Освоение Марса

[crazy_terraformer]

Продолжение темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,1277.msg3500630.html#msg3500630.
Вместо рытья Ямы можно слегка углубить и расчистить долины Маринер, а породу пустить на производство кислорода и перфторуглеродов,металлов и кремния.
Если верить русской версии википедии,"Долины Маринер имеют длину 4500 км (четверть окружности планеты), ширину — 200 км и глубину — до 11 км."
Если и придётся выбрасывать или вывозить пустую породу или отходы, то не придётся ютиться и  концентрировать энергетические мощности на пятачке радиусом от 50 до 250 км.

[SY]

глубину — до 11 км

Я тоже так думал, но потом посмотрел на высоту стенок каньона, и что-то подумалось: а, что если оползень сойдет ? Или лето слишком жаркое выдастся и туда устремятся потоки жидкости(история наблюдений еще слишком мала и кто знает что бывает на Марсе раз 50-100 лет)?
Там также должно очень интенсивно идти накопление пыли, поэтому на дне кроме пыли больше ничего не должно быть, а наверное, хотелось бы большего разнообразия ресурсов.
Под слоем пыли может находится много разной замерзшей жидкости - и углекислоты, и воды, и может еще чего-то(какие-нибудь углеводороды). Все это под базой может отогреться и превратиться в болото.

[Проходящий Кот]

Вот в этом и главная проблема ---- мы не знаем точно условий на Марсе в практическом плане. Поэтому с подповерхностной колонии и надо начинать. А потом уже думать о дальнейших шагах. Через пару сотен лет.....

[crazy_terraformer]

глубину — до 11 км

Я тоже так думал, но потом посмотрел на высоту стенок каньона, и что-то подумалось: а, что если оползень сойдет ? Или лето слишком жаркое выдастся и туда устремятся потоки жидкости(история наблюдений еще слишком мала и кто знает что бывает на Марсе раз 50-100 лет)?
Там также должно очень интенсивно идти накопление пыли, поэтому на дне кроме пыли больше ничего не должно быть, а наверное, хотелось бы большего разнообразия ресурсов.
Под слоем пыли может находится много разной замерзшей жидкости - и углекислоты, и воды, и может еще чего-то(какие-нибудь углеводороды). Все это под базой может отогреться и превратиться в болото.

Что мешает базе передвигаться на колёсах, гусеницах  или на реактивных движках?
Что мешает базе быть легче болотного раствора? Пусть плавает.
Можно поставить базу на платформу способную подниматься вверх по опорам.
Возможно по пыли можно будет кататься на лыжах.
 Ширина долины доходит до 600 км, есть где избежать оползней. Имеются такая штука как геологическая разведка и глубинное сейсмическое зондирование (расставляем сейсмооборудование (сейсмодатчики и т.д.),бурим скважины и закладываем в них ядерные заряды, потом бабах, и карта плотности подстилающих пород и возможных залеж полезных ископаемых у нас в руках.)
Возможно стоит устраивать оползни специально при углублении каньона в целях безопасности,а также для расширения каньона в направлении экватора, сделать стены каньона ровными под 30^o к нормали, чтобы не было оползней.

Пыль - это плохо в плане электростатики и как абразив в плане попадания между трущимися поверхностями и как вредный при попадании в дыхательную смесь агент, но в плане добычи ресурсов это плюс,т.к. это уже измельченная порода, на которую не нужно тратить энергию для дробления и измельчения. Пыль легко смешивать с реагентами находящимися в твердой, в жидкой или газовой фазе.
Накапливается ли там пыль? Дно каньона как вытяжная труба, когда на одном конце ночь, то на другом день или рассвет ,или закат. С другой стороны, благодаря глубине выше плотность воздуха , следовательно выше ветровая эрозия поверхности стен и дна каньона.

Начинать выравнивать стенки каньона придётся сверху, можно создавать террасы на месте изъятой породы, а саму её пускать на переработку.

[Проходящий Кот]

Мешает то, что всё это надо продумать ещё на Земле......

