Колонизация Титана

[ivanij]

Атмосфера Титана почти сплошь азотная (95%). Однако в земной атмосфере азоте тоже в общем-то довольно много (картинка ниже). А если предположить, что каким-то образом получится увеличить содержание кислорода в атмосфере, какой должны быть нижняя граница, чтобы воздух был пригоден для дыхания?

Дышать воздухом при температурах -170 --180 С° врачи не рекомендуют.

  Да, конечно. Об этом, кажется, тоже писали. Даже если бы атмосфера была бы подходящего состава, всё равно до земных условий - далековато.

[ivanij]

Во-первых, эти титанические усилия превратят углеводородный Титан в огнеопасный, а во-вторых, на нем т-ра поверхности близка к т-ре конденсации кислорода. По ночам он будет литься дождём, а по утрам кипеть в лужах. Романтика...

 Огнеопасной-то она вряд ли могла бы стать, ведь земная атмосфера такой не является. А в остальном, наверное, да.

[Инопланетянин]

То есть, вы хотите окислить весь метан? Это будет долго и энергозатратно. Мягко выражаясь.

[Проходящий Кот]

У нас 21%. Вроде при 29% вся органика самозагорится.

[ivanij]

У нас 21%. Вроде при 29% вся органика самозагорится.

 Конечно!

ограничена минимально допустимым уровнем содержания кислорода, когда человек может находиться без дыхательного аппарата (18%).

  На предыдущей странице я ссылался на этот материал: Колонизация Титана

[Streamflow]

У нас 21%. Вроде при 29% вся органика самозагорится.

Конечно!

https://www.researchgate.net/publication/256189526_Metabolic_scaling_theory_in_plant_biology_and_the_three_oxygen_paradoxa_of_aerobic_life/link/587def6608ae4445c06f2d53/download
Note that during the late Carboniferous the O2 level reached a maximum of ca. 32 vol.%, concomitantly with the occurrence of giant insects...

[Ulkolainen]

Огнеопасной-то она вряд ли могла бы стать, ведь земная атмосфера такой не является.

У нас не текут метановые реки. А если бы потекли, то по их пропановым берегам висели б таблички "Огнеопасно!", как они висят сейчас по всем земным местам, в которых изолированно хранится т.н. природный газ.

У нас 21%. Вроде при 29% вся органика самозагорится.

Огнеопасны не только самовозгорающиеся в-ва. Но даже если свести разговор к ним одним, то кислород на Титане  будет близок к т-ре кипения/конденсации. Туман над озером, осенние дожди, локальное повышение концентрации...  Романтика продолжается.

[Андрей Астрофизический]

Огнеопасной-то она вряд ли могла бы стать, ведь земная атмосфера такой не является.

Является.
Разлейте под земной атмосферой пропан, этан, и прочие углеводороды. Всё то, что на Титане составляет моря. Еще как является.
На Земле уже пробовали так делать. Разлили небольшое озеро. 575 человек погибло...
Я не знаю, как вас стоит назвать, если вы предлагаете это повторить.

[Rattus]

https://microbiol.elpub.ru/jour/article/view/1049?locale=en_US

Полагаю, не только моря, но и "осадочные породы" из более крупных чем пропан-бутан молекул углеводородов (aka толины).

[Проходящий Кот]

Огнеопасной-то она вряд ли могла бы стать, ведь земная атмосфера такой не является.

Является.
Разлейте под земной атмосферой пропан, этан, и прочие углеводороды. Всё то, что на Титане составляет моря. Еще как является.
На Земле уже пробовали так делать. Разлили небольшое озеро. 575 человек погибло...
Я не знаю, как вас стоит назвать, если вы предлагаете это повторить.

Европа готовится к подобному своей водородной энергетикой.

[ivanij]

На Земле уже пробовали так делать.

 На Земле так делать не пробовали, т.к. на Земле в средней полосе ночью температуры не опускаются даже в самые суровые времена  значительных отрицательных значений. На Титане средние температуры у поверхности несколько ниже.

[Проходящий Кот]

В 2027 году NASA отправит на спутник Сатурна вертолёт «Стрекоза»

05.10.2022 Титан – один из странных миров с туманной атмосферой и неглубокими озерами жидких углеводородов – станет очередной целью НАСА.

Агентство собирается запустить на самый большой спутник Сатурна роботизированный вертолет в 2027 году.

«Стрекоза приземлится в экваториальной, сухой области Титана — холодном, насыщенном атмосферой, углеводородном мире», — говорит планетолог Леа Боннефой из Корнельского университета в Нью-Йорке.

