Karl Bednarik

Die grünen Wolken der Venus

 
 
Erstaunlicherweise gibt es auf der Venus Bereiche,
in denen irdisches Leben möglich ist (kein Scherz).
 
In 50 Kilometern Höhe beträgt der Druck ungefähr 1 Atmosphäre
und die Temperatur liegt zwischen 0 und 50 Grad Celsius.
 
Als pflanzliche Lebensformen wären kleine, ballonförmige
Algen-Zellen denkbar, die mit Sauerstoff gefüllt sind, den
sie selbst durch Photosynthese aus dem reichlich vorhandenen
Kohlendioxid herstellen, und die an der Außenhaut eine
Wachsschicht gegen die Schwefelsäure ausbilden, etwa so
wie die Äpfel.
 
Die Seescheiden auf der Erde können aus Meerwasser sogar
selbst Schwefelsäure herstellen und natürlich auch aushalten.
 
Ein mit Sauerstoff gefüllter Ballon würde in der Kohlendioxid-
Atmosphäre der Venus einen deutlichen Auftrieb erzeugen.
 
Die Dichte bei 1 Atmosphäre Druck und 0 °C Temperatur:
 
Sauerstoff:    1,43 kg/m^3,
Kohlendioxid:  1,98 kg/m^3,
Auftrieb:      0,55 kg/m^3.
 
Ich weiß, kg ist Masse und keine Kraft.
 
Die Größe der Gravitationsbeschleunigung auf der Venus
spielt bei diesem Massenvergleich keine Rolle, weil
sowohl die Gase, als auch das Wandmaterial, immer der
gleichen Gravitation ausgesetzt sind.
 
Eine Kugel mit 1 m Durchmesser könnte bei der Dichte von
normalem biologischen Material von rund 1000 kg/m^3 eine
Wandstärke von 0,1 mm haben, um noch schweben zu können.
 
Kugeldurchmesser:                   1,00 m  ,
Kugelvolumen:                       0,52 m^3,
Kugeloberfläche:                    3,14 m^2,
Auftrieb bei 0,55 kg/m^3:           0,29 kg ,
Wandstärke bei Dichte 1000 kg/m^3:  0,09 mm .
 
Bei einem realistischeren Durchmesser von 1 cm wäre dann
die Wandstärke 1 Mikrometer, was für biologische Systeme
überhaupt kein Problem darstellt, also etwa Bakteriengröße.
 
Bakterien neigen ohnehin dazu, einen Biofilm zu bilden.
 
In den tieferen Schichten der Venusatmosphäre ist der Druck,
mit ihm der Auftrieb, und leider auch die Temperatur höher.
 
Thermophile Bakterien können sich noch bei 121 °C teilen.
 
Strain 121: 121 °C, und Pyrolobus fumarii: 113 °C.
 
Das Wasser könnten die Ballon-Algen durch hygroskopische
Verbindungen aus der 20 ppm Wasserdampf enthaltenden
Venusatmosphäre gewinnen.
 
Das können die Xerophyten auf der Erde auch.
 
Wie wäre es mit einer Kühlung durch einen Sonnenschirm?
 
Erdbahnradius:                     149.600.000 km,
Solarkonstante:                        1367 W/m^2,
Strahlungsdruck bei Absorption:  4,56*10^-6 N/m^2.
 
Gravitation der Sonne beim Erdbahnradius:
5,93*10^-3 m/s^2.
 
Der Strahlungsdruck ist bei Reflexion doppelt so groß.
 
Die folgenden Werte gelten nur für Absorption.
 
Schwebende Fläche, die nicht um die Sonne kreist:
7,69*10^-4 kg/m^2.
 
Diese Masse pro Fläche gilt auch für alle anderen Abstände
zur Sonne, denn sowohl der Strahlungsdruck als auch die
Gravitation nehmen nach außen hin mit 1/r^2 ab.
 
Wandstärke bei Dichte 1000 kg/m^3: 769 nm,
das entspricht der Wellenlänge von rotem Licht
nahe dem Infrarot.
 
