Realität eines gezeitengesperrten Planeten? [geschlossen]

Ich arbeite gerade an einer futuristischen Sci-Fi-Story und hier kommt der World-Building-Teil. Ich habe tagelang recherchiert und Brainstorming betrieben, aber ich habe das Gefühl, dass ich kreative Meinungen von anderen einholen könnte, bevor ich mit den nächsten Schritten fortfahre.

Es wäre eine zukünftige Ära, in der die Menschen das letzte bisschen Ressourcen verbrauchten und die apokalyptische Erde für einen Exoplaneten verließen. Die Menschen ließen sich auf einem von den Gezeiten gesperrten Planeten nieder – nicht der beste Ort zum Kolonisieren, aber die Menschen überlebten trotzdem. Die Menschen begannen in der Zwielichtzone für die Bewohnbarkeit, sahen sich vielen Problemen gegenüber und breiteten sich schließlich auf beiden Seiten des Planeten aus. Der Protagonist wurde viele Generationen später geboren, also hatten sich die Menschen bereits an die Umwelt angepasst und hatten Lösungen, um viele Probleme zu überwinden. (Wie immense Sonnenaktivitäten, Stürme, Temperaturungleichgewicht und Schlaflosigkeit auf der Tagseite) Die Tag- und Nachthemisphären waren wie zwei riesige, sich gegenüberstehende Nationen, und die meisten Menschen hatten noch nie Menschen aus der entgegengesetzten Hemisphäre gesehen, auf der sie geboren wurden.

Es wird kein hartes Sci-Fi, aber ich hätte trotzdem gerne eine überzeugende Weltkulisse. Die Menschen hatten bereits das technologische Niveau für interstellare Reisen, also ja, ich bin mir bewusst, dass Technologie für viele eine Lösung sein kann, aber ich glaube nicht, dass ich oder irgendjemand nachlässige „es ist halt so“-Lösungen schätzen würde. Nachfolgend meine Liste der Bedenken:

1) Ich habe gelesen, wie schlimm ein von den Gezeiten eingeschlossener Planet sein kann. Um die Klimaextreme zwischen zwei Hemisphären zu mildern, wird der Planet eine dichte Atmosphäre mit Ozeanen haben, sodass die Wärme auf beiden Seiten etwas besser verteilt werden kann. Aber wie viel Land:Wasser-Verhältnis ist ein großes Problem für mich. Die Menge an Land bestimmt die Kapazität der menschlichen Bevölkerung, und die Bevölkerung kann erhebliche Auswirkungen auf die Geschichte haben. Ich finde es unerwartet schwierig, dies zu recherchieren. Obwohl ich leicht Artikel über die Bewohnbarkeit eines gezeitengesperrten Planeten finden kann, erwähnen sie keine (oder nur geringe) geologische / klimatische Auswirkungen auf verschiedene Modelle.

2) Aufgrund des Temperaturunterschieds erzeugt der Wärmefluss zwischen zwei Seiten tödliche Stürme und Hurrikane. Ist es realistischer, wenn die meisten Menschen, wenn nicht nur unser Protagonist, an einem von Bergen umgebenen Ort leben, so dass der größte Teil des Wind-/Sturmeffekts auf ein bewohnbareres Niveau reduziert wird, um ein stabiles Leben und Bevölkerungswachstum aufrechtzuerhalten?

3) Um das Leben zu erhalten, ist es wahrscheinlich, abgesehen von den natürlichen Lösungen zur Verringerung von Temperaturextremen, künstliche Geräte zu haben, um die Temperaturen weiter auszugleichen? Nun, nicht genau ausgleichen, vielleicht eher wie Menschen, die immer noch frei nach draußen gehen könnten. So fühlt es sich zum Beispiel an wie eine kalte Winternacht in Skandinavien auf der Nachthalbkugel und nur in irgendwelchen äquatorialen Ländern auf der Tageshalbkugel. Ich denke an ein optisches Gerät, das Sonnenlicht ablenkt und sein Niveau ändert, indem es Außentemperaturen erkennt, sodass die Temperatur eines bestimmten Bereichs auf einem akzeptablen Niveau für Aktivitäten im Freien gehalten werden kann. Ich bin mir auch nicht sicher, ob irgendwelche Geräte eingesetzt werden können, um den Luft- / Wasserfluss zu erhöhen, um Temperaturunterschiede auszugleichen (was Energie verbraucht) oder stattdessen der Wärmefluss für Kraftwerke genutzt werden sollte (was Energie erzeugt)? Oder können sie koexistieren und trotzdem arbeitseffektiv sein? Kann mir aber keinen Weg vorstellen.