[LonelyWanderer]

Я вот что подумал, а нельзя ли организовать перекачку азота не с очень далёкого пояса Койпера, а с Титана?
Я тут посмотрел его характеристики и пришёл к выводу, что на Титане очень даже реальна постройка космического лифта. А я считал уже ранее (сейчас ищу эти расчёты), что на Луне постройка космического лифта проще, чем на Марсе, даже не смотря на её медленное вращение - приливное притяжение Земли и слабая гравитация Луны пересиливают быстрое вращение Марса.
А Титан имеет гравитацию 1,352  против 1,62 у Луны, не смотря не гораздо больший размер - из-за малой его плотности. И период вращения - 16 дней против 29.5 у Луны - т.е. в 2 раза быстрее. Т.е. космический лифт на Титане ещё гораздо более проще, чем на Луне. Можно посчитать точно, где-то у меня таблица для расчётов есть, но сдаётся мне, что он доступен уже даже для существующих сейчас прочных материалов.

Этому азоту нужно будет придать только 2-ю космическую скорость относительно Сатурна (на орбите Титана) и немного добавить для увеличения эксцентриситета, чтобы он мог достичь в перигелии орбиты Юпитера, а там, с помощью гравитационного манёвра у  Юпитера можно понизить орбиту и до земной. В итоге энергозатраты кажутся не столь огромными.

Как можно азоту придать твёрдое или жидкое состояние для транспортировки на Марс? Быть может, в виде аммика? И на геостационарной орбите Титана формировать аммиачные глыбы и в стартовые окна (относительно Юпитера) засыпать ими Марс?
Будет аммиачная атмосфера на Марсе, которая, постепенно, разлагаясь, станет азотной.

[M.Reynolds]

Т.е. космический лифт на Титане ещё гораздо более проще, чем на Луне. Можно посчитать точно, где-то у меня таблица для расчётов есть, но сдаётся мне, что он доступен уже даже для существующих сейчас прочных материалов.

Да, а почему?
Это неправда.
Космический (уж извините лифт) вы мне будете должны объяснить. Как вы не поймете?
Вы не будете его строить независимо. Или объясняйте мне. Или вообще у вас не будет лифта.
И первый лифт будет вовсе не на Титане. Я вам гарантирую это.
Здесь!
Показывайте как. И будем строить.
На Титане - вы его никогда не будете строить. Это гарантирую просто.

[LonelyWanderer]

Т.е. космический лифт на Титане ещё гораздо более проще, чем на Луне. Можно посчитать точно, где-то у меня таблица для расчётов есть, но сдаётся мне, что он доступен уже даже для существующих сейчас прочных материалов.

Да, а почему?
Это неправда.
Космический (уж извините лифт) вы мне будете должны объяснить. Как вы не поймете?
Вы не будете его строить независимо. Или объясняйте мне. Или вообще у вас не будет лифта.
И первый лифт будет вовсе не на Титане. Я вам гарантирую это.
Здесь!
Показывайте как. И будем строить.
На Титане - вы его никогда не будете строить. Это гарантирую просто.

А где я сказал, что он будет первый?  Как-то года два назад я писал о том (могу найти пост), что первый экспериментальный лифт можно организовать на астероиде, они там настолько простые, что можно создать единственным запуском с Земли (тросик в миллиметры толщиной весом, в зависимости от выбранного астероида - несколько десятков/сотен килограмм.
Я как то рассчитывал лифт для Луны:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,134167.msg3485210.html#msg3485210
Как я сказал, исходя из двух важнейших параметров - скорость вращения и гравитация, Титан значительно проще Луны. Потому космический лифт там возможен в принципе.

[crazy_terraformer]

Как можно азоту придать твёрдое или жидкое состояние для транспортировки на Марс? Быть может, в виде аммика? И на геостационарной орбите Титана формировать аммиачные глыбы и в стартовые окна (относительно Юпитера) засыпать ими Марс?
Будет аммиачная атмосфера на Марсе, которая, постепенно, разлагаясь, станет азотной.

