「テラフォーミングの決定的なガイド」を続けて、スペースマガジンは金星をテラフォーミングするためのガイドを喜んで紹介します。私たちの技術が十分に進歩したときに、いつかこれを行うことが可能かもしれません。しかし、課題は数多くあり、非常に具体的です。
金星はしばしば地球の「姉妹惑星」と呼ばれ、そうです。ほぼ同じサイズであることに加えて、金星と地球は質量が似ており、組成も非常に似ています（どちらも地球型惑星です）。金星は地球に隣接する惑星として、その「ゴルディロックスゾーン」（別名、居住可能ゾーン）内で太陽の周りを回っています。しかし、もちろん、金星を居住不可能にする惑星間には多くの重要な違いがあります。
手始めに、それは地球の90倍以上厚い大気であり、その平均表面温度は鉛を溶かすのに十分高温であり、空気は二酸化炭素と硫酸からなる有毒な煙です。したがって、人間がそこに住みたい場合、深刻な生態工学–別名。テラフォーミング–最初に必要です。地球との類似性を考えると、多くの科学者は金星が火星よりもテラフォーミングの主要候補になると考えています。
過去1世紀にわたって、金星をテラフォーミングするという概念は、サイエンスフィクションの観点からも、学術研究の主題としても、何度も登場しています。 20世紀初頭の主題の扱いは主に幻想的でしたが、移行は宇宙時代の始まりとともに起こりました。金星に関する知識が向上するにつれ、景観を人間の居住に適するように変更する提案も同様に向上しました。
フィクションの例：
20世紀初頭から、金星を生態学的に変化させるという考えがフィクションで探究されてきました。最も初期の既知の例は、Olaf Stapletonの ラストアンドファーストメン （1930）、その2つの章は、人類の子孫が地球に住むことができなくなった後、金星をどのように地形化するかを説明することに専念しています。その過程で、先住民の水生生物に対して大量虐殺を犯します。
1950年代と60年代までに、宇宙時代が始まったため、空想科学小説の多くの作品にテラフォーミングが登場し始めました。ポールアンダーソンは、1950年代のテラフォーミングについても幅広く書いています。彼の1954年の小説では、 大雨、金星は非常に長い期間にわたって惑星工学の技術によって変更されます。この本は影響力が大きかったため、「ビッグレイン」という用語は、金星のテラフォーミングと同義語となっています。
1991年に、著者G. David Nordleyは彼の短編小説（「金星の雪」）で、金星の大気を大量の運転手から輸出することによって、金星が地球の30日分の日の長さになる可能性があると示唆しました。著者キム・スタンリー・ロビンソンは、彼のリアルなテラフォーミングの描写で有名になりました 火星の三部作 –含まれる レッドマーズ、グリーンマーズ そして ブルーマーズ。
2012年、彼はこのシリーズをリリースし、 2312、金星を含む太陽系全体の植民地化を扱ったSF小説。小説はまた、金星が地球規模で冷却されることから炭素隔離まで、さまざまな方法で改造される可能性があることを探究しました。それらすべては、学術研究と提案に基づいていました。
提案された方法：
金星をテラフォーミングする最初に提案された方法は、1961年にカールセーガンによって作成されました。 「The Planet Venus」というタイトルの論文で、彼は遺伝子組み換え細菌を使用して大気中の炭素を有機分子に変換することを主張しました。しかし、金星の雲から硫酸が発見され、太陽風の影響を受けたため、これは現実的ではありませんでした。
1991年の彼の研究「Terraforming Venus Quickly」で、英国の科学者Paul Birchは金星の大気を水素で爆撃することを提案しました。結果として生じる反応により、グラファイトと水が生成されます。後者は水面に落下し、海の表面の約80％をカバーします。必要な水素の量を考えると、ガス巨人またはその月の氷の1つから直接収穫する必要があります。
提案はまた、鉄エアロゾルを大気に加えることを要求するでしょう、それは多くの情報源（すなわち、月、小惑星、水星）から引き出されることができました。残りの大気は、約3バール（地球の3倍）と推定され、主に窒素で構成されます。その一部は新しい海に溶解し、気圧がさらに低下します。
別のアイデアは、精製されたマグネシウムとカルシウムで金星を砲撃することです。そして、それは炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムの形で炭素を隔離するでしょう。コロラド大学ボルダー校のMark BullockとDavid H. Grinspoonの1996年の論文「金星の気候の安定性」では、金星の酸化カルシウムと酸化マグネシウムの堆積物がこのプロセスに使用できることを示しています。採掘により、これらの鉱物は表面に露出し、炭素吸収源として機能します。
ただし、BullockとGrinspoonは、これには限定的な冷却効果（約400 K（126.85°C; 260.33°F））があり、大気圧が推定43バールにしか低下しないと主張しています。したがって、8×10を達成するには、カルシウムとマグネシウムの追加の供給が必要になります。20 カルシウムのkgまたは5×1020 マグネシウムのkgが必要であり、小惑星から採掘される可能性が最も高いでしょう。
