Освоение Марса

[shuricos]

Вот из этой http://arxiv.org/pdf/1210.4216.pdf публикации следует, что если не будет иных парниковых газов, кроме СО2, то оптимум температуры достигается при 2 бар. Для этого придётся загнать в атмосферу 6 масс атмосферы Земли (т.е. на Марсе гравитация втрое ниже же). Далее парниковый эффект перекрывается образованием СО2 облаков, повышающих альбедо.
Но даже при 2 бар Марс остаётся очень холодным - как о. Врангеля. Даже повышение активности солнца на 1/3 по сравнению с рассматриваемым в той статье периодом не спасает дело - всё равно получаются дневные максимумы едва выше нуля Цельсия.

Соответственно, нужны более эффективные и/или имеющие меньшую, чем СО2, температуру конденсации парниковые газы.
Чтобы "и на Марсе яблони цвели", нужен парниковый эффект, аналогичный 4 бар СО2 (по массе = 12 атм. Земли), но без риска образования облаков.
Если применять гексафторид углерода, который примерно в 5000 раз эффективнее СО2, то такого газа потребуется в 5000 раз меньше, чем СО2, т.е. не 12 атм. Земли, а только 0,0024 атм, т.е. 12 триллионов (10^12) тонн.

[shuricos]

В полярных шапках Марса сосредоточено примерно 2.4 млн.куб.км воды.
Это примерно 289×10^18 моль воды.
На получение 1 моль метана нужно 2 моль воды, т.е. мы можем получить 144×10^18 моль метана.
Молекулярная масса метана = 16 г/моль, т.е. мы получим 2.30×10^18 кг метана.
Метан имеет 20-летний ПГП = 72. Т.е. этот объём метана будет  эквивалентен по парниковому эффекту 165.6×10^18 кг СО2, т.е. 30-ти массам атмосферы Земли. Это в 2.5 раза больше, чем требуется, так что, воды там достаточно.

[crazy_terraformer]

Для сколь-нибудь правдоподобного террафоминга нужны очень дешёвые производства фторуглерода. В идеале - вообще безплатные. Такое возможно, когда Марс колонизуют живые организмы, способные к выработке тетрафторида углерода.

Это люди, человеки-марсиане. Терраформация отдельным налогом - десятина.

[Константин ВАРБ]

Вот из этой http://arxiv.org/pdf/1210.4216.pdf публикации следует, что если не будет иных парниковых газов, кроме СО2, то оптимум температуры достигается при 2 бар. Для этого придётся загнать в атмосферу 6 масс атмосферы Земли (т.е. на Марсе гравитация втрое ниже же).

И поверхность тоже втрое меньше тоже.

[shuricos]

Вот из этой http://arxiv.org/pdf/1210.4216.pdf публикации следует, что если не будет иных парниковых газов, кроме СО2, то оптимум температуры достигается при 2 бар. Для этого придётся загнать в атмосферу 6 масс атмосферы Земли (т.е. на Марсе гравитация втрое ниже же).

И поверхность тоже втрое меньше тоже.

Да, я этого не учёл.
Даже лучше получается: поверхность = 0.283 земной, а гравитация = 0.378 земной. Т.е. для создания земного давления понадобится 0.725 массы земной атмосферы. 

Выходит, что только в полярных шапках Марса не в 2.5, а в 10 раз больше воды, чем требуется для создания метанового парника.

Но это также значит, что атмосфера может состоять из одного только метана. Необходимая масса метана (для эквивалента 4 бар СО2) = 0.58×10^18 кг. Один только он создаст давление 0.8 бар на поверхности среднего уровня Марса (в низинах будет даже выше). Но дышать в такой атмосфере ничто не сможет (кроме некоторых типов микроорганизмов). Без теплиц и герметичных поселений не обойтись.

[EvilShurik]

Но это также значит, что атмосфера может состоять из одного только метана. Необходимая масса метана (для эквивалента 4 бар СО2) = 0.58×10^18 кг. Один только он создаст давление 0.8 бар на поверхности среднего уровня Марса (в низинах будет даже выше). Но дышать в такой атмосфере ничто не сможет (кроме некоторых типов микроорганизмов). Без теплиц и герметичных поселений не обойтись.

