Освоение Марса

[Олег Воля]

Итак я наконец осилил 128 страниц темы, но ничего полезного кроме статьи Евгения Бобуха не нашел.

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.

Не нашел этот отчет. И не понимаю почему 5 бар СО2 приведут к замерзанию Марса. В соответствии с вышеупомянутой статьей при давлении СО2 выше 40 кПа процесс вымораживания углекислоты на полюсах прекратится.

Значительная часть СО2 при достижении давления около 1 бара свяжется марсианским грунтом.

А разве оно ещё не? Мне казалось что именно связывание грунтом и послужило причиной потери атмосферы.
===

А вообще то с помошью гипотетических "нуль-переходов" можно ловко оперировать газовым составом выбранных планет. Стравить лишнее с Венеры разместив устье портала где нибудь в космосе. Можно опустить исток в газовые гиганты и качать их материал - аммиак, водород, водяные пары (есть такой слой на Юпитере) А если пойти дальше в фантазии то разместив устье перед дюзами двигателя, а исток кинув поглубже в недра газового гиганта мы получим халявную реактивную струю   А если опустить огромный портал в недра метановой планеты, а маленькие портальчики разместить в местах потребления топлива то можно помахать ручкой Газпрому

Простите меня конечно. Я всего лишь фантазер.

[AlexAV]

Не нашел этот отчет. И не понимаю почему 5 бар СО2 приведут к замерзанию Марса. В соответствии с вышеупомянутой статьей при давлении СО2 выше 40 кПа процесс вымораживания углекислоты на полюсах прекратится.

Была ссылка на очень интересное моделирование климата раннего Марса. Это статья F. Forgeta, R. Wordswortha, E. Milloura, J-B. Madeleinea, L. Kerbera, J. Lecontea, E. Marcqb, R.M. Haberlec "3D modelling of the early Martian Climate under a denser CO2 atmosphere: Temperatures and CO2 ice clouds."

Если кратко перечислить основные выводы, то получается, что у марсианской атмосферы (если она состоит из углекислого газа) возможны три различные состояния:
1) При давлении <300 мбар углекислый газ вымораживается на полюсах и Марс проваливается к современному состоянию, т.е. очень низкое атмосферное давление, выраженная широтная зональность, полярные шапки из сухого льда, существование жидкой воды на поверхности невозможно.
2) При давлении 300 мбар - 3 бар. Широтная зональность исчезает, зато появляется чётко выраженная высотная с горными ледниками, вымораживания углекислого газа не происходит, давление и температуры допускают существование жидкой воды на поверхности, но гидрологический цикл при этом близок к антарктическому (тот который наблюдается в сухих долинах).
3) При давлении углекислого газа >3 бар он начинает снова выпадать в виде сухого льда, роста парникового эффекта при этом не происходит, а температура начинает снова снижаться при увеличение его количества из-за роста альбедо.

Собственно отсюда вывод, что количество углекислого газа в в атмосфере Марса гесперийской эры было больше 300 мбар, но меньше 3 бар (наблюдаемые данные говорят, что климат тогда соответствовал второму варианту).

Если касаться вопроса перспектив терраформирования,  то отсюда вывод, что парниковая атмосфера с углекислым газом из Марса субтропики не сделает при любом давлении, лучшее, что может получиться - климат антарктических сухих долин и, возможно, приледниковой тундростепи  ледникового периода.

P.S. Есть косвенные указания, что в пренойской и ранненойской эре там было всё же существенно теплее, чем в вышеописанном случае. Единственное адекватное объяснения для этого феномена, которое было предложено - богатство ранней атмосферы Марса водородом, который очень сильно усиливает парниковый эффект. Естественно Марс водород удерживает очень плохо и этот период был достаточно коротким. Отчасти видимо этим же объясняется сильная потеря первичных инертных газов Марсом (водород марс теряет по гидродинамическому механизму, при этом возникает ток вещества в верхней атмосфере, который может увлекать и атомы тяжёлых газов, которые в обычных условиях не терялись и могли бы сохраняться в атмосфере геологически долго).

[Олег Воля]

AlexAV - спасибо. Разъяснили.
Я сам с Хибин и тундры с мерзлотой меня лично не пугают 

Но в своей истории я могу и водорода вдуть  на Марс  Мне не трудно.

[Геральдинка]

вдуть

А по моему вы тут кого то попытались взуть..)
Гипотетически. 

[SY]

А если опустить огромный портал в недра метановой планеты, а маленькие портальчики разместить в местах потребления топлива то можно помахать ручкой Газпрому

Наличие "портала" не отменяет законов сохранения. Чтоб достать что-то от туда, надо совершить титаническую работу против силы тяжести. Поэтому газ Газпрома даже в этом случае будет дешевле. А еще есть риск, что через портал сюда проникнет поле тяготения Юпитера, и просто высосет все отсюда вместе с атмосферой, гидросферой, мантией и пр. оболочками подчистую, включая Луну.

