Освоение Марса

[shuricos]

Друзья, а кто-нибудь считал применимость "космического лифта" на Марсе?
Он вращается чуть быстрее Земли, а гравитация на нём меньше.
Знаю про проблему с Фобосом (может перебить трос лифта) и знаю идею магнитной катапульты с Олимпа. Но вот именно лифт кто-нибудь считал?

[LonelyWanderer]

Друзья, а кто-нибудь считал применимость "космического лифта" на Марсе?
Он вращается чуть быстрее Земли, а гравитация на нём меньше.
Знаю про проблему с Фобосом (может перебить трос лифта) и знаю идею магнитной катапульты с Олимпа. Но вот именно лифт кто-нибудь считал?

Не считали, но суть не отличается принципиально от Земли - только нанотрубки Никакие кевлары и т.д. не справятся.

[shuricos]

Хорошо подумав, пришёл к выводу о том, что моё предложение о размещении Ямы на экваторе напоминает пословицу о побежавшем за двумя зайцами (и, по неофициальной версии, получившем пилюлей от обоих). Марс слишком холодная планета, чтобы жертвовать летним теплом ради меньшего мороза зимой. Пусть у нас будут более ярко выраженные сезоны в Яме, зато лето будет более тёплым и позволит запастись урожаем на долгую зиму.

Это значит, что Яму надо располагать на 25° южной широты. Эта широта получает больше тепла летом, чем экватор.

Вот эти https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,1277.msg3294444.html#msg3294444  мои подсчёты позволяют надеяться на дополнительные 10° температуры в Яме в сравнении с нынешним состоянием. Повышение альбедо с нынешних 0.75 до 0.9 (просто используя грунт возвышенностей Марса) позволит добавить ещё 10°.
Давление атмосферы ещё внесёт свою лепту.
Так что, летом тут может оказаться довольно комфортно!

[Константин ВАРБ]

Считали же,

Пустыней не будет, для вполне нормальной тундры в долинах и не только совсем не много надо.

описанной мною добычи и переработки Fe3O4 в чистый Fe

имхо = жуть.

...

Лифт тут просчитывали соответственно он будет длиннее, а проблемм ещё больше.

[Константин ВАРБ]

Это значит, что Яму надо располагать на 25° южной широты. Эта широта получает больше тепла летом, чем экватор

На юге там короткое близкое к солнцу лето, а на севере наоборот.
В этом большой минут размещения  в основных долинах.

Когда на Марсе  начнёт теплеть, то с наступлением южного лета планета будет покрываться  мраком.
И никакого там без света урожая.

Но вообще-то тема не основательно покрыта флудом, в ней есть вполне конкретные предложения и обсуждения.

[shuricos]

Ну да. Салехард и о.Врангеля (которые тут приводились в качестве иллюстрации курортных зон Марса) - не арктическая пустыня, но и не то, что оправдывало бы столь значительные траты ресурсов на терраформирование Марса.

А невозможность сооружения космического лифта автоматически делает Космодром "Олимп" главной стартовой  площадкой планеты. Глобальное повышение давления на Марсе убьёт выгоды Олимпа (сейчас на его вершине почти вакуум - можно разгонять капсулы до первой космической смело).

[shuricos]

Почему, по-Вашему, получение Fe и O2 из Fe3O4 (с остатком в виде Fe2O3) = жуть?
Ничего, кроме нагрева и последующего охлаждения, для этого не требуется.
 

[shuricos]

Не понял насчёт мрака, которым потеплевший Марс будет покрываться южным летом. Имеете в виду водяные облака?

Я вообще не предлагаю делать весь Марс теплее - только локальные рукотворные оазисы под стеклом теплиц или под дополнительными десятками километров атмосферы в Яме (или оба решения вместе - теплицы внутри Ямы ).

[Проходящий Кот]

А может тогда проще сделать полости на глубине и вода для контроля давления.
Энергия с солнечных батарей(хотя это самое слабое в данном проекте) ......

[shuricos]

В грунте всегда есть поры, через которые воздух из полости будет уходить (если только это не полость от ядерного взрыва). Придётся постоянно подкачивать давление в полости, чтобы компенсировать потери (а они есть и в образованных ядерным взрывом газохранилищах).

Большая разница давлений при разгерметизации опасна. В этом полости и теплицы безусловно проигрывают Яме.

Вода, поддерживающая давление, будет замерзать и сублимировать в условиях поверхности Марса, придётся всё время заботиться об этом.

Как греть полость? Солнца нет. Панелей едва хватает на освещение. Тепла недр почти нет. Теплопотери ниже, чем у теплиц, конечно, но и подогрев не понятен.