Nun kreist aber der Sonnenschirm mit der
Winkelgeschwindigkeit der Venus um die Sonne, so dass
die Gravitation der Sonne teilweise kompensiert wird.
 
Man muss den Sonnenschirm also wesentlich dicker machen
als 1538 nm (bei Dichte 1000 kg/m^3, und bei Reflexion),
und man muss ihn etwas näher an die Sonne bringen als
an den Lagrange-Punkt L1 zwischen Sonne und Venus, denn
im L1-Punkt würde er auch ohne den Strahlungsdruck oder
einen anderen Antrieb schon von selbst schweben.
 
Admiral Graf Frederik von Hombug empfiehlt als
Kühlmethode für die Venus den Staub-Torus, denn
dieser ist viel billiger und einfacher:
 
https://www.e-stories.de/view-kurzgeschichten.phtml?26579
 
Links auf www.e-stories.de sind hier erlaubt.
 
Die weiteren Links befinden sich im Autorenkommentar.
 
Nachdem die Venus keinen Mond hat, muss man für die
Erzeugung eines Staub-Torus zuerst einen kleinen
Planetoiden in eine Umlaufbahn um die Venus bringen.
 
Dann muss man nur noch ein paar Wasserstoffbomben zünden,
oder ganz umweltfreundlich, mit einem Parabolspiegel
und Sonnenlicht den Planetoiden verdampfen.
 
Auch für die Bahn-Änderung und den Transport des
Planetoiden sind diese beiden Methoden geeignet.
 
Graf Hombug bevorzugt aber die Wasserstoffbomben.
 
Die Venus hat keine Ozonschicht die die ultraviolette
Strahlung abschirmen könnte, weil die Venusatmosphäre
keinen freien Sauerstoff enthält.
 
Die meisten Lebensformen schützen sich gegen die
ultraviolette Strahlung (UV) mit Hilfe von Pigmenten,
wie zum Beispiel Melanin.
 
Das extremophile Bakterium Deinococcus radiodurans
ist gegen ionisierende Strahlung nahezu immun.
 
Es wächst sogar noch bei 60 Gray pro Stunde permanent
auftretender Röntgenstrahlung, und ist auch noch
resistent gegen ultraviolette Strahlung.
 
Auf der Venus gibt es Wolken aus Schwefelsäure.
 
Schwefelsäure kann gegen Wachs, Paraffin, Fettsäuren,
Polyethylen und Polypropylen nichts ausrichten.
 
Alle diese Verbindungen bestehen vorwiegend aus
-CH2- Gruppen.
 
Die 98 % ige Schwefelsäure wird sogar in Polypropylen-
Kanistern geliefert.
 
Ich persönlich vermute, dass das Leben zu seiner
Entstehung schonende Bedingungen braucht, und sich erst
dann langsam an unfreundliche Umgebungen herantastet.
 
Natürlich könnte sich nach den heutigen Erkenntnissen
kein eigenständiges Leben auf der Venus entwickeln.
 
Für die Venusatmosphäre kann man auf der Erde in aller
Ruhe die passende synthetische Lebensform zusammen bauen.
 
Als Grundgerüst für diese Lebensform verwendet man das
von Craig Venter und dem Nobelpreisträger Hamilton Othanel
Smith entwickelte Mycoplasma laboratorium, das nur noch
381 Protein codierende Gene und 580.000 Basenpaare hat.
 
Von den Seescheiden nimmt man die Methode, Schwefelsäure
zu verarbeiten.
 
Von den Xerophyten nimmt man die hygroskopischen
Substanzen und die Wachsschicht auf den Blättern.
 
Von den thermophilen Bakterien nimmt man die
hitze-resistenten Enzyme.
 
Von Deinococcus radiodurans nimmt man den effektiven
DNA-Reparaturmechanismus für die UV-Resistenz.
 
Von den Cyanobakterien nimmt man den Photosynthesemechanismus.
 
Von den Knöllchenbakterien nimmt man die Fähigkeit
der biologischen Stickstoff-Fixierung, denn die
Venusatmosphäre enthält 3,5 % Stickstoff, und von
irgendwo her muss das ganze Protein ja kommen.
 
