Was sind die Mindestsätze an physikalischen Eigenschaften, um einen erdähnlichen Planeten zu definieren?

Drehimpuls, Bahnellipse, Masse, Durchmesser, Anzahl der Monde, Kerntemperatur, Luftdruck, Magnetfelder,

. . . . Die Liste geht weiter und weiter!

Ich habe an einem RT4X-Weltraumkolonie-Simulator gearbeitet und hatte / bin mit ähnlichen Problemen konfrontiert / konfrontiert. Ich schlage vor, dies anzugehen, indem Sie eine optimale Parametrisierung für den Klassenkonstruktor Ihrer Welt identifizieren. Denken Sie daran, dass viele der oben genannten Faktoren zusammenhängen, wie z. B. Masse, atmosphärischer Druck, Orbitalellipse usw. Und viele (die Ellipse, die atmosphärische Zusammensetzung) sind selbst eine Reihe von Parametern. Die Oberflächentemperatur basiert auf dem atmosphärischen Druck und der direkten Entfernung von der Sonne. Beides hat jedoch mit der Gesamtmasse eures Planeten und der Form der Orbitalellipse zu tun. Die Kerntemperatur würde die Stärke Ihres Magnetfelds und Ihrer tektonischen Aktivität beeinflussen, und Sie könnten möglicherweise feststellen, wie alt Ihre Welt ist oder wie lange es her ist, dass sie sich angesammelt hat.

Bloß mit mir hier - es könnte sich lohnen, darüber nachzudenken, wie sich Ihr gesamtes Sonnensystem entwickelt hat. Ich sage nicht, dass Sie tatsächlich eine Art Nebelsimulator erstellen. Obwohl das auch ziemlich cool wäre. Sie können das vortäuschen, indem Sie vielleicht statistische Bereiche zufällig abtasten. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie möchten einen Planeten der Masse m, Alter a, der entlang der Ellipse e kreist. Das sind nur drei Werte, und doch können Sie bereits einen Klassenkonstruktor entwerfen, der möglicherweise alle Faktoren generiert, die die Bewohnbarkeit eines Planeten bestimmen würden.

Ihr 'Wert' könnte daher aus nur wenigen grundlegenden Parametern abgeleitet werden - wie weit der Planet beispielsweise von der Heimatwelt abweicht.

Wenn also die Heimatwelt Ihrer Spezies H ist und die potenzielle Kolonie auf C, dann ist die Quadratwurzel von {(H(a)-C(a))^2 + (H(m)-C(m))^2 + (H(e)-C(e))^2} könnte Ihnen eine sehr grobe Vorstellung davon geben, wie sich Ihre Planeten unterscheiden, und somit einen Wert. (Angenommen, H hätte einen MAXIMAL-Wert) Sie müssen wahrscheinlich nicht quadrieren oder wurzeln alles und Sie müssen vielleicht mehr berücksichtigen, aber das ist nur ein einfaches Beispiel für eine einfache Methode, nur um Ihnen eine Idee zu geben.

Es gibt noch etwas zu beachten. Ein Ball aus Kohlenwasserstoffen und Tholins mit geringer Schwerkraft würde viel besser als "Handelsposten" oder "Tankstelle" dienen als eine Koloniewelt, die Lebensmittel produziert. Zwerge und Protoplaneten sind ideal für Roboter-Mining-Operationen. Eine kräftige 2g-Welt kann jedem darauf trainierten Espatier einen Stärkebonus von +1 verleihen.

Wie Sie zweifellos erahnen können, steckt mein eigenes Projekt voller Komplexität! Ein solches Thema ist schwer zu KÜSSEN. Viel Glück.

Zwei übersehene Bewertungskriterien:

• Magnetosphäre
• siderischer Tag

Eine Magnetosphäre ist auf mindestens zwei Arten für das menschliche Leben von Vorteil:

1) Es reduziert die Menge an kosmischer Strahlung, die Oberflächenbewohner erreicht

2) Es verhindert, dass Sonnenwinde und kosmische Strahlen den Planeten von seiner Atmosphäre befreien

Der Sternentag eines Planeten ist vor allem für die Temperaturschwankungen an der Oberfläche von Bedeutung. Eine angenehme Durchschnittstemperatur auf dem Papier kann durchaus ein Mittelwert sein, der sich aus der jeweiligen Temperatur des sengenden Tages und der eiskalten Nacht errechnet. Weite Ozeane und eine Atmosphäre mildern diese Effekte natürlich ab, aber auf einem Planeten, der sich sehr langsam um seine eigene Achse dreht (wo beispielsweise eine Nacht mehrere Erdmonate dauern kann), wären die Schwankungen ziemlich auffällig und daher sollte es wahrscheinlich ein siderischer Tag sein einbezogen, wenn ein Bewohnbarkeitsindex berechnet wird.