4) Energie ist auch ein Schlüsselelement der Handlung. Da die Menschen in zwei gegensätzliche "Nationen" aufgeteilt sind, können die Lösungen für Energie unterschiedlich sein und sie teilen keine neuen Technologien miteinander. Ganz offensichtlich wird Solarenergie auf der Tagesseite weit verbreitet sein, wie jedes Gebäude, jede Familie. Was ist mit der Nachtseite? Ich brauche vielleicht eine zusätzliche, aber ultimative Lösung für eine nachhaltige Energiequelle für die Nachtseite, die die Tagseite nicht hatte. (kann durch Technologieunterschiede erlangt werden) Unser Protagonist lebte auf der Tagseite, daher wird dies möglicherweise erst später in der Geschichte enthüllt – aber es ist wichtig. Ich kann mir jedoch nichts überzeugenderes vorstellen als die Kernfusion.

Oh, und falls Sie sich fragen, obwohl die beiden Hemisphären einander gegenüberstanden, waren sie nur "politisch" oder "diplomatisch" Feinde. Aus diesem Grund mussten beide Seiten daran arbeiten und das System in Betrieb halten, wenn es solche Geräte wie den Temperaturausgleich gab. Keine Seite würde es abschalten, um sich mit der anderen anzulegen, weil beide Seiten es brauchten. Bis vielleicht eine Seite eine bessere Lösung fand und beschloss, es zu schließen, würde es dann unter den schlimmsten Umständen zu Kriegen führen. In diesem Modell führen entweder die Klimageräte oder die Energiequellen oder beides zu Konflikten zwischen zwei Seiten - das ist die Idee, und auch der Grund, warum ich in diesen Einstellungen vorsichtig sein muss.

Wäre dankbar für Beiträge von jedem, danke.

Diese Frage besteht aus mehreren prägnanten Fragen. Ich empfehle, diese Fragen in eigene Fragen aufzuteilen, damit diese Frage nicht zu weit gefasst wird .
Das ist in seiner jetzigen Form viel zu weit gefasst. Sie haben 9-10 Fragen in diesem einen Beitrag, daher würde ich empfehlen, sie aufzuteilen, wie @Aify vorgeschlagen hat.

Antworten (2)

Erstens sollten wir meiner Meinung nach erwähnen, dass der Stern wahrscheinlich ein Roter Zwerg mit geringer Masse sein sollte: Aufgrund ihrer geringeren Leuchtkraft sind einige ihrer bewohnbaren Zonen möglicherweise weit genug entfernt, sodass sie Probleme mit Gezeitensperren haben könnten, die potenziell bewohnbare Planeten beeinträchtigen könnten. Um sicherzustellen, dass der Planet wahrscheinlich nicht durch Gezeitenerwärmung ausgeheizt wird, müsste es sich wahrscheinlich um einen Stern mit mindestens 30 % der Sonnenmasse handeln; Also wähle ich eine mit 40% der Sonnenmasse, um eine gewisse Fehlerquote zu haben.

Bei dieser Masse kann man davon ausgehen, dass die Leuchtkraft etwa 2,3 % der Leuchtkraft der Sonne beträgt. Um also den gleichen Strahlungsfluss von 1366 W/m^2 zu erhalten, muss der Planet eine Umlaufbahn von etwa 22 Millionen km zurücklegen. Von einem Stern mit 40 % der Sonnenmasse würde vernünftigerweise erwartet werden, dass er die Erde oder einen anderen Planeten, der ihm sehr ähnlich ist, wahrscheinlich innerhalb von Hunderttausenden von Jahren, jedenfalls nicht mehr als ein paar Millionen Jahren, durch Gezeiten einschließt. Höchstwahrscheinlich würde es die Bildung einer kontinentalen Kruste sowieso schlagen, da der älteste Beweis für eine solche auf der Erde knapp 4 Milliarden Jahre alt ist, also wahrscheinlich 500 Millionen Jahre nach ihrer Bildung entstanden ist.

