Освоение Марса

[Vavanzer]

Процент озона в Атмосферах:

Марс:  0.000003
Земля: 0.000007  -
разница всего в 2.3 раза)))

На Земле содержание  озона от кол-ва О2: 1/3000000

На Марсе около 1/43000 ,
т.е его относительное к О2 содержание 14 раз больше чем на Земле!

В пересчете на 1 атм. получаем:
Марс: 0.006атм*0.000003 = 18*10-9 %
На Земле все те же 7*10-6

Итого имеем массовое соотношение (на единицу атмосферы) в 388 раз озона на Марсе меньше чем на Земле.
  Вопрос, сколько озона, а точнее кислорода для начала блокировки УФ? Озон ведь по сути побочный продукт УФ-реакции кислорода)) По любому на Земле имеется избыток...
А что считать! Можно узнать давление в районе озонового слоя, концентрацию О2 и тем самым будет понятно сколько КИСЛОРОДА (а не озона)) надо для защиты от УФ.

[Константин ВАРБ]

Заметьте, на Марсе О2 больше чем водяного пара)))

Больше-то больше, но О2 вдвое больше СО, что свидетельствует о том что на 3\4 его происхождение от потери водорода парами воды.
Отсюда и такое высокое содержание озона.

Но всё это лирика.
Если верить википедии, то масса всей атмосферы Марса около 25 триллиардов тонн. То-есть переработка всего лишь нескольких тысяч куб. километров марсианских пород увеличит её массу в несколько раз. Но по сути даже простой термолиз 1 куб. километра Fe2(SO4)3 (а столько как минимум надо для создания первичной инфраструктуры) приведёт к удвоению кислорода в атмосфере и постепенному замещению фракции СО на SO2.     
А это уже совсем иной радиационный и температурный режим.   

[Vavanzer]

Заканчивая озоновую тему, прикинем давление.

Озон обитает  в стратосфере на высоте 17-35км.
Давление на этих высотах  соответственно 0.12-0.01 Атм.
http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsPressure/AirPressureHeight/
Как раз то что надо для Марса)))

Состав воздуха тот же, что и в тропосфере. Т.е 21%кислорода.

Но так как на Марсе "гибель" озона судя по всему меньше, в 14 раз, то значит достаточно гораздо меньшего количества кислорода.
(про гибель тут есть немного https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9 )

Даже с учетом того что при увеличении АД за счет СО2 на Марсе фактор гибели озона увеличится, он вряд ли будет таким жекак на Земле.

Это значит что достаточно 1-2-3% кислорода для маломальски адекватного озонового  слоя.
К тому же у озона  есть плюс -  подогрев атмосферы за счет поглощения УФ.

http://geografya.ru/atmosfera/sloi_atmosfery/stratosfera.html
"При поглощении солнечной энергии слоем озона температура атмосферы повышается, а следовательно, слой озона является своеобразным резервуаром тепла в атмосфере. До высоты 10 км и более 60 км атмосфера почти полностью лишена озона, а максимальная концентрация его сосредоточена на высоте 20 - 30 км. В стратосфере тепловой режим, в основном, определяется лучистым теплообменом. Озон разрушается при взаимодействии с NO, со свободными радикалами, галогенсодержащими соединениями."

 :)К слову, еще можно добавить тот факт, что концентрация О2 порядка 1-2% вполне можетбыть обеспечена за счет УФ разложения воды. Т.е. надо в оборот больше воды вовлекать. А для этого нужно тепло...

[Vavanzer]

Но всё это лирика.

Расчитанная лирика, расчитанная на примере реальных природных явлений.
"Серный"  сценарий как-то не очень-то приятен)) Атмосферой Венеры попахивает)))

  В рамках моего сценария варианта терраформирования, для наглядности можно еще и приплести нашу Земную стратосферу... Мы же добиваемся давления  около 0.05-0.15 атм за счет таяния СО2)))
А именно - температурный режим.