Космическую посылку с азотом не вылить и не высыпать на поверхность планеты как комья снега, для этого надо её затормозить,что не выгодно энергетически и в плане потери рабочего тела. Если посылку не тормозить аммиак может быть потерян частично, он лёгкий а при ударе об атмосферу кинетическая энергия посылки трансформируется в тепловую энергию молекул газа,придав части из них скорость равную или больше первой космической для Марса (эта часть может улететь),часть вступит в реакции с диоксидом углерода:
CO2+4NH3=HCN+2H2O+N2+4H2
5CO2+4NH3=HCN+2H2O+N2+4H2O+4CO
,возможно в результате ионизации и рекомбинации образуется гидразин:
2NH3=2NH2.+2H.=N2H4+H2
H2+CO2=H2O+CO
3N2H4+CO2=HCN+2H2O+2N2+4H2
3N2H4+5CO2=HCN+2H2O+2N2+4H2O+4CO
, а часть аммиака развалится на азот и водород:
2NH3=N2+3H2,
часть прихватит пары воды и прореагирует с CO2:
2NH3+2H2O+CO2=(NH4)2CO3 карбонат аммония выпадает в виде белых кристаллов.

Аммиак                      NH3     tплав=-77.73 °C   tкип=-33.34 °C
Вещества с большим содержанием азота в молекуле,что выгодно в плане увеличения затрат энергии для придания молекуле 1-ой космической скорости, и меньшими температурами плавления и кипения,что выгодно в плане уменьшения теплозащиты.
Гидразин                   N2H4    tплав=2°C           tкип=114°C

Для добавления азота,углерода и водорода можно использовать
1,1-Диметилгидразин (CH3)2NNH2  tплав=−57 °C         tкип=63 °C
Метилгидразин           СH3NHNH2   tплав=-52,4 °C       tкип=87 °C
Фенилгидразин          C6H5NHNH2  tплав=19,8 °C        tкип=243 °C
Для добавления азота и воды
гидроксиламин           NH2OH        tплав=33 °C tкип=58 °C tразл=100 °C,
при н.у. разлагается в земной атмосфере, поэтому при торможении в атмосфере разложится
3NH2OH=N2+NH3+3H2O,
легко окисляется кислородом,
4NH2OH+O2=2N2+6H2O

Для добавления азота и кислорода
тетраоксид азота        N2O4    tплав=−11,2 °C   tкип=21,1°C, не стоит в чистом виде сбрасывать в атмосферу для получения азотной атмосферы, т.к. он распадётся на  диоксид азота, а тот свяжется с водой в кислоты азотную и азотистую,в результате реакций с грунтом образуются нитраты,нитриты,диоксид углерода,кремнезём,глинозём и вода.
Для добавления воды и кислорода
перекись водорода     H2O2 tплав=−0,432 °C tкип=150,2 °C.

Наилучшим вариантом было бы перед бомбардировкой, содержащими азот восстановителями, добавить в атмосферу достаточное количество кислорода для их окисления и или окисления продуктов реакции c углекислым газом:
4NH3+3O2=2N2+6H2O
2N2H2+O2=2N2+2H2O
R-NNH2+xO2=2N2+yH2O+zCO2
4HCN+5O2=2H2O+4CO2+2N2
2CO+O2=CO2

Перекись водорода разложится при торможении в атмосфере на воду и кислород.
Тетраоксид азота возможно стоит добавлять в виде герметичных капсул в азотноводородные восстановители, для образования бинарной смеси - окислитель-восстановитель, в результате реакции  в атмосфере выделится больше азота.Если температура бинарной смеси ниже температуры. при которой начнётся окисление, то можно не использовать герметичные капсулы.
8NH3+3N2O4=7N2+12H2O
2N2H4+N2O4=3N2+4H2O
R-NNH2+xN2O4=kN2+yH2O+zCO2
Возможно самый лучший вариант - это всё же жидкий азот,если в планах нет доставки других элементов.
 Ещё вариант, азотистоводородная кислота HN3 в жидком и газообразном виде очень взрывоопасна, лучше хранить замороженной.Тплав=-80 °C
Продукты взрыва водород и азот. 2HN3=3N2+H2
Не взорвавшая часть прореагирует с парами воды,образуя азот и гидроксиламин  HN3+H2O=N2+NH2OH