Es sind jedoch nicht nur schlechte Nachrichten, da einige Modelle darauf hindeuten, dass eine Atmosphäre von nur 100 Millibar oder 10 % des atmosphärischen Drucks der Erde ausreichen würde, um die Wärme zu transportieren. Ein Ozean würde noch mehr helfen, aber Temperaturextreme könnten auf etwa 60 K beschränkt werden, was Temperaturextreme auf einen Bereich zwischen -40 und +40 ° C begrenzen würde, abhängig von der genauen durchschnittlichen Oberflächentemperatur des Planeten. Dies könnte möglicherweise mit Technologie überlebt werden; Tatsächlich sind sie nicht viel schlimmer als extreme Arktis- und Wüstenbedingungen auf der Erde.

Winde wären ein Problem: Einige Teile des Planeten würden von Jetstreams bedeckt, da sich der Planet alle 32 Tage einmal dreht, dh die Umlaufzeit bei 22 Millionen km von einem Körper mit 0,4 Sonnenmassen. Diese Jets würden dazu neigen, sich in Bändern zu organisieren; Anhaltende Oberflächenwinde würden an den windigsten Stellen am Boden wahrscheinlich unter 15 m / s (35 Meilen / h) bleiben, aber die Jetstreams in der Höhe würden wahrscheinlich in Bändern auftreten, einer in jede Richtung um den Planeten, vielleicht mit 40 m / s (90 Meilen pro Stunde) oder so in Richtung der Pole und des Äquators. Diese könnten jedoch tatsächlich großartig für Flugreisen sein.

Diese Bänder mit 15 m/s stabilen Winden an der Oberfläche wären großartig für die Energie; Sie könnten mit Korridoren von Windparks gefüllt werden, 35 Meilen pro Stunde sind umwandelbar durch Turbinen, die Menschen mit aktueller Technologie entwerfen können, Kit-Generatoren in diesen Jetstreams könnten sogar noch mehr Strom erzeugen.

Punkt 3 ist interessant. Sie könnten möglicherweise riesige Kühlkörper und Heizkörper, Rohrleitungen, Wärmetauscher usw. bauen. Das Unterfangen wäre absolut enorm, obwohl es vielleicht für eine Zivilisation machbar wäre, die eine lebensfähige menschliche Bevölkerung zu einem anderen Sternensystem transportieren kann, zumal eine solche Zivilisation dies wahrscheinlich tun würde Technologie zum Abbau von Asteroiden usw.

Der Energieverbrauch könnte möglicherweise reduziert werden, indem die Hauptleitungen entlang der Windgassen verlegt würden, wo die stärksten Längswinde wehen. Auf diese Weise könnten Windturbinen an der Pipeline befestigt werden, um die Pumpen mechanisch anzutreiben; dies ist effizienter, als die Energie zunächst in eine andere Form wie Strom und zurück umzuwandeln. Damit dies nicht kontraproduktiv wäre, müssten Wärmeaustauscher und möglicherweise sogar aktive Kompressoren und Verdampfer geschickt eingesetzt werden, da das in der Pipeline transportierte Material eine größere thermische Energiedichte pro Masseneinheit aufweisen müsste als der Wind Sie entziehen dem Wind effektiv den gleichen Impuls, den Sie dem Arbeitsfluid geben, plus Verluste aufgrund von Ineffizienz, Reibung usw. Ein aktives System könnte dies jedoch wahrscheinlich tun.

Auf der Nachtseite könnten Sie vielleicht auch die Temperatur durch geothermische Technologie erhöhen, indem Sie die Gezeitenerwärmung der Felsen aufgrund der engen Umlaufbahn des Sterns ausnutzen, um Flüssigkeiten in die Kruste zu pumpen und diese Wärme an die Oberfläche zu leiten.

