Освоение Марса

[shuricos]

Температура в 2000К Вас почему-то ранее не убила?

Я видимо пропустил мимо этот абзац.

Константин, видимо, имеет в виду моё предложение нагревать магнетит до 1538°С (1811°К) для получения кислорода.

1811° быстренько округлил до 2000°, выдумал нагрев концентраторами, получил пищу для "опровержений".

[shuricos]

Интересно, а можно ли использовать радиацию солнечных и космических лучей на благо колонистов?
Поставить радиопрозрачную бочку с водой (презюмируем, что вода на Марсе есть в виде льда) на открытом месте, она подвергается облучению, вода радиолизом разлагается на гремучий газ, который можно разделить на кислород и водород и использовать в интересах колонистов (как топливо, например). Расходов никаких (кроме первоначальных). Но процесс долгий...

Аналогично можно было бы забрасывать воду на Фобос, там ждать, пока она разложится на водород и кислород, и ими заправлять отлетающие корабли.

[shuricos]

Интересно поведение микроклимата в Яме.
Если она будет располагаться на 25° ю.ш., то во всё время, кроме нескольких дней в середине лета, её южный склон будет более перпендикулярен к солнечным лучам, чем северный.

Это приведёт к тому, что южный склон будет прогреваться лучше, воздух там будет подниматься, а на северном склоне опускаться. Получится циркуляция воздуха и воды (испарение на южном склоне, конденсация на северном. С северного склона будут постоянно течь ручьи и реки. Наверняка весь северный склон будет оборудован уступами и террасами, не только призванными предотвращать оползни, но и собирать дождевую воду, использовать её в гидроэнергетике.

Высок будет и потенциал ветряной энергии, так как вдоль дна Ямы будут дуть постоянные и всегда направленные в одну сторону (с севера на юг) ветры.

Если Яма будет круглой, то там будут действовать ещё и силы Кориолиса. Воздух будет вращаться против часовой стрелки. Т.е. в её верхней восточной части ветры будут наиболее сильными.

Ещё по поводу её формы. Если она будет располагаться на 25° ю.ш., то для того, чтобы даже в середине зимы на дне Ямы хотя бы в полдень был солнечный свет, необходимо, чтобы её северный склон имел наклон не более 39° от горизонтали. Чем более пологим будет северный склон, тем больше часов в сол на дно Ямы будет попадать прямой солнечный свет.

И, конечно, на южном склоне должны стоять зеркала (или просто полированные пластины), отражающие свет на дно Ямы. Тут наоборот - чем круче будет склон, тем удобнее будет с него направлять свет на дно Ямы. И требование его лучшего прогрева зимой требует уклона 50 градусов от горизонтали. Но это требование входит в противоречие с требованием оползневой безопасности. Отсюда заключаю, что южный склон будет пологим, а тепло с него будет подаваться не отражением солнечных лучей, а подогревом воды в солнечных коллекторах с последующей её подачей на дно.

[LonelyWanderer]

Предположение о циркуляции воздуха в яме выглядит правдоподобным. Ведь и в самом деле, воздуху деваться некуда, поверхностная атмосфера слишком разряжена, и поэтому будет скорее всего именно так.
Но не преувеличивайте возможности гидроэнергетики - там, скорее всего, вообще сухая пустыня будет. И чтобы озеленить территорию, придётся поливать.
Что касается уклона, то вряд-ли он возможен более, чем 30^о в силу большой глубины ямы, близкой к пределу прочности пород. К примеру на Земле песчаные насыпи обустраивают примерно с таким наклоном.
На стадии углекислотной атмосферы (до терраформирования в кислородную), там будет достаточно тепла, чтобы обходится без зеркал, - за счёт парникового эффекта. Ведь это огромный столб углекислоты по сравнению с земным, который нивелирует недостаток Солнца. Там определённо будут значительные плюсовые температуры, возможно вплоть до жары летом.
А вот по мере обогащения атмосферы кислородом и удаления углекислоты - начнутся проблемы, можно получить арктические пустыни, или в лучшем случае - тундра. Климат скорее всего будет напоминать таймырский.

[LonelyWanderer]

Немного о том, какова может быть максимальная площадь ямы, учитывая ограниченную массу  существующей атмосферы Марса.
Если мы хотим установить 1/3 земного давления, как на Скайлэбе, при которой в жилых помещениях будет кислородная (с некоторой долей азота) атмосфера, а на Марсе 1/160 часть атмосферы, то если мы провалим в яму 10% марсианской атмосферы (больше вряд ли стоит, так как глубина ямы будет сильно расти), получаем 0,001875 площади ямы от общей площади поверхности Марса (1/160 * 3 / 10 ). Это 270696 км². Но это если бы яма была цилиндрической. Чтобы рассчитать воронкообразную форму с наклоном стенок 30 градусов и изменяющимся давлением на её стенках , нужно проводить довольно сложные расчёты. Но ориентировочно максимальная возможная площадь дна ямы будет где-то в районе 20-30 тыс.км².
Скажем, яма с диаметром дна 50 километров имеет площадь почти 2000 км², соответственно можно максимум 10-15 таких ям создать.
Если бы не пластичность коры, можно было бы создать одну большую яму вместо нескольких небольших, тогда отношение площади дна к общей площади ямы было бы лучше, и можно было бы довести площадь дна и до 40 тыс.км², но не получится - дно скорее всего начнёт вспучивать. Например яма с площадью дна 40 000 км² будет иметь диаметр дна 225 километров, а внешний диаметр по краю ямы - более 400 километров. Такую яму явно вспучит обратно.