В нижних слоях стратосферы имеем -56С, Марсианские температуры при 2.5 раза большем солнечном потоке))) В верхних - +0.8С. http://meteoweb.ru/2010/phen066.php
http://meteoinfo.ru/about/glossary/4806-2012-03-11-20-40-41

Но предполагаемая атмосфера Марса будет состоять из СО2, т.е. будет стратосферой с 90% содержанием СО2.  А это значит что она будет намного теплее... Добавим еще и близость подогретой солнцем поверхности, в отличии от случая с Землей...

[Константин ВАРБ]

  В рамках моего сценария варианта терраформирования,

Да терраформирование-то в первые века зачем?
Что местная биота будет кушать?

Вначале нужно комплексное освоение ресурсов, тем более что доступной для добычи планетной коры там на порядок больше чем на Земле.  Тем более что там сульфатных руд должно быть больше чем на Земле.
Всё наиболее доступное надо добыть а уже потом заливать Марс водой и т.д. для биопереработки обеднённых руд.
Надо бережно, по-хозяйски планировать использование планеты. Марс он в СС один и грызть его нужно рационально.

[Vavanzer]

Для того чтобы лучше понять что будет, в т.ч и с серным сценарием, летим на Венеру.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%92%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D1%8B

Там как раз в области 0.1-0.2 атм находится SO2, в количествах менее сотой %. Но в результате - сернокислые облака и дожди. И  еще большое отражение энергии,75%.
Получаем как раз марсианский энергопоток, и температуры -10-30С.  С учетом теплоемкости поверхности температуры на большой территории экваториальных районов перевалят за 0С !!!

 По сути получаем адекватную атмосферу. Главное не допустить кругооборота воды и тотальное обледенение поверхности. Т.е. воду надо закопать поглубже)))

Вот пара картинок с атмосферой  Венеры и стратосферой Земли

[armadillo]

еще раз напоминаю, что вся вода марса стечет в маринер и оттуда потом ее с матюгами придется доставать

[Vavanzer]

Надо бережно, по-хозяйски планировать использование планеты. Марс он в СС один и грызть его нужно рационально.

Не надо там ничего грызть. Надо просто там жить и исследовать оттаивающие формы жизни... Можно как продовольственную и заправочную базу для дальних экспедиций использовать.

100% терраформирование до 1 атм. сразу же влечет за собой кучу проблемм и нереальные затраты поподдержанию атмосферы.

[Vavanzer]

еще раз напоминаю, что вся вода марса стечет в маринер и оттуда потом ее с матюгами придется доставать

Туда ей и дорога! Главное чтоб не в снег и лед на поверхности и не в полярные шапки. Т.к. сильно разрастающиеся сезонные ледяные шапки рискуют потащить за собой атмосферу... 

[Константин ВАРБ]

Для того чтобы лучше понять что будет, в т.ч и с серным сценарием, летим на Венеру.

То-есть там немного потемнеет, но зато сразу же потеплеет так что СО2 весь растает?

[Vavanzer]

Для того чтобы лучше понять что будет, в т.ч и с серным сценарием, летим на Венеру.

То-есть там немного потемнеет, но зато сразу же потеплеет так что СО2 весь растает?

в 4 раза потемнеет из-за сернокислотных облаков. Нам надо  любойценой альбедо подниматьи теплоемкость атмосферы. А вы предлагаете увеличить отражение и создать атмосферу кислотных дождей.
Мало того что атмосфера ядовитая, так ее еще и поддерживать надо. Серная кислота будет постоянно окислять породу, разрушать строения, разъедать растения. Потребуются кислотозащитные скафандры. Дурдом короч...

СО2 же идеальный вариант. УФ пропускает, чем позволяет идти О2 синтезу и прогреву атмосферы за счет озона.   ИК он не выпускает, позволяет сохранять тепло... Даже при пониженном давлении он может быть эффективнее Земной атмосферы в этом плане...

