot der Ohio-Klasse würde hier ganz einfach zerquetscht werden.

Zudem bestehen die Wolken, die uns den Blick auf die Oberfläche der Venus verwehren, quasi

vollständig aus Schwefelsäure. Venus ist – euphemistisch gesprochen – nicht gerade

einladend und wird häufig als Hölle beschrieben. Dazu kommt die absurde Länge der Tage – Venus

ist der Planet mit der langsamsten Rotation. Sie benötigt 243 Erdtage für eine Drehung

um ihre Achse. Damit ist ein Venustag länger als ein Jahr auf der Venus. Diese Tatsache

allerdings führt dazu, dass die Sonne zweimal am Tag auf der Venus aufgeht – effektiv

herrschen auf der Venus etwa 58 Erdtage Sonnenlicht gefolgt von 58 Erdtagen Nacht.

Spätestens jetzt fragt Ihr Euch sicher, was denn Venus eigentlich zu bieten hat. Ganz

weit oben auf der Liste: Venus hat eine Gravitation, die der unseren mit etwa 0,9g sehr ähnlich

ist – und wie wir schon mehrfach betont haben: Gravitation ist etwas, was extrem wichtig

aber nur schwer künstlich zu erzeugen ist. Venus bietet uns außerdem eine Fülle an

Rohstoffen – allen voran schier unerschöpfliche Vorräte an Stickstoff sowie an Kohlenstoff

und Sauerstoff in Form des atmosphärischen Kohlendioxids. Alle diese Elemente könnten

wichtige Exportartikel für ein Terraforming des Mars sein, dessen Kolonisten ganz besonders

am Stickstoff interessiert wären. Wie also machen wir Venus bewohnbar? Ich möchte

an dieser Stelle ganz deutlich machen, dass Terraforming der Venus zwar wissenschaftlich

absolut möglich ist aber die Menschheit noch nicht ansatzweise in der Lage ist, ein Projekt

dieser Größenordnung zu bewältigen. Es gibt dabei zwei grundsätzliche Herangehensweisen.

Zum einen können wir Städte, sogar ganze Kontinente als fliegende Plattformen in der

Atmosphäre der Venus errichten. Zum anderen eignet sich Venus für ein echtes Terraforming

– und es ist vielleicht der einzige Planet des Sonnensystems, der uns diese Möglichkeit

bietet. Wir wollen in dieser Episode die erste Möglichkeit

ausloten – die wir supraterrestrisches Terraforming nennen – oder auch den Columbia Ansatz frei

nach Bioshock Infinite. Wie errichten wir schwebende Habitate hoch in der Atmosphäre

der Venus? Das spannende an diesem Plan ist die Tatsache, dass die Bedingungen in knapp

55 km Höhe sehr viel freundlicher werden: Die Temperatur liegt hier bei sehr stabilen

25 bis 40 Grad Celsius und der atmosphärische Druck ist vergleichbar mit dem der Erde auf

Höhe des Meeresspiegels. Menschen könnten hier außerhalb ihrer Habitate unterwegs sein

mit nicht mehr als einer Sauerstoffmaske und einem Anzug aus Teflongewebe, um sie vor der

Säure zu schützen. Auch beim Auftrieb kommt uns die Atmosphäre der Venus zu Hilfe. Da

sie fast vollständig aus Kohlendioxid mit einer Molekülmasse von 44 besteht, würde

selbst eine Befüllung von Luftschiffen mit Atemluft, die eine durchschnittliche molekulare

Masse von 29 besitzt, für Auftrieb sorgen. Am effektivsten allerdings ist Wasserstoff,

der in seiner molekularen Form H2 eine Molekülmasse von lediglich 2 aufweist. Die Auftriebselemente

müssen dann lediglich noch mit einer Teflonhülle vor Schwefelsäure geschützt werden.

