Wie könnte die geplante schwimmende Basis in der Atmosphäre der Venus versorgt werden?

Ich bin ein großer Fan des schwimmenden Aerostat- Konzepts, das von Geoffrey Landis zur Kolonisierung der Venus entwickelt wurde . Aber wie würden Sie eine schwimmende Basis liefern?

Es wäre ein schrecklich kleines Ziel, auf das ein Schiff zielen könnte. Das Space Shuttle schaffte es bis zu einer Landebahn – aber es brauchte eine Landebahn. Die Basis wäre kein schweres oder starres Objekt, das viel beim Bremsen des Fahrzeugs helfen könnte. Die Winde würden die ganze Zeit stärker sein als die Stärke eines Orkans. Auf Wolkenhöhe, etwa 60 bis 70 km über der Erdoberfläche, werden sie mit etwa 300 bis 400 km/h gemessen . Die Basis würde von diesen Winden mitgerissen und in etwa 50 km Höhe stationiert werden. Welche Art von Schiff und Ansatz kann mit diesen Bedingungen umgehen?

Dieses Papier von Landis, das venusianische Roboter-Luftschiffe in großer Höhe untersucht, erwähnt die Kolonisierung auf Ballonbasis, scheint sich jedoch nicht mit der Nachschubversorgung zu befassen.
Ich würde davon ausgehen, dass Sie sehr genaue Berechnungen benötigen, ähnlich wie sie erforderlich sind, um irgendwo im Sonnensystem anzukommen. Sie müssen das Datum und die Uhrzeit (die Position von Erde und Venus relativ zur Sonne, die Rotation von Erde und Venus), den Breiten- und Längengrad beider Punkte auf dem Planeten und die Höhe der Station berücksichtigen. Kleines Ziel in der Tat, sehr kompliziert mit einer Vielzahl von Faktoren, aber absolut machbar. Ich meine, wir haben Menschen auf dem Mond gelandet und sie zurückgebracht. Das scheint auch ziemlich verrückt zu sein.
"Die Windgeschwindigkeiten wären sehr hoch und die Basis wäre ein sich bewegendes Ziel." Die Basis könnte relativ zum Wind stationär sein. In jeder Atmosphäre können Sie Tragflächen verwenden, um den Weg des Fahrzeugs zu ändern. Die Verwendung von Flügeln zum Manövrieren eines Raumfahrzeugs zur Landung auf einer Plattform ohne Seitenwind sollte also relativ einfach sein. Deutlich einfacher als die Landung eines Flugzeugs auf einem Flugzeugträger, der sich normalerweise relativ zum Wind bewegt (und neigt).
@AndrewThompson - ich habe unter Berücksichtigung Ihrer Kommentare aktualisiert. Bei den damit verbundenen Geschwindigkeiten und in der Luft 50 km über der Oberfläche müssen Buffeting und Seitenwinde eine große Sache sein.
"Die Winde wären die ganze Zeit stärker als die Stärke eines Orkans." Doch für eine Feder, die in diesen Winden schwimmt, wäre es so ruhig wie ein Teich. Ich sehe hier nichts, was mich davon überzeugt, dass es mehr als „trivial einfach“ wäre.
Die schwimmende Basis wird groß sein und wahrscheinlich so groß, dass sie relativ zum durchschnittlichen Wind nur stationär sein wird. Es wird eine variierende Restkomponente geben.
Reine Spekulation: Eine Versorgungskapsel dringt in die Atmosphäre ein, bremst mit Fallschirmen ab und setzt dann einen Ballon und einen oder mehrere Propeller ein. Wenn die Winde nicht zu stark sind, kann es sich Zeit nehmen, sich mit der Basis zu treffen, und es erneut versuchen, wenn es verfehlt.

Antworten (3)

Es wird angenommen, dass die Winde relativ konstant sind, daher sollte die Geschwindigkeit des Außenpostens relativ zur Oberfläche kein Faktor sein. Wenn es in dieser Höhe starke Windscherungen gibt, hat der Außenposten andere Probleme. Tatsächlich ist es einfacher, auf etwas zu landen, das sich natürlich mit dem Wind bewegt, als auf einer Landebahn zu landen, die relativ zum Wind feststeht. Eine Landebahn hat oft Seitenwind, während ein schwimmender Außenposten dies nicht kann.