В атмосфере Титана с низким ветром и низкой гравитацией “Стрекоза” будет летать с максимальной скоростью 36 километров в час, постоянно увеличивая время полета от места первоначальной посадки.

[Андрей Астрофизический]

Европа готовится к подобному своей водородной энергетикой.

Каким образом? Водород намного легче воздуха, и скапливаться в низинах, при утечках, не будет. От водорода такие инциденты многократно менее вероятны.

В 2027 году NASA отправит на спутник Сатурна вертолёт «Стрекоза»

А это вроде давно не новость. Поднимаем тему, чтобы в нее кое-кто пришел, да?)

[Проходящий Кот]

Глубоко копаете.

[Инопланетянин]

Каким образом? Водород намного легче воздуха, и скапливаться в низинах, при утечках, не будет. От водорода такие инциденты многократно менее вероятны.

Зато водород гораздо более летучий и взрывоопасный. Инцидентов будет много, хоть накапливаться он, как правило, и не будет.

[lave]

Колонизировать Титан? - Хороший вариант на самом деле. Атмосфера создаёт необходимое давление, защищает от метеоритов и частично поглощает излучение. Впринципе если использовать последние разработки материалов для тканей и одежды, то для кратковременного перемещения человека между жилыми модулями колонии по поверхности Титана, достаточно будет одеться потеплее и использовать изолированный противогаз, даже скафандр не потребуется. Так что смысл в колонизации Титана определённо имеется.

Конечно, кроме жилых модулей и огромного количества провизии, лучше не забыть еще привезти с собой парочку ядерных реакторов. Они очень даже потребуются на месте, для генерации тепла, синтеза кислорода и воды, и не только.

В общем, больше особых проблем, кроме времени перелёта с Земли на Титан, и не видно.

[mbrane]

В общем, больше особых проблем, кроме времени перелёта с Земли на Титан, и не видно.

рюкзачок ужо собрали?

[mbrane]

От водорода такие инциденты многократно менее вероятны.

на открытом пространстве - да ... а вот в любом замкнутом - наоборот , ибо энергий инциации в 10 раз меньше чем у метана

[MenFrame]

Колонизировать Титан? - Хороший вариант на самом деле. Атмосфера создаёт необходимое давление, защищает от метеоритов и частично поглощает излучение.

Только температура атмосферы на поверхности, близка к конденсации азота(95К) При таком холоде и сопутствующей плотности атмосферы, титанавта нужно заворачивать в такой слой теплоизоляции, что подвижность его будет равна нулю. Соответственно и полезность.

[alex_semenov]

Колонизировать Титан? - Хороший вариант на самом деле. Атмосфера создаёт необходимое давление, защищает от метеоритов и частично поглощает излучение.

Только температура атмосферы на поверхности, близка к конденсации азота(95К) При таком холоде и сопутствующей плотности атмосферы, титанавта нужно заворачивать в такой слой теплоизоляции, что подвижность его будет равна нулю. Соответственно и полезность.

Д-А-Р-А-ГОЙ! Смотри! С каким презрением на тебя смотрят оленеводы Надыма, Аднако!



Они  на тЭбэ пь-люнули бы... Но боятся, что  замёзшая в полёте ледышка плевка тАбе глаз выбьет, родной!
 

И какой же такой слой изоляции нужен?
Что значит подвижность будет равна нулю?
Пи... хамон в М-а-скве кушать - не мешки ворочать!
Что ть-и сделалЬ, однакА, что бы доказать свою правоту?
А?


Значит так. Смотрим наглядную картинку. Специально сделал что бы всем было ясно.



Как видим, толщина одежды прямо пропроциональна кси (коэффициент теплопроводности материала) и разности температур.
Все данные по разным кси есть здесь:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Теплопроводность

Кси пенополеуретана (каримат для сна в палатке или занятия спортом дома) 0.03-0.04.  В принципе это показатели вполне хороших, продвинутых широко используемых утеплителей. Примерно такой же показатель будет, думаю, у одежды контрольной группы на картинке выше, то есть  у оленеводов Надыма.
Кстати, там температура падает до - 60 C, то есть 213 К. И перепад температуры внутри и снаружи  тода 81 К
Тогда из схемы расчёта выше для Титана, одежда оленеводов Надыма должна иметь  оценочно толщину L  2-3 см. Наверное где-то так и получается.
И это будем считать приемлемой верхней границей для сохранения подвижности при нахождении на свежем воздухе.