Auch die NASA erkannte die Möglichkeiten einer derartigen Herangehensweise und erarbeitete

bereits 2015 ein Konzept für eine wissenschaftliche Station in der Venusatmosphäre. Wir stellen

einen Link zum Download des spannenden Papers in die Videobeschreibung. Während NASA dort

noch von einem Luftschiff mit 2 Mann Besatzung ausgeht, welche 30 Tage auf der Venus verbleiben

sollen, lässt sich dieses Konzept nahezu beliebig erweitern – bis hin zu einer nahezu

vollständigen Einhüllung der Venus in schwebende Kontinente.

Der britische Wissenschaftler Paul Birch stellte dazu in den Neunzigern ein recht konkretes

Konzept vor. Eine Voraussetzung ist, dass wir über raumbasierte Konstruktionsanlagen

und Rohstoffgewinnung (etwa auf dem Mond oder durch Asteroidenbergbau) verfügen. Auch eine

Raumstation und einige O'Neillzylinder, zur Sicherstellung von Transport und Arbeitskraft

sind sinnvoll. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, können wir mit der Konstruktion

von hexagonalen Plattformen mit 1,2 km Kantenlänge beginnen. Um Gewicht zu sparen, bestehen diese

aus porösem Material, etwa Gasbeton. Damit auf diesen Plattformen 75cm an Erdreich bzw.

1 m Wasser angereichert werden können, benötigen sie zwischen 50 und 100 kg Wasserstoff für

den Auftrieb – dieser Wasserstoff befindet sich in Tanks unterhalb der tragenden Schicht.

Die resultierenden Plattformen werden miteinander verbunden zu großen Hexagonen, welche eine

Seitenlänge von etwa 100 km haben. Auf einer solchen Plattform mit 26000 km² können bereits

mehrere Millionen Menschen leben. Ihre Größe und Flexibilität macht sie unempfindlich

gegenüber den großen Windgeschwindigkeiten auf der Venus. Lediglich bei der Bebauung

muss eine bestimmte Verteilung eingehalten werden – insbesondere was Wasser angeht.

Um hier negative Effekte auf die Stabilität der einzelnen Plattformen auszuschließen,

ist es nötig, Seen auf maximal 7 Kilometer Durchmesser zu begrenzen und Flüsse analog

alle 7 Kilometer mit Wehren zu versehen. Da die Rotationsgeschwindigkeit der Venus

so klein ist, ist es ohne großen Aufwand möglich, die Plattformen bzw. das entstehende

Archipel auf einer gewünschten Position zu halten. Es wäre dann beispielsweise permanent

Tag in unserer Wolkenstadt und dauerhafte Energiegewinnung durch Photovoltaikelemente

möglich. Auch Bergbau auf dem Planeten selbst ist realistisch – Bergbauroboter werden

nach unten geschickt. Die Erträge schweben anschließend an mit Gaskartuschen füllbaren

Ballons nach oben. Selbstverständlich müssen die Plattformen

mit Kuppeln versehen werden um das irdische Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch zu halten, welches

übrigens zusätzlich Auftrieb erzeugt. Letztlich bleibt dann nur das Problem der kosmischen

Strahlung, da die Venus nicht über ein eigenes Magnetfeld verfügt. Es gibt ein in der Ionosphäre

induziertes Magnetfeld, welches allerdings deutlich schwächer als das der Erde ist.

Es wird also notwendig sein, die Habitate zusätzlich vor kosmischer Strahlung zu schützen

– etwa durch Lagerung der Wasservorräte über den Kuppeldächern.

Bereits hier reden wir über ein Projekt, welches nach heutigen Maßstäben – wäre

es bereits umsetzbar – viele Billionen Euro kosten würde.

Natürlich wollen wir mehr – wir wollen eine Venusoberfläche mit frischer Luft, eine

Venus mit einem normalen Tagesrhythmus, Wälder, Ozeane und Wasserfälle. Daher lassen wir

in der nächsten Folge zum Terraforming der Venus unsere Plattformen landen. Ein generationenübergreifendes,

unfassbar teures Projekt. Aber gleichermaßen spannend.

Wenn ihr dieses Video nicht verpassen wollt, abonniert Raumzeit und gebt uns einen Daumen

nach oben, wenn es euch gefallen hat. Wie immer sagen wir danke fürs Zuschauen und

42!