[Кремальера]

Мда..Читая темы про колонизации/освоение четвертой планеты,все больше понимаешь насколько был прав Сэм Клеменс:
"Скупайте землю — ведь её уже больше никто не производит"(с)

[crazy_terraformer]

Например яма с площадью дна 40 000 км2 будет иметь диаметр дна 225 километров, а внешний диаметр по краю ямы - более 400 километров. Такую яму явно вспучит обратно.

А.....,если дно ямы залить каким-нибудь металлом или сплавом на основе,допустим, Al или Fe, или каким-нибудь супербетоном. Возможно,замостить чем-нибудь тяжелым - сплавом на основе осмия или иридия или свинца.

[VALStar]

  Платина не годится. плотность не та. Золото - вообще отстой. и добыто на Земле всего 19 кубометров.

[crazy_terraformer]

  Платина не годится. плотность не та. Золото - вообще отстой. и добыто на Земле всего 19 кубометров.

Платина и золото ушли в ядро и мантию. А на астероидах это добро - может лежать близко поверхности.

[VALStar]

  Пробуем мышлить ширее и глубжее. Во время стройки Ямы организуем гравитационный приямок. Спасём драгоценные астероиды от переработки на дешёвый фундамент из платиноидов.

[shuricos]

ориентировочно максимальная возможная площадь дна ямы будет где-то в районе 20-30 тыс.км2.Скажем, яма с диаметром дна 50 километров имеет площадь почти 2000 км2, соответственно можно максимум 10-15 таких ям создать.

Или одну яму, опоясывающую всю планету на уровне экватора или вблизи него (например, на моём любимом 25 градусе южной широты), шириной 1 км. Но тогда отношение вынутого грунта к полученной площади будет значительно хуже, чем у серии из 10 ям диаметром дна 50 км.

[shuricos]

если мы провалим в яму 10% марсианской атмосферы (больше вряд ли стоит, так как глубина ямы будет сильно расти)

Думаю, насчёт этого можно не беспокоиться.
Представим, что мы в Яму провалили всю нынешнюю атмосферу Марса. Что произойдёт?

На уровне поверхности Марса давление упадёт до практически полного вакуума. Это приведёт к снижению переноса тепла из экваториальной зоны в полярную. В результате вода, скрытая под поверхностью Марса, начнёт испаряться и/или сублимировать, замещая собой снижение атмосферного давления до тех пор, пока не установится новое равновесие.

С другой стороны, снижение атмосферного давления приведёт к ускорению сублимации сухого льда на полюсах Марса. В атмосферу начнёт поступить СО2 до тех пор, пока не восстановится равновесие.

В идеальном случае полярные шапки на Марсе исчезнут полностью. Это снизит альбедо планеты, сделает её атмосферу чуть более тёплой менее холодной. Сезонные скачки давления прекратятся (сейчас они вызваны сезонным увеличением массы атмосферы за счёт испарения южных ледников).

[crazy_terraformer]

Или одну яму, опоясывающую всю планету на уровне экватора или вблизи него (например, на моём любимом 25 градусе южной широты), шириной 1 км. Но тогда отношение вынутого грунта к полученной площади будет значительно хуже, чем у серии из 10 ям диаметром дна 50 км.

Похоже придётся ксенон с криптоном на Юпитере и Сатурне добывать.

[shuricos]

Похоже придётся ксенон с криптоном на Юпитере и Сатурне добывать.

Зачем?

[crazy_terraformer]

Похоже придётся ксенон с криптоном на Юпитере и Сатурне добывать.

Зачем?

Ксенон и криптон тяжелые газы, а значит: 1) глубина ямы может быть меньше, а площадь больше;
                                                             2) С Марса они как азот не улетучатся;

[LonelyWanderer]

если мы провалим в яму 10% марсианской атмосферы (больше вряд ли стоит, так как глубина ямы будет сильно расти)

Думаю, насчёт этого можно не беспокоиться.
Представим, что мы в Яму провалили всю нынешнюю атмосферу Марса. Что произойдёт?

На уровне поверхности Марса давление упадёт до практически полного вакуума. Это приведёт к снижению переноса тепла из экваториальной зоны в полярную. В результате вода, скрытая под поверхностью Марса, начнёт испаряться и/или сублимировать, замещая собой снижение атмосферного давления до тех пор, пока не установится новое равновесие.

