Освоение Марса

[Геральдинка]

 

Мне про тысячу лет понравилось. Больше всего.

А вот Артон, кстати не склонен шутить.) Благодарю вас, господа. Я об этом с кем то там страниц несколько тому назад уже говорила.. Потом воодушевилась заново и это хорошо. Потому что честно.) 

[Константин ВАРБ]

О колонизации пустынь, в том числе и марсианских.
Экзюпери "Цитадель" глава 15:


"XV



     Трудное дело война, если она  не  неизбежность  и не страстное желание.
Мои генералы,  дотошные и недалекие,  взялись за изучение хитроумных тактик,
стремясь  достичь победы  раньше, чем начали воевать. Бог не воодушевлял их,
они были только трудолюбивы и добросовестны. И конечно, они были обречены на
поражение. Я собрал их и стал учить:
     --  Вы   никогда  не  победите,  потому  что   ищете  совершенства.  Но
совершенство годится только для музеев.  Вы запрещаете ошибаться  и,  прежде
чем  начать  действовать,  хотите  обрести  уверенность,  что ваше  действие
достигнет  цели.  Но откуда вам  известно,  что такое будущее? Вы никогда не
победите, если прогоните художников, скульпторов и выдумщиков-изобретателей.
Повторяю вам еще и  еще раз: башня, город  и царство  подобны дереву  Они --
живые, ибо рождает  их  человек. Человек  уверен, что главное  -- правильный
расчет. Он  не сомневается, что стены воздвигаются умом и соображением. Нет,
их  воздвигает страсть. Человек  носит в себе  свой город,  он  хранит его в
своем сердце, как  дерево -- семечко.  Вычисления,  расчеты  -- оболочка его
желания.  Контур. Не  объяснишь дерева,  показав  воду, минеральные  соли  и
солнце,  наделившие его  своей силой.  Не объяснишь  города,  сказав: "Своды
будут  стоять  потому,  что...  вот расчеты  строителей". Если  город должен
родиться, всегда  .найдутся расчетчики, которые правильно сделают расчет. Но
они только помощники. Если считать их главными и верить, что их руки создали
город, ни  одного  города  не  вырастет  больше  в  пустыне.  Они знают, как
строятся города, но не знают почему. Пусть вождь племени неграмотен, отправь
его вместе с его народом покорять скудный и каменистый край, а потом навести
--  новый город будет сверкать на  солнце тридцатью  куполами. Ветвями кедра
покажутся  тянущиеся к  солнцу купола.  Покоритель  загорелся страстью иметь
город с тридцатью куполами и как средство, путь и  возможность удовлетворить
свою страсть нашел столько расчетчиков, сколько нужно.
     -- Вы  ничего не  хотите,  вы проиграете вашу войну, --  сказал я  моим
генералам. --  В  вас  нет  страсти.  Вы не  устремились все  вместе  в одну
сторону,  вы  утонули  в   разноголосице  умственных   решений.  Посмотрите:
увлекаемый собственной тяжестью, камень катится вниз по  склону. Остановится
он, только  достигнув  дна.  Все пылинки и все песчинки благодаря которым он
обрел  свою  тяжесть, стремятся вниз,  и  только вниз.  Посмотрите на воду в
копани.  Напирая  на земляные стенки,  вода ждет  благоприятной случайности.
Потому что случайность неизбежно возникает. Не уставая, днем и ночью давит и
давит вода.  Она  кажется  спящей,  но  она живет. И  стоит  появиться узкой
трещине,  как вода уже в пути. Она  втекла в нее, обогнула, если получилось,
препятствие  и, оказавшись в тупике, вновь погрузилась в мнимый сон до новой
трещины,  которая откроет перед ней  новую  дорогу. Ни единой возможности не
упустит вода.  И неведомыми путями, какие  не вычислит ни  один вычислитель,
утечет просто потому, что весома, и вы останетесь без воды.
     Ваша армия --  вода, не перегороженная плотиной. А сами вы -- тесто без
дрожжей. Земля  без  семени.  Толпа без  желаний.  Вы распоряжаетесь,  а  не
увлекаете.  Вы  --  несведущие свидетели.  А темные силы, что  напирают, да,
напирают  на  стены  царства,  не  станут дожидаться ваших распоряжений,  --
захлестнув,  они  погребут  его  под  собой.  Зато   потом  ваши  еще  более
бестолковые  историки   объяснят  вам  причины   катастрофы  и  скажут,  что
противники одержали победу благодаря лучшей выучке, расчету и военной науке.
Но говорю вам: нет выучки, расчета и военной науки у воды, сметающей плотины
и затопляющей города людей.
     Я  занимаюсь будущим, как ваятель: он ударяет резцом по глыбе  мрамора,
высвобождая  свое  творение.  Отлетает  осколок  за  осколком,  за  которыми
пряталось лицо бога. Кто-то  скажет: "В  мраморе уже был  этот бог.  Ваятель
нашел  его.  Нашел,  умея  работать  резцом".  А  я говорю вам:  ваятель  не
рассчитывал  и  не находил. Он  работал с камнем. Не  капли  пота, не  блеск
мелькающего  резца заставили  улыбнуться  мрамор.  Улыбаться  умел  ваятель.
Освободи человека, и ему захочется творить."