Venus Terraforming I - Eine Welt in den Wolken (2018) Venus Terraforming I - A World in the Clouds (2018) Terraformação de Vénus I - Um mundo nas nuvens (2018)

Wenn wir an Kolonien im Weltraum oder gar an Terraforming denken, dann wir immer an When we think of colonies in space or even of terraforming, we always think of it Quando pensamos em colónias no espaço ou mesmo em terraformação, pensamos sempre em

den Mars als aussichtsreichsten Kandidaten. Aktuell ist das auch durchaus plausibel und Mars as the most promising candidate. At the moment this is also quite plausible and Marte como o candidato mais promissor. Actualmente, isto também é bastante plausível e

diverse Missionen in Richtung roter Planet sind in Planung. Doch wenn es um Terraforming various missions towards the red planet are being planned. But when it comes to terraforming Estão a ser planeadas várias missões para o planeta vermelho. Mas quando se trata de terraformar

geht, dann ist die Venus ein besseres Ziel. Warum das so ist, und wie man die Venus zur then Venus is a better target. Why this is so, and how to get to Venus então Vénus é um alvo melhor. Porque é que isto é assim, e como fazer de Vénus o

Schwester der Erde machen kann, zeigen wir euch heute. Ich bin Ronny. Willkommen bei

Raumzeit! O espaço-tempo!

Noch in den 50 Jahren glaubte man es könne Mesmo nos 50 anos em que se acreditava que poderia ser

Lebewesen auf der Venus geben, die uns ja so nah war und ganz offensichtlich eine dichte Vénus, que estava tão perto de nós e que tinha obviamente uma população densa.

Atmosphäre besaß. Venusianer, häufig Frauen, welche unter der Wolkendecke ihres Planeten atmosfera. Venusianos, muitas vezes mulheres, que viviam sob a cobertura de nuvens do seu planeta

durch satte grüne Wälder streiften, waren ein beliebtes Motiv der Science-Fiction. Doch a vaguear por florestas verdejantes eram um tema popular na ficção científica. Mas

dann schickte die Sowjetunion eine Reihe von Sonden im Venera Programm zur Venus und spätestens

als Venera 7 weich landete aber trotzdem nach wenigen Minuten den Betrieb einstellte, wusste quando o Venera 7 aterrou suavemente, mas parou de funcionar após alguns minutos, sabia

man, dass die Bedingungen auf der Venus lebensfeindlich waren. Und das ist untertrieben.

Venus ist heiß, extrem heiß. 467 Grad Celsius wurden von der russischen Venera Sonde gemessen. Vénus é quente, extremamente quente. 467 graus Celsius foram medidos pela sonda russa Venera.

Diese unvorstellbare Temperatur, die im Sonnensystem auf keinem anderen Planeten existiert, schmilzt Esta temperatura inimaginável, que não existe em nenhum outro planeta do sistema solar, derrete

Metalle wie Blei und Zink und nahezu alle organischen Materialien. Richtig, in der Atmosphäre Metais como o chumbo e o zinco e quase todos os materiais orgânicos. Certo, na atmosfera

der Venus würden wir nicht verbrennen, wir würden schmelzen. Dazu kommt der atmosphärische de Vénus não arderíamos, derreteríamos. Para além disso, existe a atmosfera

Druck – die Atmosphäre der Venus besteht zu etwa 96% aus Kohlendioxid und weiteren

3,5% Stickstoff. Allein diese 3,5% Stickstoff haben mehr als viermal so viel Masse wie die 3,5% de azoto. Só estes 3,5% de azoto têm mais de quatro vezes a massa do

80% Stickstoff der Erdatmosphäre. Der Druck an der Oberfläche der Venus ist damit über 80% de azoto da atmosfera da Terra. A pressão à superfície de Vénus é assim superior a

90 Mal so hoch wie der unsere. Vergleichbar ist das mit dem Duck fast 1 Kilometer tief

im Ozean. Ein Atom-U-Boot der Ohio-Klasse würde hier ganz einfach zerquetscht werden.