[LonelyWanderer]

поподробнее, почему после 3 бар углекислота снова вымораживается? Это как то связано с зависимостью   температуры плавления и кипения от давления? Но ведь 3 бар - это по толщине как 9 атмосфер, парниковый эффект будет огого! Как минимум положительные температуры.
Выше приводилась таблица УФ излучения Солнца от возраста. Ну во первых, это все таки теория, не достоверно ивестны точные цифры. Во вторых, если речь идет именно о мощности (а не о энергии частиц, фоьонов и тп), то цифра в первые 100 млн.лет в 95 раз выше сегодняшних значений указывает, что и интенсивность улетучивания была в 95 раз выше. Т.е., если утверждается, что за миллиард лет при сегодняшних темпах убегает 10 мбар, то тогда за первые 100 млн.лет только за счет диссипации могло улететь 100 мбар. Нестыковочка. Особенно, если учитывать, что жидкая гидросфера существовала дольше, когда и УК излучение было выше уже не в 95, а лишь в несколько раз. Поэтому одной лишь активностью солнца в начале существования не доказывается долговечность сегодняшней атмосферы.

[LonelyWanderer]

По моему мощность нынешней атмосферы очень неплохо может объясняться не остаточностью от былой атмосферы, а следствием столкновений Марса с астероидами. Он изрыт кратерами, и немало кратеров появились уже после замерзания гидросферы. А образование более-менее крупного кратера - это частичная дегазация пород подобно вулкану. Только масшстаб может быть несопоставим, если речь идет о крупном кратере. Но если улетучивание атмосферы  последние пару миллиардове лет незначительное, что столкновения с астероидами должно было бы привести к более мощной атмосфере, чем имеется, и плюс Олимп, который потух относительно недавно. газы накапливались быстрее, чем улетучивались..

[AlexAV]

поподробнее, почему после 3 бар углекислота снова вымораживается? Это как то связано с зависимостью   температуры плавления и кипения от давления? Но ведь 3 бар - это по толщине как 9 атмосфер, парниковый эффект будет огого! Как минимум положительные температуры.

Парниковый эффект от концентрации зависит не линейно, а только логарифмически (центры линей насыщены при высоких давлениях, а уменьшение росселанда ИК идёт только за счёт её крыльев). Зато при росте давления появляются условия, когда на уровне тропопаузы начинает возникать облачность из сухого льда, что ведёт к резкому росту альбедо, падению температуры и осаждению углекислого газа уже и на поверхности. Т.е. углекислый газ в условиях Марса может быть как парниковым, так и антипарниковым газом в зависимости от давления.

Выше приводилась таблица УФ излучения Солнца от возраста. Ну во первых, это все таки теория, не достоверно ивестны точные цифры.

Сейчас известно много звёзд всех возрастов, так что эти значения получены по наблюдаемым данным и вполне достоверны.

Особенно, если учитывать, что жидкая гидросфера существовала дольше, когда и УК излучение было выше уже не в 95, а лишь в несколько раз.

Нет никакой нестыковочки. Диссипация атмосферы в изменение климата с гесперийского на амазонийский не играла вообще никакой роли (изотопный состав углерода в ALH 84001 и современной атмосфере Марса тому подтверждение). Вот захоронение в карбонаты - это действительно существенный фактор.

Поэтому одной лишь активностью солнца в начале существования не доказывается долговечность сегодняшней атмосферы.

Правильно. Она доказывается результатами точных кинетических расчётов и прямых измерений космическими аппаратами. И здесь результаты вполне однозначные.

По моему мощность нынешней атмосферы очень неплохо может объясняться не остаточностью от былой атмосферы, а следствием столкновений Марса с астероидами.

В условиях Марса столкновения ведут не к накоплению газа, а к его диссипации. Т.е. астероид выбрасывает в межпланетное пространств при статистически типичной траектории столкновения больше вещества, чем приносит. На самом деле это один из достаточно существенных механизмов утраты первичной атмосферы Марса (правда достаточно эффективным он был только в период поздней тяжёлой бомбардировки, после крупные столкновения очень редки).

Но если улетучивание атмосферы  последние пару миллиардове лет незначительное, что столкновения с астероидами должно было бы привести к более мощной атмосфере, чем имеется, и плюс Олимп, который потух относительно недавно. газы накапливались быстрее, чем улетучивались..