Ну вот, поэтому метановый парник - не лучшее решение. А вот из тетрафторида углерода - как раз оптимальный!
И, на Земле есть растения, которые образуют фторорганические соединения: http://asmudsite.narod.ru/dichapetalum.html

А значит, химия фтора - не совсем чуждая жизни! И есть откуда брать генетические последовательности. Вывести штамм бактерий, вырабатывающих вместо метана тетрафторид углерода вполне возможно. И эффект от заселения таких бактерий на Марс будет очень силён!

[Проходящий Кот]

А фтор откуда?

[Константин ВАРБ]

Да, я этого не учёл.

А я ещё кроме того предполагаю, что "модуляторщики" оперируют не с молями а с барами
 

[noxx77]

Предлагаю 1) связать марсианскую пыль на поверхности. 2) напылить на всю поверхность Марса пленку-хамелион днём черную, ночью - белую/зеркальную. Ещё лучше тепловыми насосами отводить тепло с поверхности в тепловые аккумуляторы.

[crazy_terraformer]

И, на Земле есть растения, которые образуют фторорганические соединения

Вот вдогонку бактерии и  генная инженерия http://www.chemport.ru/datenews.php?news=1985

[shuricos]

Предлагаю 1) связать марсианскую пыль на поверхности. 2) напылить на всю поверхность Марса пленку-хамелион днём черную, ночью - белую/зеркальную. Ещё лучше тепловыми насосами отводить тепло с поверхности в тепловые аккумуляторы.

Аккумулятор тепла: бочка с водой.
Чёрная поверхность - дно бочки.
Крыша бочки - К-стекло или I-стекло. Удерживает 85% ИК- излучения, поэтому зеркальная поверхность не требуется.

Правда, эффект исключительно локальный (внутр  бочки).

[shuricos]

Да, я этого не учёл.

А я ещё кроме того предполагаю, что "модуляторщики" оперируют не с молями а с барами
 

Потенциал глобального потепления газа считается в килограммах вещества: если ПГП некоего газа = 10000, значит для создания определённого парникового эффекта потребуется в 10000 раз меньше кг этого газа по сравнению с массой СО2.

Если мы говорим о применении обоих газов на одной планете,  т.е. ускорение свободного падения и площадь плверхности равны, то это газ создаст в 10000 раз меньшее давление, чем СО2. Всё пропорционально.

[shuricos]

Достаточно тёплая атмосфера получается, если на Марсе будет атмосфера чистого СО2, создающая 400 кПа на среднем уровне планеты (при условии, если не будут формироваться облака и снег СО2). По массе это равно 4×0.283/0.378=2.95 масс атмосферы Земли, т.е. 15.33×10^18 кг.

Тетрафторид углерода в 5000...11000 раз сильнее, поэтому его требуется пропорционально меньше - 3.07...1.4×10^15 кг, это примерно 0.1% массы атмосферы Земли. Такая прибавка почти не повлияет на атмосферное давление.

Правда, если производить в тонне CF4 в секунду, понадобится почти 100 тыс.лет, чтобы наработать такое количество.

[shuricos]

Температура на экваторе в полдень достигает 30°С.
Чтобы она не испарялась и в ней могли завестись нужные нам микроорганизмы, мы фактически должны достичь предела Армстронга - 6.3 кПа. Это в 5 раз выше давления в Элладе и в 10 раз выше давления на  нулевой высоте.

Т.е. мы должны увеличить массу атмосферы хотя бы в 5 раз, т.е. добавить 10^17 кг.

Разумнее всего добавлять кислород:
- он не вымерзнет,
- он не повысит альбедо,
- им можно дышать,
- его много.

Fe2O3 содержит примерно 1/5 кислорода по массе. Т.е. нам надо переработать 5×10^14 тонн оксида железа, т.е. примерно 10^14 куб.м. чистого Fe2O3. Т.е. по тонне на каждые 1.5 кв.м. площади поверхности.

[crazy_terraformer]

чистого Fe2O3. Т.е. по тонне на каждые 1.5 кв.м. площади поверхности.

Лучше из базальтов их там очень много.

[EvilShurik]

Вариант управления климатом Марса при помощи биосферы, или точнее уж ноосферы.
И, кажется, он будет самым дешёвым для терраформинга красной планеты.
Сейчас развиваются биотехнологии, генетика. Можно попытаться создать растение, способное жить именно в нынешних марсианских условиях. И при помощи фотосинтеза расщепляющее углекислоту на углерод и кислород. Кроме этого способное расщеплять оксиды поверхности планеты.
Имеющее чёрную окраску, что позволит перехватывать 100% падающего солнечного излучения, и запасать тепло, в стволе и грунте, куда уходят корни такого дерева.
Семя такого исскуственного растения, будучи раз заброшено обычной АМС на Марс, и успешно развившееся в "лес", похожий на фикусовые леса Индонезии, создаст условия для преобразования климата Марса, что называется, "безплатно"!
Все расходы - на Земле, для создания такого растения. Причём, они могут быть самоокупаемы - решаемые в процессе биоинжиниринга задачи имеют и "земное приложение", так что проект может быть не просто не затратным, а наоборот - прорывным, и приносящим прибыли!