Es ist eine interessante Idee, aber ich denke, es könnte vielleicht so konstruiert werden, dass es funktioniert.

Um zu versuchen, eine Vorstellung von den Temperatur- und Klimabedingungen auf diesem hypothetischen Planeten zu bekommen, habe ich Informationen aus dem folgenden Forschungsartikel erhalten; Es könnte hilfreich sein, das vollständige Papier zu lesen:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.3894/JAMES.2010.2.13/full

Können Sie in Ihrer Antwort bitte zumindest einige Satzzeichen verwenden? Es ist schwer zu lesen.
@Hohmannfan Ich habe gerade einen Änderungsvorschlag gemacht, um das zu beheben.

Erstens möchte ich kein Buzz-Killer sein, aber ich glaube nicht wirklich, dass Sie auf der Tageslichtseite eines von den Gezeiten eingeschlossenen Planeten Leben haben können. Gezeitengebundene Planeten treten sehr nahe am Mutterstern auf. Ich meine wirklich, wirklich nah.

Die Temperatur auf der Tageslichtseite kann leicht 200-300 °C erreichen und wenn Sie eine dicke Atmosphäre platziert haben ... na ja ... viel Glück. Außerdem glaube ich nicht, dass irgendein terrestrischer Planet eine dichte Atmosphäre aufrechterhalten kann. Schauen Sie sich an, was mit Merkur passiert ist (der durch Sonnenwinde seine gesamte Atmosphäre verloren hat). Und es ist noch nicht einmal gezeitengesperrt!

Ein weiteres Problem bei einem so nahe gelegenen Planeten ist, dass neben der Hitze Sonnenwinde (Strom geladener Teilchen) alle elektronischen Geräte auf der Tageslichtseite braten würden. Wenn sie nicht schon wegen feuriger Temperaturen geröstet sind.

Das alles gesagt, lass uns jetzt deine Fragen beantworten :)


1- Haben Sie ein großes Gewässer auf dem Planeten, aber nur auf der Nachtseite. Ich würde 70 % Wasser (tief) und 30 % trockenes Land vorschlagen, wie wir es auf der Erde haben. Lassen Sie dieses Gewässer nur bis zur Dämmerungszone reichen, da es auf der Tageslichtseite schnell verdunsten würde. Dieses Gewässer würde dazu beitragen, die Nachtseite wärmer zu halten, als es bei völliger Trockenheit der Fall gewesen wäre.

2- Das Leben in den Bergen ist nicht genug. Ihre Leute sollten in den Höhlensystemen leben. Tornados wären in den Bergen genauso schrecklich wie anderswo. Sie müssen an einem sehr starken und geschlossenen Ort leben. Höhlen sind das erste, was mir in den Sinn kommt.

3- Keine aktuelle menschliche Technologie hat auch nur das theoretische Potenzial, auf der Tageslichtseite eines gezeitengesperrten Planeten effektiv zu sein und ihn weniger feurig zu machen. Vergiss es. Sterne sind unglaublich heiß und massiv und von den Gezeiten eingeschlossen zu sein ist wirklich sehr schlimm und mickrige Menschen können mit ihren Spielzeugen nicht mit den überwältigenden Kräften der Natur mithalten. Das Beste, was Sie tun können, ist, sich der Umgebung anzupassen und geeignete Standorte zu finden. Vergessen Sie das Modifizieren von Dingen auf der Tageslichtseite eines gezeitenabhängigen Planeten.

4- Auf der Nachtseite werden Sie viele Tornados und Wirbelstürme erleben. Setzen Sie wirklich robuste und schwere Windmühlen ein, um ihre Energie zu nutzen. Diese werden leicht mehr als genug Strom für die gesamte Bevölkerung liefern.