[AlexOrex]

И при этом кислорода (как побочного продукта выплавки) в атмосфере (с 19 века) не прибавилось. Зато пошло увеличение содержания углекислоты. Причем нарастающими темпами и до сих пор.  Так, что нужно уже бороться за снижение выбросов парниковых газов (читать СО₂).
Очевидно, и при индустриализации Марса в его атмосфере будет наращиваться углекислый газ, а не кислород.

Количество углекислоты, выброшенное в земную атмосферу, позволило поднять концентрацию всего на 1/7 миллибара (2% марсианского уровня). Притом, что задача была простой - "копай, аффтор, и ЖГИ!" :)На Марсе будет посложнее.
Насколько понимаю, добыча металла на Марсе может вестись только восстановлением водородом (или алюминием, но там все гораздо хуже), ввиду отсутствия там коксующихся углей . Поэтому потребуется электролизер воды, много энергии, солнечная или электроплавильная печь. Соответственно, кислород будет выделяться на стадии электролиза воды (ее еще добыть надо), а на стадии получения металла выделится вода, затраченная первоначально. Я как-то прикидывал фэнтези-терраформацию с техносферой, состоящей из таких самовоспроизводящихся заводиков, откладывающих клубни железа в свои тела и в грунт в оболочке силикатной эмали. ("Планета Шелезяка... РаститеЛности нет. Населена роботами" (с))

Для получения кубометра водорода (н.у.) массой 89г (кислорода выйдет полкуба, массой 700г) требуется 4-5 кВт*ч электроэнергии. 80г водорода восстанавливает 1500 г железа. С квадратного километра поверхности Марса можно собрать 100 Мвт солнечной энергии и 20 Мвт электрической, что дает (с учетом потерь) как раз указанные выше цифры получения веществ в секунду. Если техносфера занимает 10% площади планеты, (а добыча, транспортировка и подготовка сырья обеспечивается энергией и площадями отдельно) то получится 70 г кислорода на км² в секунду - до земных 2 тонн на м² (которые дадут 8% земного давления) работать придется "всего" тысячу лет, не считая потерь кислорода на обратное окисление пород и металла (4 т/м² ). И это при условии, что извлекаемого сырья хватит, шутка ли - глобальный слой чистого железа в полметра толщиной надо изготовить. Притом, что ржавчины в реголите там, похоже, пару миллиметров-сантиметров  от силы .

[Константин ВАРБ]

Количество углекислоты, выброшенное в земную атмосферу, позволило поднять концентрацию всего на 1/7 миллибара (2% марсианского уровня).

Нет это очень заниженные оценки.

площадями отдельно) то получится 70 г кислорода на км² в секунду

2 моля на кв км в секунду что-то слишком мало.

Потом пересчитаю.