"Лес на Марсе", пусть даже и в приэкваториальной полосе, может решить следующие задачи:
1. Насыщение атмосферы кислородом. Преобразуя углекислоту атмосферы в кислород, лес будет способствовать испарению углекислоты из полярных шапок Марса. Потому что парциальное давление углекислоты снизится, и в результате часть полярных запасов её испарится, возмещая недостачу. Так можно переработать всю имеющуюся на Марсе свободную углекислоту в кислород. Что даст повышение атмосферного давления на Марсе раз в 5-10. И такой атмосферой уже можно дышать.
2. Накопление тепла в почве Марса. Что сделает сначала приэкваториальную полосу, а затем и более высокие широты "тёплыми". Со средней температурой устойчиво > 0C!
3. Исключение образования облачности. Очень малые величины альбедо. Что автоматически даст накопление тепла.

Естественно, такое растение, есть шедевр генетики. Оно должно активно жить в очень широком диапазоне температур - от -60С до 10-20С минимум! Что означает, биологические жидкости в этом растении должны иметь температуру замерзания менее -60С! Это антифризы, например, спирты либо концентрированные растворы солей, типа хлорида кальция. В принципе, такие микроорганизмы, на Земле есть, в сухих долинах Антарктики. Усилить их холодостойкость, и можно получить набор генов для конструирования "лес-терраформера".

[shuricos]

В полярных шапках выпадает примерно столько же СО2, сколько уже имеется в атмосфере. Т.е. даже если весь СО2 растопить, его не хватит - получим едва 1.2% бар на среднем уровне. Если же из этого СО2 убрать С, то масса атмосферы снизится на 30%. Атмосферу надо наполнять атомами, извлекаемыми из почвы.

[shuricos]

http://www.fsdejournal.ru/pdf-files/2010/Eldishev_03-2010-gas.pdf
Метан, этан и пропан можно получить напрямую из СО2 и Н2О на нанотрубках (160 мкл/ч на 1 г нанотрубок).
Возможно, удастся обеспечить пассивную выработку метана простым выбросом нанотрубок на поверхность Марса.

[crazy_terraformer]

растение, способное жить именно в нынешних марсианских условиях.

Земные растения используют в качестве внутриклеточной среды воду, изменяя генетику не изменишь природу растворителя. Цитоплазма, межклеточная жидкость и растворы бегущие по сосудам должны содержать высокую концентрацию солей или органических соединений (глицерин, сахара и т.п.), делающих её жидкой при марсианских температурах и давлении,удерживающих воду от испарения и замерзания. Растения помимо устойчивости к жёсткому ультрафиолету и космическим излучениям, должны уметь извлекать воду из атмосферы и подпочвенной вечной мерзлоты, и не дышать кислородом.

Не следует забывать, растения - это живые машины, а значит,что им тоже нужна энергия и тепло.

Жизненные процессы в клетке - это биохимические реакции, а скорость химических реакций зависит от температуры (при падении температуры на 10⁰C скорость реакции уменьшается в 2-4 раза); более плотная и вязкая среда замедляет движение ионов, молекул, макромолекул, работу органоидов.

С учетом всего вышесказанного такие растения будут расти медленно (нехватка воды,борьба за её сохранение, холод, отсутствие кислорода(земные растения окисляют простые сахара наработанные во время фотосинтеза, для синтеза другой органики)). Скорее всего они будут вроде антарктических водорослей, живущих и развивающихся внутри камней под защитой тонкого прозрачного минерального слоя.

P.S.
И, как уже указал досточтимый shuricos в полярных шапках и атмосфере маловато CO₂.

[Константин ВАРБ]

Жизненные процессы в клетке - это биохимические реакции, а скорость химических реакций зависит от температуры (при падении температуры на 10⁰C скорость реакции уменьшается в 2-4 раза); более плотная среда замедляет движение ионов, молекул, макромолекул, работу органоидов.

Крези Вы только это пожалуйста треске не рассказывайте