Освоение Марса

[Rabbit]

Цитата: Rabbit от 04 Дек 2024 [22:18:21]

    10 литровый  баллон на 200 атмосфер весит 10 кг.
    Хватит на пару часов.

Человек в сутки потребляет 360 литров кислорода, при тяжёлом физическом труде - больше не более чем вдвое.
"10 литровый  баллон на 200 атмосфер" - это 2000 литров, хватит примерно на 5 суток

Имел в виду атмосферный воздух.
Грубо 1 человек 1 кубометр 1 час.
Без физической нагрузки одного куба хватит на несколько часов.

[Dem]

Имел в виду атмосферный воздух.
Грубо 1 человек 1 кубометр 1 час.

А я имел в виду именно потребление, а не "вдохнул-выдохнул". В кровь уходит 360 литров газа.

[LonelyWanderer]

Не будет там ничего строится.
 Будет рыться или пещеры использовать.

Ну как минимум для сельхоза надо будет. И в таких ещё запросто дохрена углекислоты будет.

Вот это самая интересная тема, про сельхоз, так как самая трудновыполнимая, в отличие от человеческих домиков. Все эти разговоры, сколько там человек может выдержать скучны, ткогда на Марсе не трудно сделать в домике 1 атмосферу - в пещерах, искусственных тоннелях или под насыпью - давление грунта будет 1 атмосфера под слоем грунта метров 12 и не надо особых требований к прочности строений. Тут вам и защита и от радиации,  и от небольших метеоритов, и от быстрой декомпрессии, и теплоизоляция.
А вот растения выращивать - это по-моему краеугольный камень всей марсианской экспансии.
Я когда-то предлагал выращивать растения в трубообразных прозрачных теплицах на том основании, что труба , имея круглое сечение, может выдерживать высокое давление и требует минимум материала. Но с нормальным атмосферным давлением Но вот тема выращивания растений при давлении, которое человек выдержать не может - тоже весьма интересна.  Селекционировать человека, который может выдержать 0.1  бар - нежелательно,  так как это будет уже другой человек. А вот селекционирлвать растения, способные выдержать такое давление - уже интересно.
Мы знаем, что в глубоких впадинах Марса есть места, где вода может существовать в жидком виде. Однако вблизи точки кипения. Следовательно можно попробоват вывести такие растения, которые способны расти при таком давлении, И выращивать под естественным солнечным светом в теплицах опять же трубного типа, но с минимальным нагнетаемым давлением, которые будут удерживать влагу внутри себя, чтобы она не убегала восвояси. То есть можно себе представить для примера рукав обычной полиэтиленовой тепличной пленки (на самом деле, материал должен быть другой, не так боящийся ультрафиолета), который мы наадуаем до круглого состояния, толщиной каких-нибудь условных 0.5 мм, немного подкачиваем до предела прочности этой пленки в отношении 0.2-0.3 - это позволит ещё немного поднять давление и отодвинуть точку кипения. И, кстати, заодно такому надутому рукаву не надо будет монтажная рама.. И такое растение не будет бояться кратковременной декомпрессии на случай ремонта. Сколько можно там давление создать? Надо считать, но очень приблизиктельно прикинуть можно. Как то видел видео, сколько может выдержать обычная пластиковая бутылка - вышло 7 атмосфер. Берём хороший запас прочности, и пусть у нас будет всего 1 атмосфера. Диаметр бутылки где-то 10  сантиметров, площадь трубы растет линейно от радиуса, таким образом полиэтиленовая труба с толщиной стенок как у пластиковой бутылки и диаметром 3 метра должна легко держать давление 1/30 атмосферного (предельно до 1/4), или 0.033 атм Температура кипения воды при таком давлении несколько маловат, около 23 градуса, желательно поднять повыше. При 0.04 атм. т.кип. уже 28 градусов, это оптимальная температура для многих урожайных растений, следовательно минимальное рабочее давление для получения хорошего урожая можем считать 0.05 атм. Однако во впадинах Марса уже есть 0.01 атмосферы, значит необходимое избыточное давление - 0.04 атм.
То есть по итогу, если делать теплицу надувным рукавом из того же материала, что и пластиковая бутылка, диаметром 3 метра, то толщина стенок должна быть всего лишь на проценты толще стенок той самой бутылки. И при наличии большого запаса прочности. А ведь есть материалы и более продвинутые.
 PS : хотя десятикратное утолщение стенок и потребляемого материала даёт возможность зайти без скафандра, оттого встаёт вопрос, а стоит ли оно того.

[Wert]

Главная проблема - это потери тепла этой теплицей через стенки.

Проблема инсоляции. Под открытым небом на Марсе инсоляция для роста растений достаточная, одна проблема — так ничего не вырастет. Более того, даже решения с одно- двухслойным обыкновенным стеклом теплиц представляется неудовлетворительной. Потери тепла через такой барьер будет огромными, а затраты на отопления станут неадекватными. Умеренных потерь тепла тут можно добиться только с помощью многослойных низкоэмиссионных стёкол, однако они будут также сильно ослабевать и поток ФАР. Едва ли в этом случае можно надеяться на хорошую продуктивность растений.