Da die Züchtungsversuche bei 1 Atmosphäre Druck und
bei Zimmertemperatur ablaufen können, benötigt man
nur eine Kohlendioxidkammer, die mit ein wenig
Schwefelsäurenebel aus einem Verdampfer berieselt
wird, und eine kräftige UV-Lampe.
 
Planetare Vulkanausbrüche wirken sich vorwiegend auf
der Planetenoberfläche aus, und lassen sich nur in
Spuren in der höheren Atmosphäre nachweisen.
 
Das bringt mich auf die Frage, wie die Ballon-Algen
eigentlich in den Besitz von mineralischen Stoffen
gelangen, zum Beispiel Magnesium für das Chlorophyll.
 
Hoffentlich sind die ständigen Staubstürme dafür ausreichend.
 
Notfalls muss man die Ballon-Algen düngen.
 
Dazu verwendet man mineralische Nanopartikel, die beim
Zerstäuben einer Mineralsalzlösung ganz von selbst
entstehen, und die auf Grund ihrer Kleinheit lange
in der Atmosphäre schweben.
 
Dass dabei auch Wasserdampf frei wird, ist vorteilhaft.
 
Die Knopsche Nährlösung für die Hydrokultur, Hydroponik
oder Aeroponik hat die folgende Zusammensetzung:
 
1,00 g/l Ca(NO3)2,      Calciumnitrat,
0,25 g/l MgSO4 * 7 H2O, Magnesiumsulfat,
0,25 g/l KH2PO4,        Kaliumdihydrogenphosphat,
0,25 g/l KNO3,          Kaliumnitrat,
Spuren   FeSO4 * 7 H2O, Eisen(II)-sulfat,
und ein wenig Spurenelemente, in Form der
A-Z-Lösung nach Hoagland.
 
Die Atmosphäre der Venus hat an der Oberfläche der Venus
einen Druck von 92 bar.
 
Das bedeutet, dass sich über jedem cm^2 der Venusoberfläche
92 kg Masse befinden, oder anders ausgedrückt 92 000 g/cm^2.
 
Die Atmosphäre der Venus enthält 20 ppm Wasser, was einem
Faktor von 0,000 020 entspricht.
 
92 000 g/cm^2 * 0,000 020 = 1,84 g/cm^2
 
Wenn das Wasser der Venus flüssig wäre, dann würde es an
jedem Ort der Venusoberfläche 1,84 cm hoch stehen, wenn
die Venus eine völlig glatte Kugel wäre.
 
Die Ballon-Algen haften aneinander, und sehen in ihrer
Gesamtheit wie ein fliegender, grüner Teppich aus.
 
Die einzelnen Zellen dieser Cyanobakterien teilen und
vermehren sich auf die für Bakterien übliche Weise unter
Verbrauch von Kohlendioxid.
 
Die einzelnen Zellen scheiden das Sauerstoffgas in alle
Richtungen gleichermaßen aus, und das bewirkt, dass sich
ein Klumpen aus zahlreichen Zellen zum Schaum aufbläht.
 
Die Wandstärke einer Blase kann nicht kleiner werden als
der Durchmesser einer Zelle, also etwa 1 Mikrometer.
 
Wenn eine Blase übermäßig groß geworden ist, dann platzt
sie, und aus dem nun größeren Zellklumpen entstehen dann
später mehrere kleine Blasen.
 
Dadurch, dass immer zahlreiche größere Blasen vorhanden
sind, und dadurch, dass die Zellen aneinander haften, besteht
keine Gefahr, dass die dichteren Zellklumpen abstürzen.
 
Sobald ein fliegender grüner Teppich zu groß geworden ist,
wird er vom Wind in mehrere kleine Teppiche zerrissen.
 
Auf der Venus kann die Windgeschwindigkeit in 50 km Höhe
bis zu 95 m/s erreichen, und ein fliegender Teppich kann
die ganze Venus in vier irdischen Tagen umrunden.
 
