Terraforming von Venus, Mars und anderen Planeten

[irony]

Ich denke, dass die Marsschwerkraft für ein Terraforming ausreichend ist, und bei der Venus ist interessant, dass die Venusatmosphäre in nur 4 Tagen um den Planeten rotiert.

[Kid]

MMn kann man Terraforming in unserem Sonnensystem vergessen. Damit ein Planet allein theoretisch bewohnbar gemacht werden kann, müssen diverse Faktoren gegeben sein: Er müsste in der habitablen Zone liegen, was ja beim Mars und der Venus noch gegeben ist.

Jedoch müsste desweiteren der Planet eine gewisse Masse haben, damit man erdähnliche Druckverhältnisse hat und damit der Planet eine ausreichende Atmosphäre halten könnte, was den Mars zu einem eher schlechten Kandidaten machen würde. Dieser Faktor ist auch nicht extern veränderbar, wie z.B. das Wasservorkommen, wie hier schon im Thread genannt wurde (übrigens, eine nette Grundidee ist das, mit den Eiskometen, wobei man da auch erstmal massenhaft Kometen finden müsste).

Zudem bräuchte man einen Planeten, der eine für die Flora angenehme Eigenrotation aufweist, was dann, was die Venus ebenfalls aus dem Rennen schmeißt. 120 Tage Dunkelheit sind für so ziemlich jede Pflanze der sichere Tod (was dann auch die Sauerstoffproduktion lahmlegen würde).

[irony]

Ein terraformierter Mars wäre vielleicht ein bisschen wärmer und erträglicher, aber ohne Schutzanzug über die Marswiesen spazieren und aus Marsbächen trinken - dazu würde es niemals kommen

Ein terraformierter Mars, auf dem Menschen ohne Schutzanzug nicht leben können, wäre nicht wirklich terraformiert. Im Grunde reicht es aber, wenn in einer typischen N2/O2-Atmosphäre Temperatur und Luftdruck stimmen und die UV-Strahlung hinreichend weggefiltert wird, damit man von terraformiert sprechen kann.

Bei der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre könnte man ein paar Kompromisse eingehen. Wenn man mit einer Atemmaske und warmer Kleidung auskäme, würde das auch erst mal reichen.

Es bleibt natürlich die Frage, was man auf dem Mars will, wenn man zwar darauf leben kann, aber eben auch nicht besser als in Sibirien im Winter. Dann hat man auch nicht wirklich etwas gewonnen.

[3of5]

Ohne jetzt in die wissenschaftlichen Details einsteigen zu wollen, aber ich vermute, dass selbst das beste Terraforming niemals exakt den Zustand erzeugen würde, den wir Menschen zum Leben brauchen. Und wir Menschen sind ja wirklich Mimosen: schon in 10.000 Meter Höhe würden wir ohne Temperaturschutz und Atemmaske elendig krepieren. Der Zustandsbereich, in dem wir ohne Hilfsmittel leben können, ist haardünn, und ich bin sicher, dass kein Terraforming ihn jemals genau treffen würde. Ein terraformierter Mars wäre vielleicht ein bisschen wärmer und erträglicher, aber ohne Schutzanzug über die Marswiesen spazieren und aus Marsbächen trinken - dazu würde es niemals kommen

Und ich halte das auch für wenig tragisch. Wir leben hier auf Erden in einem Garten Eden. Dank der Planeten-Variante des anthropischen Prinzips und dank unserer eigenen evolutionären Anpassung ist alles genau so, wie es sein soll. Und es könnte noch für 100 Millionen Jahre oder länger so bleiben. Warum also nicht einfach alle Kraft investieren, um diesen Planeten zu erhalten?

[Bynaus]

Dann machst du da aber Fehler.

Dann werd doch mal konkret. Welchen Fehler mache ich? Und warum sollte man z.B. die Geschwindigkeit, mit der die Venus um die Sonne kreist, berücksichtigen müssen?