Кроме того не следует решать задачи а-ля "брутальный химик" есть более простые реакции восстановления железа, даже на Земле для неё используется углерод, а не водород, да ещё электролизный.
Уж если применять электролиз, то для получения рафинированного железа и\или сплавов напрямую.

По поводу восстановлении атмосферы, то я рассуждаю просто.
Несколько десятков паскаль азота наверняка связано в залежах селитры. А соответственно это топливо легко переводимое в атмосферу с удвоением и кислородного давления. Следовательно ориентировочно около 0.1 бар у нас в селитре.
Плюс хлораты и перхлораты - самодетонирующие и ядовитые соединения.
(Надо для обитаемости всего лишь 0.2-0.3 бар)
Остальное давление как отходы от производств. 

Основной вопрос сколь глубоко залегает вода на Марсе и сколь она легко добываема.
А так же насколько значительны запасы газа.

Для глубокого терраформинга Марса, как на картинках фантазёров с океанами, ровным тёплым климатом надо давление в несколько бар и промышленная переработка на Марсе чуть ли не Плутона ЦЕЛИКОМ!!! 

Там же только грунтовой воды для заполнения трещин и гидратирования пород порядка кубического километра воды на каждый квадратный километр поверхности потребуется.   

[Константин ВАРБ]

Как самое просто и эффективное решение на сегодняшний день, разлагаем СО2 на СО и О2 типа того:
http://www.wewees.ru/article/94/37/

углекислый газ оказался идеальным плазмохимическим объектом. Неравновесное возбуждение его молекулярных колебаний до 4...6 тысяч   градусов приводит   к   тому,   что богатые энергией молекулы отбирают ее у более бедных. Это влечет за   собой   резкое   повышение   скорости химических   реакций   и   энергетической   эффективности процесса. Коэффициент полезного действия при разложении углекислого   газа на    окись    углерода    и    кислород   превышает   80   процентов. Практически всю вкладываемую в разряд энергию удается направить на осуществление полезной химической реакции.       С   учетом   этого   можно   организовать   двухстадийный   цикл производства водорода:       на   первой   стадии осуществить плазмохимическое разложение углекислого газа;      на второй --   выполнить   давно   освоенную   промышленностью реакцию взаимодействия окиси углерода с водяным паром.      В   результате   образуется   водород   и исходное вещество -- углекислый газ. Таким образом, углекислый газ   будет   выполнять роль физического катализатора для получения водорода из воды и, не   расходуясь,   разрешит трудности, возникающие при разложении водяного пара. В итоге   формируется   плазмохимический   цикл,   в котором   тратится   только   вода,   а   углекислый   газ   постоянно возвращается в процесс.   

Но водород нам не нужен: СО значительно более удобный и менее температурный восстановитель для железа и его аналогов.

Общее КПД будет очень высоко.

Там много дешёвых путей переработки поскольку планета сухая.

[Геральдинка]

 Трудное дело война, если она  не  неизбежность  и не страстное желание.
Мои генералы,  дотошные и недалекие,  взялись за изучение хитроумных тактик,
стремясь  достичь победы  раньше, чем начали воевать. Бог не воодушевлял их,
они были только трудолюбивы и добросовестны. И конечно, они были обречены на
поражение. Я собрал их и стал учить:
     --  Вы   никогда  не  победите,  потому  что   ищете  совершенства.  Но
совершенство годится только для музеев.  Вы запрещаете ошибаться  и,  прежде
чем  начать  действовать,  хотите  обрести  уверенность,  что ваше  действие
достигнет  цели.  Но откуда вам  известно,  что такое будущее? Вы никогда не
победите, если прогоните художников, скульпторов и выдумщиков-изобретателей.

Мне иногда так жаль, что тут у вас можно почему то оценить достойный комментарий лишь раз в 72 часа. То, что зовётся *кармой*. Карму не создают цифры. Это такая дерзкая нелепость..

И ещё - тяжелее всего везти вынужденную, навязанную войну.

[Геральдинка]

Одного не могу пока понять. Что вы называете - восстановлением железа? Оно не восстанавливается. Оно легируется. Углеродом. Понимаете? Насыщается. Я в крайне упрощённой форме. Железу нужно отдать углерод, пусть забирает и тем самым прекратиться процесс ржавчины - разложения железа. А вот кислород ему не отдавать. Он был бы крайне важным *продуктом* на Марсе.