[crazy_terraformer]

Я как то рассчитывал лифт для Луны

Если верить википедии:"Абсолютное большинство окололунных орбит не являются устойчивыми, так как низкие орбиты быстро деградируют из-за воздействия лунных масконов, а высокие — из-за гравитационного возмущения Земли и Солнца. В результате любой спутник Луны относительно быстро (за время от нескольких дней до нескольких лет) либо столкнётся с поверхностью Луны при понижении перицентра его орбиты, либо покинет окололунную орбиту. Этим объясняется отсутствие у Луны каких либо долговременных естественных спутников. Однако выбор параметров орбиты, основанный на очень точном учёте гравитационных аномалий, может значительно увеличить это время."
Остаются точки Лагранжа системы Земля-Луна L1=56000 км от центра Луны по направлению к Земле и
L2=67000км от центра Луны в направлении от Земли. Нахождение объектов в этих точках относительно устойчивое, и его можно поддерживать используя небольшое количество топлива(?),солнечный парус(?).
Ещё возможные точки L4 и L5 вершины равносторонних треугольников впереди и позади на орбите Луны, напротив стороны проходящей через центры тел системы Земля-Луна, но их расстояние до Луны и Земли колеблется как расстояние Луны до Земли и в среднем равно среднему расстоянию между центрами Земли и Луны — 384 467 км.

[crazy_terraformer]

Как я сказал, исходя из двух важнейших параметров - скорость вращения и гравитация, Титан значительно проще Луны. Потому космический лифт там возможен в принципе.

Вероятно на Титане нет масконов, а Солнце далеко и Сатурн довольно массивная планета, что делает задачу решаемой, хотя тут вопрос в материалах, на которые будут воздействовать "криогенные" температуры и климат различных слоёв атмосферы и поверхности планеты.
Возможно проще использовать космические самолёты - ракетопланы.Полёт в плотных слоях с использованием подъёмной силы крыла и в качестве топлива забортную атмосферу содержащую органику и аммиак, в разряженных слоях переход на использование собственного ракетного топлива.Можно использовать дирижабли-заводы как основание для троса и как взлётные площадки для ракетопланов.

[LonelyWanderer]

По поводу убегания молекул из-за достижения 1-й космической возражу, не актуально, т.к., разумеется, посылки должны доставляться в виде глыб льда. Очень несущественная часть этих глыб испарится в экзосфере Марса, а в более низких слоях атмосферы, где эти глыбы будут разрушаться, они могут нагреваться до сколь угодно высоких температур и улетучивание молекулам азота не грозит из-за рассеяния энергии в атмосфере. Кроме того, нагрев, вероятно, будет способствовать распаду молекул на азот и водород, что положительный момент.
По поводу масконов тоже возражу. Они актуальны для орбит, т.к. те склонны к эволюции. А противовес космического лифта находится не на орбите и постоянно имеет некоторую микрогравитацию, т.е. он постоянно стабилизируется, что бы с ним не делали. Главное только, чтобы он не достиг геостационарной орбиты (луно-титано-и т.д.).

Из всех веществ, что вы перечислили, только аммиак можно добывать непосредственно и отправлять, все остальные потребуют коллосальной химической промышленности. Хотя, возможно, необходимая энергия для химических реакций всё-равно будет ниже, чем  необходимая энергия для отправки.

[crazy_terraformer]

противовес космического лифта находится не на орбите и постоянно имеет некоторую микрогравитацию, т.е. он постоянно стабилизируется, что бы с ним не делали.

Противовес находится  не на орбите, а где же тогда он находится?
Причём тут микрогравитация противовеса?

[LonelyWanderer]

противовес космического лифта находится не на орбите и постоянно имеет некоторую микрогравитацию, т.е. он постоянно стабилизируется, что бы с ним не делали.

Противовес находится  не на орбите, а где же тогда он находится?
Причём тут микрогравитация противовеса?