Астероиды играют статистически только в минус, вулканизм там в амазонийской эре был незначителен, а вот захоронение в карбонаты даже в относительно сухих условиях современного Марса хоть медленно, но продолжалось (в гесперийской и амазонийской эре этот фактор куда важнее диссипации в космос).

[AlexAV]

Нет никакой нестыковочки. Диссипация атмосферы в изменение климата с гесперийского на амазонийский не играла вообще никакой роли (изотопный состав углерода в ALH 84001 и современной атмосфере Марса тому подтверждение). Вот захоронение в карбонаты - это действительно существенный фактор.

А карбонатов на Марсе нашли весьма и весьма много. Вот данные Феникса:

Carbonates are generally products of aqueous processes and may hold important clues about the history of liquid water on the surface of Mars. Calcium carbonate (approximately 3 to 5 weight percent) has been identified in the soils around the Phoenix landing site by scanning calorimetry showing an endothermic transition beginning around 725°C accompanied by evolution of carbon dioxide and by the ability of the soil to buffer pH against acid addition. Based on empiricalkinetics, the amount of calcium carbonate is most consistent with formation in the past by the interaction of atmospheric carbon dioxide with liquid water films on particle surfaces.

Этого достаточно чтобы захоронить количество углекислого газа эквивалентного давлению 0,7 - 5 бар (в зависимости от предположений о мощности осадочных пластов). При этом оценки первичного объёма дегазации на Марсе дают величину объёма углекислого газа, выделившегося при вулканизме за всю его геологическую историю, как величину ~ 1 бар. Т.е. здесь баланс более-менее сходится.

[AlexAV]

Несколько возвращаясь к перспективам терраформирования Марса. Как известно на земле одним из основных источников кислорода в атмосфере является геохимический цикл связанный с захоронением неокисленного углерода

СO₂ = [C] + O₂

Однако помимо него существует ещё один, в земных условиях менее важный, но тем не менее дающий ощутимый вклад, это захоронение неокисленной серы, прежде всего пирита:

Fe⁺³ + 2SO₄^2- + 0.5H₂O = FeS₂ + OH^- + 3.75O₂

Здесь интересный момент, что поверхность Марса очень богата сульфатами (серы там намного больше чем на Земле) и учёт потенциально доступного кислорода в форме сульфатов должен сильно улучшать перспективы создания плотной кислородной атмосферы только за счёт ресурсов планеты без доставки вещества из космоса.  

[Кремальера]

чёт потенциально доступного кислорода в форме сульфатов должен сильно улучшать перспективы создания плотной кислородной атмосферы только за счёт ресурсов планеты без доставки вещества из космоса.

И за сколько тысяч ,с вашей точки зрения,марсианских годков,эти перспективы могут обрести черты реальности?Это не риторический вопрос.,а просто в качестве фона к тому что реальная колонизация тел в системе невозможна.Ну негде просто трудиться новой "Морской и колониальной лиге"..Поля нету.Волшебного.

[Олег Воля]

ахалай махалай!!!
Я вам конечно уже надоел, но ещё вопросик.
А как будет выглядеть смерть человека на Марсе без средств защиты? И как будет выглядеть труп лет через 10?
(ну да. есть у меня по сюжету мертвое тело пролежавшее на марсе 10 лет правда в закрытом помещении)

[Okub62]

Давайте договоримся - Вы летите сейчас, а мы - лет через 10. Посмотрим, как выглядит ... и то и другое.

[Mark]

НАСА показало прототп марсианского скафандра

http://lenta.ru/news/2014/05/06/suit/

[AlexAV]

И за сколько тысяч ,с вашей точки зрения,марсианских годков,эти перспективы могут обрести черты реальности?Это не риторический вопрос.,а просто в качестве фона к тому что реальная колонизация тел в системе невозможна.Ну негде просто трудиться новой "Морской и колониальной лиге"..Поля нету.Волшебного.

Сложный вопрос. Единственный осмысленный метод это осуществить - биологический. А здесь всё зависит от возможной достижимой биопродуктивности, скорости накопления осадочных отложений, количеством легко окисляемых веществ в верхнем слое литосферы (по этому пункту скорее всего всё достаточно неплохо из-за длительного воздействия кислорода, возникающего при фотолизе воды). Если оценивать по современным параметрам земли, то получится что-то около нескольких миллионов лет (если предположить, что верхняя литосфера уже в достаточной мере окислена и необходимо только накопление кислорода в атмосфере).

Геологические изменения требуют и времён геологического масштаба...     

Это не риторический вопрос.,а просто в качестве фона к тому что реальная колонизация тел в системе невозможна.

Нашей современной цивилизацией - конечно нет. Не можем мы оперировать и строить планы на временах масштаба миллионов лет. А вот некой цивилизации приручившей "сверхвремя", т.е. существующей сотни миллионов лет и сохраняющей память и планы на протяжении миллионов - десятков миллионов лет... почему бы и нет.