Zudem bestehen die Wolken, die uns den Blick auf die Oberfläche der Venus verwehren, quasi Além disso, as nuvens que bloqueiam a nossa visão da superfície de Vénus são constituídas por quase

vollständig aus Schwefelsäure. Venus ist – euphemistisch gesprochen – nicht gerade

einladend und wird häufig als Hölle beschrieben. Dazu kommt die absurde Länge der Tage – Venus

ist der Planet mit der langsamsten Rotation. Sie benötigt 243 Erdtage für eine Drehung

um ihre Achse. Damit ist ein Venustag länger als ein Jahr auf der Venus. Diese Tatsache

allerdings führt dazu, dass die Sonne zweimal am Tag auf der Venus aufgeht – effektiv

herrschen auf der Venus etwa 58 Erdtage Sonnenlicht gefolgt von 58 Erdtagen Nacht.

Spätestens jetzt fragt Ihr Euch sicher, was denn Venus eigentlich zu bieten hat. Ganz

weit oben auf der Liste: Venus hat eine Gravitation, die der unseren mit etwa 0,9g sehr ähnlich

ist – und wie wir schon mehrfach betont haben: Gravitation ist etwas, was extrem wichtig

aber nur schwer künstlich zu erzeugen ist. Venus bietet uns außerdem eine Fülle an

Rohstoffen – allen voran schier unerschöpfliche Vorräte an Stickstoff sowie an Kohlenstoff

und Sauerstoff in Form des atmosphärischen Kohlendioxids. Alle diese Elemente könnten

wichtige Exportartikel für ein Terraforming des Mars sein, dessen Kolonisten ganz besonders

am Stickstoff interessiert wären. Wie also machen wir Venus bewohnbar? Ich möchte

an dieser Stelle ganz deutlich machen, dass Terraforming der Venus zwar wissenschaftlich

absolut möglich ist aber die Menschheit noch nicht ansatzweise in der Lage ist, ein Projekt

dieser Größenordnung zu bewältigen. Es gibt dabei zwei grundsätzliche Herangehensweisen.

Zum einen können wir Städte, sogar ganze Kontinente als fliegende Plattformen in der

Atmosphäre der Venus errichten. Zum anderen eignet sich Venus für ein echtes Terraforming

– und es ist vielleicht der einzige Planet des Sonnensystems, der uns diese Möglichkeit

bietet. Wir wollen in dieser Episode die erste Möglichkeit

ausloten – die wir supraterrestrisches Terraforming nennen – oder auch den Columbia Ansatz frei

nach Bioshock Infinite. Wie errichten wir schwebende Habitate hoch in der Atmosphäre

der Venus? Das spannende an diesem Plan ist die Tatsache, dass die Bedingungen in knapp

55 km Höhe sehr viel freundlicher werden: Die Temperatur liegt hier bei sehr stabilen

25 bis 40 Grad Celsius und der atmosphärische Druck ist vergleichbar mit dem der Erde auf

Höhe des Meeresspiegels. Menschen könnten hier außerhalb ihrer Habitate unterwegs sein

mit nicht mehr als einer Sauerstoffmaske und einem Anzug aus Teflongewebe, um sie vor der

Säure zu schützen. Auch beim Auftrieb kommt uns die Atmosphäre der Venus zu Hilfe. Da

sie fast vollständig aus Kohlendioxid mit einer Molekülmasse von 44 besteht, würde

selbst eine Befüllung von Luftschiffen mit Atemluft, die eine durchschnittliche molekulare anche un riempimento di dirigibili con aria respirabile, che è un molecolare medio

Masse von 29 besitzt, für Auftrieb sorgen. Am effektivsten allerdings ist Wasserstoff,

der in seiner molekularen Form H2 eine Molekülmasse von lediglich 2 aufweist. Die Auftriebselemente

müssen dann lediglich noch mit einer Teflonhülle vor Schwefelsäure geschützt werden.