В случае Титана мы получаем при тех же материалах, необходимую нам L  в примерно два раза толще 5-7 см. Но ясно, что подняв теплоизолирующие свойства материала (скажем взяв коэффициент теплопроводности аэрогеля) мы вполне можем рассчитывать на толщину теплоизолирующей одежды на Титане в ~3 см. Это без всякого активного подогрева!
Тупое пассивное решение.
Перепад в 199 К на Титане, это чуть-чуть  больше в 2 раза чем, типичный перепад между температурой под одеждой у оленеводов Надыма и при 60 градусном морозе снаружи.
Не бог весть какой прирост скорости охлаждения! Два раза!
И 100 ватт, это по-сути неподвижность или малая подвижность организма.

Найдено тут:

При ходьбе с постоянной скоростью по ровному месту человек также совершает работу, хотя его кинетическая энергия не изменяется. В данном случае энергия затрачивается главным образом на периодическое поднятие центра масс тела и на ускорение или замедление ног. Часть этой энергии идет на нагревание организма за счет «сопротивления» его частей и нагревание окружающей среды. Например, человек массой 70 кг при ходьбе со скоростью 5 км/ч развивает мощность около 60 Вт. С возрастанием скорости эта мощность быстро увеличивается, достигая 200 Вт при скорости 7 км/ч. При езде на велосипеде положение центра масс человека изменяется гораздо меньше, чем при ходьбе, и ускорение ног тоже меньше. Поэтому мощность, затрачиваемая при езде на велосипеде, значительно меньше: 30 Вт при скорости 9 км/ч, 120 Вт при 18 км/ч.

То есть при интенсивном движении, работе выделение энергии удваивается или даже утраивается. Если вы начнёте более-менее двигаться, выделяя не 100 ватт, а скажем, 200 ватт, вы в одежде оленевода (в которой он и спит на открытом морозе!) не замёрзните и на Титане. Кстати, а перегреться - очень легко!
Всё детство гоняли  на морозе в одних свитерах! Вечно расхрыстанные и без шапок!
-Мойша! Иди домой!
- Мама, я замёрз?
- Нет, ты хочешь кушать!
 

Так что не надо нагонять дурных страхов!

В конце концов. Смотрим схему тепловой карты тела человека там же. Тело человека нагрето неравномерно. Конечности самые холодные и они же первыми будут и страдать если что. Они же отмерзают первыми (опять же есть личный печальный опыт, когда в горах Карпат, в ноябре,  пальцы ног "крутило"  всю ночь даже у тёплой печки, не хотели отпускать...).
Но, если проблема реально возникнет, задача вполне решается "влоб". Местным подогревом.
Не вдаваясь в детали (а они все в пользу Титана), ясно что нагревать скафандр КУДА ПРОЩЕ чем охлаждать вакуумный скафандр в космосе. И система получится куда гибче и надёжней.



Так что не надо тут наводить тень на плетень. Сравнивать комфортность пребывания человека на поверхности Титана и в открытом космосе - небо и земля! Главное. Риски - несопостовимые. Потеря герметичности скафандра - серьёзная авария и предпосылка к быстрой гибели. Находясь на Титане вы можете потерять любую  локальную термоизоляцию или герметичность на десятки секунд если не минуты. Некоторые случаи (скажем, отказ подогрева) вы можете компенсировть часами за счёт интенсивного движения (скажем, бегом в помещение ремонтироваться). Я уже говорил, что задержать дыхание, снять дыхательную маску, заменить другой, действие не более 10 секунд, с вами ничего не случится. В вакууме космоса такое немыслимо.
По-сути ситуация на Титане очень похожа на ситуацию у аквалангистов при нырянии на небольшую глубину (самый большой риск аквалангистов - кессонка но на Титане этого не будет от слова "совсем").



Да, набор рисков есть. Естественно. Но всё познаётся в сравнении. Да,  дыхательный прибор может заглючить, или не рассчитал с запасом (допустим цепочка случайностей) или теплоизолирующий скафандр где-то там повредился (даже порвался!) Но на собачьем холоде Титане это всё  решаемые случаи, если не быть идиотом и элементарно быть готовым (как готовятся аквалангисты, полярники, альпинисты). Не мешкать не делать глупостей и знать что делаешь. Это же работает и, скажем, в Антарктиде. По-сути риски не выше (та же группа риска) чем у альпинистов при восхождении на Эверест.