[LonelyWanderer]

Главная проблема - это потери тепла этой теплицей через стенки.

Проблема инсоляции. Под открытым небом на Марсе инсоляция для роста растений достаточная, одна проблема — так ничего не вырастет. Более того, даже решения с одно- двухслойным обыкновенным стеклом теплиц представляется неудовлетворительной. Потери тепла через такой барьер будет огромными, а затраты на отопления станут неадекватными. Умеренных потерь тепла тут можно добиться только с помощью многослойных низкоэмиссионных стёкол, однако они будут также сильно ослабевать и поток ФАР. Едва ли в этом случае можно надеяться на хорошую продуктивность растений.

Естественного парникового тепла, естественно, не хватит. Но нужно помнить, что тепло будет не так быстро уходить в марсианском холоде, как кажется - ведь там слабая атмосфера. В основном через излучение, а не через взаимодействие с марсианской атмосферой. Над теплицей можно соорудить раздвижную крышу, типа амбара, которая будет закрываться ночью и не давать уходить теплу путем излучения. Дневного же света, я думаю, может хватить для поддержания температуры. С одной стороны там света в 2 раза меньше, с другой - атмосфера будет забирать меньше тепла из-за своей разряженночти. В 100 раз меньше. Но там ведь не в 100 раз холоднее. Я полагаю, отопление там нужно только ночью. И оно снизится, если использовать раздвижную крышу.

[LonelyWanderer]

Вопрос, где взять на Марсе ресурс для производства полимерной плёнки. Возможно есть какие-то неорганические прозрачные материалы, может бывает прозрачная стеклоткань (мне знакома только белая с низкой прозрачностью). Возможно, прозрачная стеклоткань не будет полностью герметичной, однако можно рассмотреть вопрос наддува внешней атмосферой, однако тогда воздух внутри теплицы будет чистым СО2, не знаю, можно ли вывести растения, которые это устроит.

[Wert]

@LonelyWanderer , большие капитальныее затраты тогда будут. И днем на Марсе очень холодно.
Вот кстати калькулятор расчета обогрева теплицы. Для обогрева 1 кв. метра нужно будет около 730 квт*ч в месяц, если брать поликарбонат 16 мм и арочную крышу и высоту потолка 2 метра. Средняя температура -30, минимальная -80.

[Klapaucius]

Тогда уж лучше зарыться в грунт и лампы светодиодные завезти. Наверху поставить солнечные батареи. Или вообще РИТЭГ примарсианить.

[Wert]

Тогда уж лучше зарыться в грунт и лампы светодиодные завезти. Наверху поставить солнечные батареи. Или вообще РИТЭГ примарсианить.

Для "лежащей" МКС сгодится, но зачем там вообще теплица, если достаточно запасов? Для обеспечения пищей большого посления - категорически нет. Там КПД в цепочке превращения энергии будет очень маленький. Да и где индий брать для светодиодов?

[Dem]

Вопрос, где взять на Марсе ресурс для производства полимерной плёнки. Возможно есть какие-то неорганические прозрачные материалы

А почему не просто стекло? Заодно и внутрь ультрафиолет не пустит.

А вот селекционирлвать растения, способные выдержать такое давление - уже интересно.

Селекционировать не выйдет, ГМОшить придётся.

[BlackMokona]

Ученым из NASA и Международного центра картофеля удалось экспериментальным путем доказать, что обычную земную картошку можно выращивать даже на Марсе. Как сообщает Phys.org, картофельные клубни были посажены в контейнере CubeSat, где поддерживалась специально смоделированная под условия Красной планеты среда.

В герметичной системе с клубнями, почвой и обогащенной питательными веществами водой имитировались характерные для Марса температура, давление, содержание кислорода и углекислого газа. При этом видеокамеры записывали процесс прорастания картофеля. Предварительные результаты оказались успешными.

"Если сельскохозяйственные культуры смогут выдержать экстремальные условия в нашем CubeSat, то у них есть хороший шанс вырасти на Марсе. Мы проведем несколько экспериментов, чтобы выяснить, какие сорта картофеля лучше всего для этого подходят", - отметил один из участников проекта "Картофель на Марсе" Хулио Вальдивия-Сильва.

https://rg.ru/2017/03/09/uchenye-nasa-uspeshno-vyrastili-kartofel-v-usloviiah-marsa.html

[OldmAN]

почвой и обогащенной питательными веществами водой имитировались характерные для Марса температура, давление, содержание кислорода и углекислого газа

осталось только разработать план как обеспечить марсианскую полянку с картофелем этой самой почвой, водой и питательными веществами. пустяк да и только

[Маковец]

как обеспечить марсианскую полянку с картофелем этой самой почвой,

Почва - это верхний плодородный слой марса. (Из старого учебника)

[BlackMokona]

осталось только разработать план как обеспечить марсианскую полянку с картофелем этой самой почвой, водой и питательными веществами. пустяк да и только

Всё это есть на Марсе. Только воду нужно будет выкапывать, растапливать и поливать

[OldmAN]

Жалко старушку-Землю, мать нашу - половина жителей страдает от нехватки воды, а мы картошку на соседней планете поливать  собираемся.