Wir haben also Zellteilung, Blasenteilung und Teppichteilung,
wobei nur die Zellteilung genetisch gesteuert wird, während
die Blasenteilung und die Teppichteilung von physikalischen
Faktoren gesteuert wird.
 
Die Steuerung der Flughöhe wird ebenfalls von physikalischen
Faktoren bewirkt.
 
Der fliegende Teppich produziert immer zuviel Sauerstoffgas,
und steigt immer weiter auf, so lange, bis die Kälte und der
Mangel an Kohlendioxid die Produktion von Sauerstoff verringern.
 
Thermophile Gene sind also nicht zwingend erforderlich.
 
Fliegende Teppiche, die immer zuwenig Sauerstoffgas
produzieren, stürzen unweigerlich ab, und verbrennen,
was die Selektion der richtigen Produktionsrate bewirkt.
 
Die grünen Wolken der Venus werden auch als
"Venus bakterium hombugii" bezeichnet.
 
 



Korrektur:

Richtig:

Die Größe der Gravitationsbeschleunigung auf der Venus
spielt bei Ballondurchmessern und Wandstärken keine
Rolle, weil sowohl die Gase, als auch das Wandmaterial,
immer der gleichen Gravitation ausgesetzt sind.

Falsch:

Die Atmosphäre der Venus hat an der Oberfläche der Venus
einen Druck von 92 bar.

Das bedeutet, dass sich über jedem cm^2 der Venusoberfläche
92 kg Masse befinden, oder anders ausgedrückt 92 000 g/cm^2.

Die Atmosphäre der Venus enthält 20 ppm Wasser, was einem
Faktor von 0,000 020 entspricht.

92 000 g/cm^2 * 0,000 020 = 1,84 g/cm^2

Wenn das Wasser der Venus flüssig wäre, dann würde es an
jedem Ort der Venusoberfläche 1,84 cm hoch stehen, wenn
die Venus eine völlig glatte Kugel wäre.

Richtig:

Die Atmosphäre der Venus hat an der Oberfläche der Venus
einen Druck von 92 bar.

Die Gravitationsbeschleunigung auf der Venus beträgt
8,87 m/s^2, und auf der Erde 9,81 m/s^2.

Um auf der Venus 92 bar zu erreichen, benötigt man
102 kg Masse. ( = 92 * 9,81 / 8,87 )

Das bedeutet, dass sich über jedem cm^2 der Venusoberfläche
102 kg Masse befinden, oder anders ausgedrückt 102 000 g/cm^2.

Die Atmosphäre der Venus enthält 20 ppm Wasser, was einem
Faktor von 0,000 020 entspricht.

102 000 g/cm^2 * 0,000 020 = 2,04 g/cm^2

Wenn das Wasser der Venus flüssig wäre, dann würde es an
jedem Ort der Venusoberfläche 2,04 cm hoch stehen, wenn
die Venus eine völlig glatte Kugel wäre.

Venuskolonisation und schwebende Städte:

http://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#Aerostat_habitats_and_floating_cities

Bild des Staub-Torus:

http://members.chello.at/karl.bednarik/STAUBTOR.PNG

Text zum Staub-Torus:

http://www.e-stories.de/view-kurzgeschichten.phtml?26579

Die Berechnung der Wassermenge auf der Venus, und
die Morphologie der fliegenden, grünen Teppiche, wurde
erst am 8. August 2010 um 14:15 in die Geschichte eingefügt.

In rund 50 Kilometern Höhe über der Oberfläche der Venus findet man die größte Konzentration an Wassertropfen in der Atmosphäre.

Acidic clouds of Venus could harbour life:

http://www.newscientist.com/article/dn2843-acidic-clouds-of-venus-could-harbour-life.html

Leben in der Atmosphäre der Venus entdeckt?

http://sciencev1.orf.at/science/news/59147


Karl Bednarik, Anmerkung zur Geschichte

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Veröffentlicht auf e-Stories.de am 07.08.2010. - Infos zum Urheberrecht / Haftungsausschluss (Disclaimer).

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