金星温度极高,大气质量是地球的近100倍,且主要成分为二氧化碳,比氮和氧更重。
从准地球化改造的角度简单来说,金星大气极其稠密,普通空气可在其中漂浮。巧合的是,在金星上层大气中,当气压降至地球标准时,温度也会变得适宜人类生存。
在约200英里的高度,我们可以用人类呼吸的普通空气制作气球,在适宜的温度和气压下漂浮,且能产生升力,因为空气密度小于二氧化碳。
当然,气球需要金属外壳,并承载一定重量。如果你不了解气体升力原理,其实很简单:计算相同压力和温度下,等体积本地大气的质量,减去等体积浮升气体的质量(热气球则是更高温度下的气体质量),剩余的质量差,就是外壳和有效载荷可承载的重量。
使用普通空气的优势在于,无需额外搭载氦气等浮升气体,可充分利用气球内部空间,同时还能储备可供呼吸的空气。
空气与二氧化碳的质量差约为每立方米700克,即10英尺见方的立方体空间约44磅。比如制作一个直径200米的铝制气球,体积约为420万立方米,可产生约300万千克(3000吨)的升力。
气球外壳面积约为12.5万平方米,1毫米厚的铝片每平方米重量不足3千克。如果愿意将一半升力用于制造外壳,外壳厚度可达到4至5毫米(约五分之一英寸)。
如果将直径翻倍,体积和升力会增加8倍,而表面积仅增加4倍。因此外壳厚度可翻倍,或保持相同厚度,仅需四分之一的升力承载外壳,而非一半。
随着体积增大,体积增长速度始终快于表面积,因此我们能在金星上建造极为壮观的漂浮式建筑,尤其是引入升力更强的氢之后,甚至可以建造由筏体连接而成的漂浮大陆。
这种方式在气态巨行星上并不适用,因为它们由氢和氦组成,呼吸用空气只能作为有效载荷,而非浮升气体——即便使用高温纯氢作为浮升气体,可行性也极低,且大量储存高温纯氢并非安全之举。但在金星及类似星球上,这种方式完全可行。
问题是,接下来该怎么做?
其实不一定需要后续步骤,就像我们可以用穹顶覆盖火星打造“星球温室”一样,我们也可以让金星遍布漂浮城市。即便将所有氮抽走用于其他星球,气球外的大气密度会更高,漂浮效果反而会更好。
但如果想在金星表面生存,并