Людей можно загнать под землю, но растениям нужно много света. Нерационально трансформировать свет в электричество, а потом обратно в свет. Чем меньше преобразований, тем меньше потери, меньше тащить с Земли техники, выше надёжность.

Мы же о колонизации говорим, а не о кратковременной миссии и даже не об исследовательской станции.

[Константин ВАРБ]

Почему, по-Вашему, получение Fe и O2 из Fe3O4 (с остатком в виде Fe2O3) = жуть?
Ничего, кроме нагрева и последующего охлаждения, для этого не требуется.

Откуда вы эту реакцию взяли и при каких условиях она протекает?

[Константин ВАРБ]

Людей можно загнать под землю, но растениям нужно много света. Нерационально трансформировать свет в электричество, а потом обратно в свет. Чем меньше преобразований, тем меньше потери, меньше тащить с Земли техники, выше надёжность.

То есть на Марсе выплавить стёкла выдерживающие давление в пару атмосфер не судьба.
Хотя имхо умнее использовать световоды различных типов.

[shuricos]

Людей можно загнать под землю, но растениям нужно много света. Нерационально трансформировать свет в электричество, а потом обратно в свет. Чем меньше преобразований, тем меньше потери, меньше тащить с Земли техники, выше надёжность.

То есть на Марсе выплавить стёкла выдерживающие давление в пару атмосфер не судьба.
Хотя имхо умнее использовать световоды различных типов.

Судьба. Для теплиц (подземная полость, о которой говорит Кот, по определению не имеет стеклянного потолка; в противном случае она будет считаться уже теплицей).

Да и световод размером с поле (у нас же Колония, а не убежище Марка Уоттни !), называется "стеклянный потолок".

[Константин ВАРБ]

называется "стеклянный потолок".

Вы не поняли мою мысль.
Мне же хотелось бы услышать от Вас прояснение о чудесном методе химического самовосстановления железа.

Относительно перехода сульфатов в сульфиды, то да это геохимический факт, но не биологические, а "алхимические" пути минералов, пока не прояснены.
Марс возможно прояснит пути решений, но не быстро.

[shuricos]

Почему, по-Вашему, получение Fe и O2 из Fe3O4 (с остатком в виде Fe2O3) = жуть?
Ничего, кроме нагрева и последующего охлаждения, для этого не требуется.

Откуда вы эту реакцию взяли и при каких условиях она протекает?

При нагревании имеющегося на Марсе кристаллогидрата Fe3O4 сначала отделится вода, а при дальнейшем нагреве до 1540°С пойдёт реакция 2fe3o4 -> 6FeO + o2

Кислород забираем на дыхание, FeO идёт дальше в процесс.
Тут есть несколько вариантов.

1. При 200...565°С (т.е. надо только охладить) идёт реакция 4FeO->Fe3O4 +Fe.
Дальше Fe3O4 пускаем на новый круг.

2. При температуре выше 570°С идёт реакция 2Fe3O4+H2O->3Fe2O3+H2.
Fe2O3 в отвал.
Водородом восстанавливаем железо из FeO.

3. Но воды на Марсе и так не избыток, поэтому используем эту реакцию:
2Fe3O4+CO2->3Fe2O3+CO
или 3FeO+CO2->Fe3O4+CO.

CO   на восстановление железа из FeO.
Fe3O4 на новый цикл.
Fe2O3 в отвал.

[psn]

http://lenta.ru/articles/2015/10/12/themartian/   вот здесь немного марсианского опыта.

[Константин ВАРБ]

Ну , знаете ли, у меня вчера от Вашего ответа не только челюсть отвисла, это пол беды, но и клава закоротила. Пока поменял - надо было спать.

Почему, по-Вашему, получение Fe и O2 из Fe3O4 (с остатком в виде Fe2O3) = жуть?
Ничего, кроме нагрева и последующего охлаждения, для этого не требуется.

Откуда вы эту реакцию взяли и при каких условиях она протекает?

При нагревании имеющегося на Марсе кристаллогидрата Fe3O4 сначала отделится вода, а при дальнейшем нагреве до 1540°С пойдёт реакция 2fe3o4 -> 6FeO + o2
Кислород забираем на дыхание, FeO идёт дальше в процесс.

Не знаю где Вы там залежи этих кристаллогидратов обнаружили, ну допустим
Fe2(SO4)3 там вполне толстым и ЧИСТЫМ пластом лежит; который в солнечных печах при 1000К+  вполне перепекается в Fe304 + SO2 + O2

Но 2000К я не знаю какие концентраторы нужны и сколько минут в сол они будут работать.