это есть на Марсе. Только воду нужно будет выкапывать, растапливать и поливать

На своей-то планете с ирригацией не все нормально, окей, давайте на чужой образцовую цветущую клумбу сделаем))  Непродуктивно, но эффект для обывателя сильный. Лучше бы ученые умы рыли в направлении искусственной магнитосферы для Марса - кардинальный пункт для освоения планеты, без него просто бесцельная трата финансов ради пиара.

[LonelyWanderer]

@LonelyWanderer , большие капитальныее затраты тогда будут. И днем на Марсе очень холодно.
Вот кстати калькулятор расчета обогрева теплицы. Для обогрева 1 кв. метра нужно будет около 730 квт*ч в месяц, если брать поликарбонат 16 мм и арочную крышу и высоту потолка 2 метра. Средняя температура -30, минимальная -80.

Этот калькулятор на Марсе совершенно не будет работать, потому что он для стандартных условий, а на Марсе разряженная атмосфера. Это знаете, как применять формулу для расчёта скорости таяния айсберга в Красном море и её же, но для рассчёта таяния айсберга на берегу у Красного моря. Как вы понимаете, скорость будет отличаться в сотни раз. Плотность среды, нагревающей или остужащей теплицу имеет такое же значение.
В формуле данного калькулятора используется только разница внутренней и внешней температуры, как будто теплопотери идут только через теплообмен между двумя воздушными пространствами. А, например, в герметичной теплице, находящейся в открытом космосе, формула полностью теряет смысл, так как вакуум не имеет температуры.
Поэтому, нужно считать по другому, но я не знаю как. Известно только, что на Марсе холодно так, как зимой в Сибири, но это только в среднем, днём же под солнцем поверхность прогревается до положительной температуры. И это происходит в том числе потому, что плотность атмосферы в 100 раз меньше земной, в значит она не способна запасать тепло днём и холод ночью, и не может запасенным холодом охлаждать марсианскую поверхность, на которую падает солнечных лучей в 2 раза меньше земных. Есть все шансы того, что в дневное время марсианская теплица не потребует вообще отопления.

[LonelyWanderer]

А почему не просто стекло? Заодно и внутрь ультрафиолет не пустит.
Селекционировать не выйдет, ГМОшить придётся.

Моё предложение заключалось в экономии материала, создании 3-метрового парника из мягкого материала толщиной с бутылочный пластик, в виде надувной трубы, способной содержать внутри атмосферу с давлением 0.05 атм с температурой кипения воды >30 градусов. Стекло ввиду своей хрупкости невозможно сделать в таком виде. Стекольная теплица может быть только в стандартном виде, с рамами и прочими многочисленными крепежами отдельных секций. Отсюда возникают трудности с герметизацией, ведь она должна держать хоть маленькое, но давление. По итогу получается громоздкая конструкция.
А рукав пленки, даже обычной тепличной, что на рынке  продается - просто надул и готово. Снизу постелил что-то мягкое, чтобы не надорвалась, и поставил контейнеры с растениями.
Поэтому желателен мягкий материал . Полимерный или пропитанный чем-то прозрачным тканый материал.

[Dem]

Стекольная теплица может быть только в стандартном виде, с рамами и прочими многочисленными крепежами отдельных секций.

Необязательно. Вот например делаем такую стеклянную трубу закрытую с одной стороны диаметром скажем полметра и крепим их в стены основного модуля чтобы торчали горизонтально.
Тогда в них можно задвигать-выдвигать лотки с растениями.
И всей герметизации - люк на входе в неё, на случай проблем.

[BlackMokona]

На своей-то планете с ирригацией не все нормально

Чтобы это налаживать нужного много и крайне кровавых войн. А это уже политота.

[Wert]

Этот калькулятор на Марсе совершенно не будет работать, потому что он для стандартных условий, а на Марсе разряженная атмосфера.

Теплопотери = Площадь поверхности * К * Разность температур(°C)
Где там давление? И причем здесь вакуум, если на Марсе его нет?

Поэтому, нужно считать по другому, но я не знаю как. Известно только, что на Марсе холодно так, как зимой в Сибири, но это только в среднем, днём же под солнцем поверхность прогревается до положительной температуры

Там в калькуляторе используются средние, а они на Марсе глубоко отрицательные. Кстати есть еще проблема деградации поликарбоната под УФ, который на Земле сдерживает озоновый слой. Потери тепла при использовании обычного стекла будут сущестенно больше.