Bemerkenswert ist die Drake-Gleichung . Sie versuchen zu quantifizieren: n _e

Bewohnbare Planeten benötigen einen Mond, um in ihrer Neigung zu regieren und nominelle Jahreszeiten bereitzustellen. Unser Sonnensystem hat einen Hirten (Jupiter), der hilft, Kometen und Asteroiden fernzuhalten. Der Planet kann nicht nur physisch der Erde ähnlich sein, das gesamte System muss ähnliche Verhältnisse und Inhalte haben.

Wenn zB die Sonne doppelt so groß und die Umlaufbahnen unverändert wären, könnten wir diese Umwandlung auf dem Mars haben. Angesichts der Tatsache, dass es nicht genügend Schwerkraft hat, um eine Atmosphäre zu halten, und dass es geologisch inaktiv ist (wahrscheinlich kein Wasser und keine Magnetosphäre), vielleicht nicht.

Zirkumstellare bewohnbare Zone : (Goldlöckchen-Zone)

_{Ein Beispiel für ein auf Sternhelligkeit basierendes System zur Vorhersage der Lage der bewohnbaren Zone um verschiedene Arten von Sternen. Planetengrößen, Sterngrößen, Bahnlängen und Größen bewohnbarer Zonen sind nicht maßstabsgetreu. Zitat: Habitable_zone-en.svg}

Es wurde vermutet, dass die sichersten Sonnensysteme zwei Hirten haben würden, unsere sind Jupiter und Saturn. Vor langer Zeit teilten diese beiden Planeten eine harmonische Orbitalresonanz und es wird angenommen, dass sie unser System mit diesen zusammengesetzten Störungen endgültig von Trümmern „gereinigt“ haben.

Für den größten Teil ihrer Geschichte war die Erde nicht „erdähnlich“. Die Sauerstoffatmosphäre hat sich in den letzten 850 Millionen Jahren angesammelt, obwohl sie vor 2,4 Milliarden Jahren begann.

Einer meiner Punkte ist, dass das Hinzufügen von Sauerstoff zu einer Atmosphäre, die bereits den richtigen Druck hat (oder wären das 80% des aktuellen Drucks?), Nicht funktionieren wird, da er so schnell aufgesaugt wird, wie er erzeugt wird. Denken Sie an die Gesamtmenge an Masse, die in die gebänderten Eisenschichten gelangt ist! Wie konnten Sie das schnell tun, auf einer menschlichen Zeitskala? Selbst wenn Sie so viel Sauerstoff einführen, würde die Reaktion mehr Wärme erzeugen, als leicht zu handhaben wäre.

Welchen Unterschied macht der ursprüngliche Druck angesichts der Idee, die Atmosphäre zu verändern?

Wenn Sie möchten, dass die Leute draußen arbeiten, ist die Feindseligkeit wichtig. Druck hoch genug, aber nicht atembar? Sie brauchen nur Masken, weisen Sie darauf hin. Aber wenn es zu heiß oder zu kalt ist, brauchen Sie sowieso eine spezielle Ausrüstung.

Eine andere Sache ist die Zusammensetzung. Ist es harmlos, wenn nur Sauerstoff fehlt? CO2 wird eigentlich nicht vertragen, daher ist eine Vollmaske zur Bereitstellung einer Atemmischung erforderlich. Lebende Planeten (sobald sich das Leben wie bei uns ausbreitet) werden eine Atmosphäre schaffen, die aus dem chemischen Gleichgewicht geraten ist. Aber vielleicht gibt es mehr Möglichkeiten als Sauerstoff! Wir können mit korrosivem Sauerstoff umgehen, weil wir dafür gebaut sind, aber was ist mit Chlor oder Fluorwasserstoff?

Ich denke also, dass Sie die Bedingungen danach einstufen können, ob sie gutartig oder geradezu feindlich sind, basierend auf der Ausrüstung, die erforderlich ist, um darin zu arbeiten, und der Strenge, die erforderlich ist, um davon isoliert zu bleiben.

• Sie könnten den Sauerstoffgehalt sowohl für die Atmosphäre als auch für den Druck verwenden, z. B. ist ein Gehalt von 20 % grün und die Kanten sind 60 % und 0 % (beide rote Werte).
• Der Wasserstand wäre insofern wichtig, als er die erforderliche Wassermenge bestimmt, die auf den Planeten transportiert wird, sowie (vielleicht) die Art von Lebensraum, den Sie geschaffen haben müssen, um dort zu leben
• Wie von Fantasia erwähnt, ist die Magnetosphäre wichtig, um Strahlung und Sonnenwetter zu blockieren und den Planeten zu schützen. Die Zeit zwischen Inversionen in der Magnetosphäre wäre ebenfalls wichtig, da sie die Elektronik beeinflussen könnte
• Auch hier erwähnte fantasia Temperaturbereiche im Gegensatz zu Durchschnittstemperaturen. Der Temperaturbereich könnte auf einen einzigen Balken gesetzt werden, mit für Menschen akzeptablen Werten im grünen Bereich
• Die Existenz empfindungsfähiger Kreaturen könnte nützlich sein, denn wenn Ihre Fähigkeiten in 'Linguistik' und 'Diplomatie' oder 'Propaganda' hoch genug sind, können Sie entweder Allianzen mit ihnen eingehen oder sie zu Sklaven machen (vorausgesetzt, Sie möchten dies im Spiel).