Ну хорошо пусть на полусолонь мы получили желанный Вами FeO

1. При 200...565°С (т.е. надо только охладить) идёт реакция 4FeO->Fe3O4 +Fe.
Дальше Fe3O4 пускаем на новый круг.

Вот именно об этом я и попросил ПОПОДРОБНЕЕ.
Как Вы собираетесь разделять смесь  Fe3O4 + Fe.
При нагревании она опять станет FeO ну пусть и с некоторой примесью Fe.

(То есть как алхимически в земных условиях ранней античности получить этим способом несколько процентов углеродистой стали я представляю, как химически в марсианских условия - нет)

2. При температуре выше 570°С идёт реакция 2Fe3O4+H2O->3Fe2O3+H2.
Fe2O3 в отвал.
Водородом восстанавливаем железо из FeO.

Выход реакции какой?

3. Но воды на Марсе и так не избыток, поэтому используем эту реакцию:
2Fe3O4+CO2->3Fe2O3+CO

Это более логично, тем более что СО2 у нас почти халявный, практически любых разумных почти халявных температур и давлений (простым механическим прессом ).
Но опять же:
Выход реакции какой?

или 3FeO+CO2->Fe3O4+CO.

Нечто более вменяемое, но тут есть одно но:
 CO это не кислород, это CO!
Он не только восстанавливает оксиды, но и разрушает структуры металлов,
поэтому устройства в которые он будет уходить должны быть карбированы, и технические условия приёма будут очень узкие как по температуре, так и по концентрации смеси CO и СО2 и их давлению.
На солнечных концентраторах это вряд ли получится.

CO  на восстановление железа из FeO.
Fe3O4 на новый цикл.

Ну если Вы в том смысле, что именно так придётся обогащать
руду из "имеющегося на Марсе кристаллогидрата Fe3O4 " то да именно так её и придётся обогащать.   

Всё же когда я тут писал о возможных чистохимических путях получения СО из СО2 я предполагал, что-нибудь не столь энергозатратное и с большим выходом.

[Константин ВАРБ]

http://lenta.ru/articles/2015/10/12/themartian/   вот здесь немного марсианского опыта.

Может хватить глупость флудить.
Вообще аляповатое обсуждение "ляпов" в другом разделе Астрофорума, просто повергло в шок относительно внушаемости и некритичности мышления даже участников Астрофорума.

[Vavanzer]

Это значит, что Яму надо располагать на 25° южной широты. Эта широта получает больше тепла летом, чем экватор.

не забываем фишку экватора - там два лета))) Когда солнце проходит точки равноденствий.

мои подсчёты позволяют надеяться на дополнительные 10° температуры в Яме в сравнении с нынешним состоянием. Повышение альбедо с нынешних 0.75 до 0.9 (просто используя грунт возвышенностей Марса) позволит добавить ещё 10°.
Давление атмосферы ещё внесёт свою лепту.
Так что, летом тут может оказаться довольно комфортно!

 Температура пропорциональна атмосферному давлению.  Дайте туда 90  атмосфер, получите около 100-200 С (с учетом уменьшенного солнечного потока))) Графики распределения температуры на Земле и Венере гляньте. Там все наглядно видно.

[Vavanzer]

На Венере сила тяжести выше, поэтому в 30 км атмосферного столба помещается больше вещества, чем в 30 аналогичных км на Марсе. На Марсе нужен более высокий столб, чтобы уместить то количество вещества, которое на Венере умещается в 30 км.

Поэтому для поднятия давления с 500 Па до 60 кПа на Венере достаточно 30 км, а на Марсе - 58.

Еще раз посмотрите то что я приводил (данные по атмосферам в ссылках). Вы ничего не поняли.

На Земле надо 30 километров, а на  Венере 25. При том что сила тяжести Венеры меньше.
Упор я сделал на состав атмосферы, влияющий на распределение температуры. А температура Земного слоя выше, т.к озоновый слой в соотв. области УФ поглощает и подогревается, что снижает плотность газов. По этому для Земли 30 км надо, а для Венеры 25.

Далее, логика была такая- верхние слои атмосферы на Марсе будут еще холоднее, чем соотв. участки на Венере изза сниженного солнечного потока на Марсе. Т.е для того же перепада эквивалентного уже не 25 км надо,  а около 20. Помним еще и о том. что марсианская атмосфера состоит из СО2, а не из азота и кислорода)
Т.е. с Земной атмосферой сравнивать вообще никак не нужно.

В сумме, все это может скомпенсировать пониженную гравитацию, и глубина ямы будет 25 км, а может и того  меньше.