Auch die NASA erkannte die Möglichkeiten einer derartigen Herangehensweise und erarbeitete

bereits 2015 ein Konzept für eine wissenschaftliche Station in der Venusatmosphäre. Wir stellen

einen Link zum Download des spannenden Papers in die Videobeschreibung. Während NASA dort

noch von einem Luftschiff mit 2 Mann Besatzung ausgeht, welche 30 Tage auf der Venus verbleiben

sollen, lässt sich dieses Konzept nahezu beliebig erweitern – bis hin zu einer nahezu

vollständigen Einhüllung der Venus in schwebende Kontinente.

Der britische Wissenschaftler Paul Birch stellte dazu in den Neunzigern ein recht konkretes

Konzept vor. Eine Voraussetzung ist, dass wir über raumbasierte Konstruktionsanlagen

und Rohstoffgewinnung (etwa auf dem Mond oder durch Asteroidenbergbau) verfügen. Auch eine

Raumstation und einige O'Neillzylinder, zur Sicherstellung von Transport und Arbeitskraft

sind sinnvoll. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, können wir mit der Konstruktion

von hexagonalen Plattformen mit 1,2 km Kantenlänge beginnen. Um Gewicht zu sparen, bestehen diese

aus porösem Material, etwa Gasbeton. Damit auf diesen Plattformen 75cm an Erdreich bzw.

1 m Wasser angereichert werden können, benötigen sie zwischen 50 und 100 kg Wasserstoff für

den Auftrieb – dieser Wasserstoff befindet sich in Tanks unterhalb der tragenden Schicht.

Die resultierenden Plattformen werden miteinander verbunden zu großen Hexagonen, welche eine

Seitenlänge von etwa 100 km haben. Auf einer solchen Plattform mit 26000 km² können bereits

mehrere Millionen Menschen leben. Ihre Größe und Flexibilität macht sie unempfindlich

gegenüber den großen Windgeschwindigkeiten auf der Venus. Lediglich bei der Bebauung

muss eine bestimmte Verteilung eingehalten werden – insbesondere was Wasser angeht.

Um hier negative Effekte auf die Stabilität der einzelnen Plattformen auszuschließen,

ist es nötig, Seen auf maximal 7 Kilometer Durchmesser zu begrenzen und Flüsse analog

alle 7 Kilometer mit Wehren zu versehen. Da die Rotationsgeschwindigkeit der Venus

so klein ist, ist es ohne großen Aufwand möglich, die Plattformen bzw. das entstehende

Archipel auf einer gewünschten Position zu halten. Es wäre dann beispielsweise permanent

Tag in unserer Wolkenstadt und dauerhafte Energiegewinnung durch Photovoltaikelemente

möglich. Auch Bergbau auf dem Planeten selbst ist realistisch – Bergbauroboter werden

nach unten geschickt. Die Erträge schweben anschließend an mit Gaskartuschen füllbaren

Ballons nach oben. Selbstverständlich müssen die Plattformen

mit Kuppeln versehen werden um das irdische Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch zu halten, welches

übrigens zusätzlich Auftrieb erzeugt. Letztlich bleibt dann nur das Problem der kosmischen

Strahlung, da die Venus nicht über ein eigenes Magnetfeld verfügt. Es gibt ein in der Ionosphäre

induziertes Magnetfeld, welches allerdings deutlich schwächer als das der Erde ist.

Es wird also notwendig sein, die Habitate zusätzlich vor kosmischer Strahlung zu schützen

– etwa durch Lagerung der Wasservorräte über den Kuppeldächern.

Bereits hier reden wir über ein Projekt, welches nach heutigen Maßstäben – wäre

es bereits umsetzbar – viele Billionen Euro kosten würde.

Natürlich wollen wir mehr – wir wollen eine Venusoberfläche mit frischer Luft, eine

Venus mit einem normalen Tagesrhythmus, Wälder, Ozeane und Wasserfälle. Daher lassen wir

in der nächsten Folge zum Terraforming der Venus unsere Plattformen landen. Ein generationenübergreifendes,

unfassbar teures Projekt. Aber gleichermaßen spannend.

Wenn ihr dieses Video nicht verpassen wollt, abonniert Raumzeit und gebt uns einen Daumen

nach oben, wenn es euch gefallen hat. Wie immer sagen wir danke fürs Zuschauen und

42!