С другой стороны, снижение атмосферного давления приведёт к ускорению сублимации сухого льда на полюсах Марса. В атмосферу начнёт поступить СО2 до тех пор, пока не восстановится равновесие.

В идеальном случае полярные шапки на Марсе исчезнут полностью. Это снизит альбедо планеты, сделает её атмосферу чуть более тёплой менее холодной. Сезонные скачки давления прекратятся (сейчас они вызваны сезонным увеличением массы атмосферы за счёт испарения южных ледников).

Нет, если создать не 10 ям, а, например, 100, тогда всю атмосферу туда не засосёт, а просто воздух там будет гораздо более разряжённый - ведь атмосфера всё равно будет над поверхностью всей остальной площади Марса, просто более разряженная, чем сейчас. Чтобы скомпенсировать это - придётся яму углублять до тех пор, пока масса атмосферы вне ям не составит лишь несколько процентов от той, что в ямах. Но сколько это глубины, километров 100?
Если, скажем, засосать в ямы не 10% и не 100%,  а, например, 30% атмосферы, получается, что давление на поверхности Марса упадёт на 30% - с 636 Па до 445. Автоматически растёт необходимая глубина ямы. На Земле  такая разность давления между высотами 34100 метров и 36600, или 2500 метров. Для Марса при таких условиях нужно будет увеличивать глубину ямы на 4400 метров.
Предположим, мы хотим использовать существующую атмосферу  по-максимуму и нарыть максимально большое количество ям. Скажем, засосать 80% атмосферы в ямы. Тогда давление на Марсе упадёт с 636 до 127.2 Па. На Земле  такая разность давления между высотами 34100 метров и 45900, или 11800 метров разницы. На Марсе это соответствует 20 километров разницы, значит на 20 километров нужно глубже эти ямы рыть. А даже одна единственная яма итак близка к пределам прочности пород от оползней и от вспучивания изнутри.
Поэтому реально использовать 10-30% атмосферы, т.е. порядка 10-30 ям с диаметром дна 50 километров (при 30 ямах нужно будет их рыть на 4.4 км глубже). Для существующей атмосферы Марса это предел.

[shuricos]

LonelyWonderer, ещё раз обрати внимание на моё прошлое сообщение.

Если мы роем Яму, в неё попадает часть атмосферы Марса.
Ты прав - уменьшение массы атмосферы над средним уровнем коры Марса приведёт к снижению давления здесь.
Если бы (!) масса атмосферы Марса была постоянной, то это привело бы к тому, что мы бы не получили на дне Ямы нужного давления.

Но "цимес" в том, что масса атмосферы Марса не постоянна. Часть атмосферы замёрзла в виде сухого льда на полюсах. Иногда этот лёд сублимирует, тогда масса атмосферы и давление растут.

Теперь давайте представим себе баллон, в котором при некоторой температуре лежит сухой лёд, а остальной объём заполнен газообразным СО2. В какой-то момент времени половину газообразного СО2 спускают, давление в баллоне падает, но температура баллона остаётся прежней (в лаборатории стоит, воздух лаборатории стенки греет). Что станет с сухим льдом? Правильно, он начнёт сублимировать до тех пор, пока образующийся при сублимации газ не повысит давление до равновесного  - прежнего.

То же произойдёт с атмосферой Марса. Если часть её уйдёт в Яму, то снизившееся атмосферное давление приведёт к сублимации полярного сухого льда. И он будет сублимировать, пока атмосферное давление не достигнет нынешнего уровня или пока сухой лёд не закончится.

[LonelyWanderer]

Да я понял эту версию. Но вопрос относительно того, будет ли так, как вы говорите, и сколько там вообще углекислоты замёрзшей, есть ли там описанный вами баланс между газообразным и замерзшим количеством углекислоты - вопрос пока риторический.

[Vavanzer]

Да я понял эту версию. Но вопрос относительно того, будет ли так, как вы говорите, и сколько там вообще углекислоты замёрзшей, есть ли там описанный вами баланс между газообразным и замерзшим количеством углекислоты - вопрос пока риторический.

Минимум еще одна марсианская атмосфера вроде))

Но не преувеличивайте возможности гидроэнергетики - там, скорее всего, вообще сухая пустыня будет. И чтобы озеленить территорию, придётся поливать.

В районе где ползает куриозити воды в грунте от 1 до 4% ))) Причем с глубиной содержание увеличивается. Замеры правда в пределах  1 метра проводились)
 Если  вода попадает в яму, то оттуда ей уже не выбраться. В земной атмосфере на эквивалентных высотах (35км) влажность практически нулевая. Вся вода в тропосфере сидит.

[LonelyWanderer]

Если мы скинем астероид, кучу мощнейщих водородных бомб повзрываем и таки-получим требуемую яму, то влаги там вообще никакой не будет. Да и почему, собственно, влага должна покинуть грунт и оказаться на поверхности? Она там же и останется. А если и будет, то постепенно, хоть и очень медленно (через стратосферу всё-таки), она всё-равно удалится из ямы сначала на её края, а потом и на марсианские шапки.