А еще СО2 химически нейтрален, безопасен для построек и ряда организмов. Его там полно и всего то надо ненадолго подогреть поверхность чтоб запустить процесс...

[Vavanzer]

  Едем дальше. Графики тройных точек воды и СО2.

На графике СО2  мы видим что при 0.1-0.2 атм температура замерзания около -100 -95 С. Т.е. надо держать температуру выше -100С на всей планете, а главное на полюсах, высоких широтах и зимними ночами. Тогда получим долгоиграющую саморегулируемую атмосферу и более менее сносный климат.
Вода будет кипеть при 40-55С. т.ена экваторе будет сухо. Водоемы и реки будут в средних широтах. Не исключены реки,  впадающие "вникуда" (которые кстать заметны на картах Марса)))

   Да, давление будет не айс, но зато температура адекватная для жизни растений и ряда организмов... Жидкая вода возможна. 1-3% естественная начальная концентрация кислорода будет
 А главное что это намного реальнее в исполнении, не требует утопической суперразвитой промышленности почти в вакууме)))

[Vavanzer]

   А еще оч важный плюс - не будет затронута естественная Марсианская биота. Тамошние организмы могут спокойно оттаять и проявить себя в тех условиях, в которых они жили до анабиоза.

  Марс надо брать не силой, а интелектом. Грубая сила приведет к разрушению и лишь временным изменениям.

 Осталось посчитать термодинамику углекислой атмосферы 0.05-0.2 атм. Попадаем ли мы в окно когда СО2 перестанет выпадать в осадок, а вода не покроет большую часть поверхности льдом?

Если это окно есть, то значит надо просто убрать последствия глобального обледенения и впредь его не допускать. Сейчас мы имеем захороненную атмосферу и гидросферу. Пыль и низкая температура не дают им выйти на 100% мощь)))

Как вариант- разместить в высоких широтах и полюсах РИТЕГИ и др. подогревающие атомные установки длительного действия. Всю промышленную мощь задействовать в добыче соотв. изотопов. Вот только сколько таких штуковин надо? Можно посчитать через излучение и площадь при -100С )))

[Vavanzer]

  Решил досчитать)))

-100С или 173К излучают 50 Вт/м2

Кусок поверхности 1000х1000км температурой -100С  излучает 50 ТВт.
 Это более чем в 10 раз больше мощности всех электростанций  (3.5 ТВт), или сравнимо со всей энергией, вырабатываемой человечеством, включая тепловую. Немало.

http://science-interest.ru/article/astronomiya/polyarnie-shapki-marsa.html#.VrPpI9KLQ1g
Диаметр Северной шапки 1100-1500км, Южной 400-500км.  Зимой же иногда доходит до 50й параллели, что означает в десятки раз большую площадь, и соотв.требуемую энергию)))) Вот вам и объем промышленности, превышающий в десятки раз нынешний уровень))) 

Самое интересное было бы посчитать сколько энергии надо чтоб растопить СО2 в количестве 20 нынешних марсианских атмосфер)))

[Vavanzer]

   Считаем энергию для оттаивания льда для увеличения а.д.  до 0.12 атм.

1 "кузя" 50 мтн тротила, 2.4*10+17 Дж. Топит 0.46 м3 сух. льда.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B0%D1%80%D1%8C-%D0%B1%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B0
http://www.innoros.ru/publications/analytics/15/varianty-terraformirovaniya-marsa

12.500 куб.км. в шапках, это 80% атмосферы Марса. Для 20 "атмосфер" (Р=0.12атм) надо
20Х1.25Х12500= 312500 куб. км.

В "кузебаях" это 679347 штук))   В джоулях это 1.6*10+23 Дж.