Значит что мы имеем? Есть (грубо, я щас очень грубо) один углерод и два кислорода. Следовательно мы как то самым чудесным способом, не знаю как, но разрываем молекулярную связь между С и О₂, замещением, либо разлагаем, либо как то ещё.. Диффузией там.. какой нибудь, вот. И получаем чугун на выходе + чистейший кислород. М? Вы только не смейтесь. Там водяной пар для железа эт.. Совсем уж лишний. Понимаете? Во влажной среде железо ещё более активно разрушается до оксида железа, того самого бурого порошка, который нам то как раз совсем и вредит, не нужен.

И вот почему отлично то обстоятельство, что планета сухая. 

[Константин ВАРБ]

Значит что мы имеем?

В том то и дело, что на Земле, этот самый «бурый порошок» при водородном обжиге земных руд, мы и получаем как выделенную фракцию, для  дальнейшего почти мгновенного восстановления.
А на Марсе он уже выделен, его барханами весь Марс покрыт, и всё небо бежевое от окалины.
Возможно микроструктура основных марсианских минералов такова, что при продуве кислорода из них будет выжигаться окалина.

Чугун получается из сплавления земных железосодержащих пород с углём, грубо это представить можно так, водород выжигает кислород, железоуглерод стекает расплавом чугуна, а силикаты и т.д. остаются шлаком.
Чугун мы там тоже будем добывать, для сплавления  его с полученным железом и получения высокоуглеродистых сплавов.

Главный цикл я уже описал:
Ночью вымораживаем из марсианской атмосферы СО2 тройная точка -56.6С, получившийся воздух отгоняем в теплицы, там будет СРАЗУ ЖЕ: азот, аргон, СО2, О2 в идеальном для высших растений соотношении.
Сухой СО2 подаём в плазмохимический реактор. Нагреваем всего-то до 400С (на 500К) простыми зеркалами. Пропускаем низкотемпературный разряд 4-6 тыс. градусов. (не знаю сколько это вольт, но вряд ли более 1000, может и 220 даже хватает ? ) КПД импульса более 80 процентов!
Я не нашёл как авторы предлагают отделять СО от О2, но на Марсе, можно самым примитивным способом: Вымораживаем ночью из смеси СО2, и подаём в холодильник, сжижаем СО тройная точка 66К и О2 54К. О2 и СО РАЗДЕЛЕНЫ!
На смеси О2 и СО могут работать двигатели внутреннего сгорания КПД 20-35%, но мы же не земляне, чтобы использовать расточительный термодинамический цикл? Мы – МАРСИАНЕ!   
Мы будем сжигать на искусственных плёнках и средах, сразу получая ток, и изобретём низкооборотные (для экономии при передаче энергии на движитель) электромоторы (КПД выше 98%). Итого от первично усвоенной нами энергии КПД наших автомобилей и роботов будет, не как у презренных троглодитоподобных земляшек (10-15%), а более 60-70%, почти как у живого! 
Вероятно идеальным бы был электролиз СО2 на СО и О2, однако, так напрямую, вряд ли удастся, среду надо будет создавать достаточно сложную, и производительность возможно не будет велика. Электролиз до С и О2  проще. Однако школьная реакция получения непредельных оксидов углерода\серы в предельных оксидах углерода\серы как
С+СО2 –> 2СО  красива лишь в тетрадке.

По поводу же металлургии, то поручение порошковообразного железа на Марсе энергетически дешевле, даже чем его последующая выплавка.
FeO + CO –(продув) 300-400C-> Fe + CO2

Понятно, что для сплавов с заданными свойствами, придётся, как и на Земле.
Но, полуфабрикаты, на Марсе получаются намного проще и энергетически дешевле.