Das ist alles. Ich werde mehr hinzufügen, wenn ich an sie denke.

Mein Bewohnbarkeitsindex umfasst bisher Folgendes:

Primär (Maßnahmen der Bewohnbarkeit)

Temperatur
Druck Komponente der
primären Atmosphäre Komponente der
sekundären Atmosphäre Komponente der
tertiären Atmosphäre
Anmerkungen zur Atmosphäre
Hydrologie
Oberfläche Strahlung
Oberfläche Gravitation

Sekundär (Maße der Erwünschtheit)

Mineralogie
Sterntag
Erwartete Halbwertszeit der Atmosphäre
Spektralklasse des Sterns
Fügen Sie hier weitere interessante Planeteneigenschaften hinzu

Ich werde die Details zu all diesen nicht aufschreiben, weil es einfach zu viel Material gibt (vielleicht füge ich das später hinzu). Aber ich wollte zwei Dinge besprechen: Temperatur und Druck.

Temperatur
von den bewohnbaren Planeten für den Menschen

Um diese Skala für den Bereich möglicher Temperaturen angemessen zu machen, empfehle ich a$\text{log}_2$Skala der Temperatur in K. Auf dieser Skala hat der kälteste Punkt im Sonnensystem ( der Südpol des Mondes ) einen Wert von 4,9.

• -405 F / 30 K (kältester Punkt im Sonnensystem / Südpol des Mondes) entspricht 4,9 auf meiner Skala
• 0 F / 255 K (wahrscheinlich die minimale Durchschnittstemperatur) entspricht 8 auf meiner Skala.
• 110 F / 316 K (wahrscheinlich die maximale Durchschnittstemperatur für menschliches Leben) entspricht 8,3 auf meiner Skala.
• 501 F / 534 K (Oberfläche der Venus) entspricht 9 auf meiner Skala

Anstelle eines einzelnen Werts müssen wir die Temperatur wahrscheinlich an drei Stellen messen: Äquator, Pol und 1/2 Weg dazwischen.

Wir müssten auch eine Reihe möglicher Temperaturen berücksichtigen, also wollen wir Werte für

• Äquatorialer Durchschnitt
• Äquatoriale Standardabweichung
• Gemäßigter Durchschnitt
• Gemäßigte Standardabweichung
• Polarer Durchschnitt
• Polare Standardabweichung

Druck

Der atmosphärische Druck spielt eine große Rolle.

Es beeinflusst viele Aspekte, wie lebenswert dieser Planet sein könnte. Wenn es zu hoch ist, werden sogar normalerweise inerte Gase wie Stickstoff störend. Wenn es zu niedrig ist, müssen Sie den Sauerstoffanteil erhöhen, um es bewohnbar zu halten, und 100 % Sauerstoff macht fast alles – einschließlich Ihnen – brennbar.

Von den bewohnbaren Planeten für den Menschen

Ich würde eine verwenden$\text{log}_5$Skala für atmosphärischen Druck. Auf dieser Skala
0 – Vakuum
4,0 – Marsdruck
6,5 – minimaler Druck für das menschliche Überleben
7,2 – Erddruck
7,4 – Titans Druck
9,6 – maximaler Druck für das menschliche Überleben
10. – Venusdruck

Komposition

Ich würde wahrscheinlich nur einen Buchstabencode verwenden, um die Gase und Prozentsätze der Hauptbestandteile zu bezeichnen. Gehen Sie der Einfachheit halber davon aus, dass jede Atmosphäre mit Wasserstoff eine proportionale Menge an Helium enthält – Sie können also den Heliumgehalt weglassen.

Dann könnten Sie auch eine Anmerkung über die qualitative Beschaffenheit der Atmosphäre (reduzierend, oxidierend, korrosiv, giftig usw.) hinzufügen. Menschen könnten einige Atmosphären ohne raumanzugähnlichen Schutz überleben, aber wir können davon ausgehen, dass korrosive und giftige Atmosphären einen besonderen Schutz erfordern. Obwohl unsere Haut mit reduzierenden Atmosphären (wie Wasserstoff und Methan) umgehen könnte, müssten wir sehr vorsichtig mit unserem Atemsauerstoff sein, damit wir unsere Atmer nicht in Flammenwerfer verwandeln.

Schwieriger wird es bei Gasen wie z$CO_2 + CO$unser Körper kann gewisse Mengen von beidem verarbeiten, aber zu viel ist giftig. Im Falle von$CO_2$zu wenig gas ist auch schlecht.

Allen anderen Weltenbauern da draußen empfehle ich dringend zu lesen, was Winchell Chung auf Atomic Rockets zusammengestellt hat