Не на орбите. Он находится на такой же орбите, как и мы с вами. Только нас удерживает от падения поверхность земли, а противовес от поднятия выше - трос. Положение противовеса не может эволюционировать не смотря ни на какие гравитационные аномалии поверхности, т.к. он из-за микрогравитации (ну я так назвал это, физически это - центростремительное ускорение) все время стремится принять крайнее верхнее положение (так же, как мы - крайнее нижнее). А в крайнем верхнем положении из-за скорости вращения троса у противовеса получается скорость выше 1-й космической на заданной высоте, что приводит к микрогравитации. Вот такая вот обратная связь.

Любые аномалии, способные поглотить энергию противовеса будут передаваться через трос на поверхность планеты, и потому не сам противовес будет эволюционировать, а планета. Но поскольку планета по сравнению с космическим лифтом слишком массивна, то этим можно пренебречь.

[crazy_terraformer]

Как же противовес сможет оказаться в этой положении, это продолжение троса ,или объект пристыковавшийся к тросу, а потом отрезавший длинный конец?
Если нет стационарной орбиты откуда протягивать трос, где область равновесия - устойчивая орбитальная позиция-точка стояния?

[LonelyWanderer]

Ну как строятся в теории космические лифты не мне рассказывать, в сети много информации.

Стационарная орбита есть, просто она не так быстро деградирует, чтобы не успеть с нее опустить трос. А потом противовес поднимается выше. Естественно, все это должно осуществлятся со вспомогательными двигателями, чтобы зависать над нужным местом не двигаясь.

[Vavanzer]

Космическую посылку с азотом не вылить и не высыпать на поверхность планеты как комья снега, для этого надо её затормозить,что не выгодно энергетически и в плане потери рабочего тела.

 Как заморозить, как затормозить...

Морозить ничего не надо, там все уже заморожено, на Титане. Достаточно тень создать.

Как затормозить  - тупо открыть бочку с азотом перед падением))) Жидкость выльется и аналогично метеорам войдет в атмосферу в виде дождя. Бочку на второй круг отправить, на заправку...

Космический лифт же - весьма сомнительное сооружение при всей его привлекательности... Как его удерживать в стабильном состоянии? Как избежать резонансов и раскачек? Как оградить от бокового воздействия атмосферы? Как бороться с силами кориолиса при подъеме?  Не окажется ли что затраты на строительство и текущую эксплуатацию лифта будет дороже десятков тысяч обычных запусков?

[Diman]

Да проще, чем колонизация, аппаратные исследования с помощью роботов.

Слабо на Ганимед, Ио, Европу, Каллисто, Титан, Энцелад, Мимас, Ариэль, Умбриэль, Тритон, Харон, Орк, Квавар запустить роботы? Пусть они как "Кьюриосисти" на Марсе всё исследуют.

[LonelyWanderer]

Да проще, чем колонизация, аппаратные исследования с помощью роботов.

Слабо на Ганимед, Ио, Европу, Каллисто, Титан, Энцелад, Мимас, Ариэль, Умбриэль, Тритон, Харон, Орк, Квавар запустить роботы? Пусть они как "Кьюриосисти" на Марсе всё исследуют.

А лавэ где взять на всё это?
Кроме того, зачем все это исследовать? Интересны прежде всего только Титан, Европа, Энцелад, Церера. Затем ещё Каллисто и Ганимед можно поисследовать. А также астероиды металлического класса.

И вообще, колонизация и исследование планетоходами ставят разные задачи перед собой.

[crazy_terraformer]

Ну как строятся в теории космические лифты не мне рассказывать, в сети много информации.

Стационарная орбита есть, просто она не так быстро деградирует, чтобы не успеть с нее опустить трос. А потом противовес поднимается выше. Естественно, все это должно осуществлятся со вспомогательными двигателями, чтобы зависать над нужным местом не двигаясь.

Так вот и придётся постоянно тратить энергию и топливо на орбите Луне, чтобы висеть над нужным местом из-за неравномерности гравитационного поля.