Die Energieerhaltung dürfte dir bekannt sein, oder? Die durchschnittliche Planetentemperatur reflektiert die Menge Energie, die der Planet absorbiert. Bei der Erde kommst du damit auf -18° C (ohne Treibhauseffekt), das entspricht ziemlich genau der durchschnittlichen Temperatur an der Oberseite der dichtesten Teile der Atmosphäre. Gleiches gilt für die Venus: an der Oberseite der Troposphäre ist sie -40°C kalt, wie es von meiner Rechnung zu erwarten wäre. Im Übrigen gilt es auch für den Mond (wie erwähnt: Durchschnittstemperatur, kein Treibhauseffekt), und für Mars ebenfalls (dort trägt der Treibhauseffekt nur wenige Grad zur Oberflächentemperatur bei), sogar für Pluto, wenn du willst. Kannst du selber überprüfen:

T = ((S * (1-a)/(4*sigma))^0.25

T = die Temperatur in Kelvin (273 K = 0°C)
S = Solarkonstante, 1367 Watt/m^2 für die Erde, für alle anderen Objekte mit dem inversen Quadrat zum Sonnenabstand skalieren. Z.B: Venus = 0.7 AU, 1/(0.7)^2 = 2.0 => Bei der Venus beträgt die Solarkonstante 2*1367 Watt/m^2.
a = Albedo, Reflexionsvermögen. Kann man in der Wikipedia für alle Planeten nachschlagen.
sigma = Stefan-Boltzmann-Konstante, 5.67*10^-8

Herleitung der Formel kannst du irgendwo im Wissenschafts-Forum nachschlagen, hab ich schon einige Male gemacht.

Ich habe also eine vergleichsweise einfache Rechnung, die die Durchschnittstemperaturen der Planeten korrekt vorhersagt - ohne dass ich die von dir eingebrachten Punkte berücksichtigen musste. Wie erklärst du dir das?

Und die Venus ist nicht die Erde.

Ich habe nie etwas anderes behauptet. Das ändert aber nichts daran, dass man durch Anpassung der Albedo und des Gehaltes von Treibhausgasen in der Atmosphäre unter einer gegebenen Solarkonstante erdähnliche Temperaturen herbeiführen kann.

[Bethany Rhade]

Alle drei Punkte spielen für die Durchschnittstemperatur der Venus keine Rolle - und nur die habe ich berechnet. Die Entfernung der Venus zur Sonne sowie ihre Reflektivität entscheiden, wie viel Energie sie von der Sonne absorbiert, und das bestimmt die Durchschnittstemperaturen.

Dann machst du da aber Fehler. All die Faktoren muss man nehmen, um es einigermaßen berechnen zu können, obwohl natürlich viele unvorhersehbare Faktoren noch hinzukommen könnten.

Und die Venus ist nicht die Erde. Selbst wenn sie der Erde am ähnlichsten sein mag von diversen Faktoren, unterscheidet sie sich trotzdem.

So kalte Berechnungen schließen keine unvorhersehbaren Faktoren ein und ignorieren andere wichtige Faktoren.

[Bynaus]

Okay, ja, scheint mir auch ein Druckfehler zu sein. Ich sollte meinem Text oben noch beifügen, dass natürlich auch der Gehalt von Treibhausgasen eine Rolle spielt. Anders ist die Differenz zwischen den "erwarteten" -40°C und den beobachteten +480°C Oberflächentemperatur nicht zu erklären.

Die Hochatmosphäre der Venus ist übrigens die erdähnlichste Umgebung im ganzen Sonnensystem (ausserhalb der Erde natürlich). In 50 km Höhe herrschen 1 bar Druck und 25°C Temperatur, dazu knapp 1 Ge. Diese Umgebung könnten Menschen problemlos bewohnen, wenn sie mit Sauerstoff versorgt und vor den Schwefelsäuretröpfchen geschützt würden.

[Thomas W. Riker]

@ Bynaus

Die astronomischen Angaben aus #94 stammen aus dem dtv-Atlas zur Astronomie, 12. Auflage 1996, S.55.
Scheint ein Druckfehler zu sein : 117,3 statt 177,36° bei Wikipedia.