Делим на мощность всех электростанций 3.5ТВт и кол-во секунд в году. Получаем 147 лет.
Вспоминаем, что вся энергия Солнца падающая на планету более чем в 100 раз больше, дело начинает выглядеть обнадеживающе)))

  За одно прикинем полную энергию получаемую Марсом.
Солнечный поток средний около 600 Вт/м2. Площадь сечения = 3.6*10+13 м2. Альбедо 0.25.
Получаем 1.6*10+16 Вт. Или 1600 ТВт.

За год на Марс падает 5.1 *10+23 Дж, что в 3 раза превышает не обходимую  для оттаивания 25  полярных шапок или в 450 раз всю земную электроэнергетику!!!  Вот где сила то!! Не в "кузях" атомных ,а  в Солнце!!!!))) 

[Vavanzer]

Кузя:   26 тонн х 2.4*10+17 Дж.   Это запас энергии 9.23*10+12Дж (почти 10 ТераДжоулей)  в 1 кг.

 Зеркало 1 микрон из пористого материала плотностью 50кг/м3 и массой 26тонн:

объем: 520м3, площадь 5.2*10+8 м2.
Мощность отраженной энергии (при 600Вт/м2) получаем 3.12*10+11 Вт.
Или 12 МВт/кг.
За год такое зеркало выдаст 9.8*10+18 Дж. (или 3.8*10+14 Дж/кг. )

  Разница - 41 раз в пользу Зеркала! За год оно соберет в 41 раз больше энергии чем в той же бомбе.
Т.е. в случае равной стоимости изготовления и запуска на единицу массы, выгоднее городить зеркала из тонкой пленки, чем скидывать бомбы.

[Vavanzer]

  Все эти идеи с внешним подогревом дороги достаточно. Лучше как-то найти способ распределять энергию в атмосфере. Т.е другими словами маскимально "смягчить" климат на всей планете. В полярные области на 1 м2 достаточно доставлять энергию в  размере 8% от падающей на экваторе чтоб температура зимой не опускалась ниже -100С..

 С учетом того что лишь часть областей являются полярными (уходят в тень зимой), занимают менее 1/10 площади планеты, это значит туда отправляется 0.8% от получаемой Марсом энергии.

 Или делать запасы. На севере для этого хорошо бы иметь океан, а на юге - море Эллады)))

[Vavanzer]

Блин вот мне не имется... До инета добрался)))

  Если что-то скидывать на Марс, то для 25х увеличения атм. давления получается нужен кусок радиусом 44 км.

 Расчитывал из того что 1 марсианская атмосфера это 15000 куб. км сухого льда,и таких надо 25 штук.
Допустим, нашли подходящий объект из газов замороженных. При плотности порядка 1000кг/м3 получаем 3.75*10+17  кг.

  Вопрос, сколько "кузь" надо чтоб стащить с орбиты такой объект, диаметром под 100 км?

[Dem]

Вопрос, сколько "кузь" надо чтоб стащить с орбиты такой объект, диаметром под 100 км?

Если тащить из Оорта - то там достаточно мизерное изменение скорости получится.

[Vavanzer]

Вопрос, сколько "кузь" надо чтоб стащить с орбиты такой объект, диаметром под 100 км?

Если тащить из Оорта - то там достаточно мизерное изменение скорости получится.

 Тож подумывал об этом, да и всенаверно))) Там может нескольких "кузь" хватит для толчка)))) Или с пояса Койпера)))

Короч объявляем конкурс на самое дешевое терраформирование Марса))) Задача - для начала поднять АД хотяб до 15%   земного)))

Если вложить интеллект, то есть большой  шанс найти способ осуществить имеющимися "низко-энергетическими" по космическим меркам технологиями.

   Кстать для скидывания с орбиты и в виду низкой гравитации хороший импульс можно придать за счет массы отбрасываемого вещества. Скорость пониже придать.  В формуле кинетической энергии масса растет прямо, а скорость - квадратично. А в законе сохр. импульсов - обе компоненты растут линейно. Отсюда можем поиметь весьма не хилую  экономию))