ソーラーシェードの概念も検討されています。これには、一連の小さな宇宙船または1つの大きなレンズを使用して太陽光を惑星の表面からそらし、地球の気温を下げることが含まれます。地球の2倍の太陽光を吸収する金星の場合、太陽放射は、現在の状態になっている温室効果の暴走に大きな役割を果たしたと考えられています。
そのような日陰は、日光が金星に到達するのを妨げる太陽–金星L1ラグランジュ点に位置する宇宙ベースのものである可能性があります。さらに、この日陰は太陽風を遮る働きもするため、金星の表面が受ける放射線の量が減少します（居住性に関する別の重要な問題）。この冷却により、大気中のCO²が液化または凍結し、表面でドライアイス（世界外に輸送されるか、地下に隔離される）として解体されます。
代わりに、太陽反射板を大気中または表面に配置することもできます。これは、大きな反射バルーン、カーボンナノチューブまたはグラフェンのシート、または低アルベド材料で構成できます。前者の可能性には2つの利点があります。1つは、局所的に供給された炭素を使用して、その場で大気反射体を構築できることです。第二に、金星の大気は十分に密集しており、そのような構造は雲の上に容易に浮くことができます。
NASAの科学者であるジェフリーA.ランディスは、金星の雲の上に都市を建設することも提案しました。この雲は、日よけとしても処理ステーションとしても機能します。これらは入植者に最初の生活空間を提供し、テラフォーマーとして機能し、金星の大気を住みやすいものに徐々に変えて、入植者が表面に移動できるようにします。
もう1つの提案は、金星の回転速度に関係しています。金星は243日に1回回転します。これは、主要な惑星の中で最も遅い回転周期です。そのため、金星の経験は非常に長い日夜であり、ほとんどの既知の地球の動植物種に適応するのが難しいことが判明する可能性があります。回転が遅いことも、おそらく大きな磁場がないことを説明しています。
これに対処するために、英国惑星間協会のメンバーであるポールバーチは、金星と太陽の間のL1ラグランジュポイントの近くに軌道ソーラーミラーのシステムを作成することを提案しました。極軌道のソレッタミラーと組み合わせると、これらは24時間の光サイクルを提供します。
また、ビーナスの回転速度は、インパクターで表面を打つか、直径96.5 km（60マイル）を超える物体を使用して接近して接近することにより、スピンアップする可能性があることも示唆されています。質量ドライバーと動的圧縮部材を使用して、金星が地球と同じ昼夜サイクルを経験するまで加速するために必要な回転力を生成するという提案もあります（上記を参照）。
次に、金星の雰囲気の一部を取り除く可能性があります。これは、いくつかの方法で達成できます。手始めに、地表に向けられたインパクターは大気の一部を宇宙に吹き飛ばすでしょう。他の方法には、宇宙エレベーターと質量加速器（理想的には雲の上の気球またはプラットフォームに配置）が含まれます。これらは、大気から徐々にガスをすくい取り、それを宇宙に放出することができます。
潜在的な利点：
金星に植民地化し、人間の定住のためにその気候を変える主な理由の1つは、人類の「バックアップ場所」を作成する見込みです。そして、火星、月、太陽系外の選択肢の範囲を考えると、金星にはいくつかのことがあり、他のものにはありません。これらすべてが、金星が地球の「姉妹惑星」として知られている理由を強調しています。
まず第一に、金星は地球とサイズ、質量、構成が似ている地球型惑星です。これが、金星が地球と同じような重力を持っている理由です。これは、私たちが90％（または0.904g、正確には。その結果、金星に住む人間は、骨粗しょう症や筋肉の変性など、無重力状態や微小重力環境で過ごした時間に関連する健康問題を発症するリスクがはるかに低くなります。
金星は地球に比較的近いため、太陽系の他のほとんどの場所よりも輸送や通信が簡単になります。現在の推進システムでは、金星への発射ウィンドウは、火星の780日と比較して、584日ごとに発生します。金星は地球に最も近い惑星なので、飛行時間もやや短くなります。最も近いアプローチでは、火星の5500万kmと比較して、4,000万km離れています。
もう1つの理由は、金星の暴走温室効果に関係しています。これが、惑星の極端な熱と大気密度の理由です。私たちの科学者たちは、さまざまな生態工学的手法をテストする際に、その有効性について多くのことを学びます。この情報は、今地球上で行われている気候変動との闘いにおいて非常に役立つでしょう。
そして今後数十年で、この戦いはかなり激しくなる可能性があります。 2015年3月にNOAAが報告したように、大気中の二酸化炭素レベルは400 ppmを超えました。これは、鮮新世以来見られなかったレベルであり、地球の気温と海面が著しく高かったのです。そして、NASAが計算した一連のシナリオが示すように、この傾向は2100年まで続く可能性が高く、深刻な結果をもたらします。
1つのシナリオでは、二酸化炭素排出量は世紀末に向けて約550 ppmで横ばいになり、平均気温が2.5°C（4.5°F）上昇します。 2番目のシナリオでは、二酸化炭素排出量が約800 ppmに上昇し、平均で約4.5°C（8°F）上昇します。最初のシナリオで予測された増加は持続可能ですが、後者のシナリオでは、生命は地球の多くの部分で受け入れられなくなります。