[Геральдинка]

  Лайкать.. Лайк.. Совсем иностранное, инородное, *трансплантат -тело* в русском великом, могучем(!!), насильно *засланное* програми майкрософт. Боже мой, вы ещё и умеете сочинять рифму..)  А я нет

Константин, вы описали достаточно интересную перспективу, да.. Поэтому она бурая, поэтому планета кажется красной.. Теперь многое становится понятным. И тут вдруг всё же осознаю, что колонизация Марса, даже если она и станет когда нибудь возможна.. То всё же в необозримом, далёком будущем.

Знаете, Arton.. Категоричность вашего утверждения мне пришлась не по нраву. Знания, интеллект индивидуума может померкнуть в сухости слов, в некорректности фраз.. Характеристика личности, порой для меня лично, является отправной точкой в важности, в данном конкретном случае, вас. Не меркните, пожалуйста. Не надо блекнуть. Интеллект есть, добропорядочности и сердца чуть добавьте, *волшебник Гудвин*..) Плиз!)    И я с удовольствием вас ещё почитаю))) 

[Okub62]

Одного не могу пока понять. Что вы называете - восстановлением железа? Оно не восстанавливается. ...

Восстанавливается. Погуглите, пожалуйста, например выражения доменная печь, производство железа ...
Например вот - http://studyport.ru/tehnika/proizvodstvo-zheleza

[Константин ВАРБ]

Лайкать.. Лайк.. Совсем иностранное, инородное, *трансплантат -тело* в русском великом, могучем(!!), насильно *засланное* програми майкрософт. Боже мой, вы ещё и умеете сочинять рифму..)  А я нет

Стихо - это по сути и есть химия, только слова.

Константин, вы описали достаточно интересную перспективу, да.. Поэтому она бурая, поэтому планета кажется красной.. Теперь многое становится понятным. И тут вдруг всё же осознаю, что колонизация Марса, даже если она и станет когда нибудь возможна.. То всё же в необозримом, далёком будущем.

Нет я прежде всего описал технологические преимущества Марса как металлургической базы. У него есть и масса иных преимуществ для создания на нём мощной химической промышленности.
Просто пока залежи многочисленных марсианских полезных ископаемых не разведаны, а о составе обнаруженных пород публикуемые сведения весьма поверхностны, то вынуждено проявляю осторожность.

Освоение Марса - это дело самого ближайшего будущего, уже лет через 50 будут развёрнуты марсианские лаборатории, а лет через 100 и обитаемые станции.

Разумеется, что если бы у нас были сейчас тяжёлые ракетоносители которые могли бы выводить на земную орбиту хотя бы 200-300 тонн груза, то  при наличие политической воли можно было бы начать крупномасштабное промышленное освоения Марса (исключительно в научных целях разумеется!!!)
Но начинать всё же следует с Луны.

[Геральдинка]

Нет я прежде всего описал технологические преимущества Марса как металлургической базы. У него есть и масса иных преимуществ для создания на нём мощной химической промышленности.
Просто пока залежи многочисленных марсианских полезных ископаемых не разведаны, а о составе обнаруженных пород публикуемые сведения весьма поверхностны, то вынуждено проявляю осторожность.

Освоение Марса - это дело самого ближайшего будущего, уже лет через 50 будут развёрнуты марсианские лаборатории, а лет через 100 и обитаемые станции.

Разумеется, что если бы у нас были сейчас тяжёлые ракетоносители которые могли бы выводить на земную орбиту хотя бы 200-300 тонн груза, то  при наличие политической воли можно было бы начать крупномасштабное промышленное освоения Марса (исключительно в научных целях разумеется!!!)
Но начинать всё же следует с Луны.

Лет 50, 100 это время, которое так же относительно. Экспедиция на планету собирается уже через 25. Как вы думаете это реально или они всё же спешат?

[Геральдинка]

Восстанавливается. Погуглите, пожалуйста, например выражения доменная печь, производство железа ...
Например вот - http://studyport.ru/tehnika/proizvodstvo-zheleza

Насыщается.

[ivanij]

 

Комментарий модератора раздела

Бессодержательные сообщения и диалоги личного характера - удалены.