[Bynaus]

Die Venus dreht sich schneller um die Sonne als die Erde.
Die Venus hat einen anderen Neigungswinkel zur Sonne als die Erde.
Die Venus dreht sich in einer anderen Geschwindigkeit um sich selbst als die Erde.

Alle drei Punkte spielen für die Durchschnittstemperatur der Venus keine Rolle - und nur die habe ich berechnet. Die Entfernung der Venus zur Sonne sowie ihre Reflektivität entscheiden, wie viel Energie sie von der Sonne absorbiert, und das bestimmt die Durchschnittstemperaturen.

Der "Tagesverlauf" der Oberflächentemperatur, sowie der Verlauf allfälliger Jahreszeiten hingegen hängt von der Rotationsgeschwindigkeit sowie von der Neigung der Achse ab (die Geschwindigkeit, mit der die Venus um die Sonne rotiiert, spielt gar keine Rolle).

Die Neigung der Achse beträgt fast 180 Grad (woher deine Zahl kommt, T.R.W., weiss ich auch nicht?), das heisst, die Venus rotiert retrograd, aber praktisch senkrecht auf der Ekliptik. Folglich gibt es keinerlei Jahreszeiten.

Durch die langsame Rotation (und der fehlenden Ozeane) gäbe es allerdings einen extremeren Tagesverlauf der Temperatur, das heisst, auf sehr heisse Tage würden sehr kalte Nächte folgen - aber nur bei völlig fehlender Atmosphäre. Je nachdem, wie dicht die Atmosphäre nach dem Terraforming noch ist und wie schnell sie um den Planeten rotiert, kann sie die Wärme der Tagseite und die Kälte der Nachtseite effizient ausgleichen. Das geschieht z.B. heute schon: Obwohl die Venus so langsam rotiert, ist die Nachtseite kein bisschen kälter als die Tagseite.

Die Venus war in der Frühzeit des Sonnensystems möglicherweise lebensfreundlich. Sie könnte auch wieder lebensfreundlich werden, wenn man gewillt ist, den gigantischen Aufwand zu treiben. Aber wie Enas Yorl schon gesagt hat: man kann den gleichen Aufwand einfach in den Bau von Weltraumhabitaten stecken, die Ausbeute an Wohnraum per Aufwand ist da viel höher.

[Bethany Rhade]

Die Venus ist der Sonne nur 30% näher als die Erde, womit etwa doppelt so viel Strahlung ihre Oberfläche erreicht. Würde die Venus ihren Treibhauseffekt verlieren, aber ihre hoch-reflektive Wolkendecke behalten, die fast alle Energie ins Weltall zurückschickt (die Venus-Oberfläche selbst erreicht heute nur etwa 30% der Energie, die die Erdoberfläche erreicht), wäre die Venus im Schnitt minus 40 Grad kalt. Mit einer erdähnlichen Atmosphäre (30% Reflektion) wären es etwa plus 30 Grad. Warm, ein Wüstenplanet / Tropenplanet (je nach Luftfeuchtigkeit) halt, aber einigermassen erträglich.

Du gehst bei deinen Berechnungen aber davon aus, dass du nur diese 30 % nimmst, aber alle anderen Faktoren ignorierst.

Die Venus dreht sich schneller um die Sonne als die Erde.
Die Venus hat einen anderen Neigungswinkel zur Sonne als die Erde.
Die Venus dreht sich in einer anderen Geschwindigkeit um sich selbst als die Erde.

Nein, Venus käme für Terraforming definitiv nicht in Betracht. Wenn ein Planet von diesem Sonnensystem, dann höchstens noch der Mars.

Jupiter und Saturn und Uranus und Neptun sind entweder zu groß oder zu weit weg von der Sonne oder beides.

Merkur ist zu dicht dran an der Sonne, genauso wie die Venus.