Das Shuttle könnte auf einer kleinen Landebahn in Florida landen, wenn es aus dem Orbit kommt, also könnten die gleichen Anflüge (buchstäblich) auf der Venus verwendet werden. Eine Landung bei 1 bar auf der Venus wäre ähnlich wie eine Landung bei 1 bar auf der Erde. Je nach Masse der Vorräte kann man sich viele Ansätze vorstellen, wie zum Beispiel gelenkte Fallschirme.

Der Hitzeschild muss kräftiger sein, je nachdem, ob Sie aus einem hyperbolischen Ansatz oder aus dem Orbit eintreten.

Das Fahrzeug könnte Retroraketen verwenden, um die endgültige Annäherungsgeschwindigkeit zu stoppen. Die Annäherungsgeschwindigkeiten des Shuttles betrugen etwa 100 m/s, was keine große Menge ist Δ v .

Ich glaube nicht, dass dies ein Problem ist, das wir in absehbarer Zeit lösen müssen.

Laut Colonization of Venus von Geoffrey A. Landis (2003) wird auf die meisten Ressourcen, die für die Erhaltung der Kolonien erforderlich sind, vor Ort zugegriffen .

Eine dauerhafte Siedlung wird Zugang zu den Ressourcen benötigen, die für das menschliche Leben und für Gewächshäuser erforderlich sind, um Nahrung und Sauerstoff bereitzustellen, und die Atmosphäre der Venus hat diese im Überfluss. Atmosphärisches Kohlendioxid und Stickstoff sind reichlich vorhanden. Zusammen mit Wasserstoff, der aus kondensierenden atmosphärischen Schwefelsäuretröpfchen gewonnen wird, befinden sich die Grundelemente, die für das menschliche Überleben benötigt werden, in der Atmosphäre.

Eine Siedlung erfordert auch Bau- und Industriematerialien. Diese Materialien wie Silizium, Eisen, Aluminium, Magnesium, Calcium, Kalium, Natrium usw. können aus dem Oberflächenmaterial, das offensichtlich hauptsächlich ein Basaltsilikat ist, abgebaut werden. Der Zugang zur Oberfläche ist von einem Aerostat aus relativ einfach, da die dichte Atmosphäre den Flug mit Flugzeugen ( Landis 2001 ) oder Ballons erlaubt (bereits auf der Venus während der russischen VEGA-Mission demonstriert [Bougher, Hunten und Phillips 1997]).

Wie Nick2253 in seinem Kommentar unten betont, ist die Oberfläche möglicherweise zugänglich genug, aber die Bedingungen für den Abbau sind äußerst schwierig. Der Luftdruck auf der Oberfläche des Planeten ist etwa 92-mal so hoch wie auf der Erdoberfläche, während die Temperaturen mindestens 462 betragen Ö C (864 Ö F). Vielleicht könnte die Technologie zu dem Zeitpunkt, an dem solche Kolonien ausziehen, robust genug sein, aber es ist eine gute Wette, dass viele solcher Materialien importiert werden müssen.

Mit ausreichend Wasserstoff und all dem CO2 entsteht über die Sabatier-Reaktion Methan, das als Brennstoff nützlich ist.

Atemsauerstoff zur Lebenserhaltung kann leicht durch Abtrennung von Sauerstoff aus atmosphärischem Kohlendioxid bereitgestellt werden, entweder durch Zirkonoxid-Elektrolyse oder durch Sabatier-Verfahren.

Landis verwendet Atemluft als Teil seiner Hebeunterstützung.

Auf der Venus ist Atemluft (dh ein Sauerstoff/Stickstoff-Gemisch mit einem Mischungsverhältnis von ungefähr 21:78) ein Auftriebsgas. Die Auftriebskraft der Atemluft in der Kohlendioxidatmosphäre der Venus beträgt etwa ein halbes Kilogramm pro Kubikmeter. Da Luft auf der Venus ein Auftriebsgas ist, kann die gesamte Auftriebshülle eines Aerostaten atembares Gas sein, wodurch das gesamte Volumen des Aerostaten ein bewohnbares Volumen ist. Zum Vergleich: Auf der Erde hebt Helium etwa ein kg pro Kubikmeter, sodass ein bestimmtes Luftvolumen auf der Venus etwa halb so viel hebt wie das gleiche Heliumvolumen auf der Erde.)