[Олег Воля]

Приветствую обитателей форума!
Я тут обдумываю один сюжет для моего техно-фэнтези о освоении Марса при помощи магов (в основном их способности создавать порталы). Под эту идею копаю информацию о терраформинге и вообще о планетах солнечной системы. И ВДРУГ придумался мне такой трюк:

А что если связать постоянно действующим порталом экваториальную поверхность Венеры и полюс Марса. На Венере мы имеем атмосферу под давлением 9,2 МПа с температурой 460^о  по сравнению с этим  на Марсе царит мороз и вакуум. Открытые порталы позволяют атмосфере Венеры свободно истекать на Марс и одновременно растапливать полярные льды. А если истечение организовать через сопла Лаваля установленные на экваторе то можно и скорость вращения Марса увеличить Только надо ли?

Вопрос знатокам.
1. До какой величины в теории можно поднять давление атмосферы на Марсе?
2. Какую мне надо заложить пропускную способность что бы добиться этого параметра скажем за год или пять лет?

(Если мне ни кто не поможет, я конечно сам засяду за расчеты, но право слово не хочется терять время на насилие над своими гуманитарными мозгами)

[Константин ВАРБ]

Приветствую обитателей форума!
Я тут обдумываю один сюжет для моего техно-фэнтези о освоении Марса

Олег, тот синопсис который вы набросали, ничего кроме графомани на выходе не даст. Литератор обязан прежде всего как следует проработать литературно-художественный замысел, а не искать для произведения заготовок типа откровения мудрой обезьяны: "Шкурка от банана по объёму - всегда больше самого банана".

В этой теме, если вы будете любезны её прочитать, вы найдёте много полезного, в том числе и для литературных опытов.

[Олег Воля]

Я не излагал синопсиса
Канва сюжета мертвые города Марса, палеоконтакты на Земле и наследие инопланетян.  Здесь я Вас ни о чем спрашивать не буду. То что я попросил это всего лишь вкусная вишенка на торте.

Прочитать 128 страниц флуда трудно (Я сейчас на 12-й)

Я не для денег пишу а для удовольствия так что я графоман (Хотя есть кому читать)

[Константин ВАРБ]

Прочитать 128 страниц флуда трудно (Я сейчас на 12-й)

На первых же страницах темы поставлены важнейшие, самые вкусные для литератора вопросы, а именно необходимость создание марсианской цивилизации, как гарантию развития человеческой цивилизации по космическому пути.

Скорость вращения Марса почти идеально соответствует в отличие от Земли земным биологическим суткам. Так что раскручивать для улучшения биологического режима - не надо.

При формировании нультранспортировочной воронки с Венеры, Марс может сам нагреется до околовенерианских температур, а может и превратиться в диоксид углеродный снежок. Но возможно, что на Марсе на юге будет зимняя полярная шапка, а на севере плескаться углекислый океан.
Найдите в сети интерактивную карту Марса, и загрузите её себе, это полезно. 

[Константин ВАРБ]

1. До какой величины в теории можно поднять давление атмосферы на Марсе?
2. Какую мне надо заложить пропускную способность что бы добиться этого параметра скажем за год или пять лет?

Объёмы газа для создания давления при одинаковой общей температуре атмосферы, что на Марсе, что на Земле, что на Венере практически одинаковые. Так что весь вопрос в количестве атмосферы.
Несколько страниц выше есть отчёт о моделировании атмосферы Марса, предел превращения Марса в ледяной снежок без дополнительного парникового эффекта при атмосфере состоящей почти исключительно из СО2 наступает в районе 5 бар.


Из этого и следует исходить.
Значительная часть СО2 при достижении давления около 1 бара свяжется марсианским грунтом.

Да при прямой нуль транспортировке надо учитывать что гравитационная воронка на Венере в 2 раза глубже, а следовательно потребуется энергия для переноса, и газ на Марсе сразу же будет охлаждаться при расширении более чем в двое, а следовательно и терять температуру при расширении более чем вдвое по кельвину.

[Константин ВАРБ]

Но там рассчитывается древний относительно водный, не современный Марс.
Современный Марс при более менее существенном давлении СО2 станет не рыжим, а белым от FeCO3.