[Thomas W. Riker]

Die Venus ist der Sonne nur 30% näher als die Erde, womit etwa doppelt so viel Strahlung ihre Oberfläche erreicht. Würde die Venus ihren Treibhauseffekt verlieren, aber ihre hoch-reflektive Wolkendecke behalten, die fast alle Energie ins Weltall zurückschickt (die Venus-Oberfläche selbst erreicht heute nur etwa 30% der Energie, die die Erdoberfläche erreicht), wäre die Venus im Schnitt minus 40 Grad kalt. Mit einer erdähnlichen Atmosphäre (30% Reflektion) wären es etwa plus 30 Grad. Warm, ein Wüstenplanet / Tropenplanet (je nach Luftfeuchtigkeit) halt, aber einigermassen erträglich.

Wobei es bei einer Tageslänge von 243 Tagen sehr große Tag-/Nacht-Temperaturunterschiede gäbe und bei der Äquatorneigung von 117.3° entsprechend große Jahreszeiten-Differenzen.

[Bynaus]

Auch mit Atmosphäre wäre es sehr viel heißer, da die Venus sehr viel dichter an der Sonne ist als wir.

Die Venus ist der Sonne nur 30% näher als die Erde, womit etwa doppelt so viel Strahlung ihre Oberfläche erreicht. Würde die Venus ihren Treibhauseffekt verlieren, aber ihre hoch-reflektive Wolkendecke behalten, die fast alle Energie ins Weltall zurückschickt (die Venus-Oberfläche selbst erreicht heute nur etwa 30% der Energie, die die Erdoberfläche erreicht), wäre die Venus im Schnitt minus 40 Grad kalt. Mit einer erdähnlichen Atmosphäre (30% Reflektion) wären es etwa plus 30 Grad. Warm, ein Wüstenplanet / Tropenplanet (je nach Luftfeuchtigkeit) halt, aber einigermassen erträglich.

[Enas Yorl]

die methode geht am besten natürlich mit erdnahen Kolonien hier ein beispiel aus Sci fi Sydney - Gundam Wiki
zum Vergleich die stärkste Atombombe hat "nur "60 Megatonnen

Animes sind selten eine geeignete Vorlage für realistische Szenarios. Um ein großes Habitat in einen Erdorbit (ein Low-Orbit scheidet für so große Objekte aus, da hier die Reibungsverluste durch die obere Atmosphäre viel zu hoch wären) auf die Erde stürzen zu lassen, brächte man mit den Korrekturtriebwerken des Habitats, Wochen wenn nicht gar Monate. Ein schnellere Bahnänderung würde die Installation von gewaltigen Triebwerken nötig machen. Das ist sehr viel Aufwand, erfordert die Kontrolle über das Habitat, einiges an Zeit, und birgt die Gefahr das diese Vorbereitungen entdeckt werden.
Reichlich viel Aufwand für etwas, das man einfacher haben kann. Entweder man nimmt eine größere Anzahl an Nuklearwaffen, was viel erfolgversprechender ist, als alles auf eine Karte zu setzen. Oder man nimmt eine Anzahl von Triebwerken und baut daraus Raketen die man als kinetische Waffen einsetzt.
In einer Zeit wo man Weltraumhabitate baut, ist der Angriff von planetaren Zielen mit großen Massen unnötig aufwändig. Eine Zivilisation von diesen Niveau, verfügt über wesentlich effizientere Mittel, um das zu erreichen.

[Bethany Rhade]

Das liegt ja am Treibhauseffekt. Mit einer Atmosphäre wie die der Erde wäre es nicht so viel wärmer.

Auch mit Atmosphäre wäre es sehr viel heißer, da die Venus sehr viel dichter an der Sonne ist als wir.

[lordhasen]

Das Szenario ist schlichtweg, Unsinn. Große planetare Flächen lassen sich mit viel weniger Aufwand zerstören. Deine Methode benötigt weit mehr an Ressourcen und Zeit, als konventionelle Mittel.

die methode geht am besten natürlich mit erdnahen Kolonien hier ein beispiel aus Sci fi Sydney - Gundam Wiki
zum Vergleich die stärkste Atombombe hat "nur "60 Megatonnen