Кстати вот вам возможный образ реальной сверхцивилизации, а не фэнтезийной, т.е. без звёзды смерти и гравицапы.  

[Кремальера]

Нашей современной цивилизацией - конечно нет.

Ну раз так- какого туда лезут мерикане?Да еще причем,скорей всего самолично(высадка наверное все же последует к середине 30-х)..Да и вообще :ну какие блин, научные результаты можно извлечь из дохлого марсианского шарика?Не важно отправят ли за ними гавриков в алюминевой банке или же новый поумневший шестиколесный самокат-толку особого не предвидется.Про искрометную версию ув.boba,где марсианским потугам отдается роль дорогостоящей социальной рекламы со спортивным уклоном,я умолчу.Если мы понимаем бесплодность работы с четвертой планетой,то почему бы не идти дальше- к тем же лунам Джупа и готовиться к заплывам в по-настоящему глубокий космос,если в СС нет нового землеподобного Эльдорадо,значит Землю-2 надо искать в другом месте.Абсурдность марсианских усилий(не заикаясь о колонизации) понимают даже малограмотные невежды вроде меня,неужели это не ясно лобастым инженерам со степенями MIT,за океаном?

[Константин ВАРБ]

Итак я наконец осилил 128 страниц темы, но ничего полезного кроме статьи Евгения Бобуха не нашел.

Странно. В этом году мы коллективными усилиями и мозговым штурмом пришли к
ВАЖНЕЙШИМ ВЫВОДАМ, которые никто до нас не сделал:

1. СО2 там что называется "доктор прописал" не много ни мало. Идеально для дыхания, и сейчас и если растопить полярные шапки.
2. Кислород связан в перхлоратах и селитрах. (Вероятно МНОГО)
3. Марсианский азот должен быть захоронен в селитрах.
4. Вода есть, но замёрзшая.

Для терраформинга этого не хватит но для нормального функционирования колонии и начала создания первичной биосферы хватит.

В соответствии с вышеупомянутой статьей при давлении СО2 выше 40 кПа процесс вымораживания углекислоты на полюсах прекратится.

С чего бы это? Если  бы у нас в атмосфере СО2 было бы больше, то зимой в Антарктиде сухой лёд тоже бы намерзал.
Для этого циркуляцию атмосферы надо менять.
А зачем? Там он хорошо депонируется и энергию переносит. Надо насыщать атмосферу кислородом и азотом, для повышения циркуляции. 

Значительная часть СО2 при достижении давления около 1 бара свяжется марсианским грунтом.

А разве оно ещё не? Мне казалось что именно связывание грунтом и послужило причиной потери атмосферы.

Нет, там судя по всему происходил фотолиз воды, с потерей водорода.
И кислород осадил весь азот и выделил железо из минералов.
Поэтому при нынешних условиях при наличие высоких давлений СО2 возможно образование облаков из FeCO3. Марс совсем замёрзнет.


===

А вообще то с помошью гипотетических "нуль-переходов" можно ловко оперировать газовым составом выбранных планет.

Можно и без "нуль-переходов", но что с ними, что без них надо думать, что и в каком порядке делать.


Да не забивайте особо техническими деталями голову.

[Константин ВАРБ]

ахалай махалай!!!
Я вам конечно уже надоел, но ещё вопросик.
А как будет выглядеть смерть человека на Марсе без средств защиты? И как будет выглядеть труп лет через 10?
(ну да. есть у меня по сюжету мертвое тело пролежавшее на марсе 10 лет правда в закрытом помещении)

Труп будет выглядеть в зависимости от многих обстоятельств. Если без скафандра то высохнет.
Небольшая разгерметизация и в открытом космосе уже случалась.
Где то  либо я либо Аскет ссылку давали.

Во-первых высотный костюм имеет специальные накладки для создания внешнего давления, при разгерметизации  даже если оно будет потеряно, подкожный жир вскипит и часть тела разбухнет. Потом в нормальных условиях через несколько часов придёт в норму. При разгерметизации  дыхательной системы, ну как под водой. Человек тварь исключительно живучая!

[Андрей Курилов]

Труп будет выглядеть в зависимости от многих обстоятельств.

Подлежащее, блин. Это ошибка из расстрельного списка.

3. Марсианский азот должен быть захоронен в селитрах.

Кому должен? Где находили на Марсе селитру?

И кислород осадил весь азот и выделил железо из минералов.

Сказки.

[AlexOrex]

А как будет выглядеть смерть человека на Марсе без средств защиты?

Вот тут о человеке в вакууме (ответ 37):
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,27801.msg503981.html#msg503981