Das alles setzt ein bisschen voraus, dass wir über einen mittelgroßen Stern wie unsere Sonne oder vielleicht noch größer sprechen. Auf der anderen Seite könnte ein Roter Zwerg mit geringer Masse vielleicht eine Habitatzone haben, die weit genug drin ist, um Gezeitensperren zu verursachen, ohne ganz so feurig zu sein, dass er wahrscheinlich noch einige Hochleistungstechnik benötigen würde, um auf der Tagseite zu leben, vielleicht auch Flüssigkeitskompressoren, Pumpen und massive Heizkörper draußen, um eine Kuppel zu kühlen (denken Sie an einen riesigen Kühlschrank in Stadtgröße), vielleicht könnte die heiße Flüssigkeit sogar nachts für eine Zivilisation mit der Technologie zu einer noch nachhaltigeren Bevölkerung in interstellaren Entfernungen geleitet werden.
Je kleiner der Stern, desto näher müsste ein Planet sein, um durch die Gezeiten an ihn gebunden zu werden. Für einen Roten Zwerg (Massenbereich 0,08 - 0,45 Sonnenmassen) würde die Zone für Gezeitensperre sehr nahe am Stern liegen. Näher als die Gezeitensperrzone eines sonnengroßen Sterns. Es würden die gleichen Probleme entstehen.
Dabei vergisst man nicht unbedingt, dass die Leuchtkraft viel schneller abnimmt als die Masse und damit Gravitations- und Gezeitenkräfte. Beispielsweise hat ein Roter Zwerg mit 0,5 Sonnenmassen eine Leuchtkraft von nur 3,5 % der Leuchtkraft der Sonne und hätte somit eine Umlaufbahn von 28 Millionen km, um eine Erde mit einer Sonnenkonstante von 1366 W/m^2 zu haben. Die 50%ige Verringerung der Masse reduziert die Gravitations- und Gezeitenkräfte um den Faktor 2, ja, aber die 5,3-mal geringere Umlaufbahn erhöht sie um den Faktor 5,3 ^ 2 oder 28-mal größer für eine insgesamt 14-mal größere Schwerkraft.
Rote Riesen und weniger massereiche Sterne mit etwa 0,6 Sternmassen, einschließlich aller Roten Zwerge, haben zumindest den inneren Rand ihrer bewohnbaren Zonen nahe genug am Wirtsstern, um in die Kategorie der wahrscheinlich gezeitengesperrten Sterne zu fallen, die Erde ist natürlich in der Nähe der innere Rand der bewohnbaren Zone, so dass, wenn man nach Planeten mit einer erdähnlichen Sonnenkonstante sucht, sogar die größten Roten Zwerge in diesen Bereich fallen. Sehen Sie sich diese Frage an, es gibt sogar ein praktisches Diagramm, das Sie überprüfen können physical.stackexchange.com/questions/12541/…
Vielen Dank für die schnellen Antworten. Und ja, wie MttJocy sagte, das Gezeitensperrziel, das ich anstrebe, wird ein roter Riese im Sternensystem sein. Der Link ist wirklich hilfreich, um sich die tatsächliche Welt vorzustellen.
@YoustayIgo, also wäre das wirklich schlechte Wetter auf dem ganzen Planeten, nicht nur in der Twilight-Band?
@Len Nach unserem derzeitigen Verständnis von planetaren Wettersystemen ja. Tatsächlich gibt es wirklich sehr , sehr kleine Teilmengen planetarer Variablen, die zu warmen, gemütlichen klimatischen Bedingungen wie denen auf der Erde führen. Wenn Sie nur eine der Variablen durcheinander bringen, werden Sie am Ende Wirbel und Tornados haben, die den ganzen Planeten einhüllen. Den Planeten gezeitengesperrt zu machen, ist ein wirklich, wirklich großer Fehler.
@YoustayIgo, ich bestreite dich überhaupt nicht, aber ich hätte schwören können, dass ich irgendwo gelesen habe, dass das schlechte Wetter mehr oder weniger in dem Bereich enthalten sein würde, in dem sich die beiden unterschiedlichen Klimazonen treffen. Ein breites Band über den ganzen Planeten, um sicher zu sein, aber nicht überall . Ist das auch möglich?
@Len ... na ja ... ich erinnere mich ... ja, du hast recht. Das gilt für einen Planeten, auf dem es einen großen Wasserkörper gibt und der keine sehr dichte Atmosphäre hat. Normalerweise führen schnelle Gegenstürme zu kreisförmigen Tornados, insbesondere in Wüstenregionen.