したがって、人類の第二の家を作ることに加えて、金星をテラフォーミングすることは、地球が私たちの種の生存可能な家であり続けることを保証するのにも役立ちます。そしてもちろん、金星が地球型惑星であるという事実は、それが収穫することができる豊富な天然資源を持っていることを意味し、人類が「ポスト希少」経済を達成するのを助けます。
課題：
金星と地球の類似点（サイズ、質量、構成）の他にも、地形形成と植民地化を大きな課題とする数多くの違いがあります。まず、金星の大気の熱と圧力を下げるには、膨大な量のエネルギーと資源が必要になります。また、まだ存在しないインフラストラクチャが必要であり、構築には非常に費用がかかります。
たとえば、金星の大気を温室効果が停止するまで冷やすのに十分な大きさの軌道シェードを構築するには、膨大な量の金属と高度な材料が必要になります。そのような構造は、L1に配置されている場合、金星自体の直径の4倍である必要があります。それは宇宙で組み立てられなければならず、それは大量のロボット組立業者を必要とするでしょう。
対照的に、金星の回転の速度を上げるには、多大なエネルギーが必要です。言うまでもなく、外部の太陽系から、主にカイパーベルトからコーンをとらなければならないかなりの数のインパクターです。これらのすべての場合において、必要な資材を運搬するには大量の宇宙船が必要であり、合理的な時間で移動できる高度な駆動システムを装備する必要があります。
現在、そのような駆動システムは存在せず、イオンエンジンから化学推進剤に至るまでの従来の方法は、高速でも経済的でもありません。たとえば、NASAの ニューホライズン ミッションは、従来のロケットと重力アシスト方式を使用して、カイパーベルトで冥王星と歴史的なランデブーを実現するのに11年以上かかりました。
一方、 夜明け イオン推進力に依存する任務は、小惑星帯のベスタに到達するのにほぼ4年かかりました。どちらの方法も、カイパーベルトに繰り返し移動して氷の彗星や小惑星を引き揚げるのに実用的ではなく、人類はこれを行う必要がある船の数に近づきません。
資源の同じ問題は、太陽の反射板を雲の上に配置するという概念にも当てはまります。金星の表面は現在雲によって完全に覆われているため、物質の量は大量である必要があり、大気が変更された後も長く留まる必要があります。また、金星には既に反射率の高い雲があるため、どのようなアプローチでも、現在のアルベド（0.65）を大幅に上回って、違いを生む必要があります。
そして金星の雰囲気を取り除くことになると、物事は同様に挑戦的です。 1994年、ジェームズB.ポラックとカールセーガンは、高速で金星にぶつかる直径700 kmの衝突体が全大気の1000分の1未満になることを示す計算を行いました。さらに、大気の密度が低下するにつれてリターンが減少するため、何千もの巨大なインパクターが必要になります。
さらに、放出された大気のほとんどは金星の近くの太陽軌道に入り、さらに介入することなく、金星の重力場に捕獲されて再び大気の一部になる可能性があります。宇宙エレベーターを使用して大気ガスを除去することは困難です。これは、惑星の静止軌道が地表から非現実的な距離にあり、質量加速器を使用した除去には時間がかかり、非常に費用がかかるためです。
結論：
要するに、金星をテラフォーミングすることの潜在的な利点は明らかです。人類にはもう1つの家があり、その資源を私たち自身に追加することができます。また、地球上の激変を防ぐのに役立つ貴重な技術を学びます。ただし、これらのメリットを実現できるポイントに到達するのは難しい部分です。
ほとんどの提案されたテラフォーミングベンチャーと同様に、多くの障害は事前に対処する必要があります。これらの中で最も重要なのは、輸送とロジスティクスであり、ロボット労働者の大規模な艦隊を動員し、必要なリソースを利用するためにクラフトを運搬します。その後、多世代にわたるコミットメントを行う必要があり、ジョブが完了するまでの資金を提供する必要があります。最も理想的な条件下では簡単な作業ではありません。
言うまでもありませんが、これは短期的に人類が行うことはできません。しかし、未来を見ると、金星が海、耕地、野生生物、都市など、想像できるあらゆる方法で「姉妹惑星」になるという考えは、確かに美しく実現可能な目標のように思えます。唯一の問題は、どれくらい待つ必要があるかということです。
私たちはここSpace Magazineでテラフォーミングに関する多くの興味深い記事を書いています。テラフォーミングの決定的なガイドです。月をテラフォーミングできますか？、火星をテラフォーミングする必要がありますか？、火星をテラフォーミングする方法は？と学生チームは、シアノバクテリアを使用して火星をTerraformしたいと考えています。
また、テラフォーミングのより過激な側面を探る記事もあります。たとえば、木星をテラフォームできますか？太陽をテラフォームできますか？ブラックホールをテラフォームできますか？
詳細については、NASA QuestでTerraforming Marsをチェックしてください！そして、NASAの火星への旅。
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