Ich kann mir vorstellen, dass es in einer Blase mit einem teilweise schmutzigen Deck lebt, auf dem die Tomaten wachsen.

Ich glaube nicht, dass es Spekulationen sind, dass Frachtschiffe mit Vorräten an LOX, Frachtcontainern mit Eis und der Post unter anderem auftauchen würden, um solche schwimmenden Kolonien der Venus zu bedienen. Die logische Infrastruktur (meiner Meinung nach) wären "Weltraum-Supertanker", die in eine niedrige Umlaufbahn der Venus eingefangen werden und von optimierten Fahrzeugen bedient werden, die darauf ausgelegt sind, Güter vom Orbit zum Aerostaten zu befördern.

Wenn ich Glück habe, bin ich noch dabei, wenn sie den ersten 100-Tonnen-Eisblock zu einem unserer Nachbarplaneten verschiffen.
Der Bergbau auf der Venus ist eine viel größere Herausforderung, als Landis es darstellt. Der unglaubliche Druck und die Temperatur an der Oberfläche schränken unsere Möglichkeiten erheblich ein. Tatsächlich weiß ich nicht, ob wir auch nur im Entferntesten nahe daran sind, eine Technologie zu haben, die uns dies ermöglichen würde.
@ Nick2253 Soweit ich weiß, entspricht der Druck auf der Oberfläche dem Druck im Erdozean etwa 1 Meile tief. Wir bohren derzeit mit Ölplattformen weit über diese Tiefe hinaus. Vielleicht könnten wir Sprengstoff abwerfen. Lassen Sie dann ein Metallwerkzeug fallen, das mit einem einfachen Ballonmechanismus, der keine Elektronik oder empfindliche Ausrüstung erfordert, Trümmer aufsammelt. So würde ein Ballon die aufgeschaufelten Steine ​​wieder hochziehen.
@AdamSmith Du vermisst den Temperaturteil. Einer der Gründe, warum wir so tief in den Ozean bohren können, ist, dass wir einen riesigen Kühlkörper haben, um die Bohrwärme zu absorbieren. Auf der Venus haben wir diesen Luxus nicht nur nicht, wir müssten auch einen Weg finden, unseren Bohrer aktiv zu kühlen, um zu verhindern, dass er schmilzt.

Ich denke, wir können davon ausgehen, dass das Problem der Landung gelöst ist, indem wir überhaupt Stützpunkte dort haben. Der HAVOC- Vorschlag der NASA sieht vor, dass Schiffe Ballons schnell aufblasen, nachdem sie in die Atmosphäre eingetreten sind, sodass sie in der gewünschten Höhe schweben.

Das nächste Problem ist, wie man dies billig und effizient macht, wenn man so etwas über den Weltraum sagen kann. Asteroiden sind anscheinend sehr vorzuziehen, um sie in die Venusumlaufbahn zu bringen , also würde ich annehmen, dass man Vorräte aus Material bekommt, das von Asteroiden abgebaut wird, die die Venus umkreisen.

Aerobremsung

Wenn sich etwas in der Umlaufbahn befindet, bewegt es sich mit hoher Geschwindigkeit, sodass es erforderlich ist, diese Geschwindigkeit zu verringern, um es herunterzubringen. Die Verwendung von Raketen ist teuer, aber da die Venus eine dichte Atmosphäre hat, ist Aerobraking eine billigere Möglichkeit, dies zu tun.

Hitzeschilde

Hitzeschilde können aus leicht zugänglichen Ressourcen im Weltraum hergestellt werden . Ich habe von einem Ansatz gelesen, bei dem Einweg-Hitzeschilde verwendet werden, die man einfach um ein Paket wickelt und die schließlich verbrennen, wenn das Paket geliefert wird.

Regeneratives Aerobraking

Ein weiterer cooler Ansatz ist die Nutzung des Aerobraking zur Energieerzeugung . Beim Absenken des Orbits wird enorm viel Energie freigesetzt, die genutzt werden könnte. Ein Artikel von Robert W. Moses diskutiert dies.

Wie könnte die geplante schwimmende Basis in der Atmosphäre der Venus versorgt werden?
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