Освоение Марса

[Vavanzer]

  Надо более реальные и дешевые в исполнение идеи. Такие дорогостоящие и нириальные идеи каждый может сколько угодно выдумать...

 Причем надо как можно больше данных о составе глубинных пород, вычисление причин исчезновения атмосферы. Кстать по закону излучения, даже если сегодняшний Марс поставить на орбиту Земли, в нем мало что изменится. Температура всего на 20% увеличится.

[crazy_terraformer]

  Надо более реальные и дешевые в исполнение идеи. Такие дорогостоящие и нириальные идеи каждый может сколько угодно выдумать...

 Причем надо как можно больше данных о составе глубинных пород, вычисление причин исчезновения атмосферы. Кстать по закону излучения, даже если сегодняшний Марс поставить на орбиту Земли, в нем мало что изменится. Температура всего на 20% увеличится.

Силикаты самые распространённые соединения в литосфере, образованы более слабыми, чем угольная, кремниевыми кислотами. Водные растворы углекислого газа поэтому всегда будут растворять силикаты, а CO₂ растворяясь в воде уходить из атмосферы, пока не наступит насыщение литосферы карбонатами или не образуется природный или искусственный барьер. Конечно, можно попытаться синтезировать кислоты сильнее, чем угольная, и насыщать или промывать ими горные породы , но это однозначно тупик.

Далее из области совершеннейшей фантастики.
Неплохо бы разогреть мантию и ядро, чтобы запустить геохимический цикл углерода и возможно дегазацию мантии (выделение азота, воды, углекислого и инертных газов), а также для запуска планетной динамо-машины. Но для этого понадобятся много урана и трансуранов, а где их взять для этого? Конечно, если освоят экономичный синтез в ускорителях тяжёлых ядер, тогда может  быть создадут комплексы синтеза этих элементов на Меркурии.

[LonelyWanderer]

Как вы любите поговорить о перемещении планет, разогреве ядра, о промышленной физико-химической переработке всей поверхности Марса... А пока-что даже Mars One не получается запустить в ход...
Переводите тему на что-нибудь реальное, хотя бы в ближайшие лет 200

[crazy_terraformer]

Как вы любите поговорить о перемещении планет, разогреве ядра, о промышленной физико-химической переработке всей поверхности Марса... А пока-что даже Mars One не получается запустить в ход...
Переводите тему на что-нибудь реальное, хотя бы в ближайшие лет 200

Реально создать плотную кислородную атмосферу, а всю растительность и биосферу разместить в герметичных прозрачных перекрывающихся куполах, не пропускающих в атмосферу и литосферу углекислый газ, в случае разгерметизации купола никто не умрёт и существенных потерь CO₂ не будет. Возможно будет поддерживать концентрацию суперпарниковых газов в атмосфере достаточной для поддержания температуры, при которой будет можно дышать вне купола, не обогревая воздух. Климат внутри этих гигантских куполов можно спокойно контролировать и варьировать.

[Rattus]

Переводите тему на что-нибудь реальное, хотя бы в ближайшие лет 200

Эти фантазмы Мы рассматриваю как развивающие упражнения по физике в кружке "Юный Мегаломан". Иначе не получится печатать ответы на форуме из-за постоянно прислоненных к лицу ладоней.

[crazy_terraformer]

Углекислый газ в атмосфере вообще с водой совместим плохо, скорость его поглощения литосферой в этом случае оценивается где-то в 1 бар за 30 млн. лет (оценка для гипотетических условий тёплого влажного Марса), что очень быстро по геологическим меркам.

1 атм за 30млн.лет
х атм за 300 лет
х=3_*10²/3_*10⁷=10^-5 атм=1 Па за 300 лет.

По данным НАСА на 2004 год, давление атмосферы на среднем радиусе составляет 636 Па.
Если не считать полярных шапок, где толщина сухого льда зимой достигает 1 метра и возможных залежей в виде газогидратов и подповерхностного сухого льда этого количества должно приблизительно хватить на 636^.300^.95,32%=181 тысяч 870,56 лет без учёта поглощения биосферой и диссипации.
вес на Земле F=m^.g/S
g=9,81 м/с²
1Па=m^.9,81м/с²/1
m₁=1/9,81=101,9367992
1Па=101,9367992 грамма на поверхности Земли
вес на Марсе F=m₂^.a_mars/S
a_mars=3,711м/с²
1Па=m₂^.3,711/1
m₂=1/3,711=269,4691458 г=0,2694691458 кг

1Па=269,4691458 г на поверхности Марса
Площадь поверхности Марса S_mars=144 371 391 км² =144 371 391^.10⁶ м²
Масса поглощаемого за 300 лет CO2 M_CO²=m₂^.S_mars=0,2694691458^.144 371 391^.10⁶
M_CO²~38 903 635 408 245,756~38,90^. 10⁹ тонн/300 лет
M_CO²~129,678784^. 10⁶ тонн~129 млн 679 тыс тонн в год.
Учитывая общую массу атмосферы Марса — около 2,5×10¹⁶ кг и содержание в ней CO² 95,32%, получим массу CO₂ в ней.2,5×10^16.0,9532=2,383×10¹⁶кг=2,383×10¹³тонн этого хватит на 183 тысячи 761,75 лет без учёта поглощения биосферой и диссипации.
2,383×10¹³тонн /129,678784^. 10⁶ тонн=183 761,747797 лет

[Wert]

Интересно,сколько сейчас на Марсе карбонатов?

[SY]

За 200 лет ...

Реально создать плотную кислородную атмосферу, а всю растительность и биосферу разместить в герметичных прозрачных перекрывающихся куполах, не пропускающих в атмосферу и литосферу углекислый газ ...

Это нереально.
Но в любом случае нужно определить, что значит "плотная"? Является ли это эквивалентом (Давление = 1 атм)  или это значит, что удельная масса на квадратный метр равна 10 (тонн)? В условиях Марса это разные понятия, но для достижения любого из них или даже нескольких процентов от заданной величины за 200 лет нужна астрономическая производительность оборудования и столь же невероятное энергообеспечение этого оборудования.
Если пренебречь нежеланием большей части населения Земли этим заниматься, то все равно эта задача для нашей цивилизации не по силам. На своей планете перерабатывая массу грунта и сжигая гигантские количества ископаемых соединений углерода мы даже на несколько процентов не изменили атмосферное давление.

[crazy_terraformer]

За 200 лет ...

Реально создать плотную кислородную атмосферу, а всю растительность и биосферу разместить в герметичных прозрачных перекрывающихся куполах, не пропускающих в атмосферу и литосферу углекислый газ ...

Это нереально.
Но в любом случае нужно определить, что значит "плотная"? Является ли это эквивалентом (Давление = 1 атм)  или это значит, что удельная масса на квадратный метр равна 10 (тонн)? В условиях Марса это разные понятия, но для достижения любого из них или даже нескольких процентов от заданной величины за 200 лет нужна астрономическая производительность оборудования и столь же невероятное энергообеспечение этого оборудования.
Если пренебречь нежеланием большей части населения Земли этим заниматься, то все равно эта задача для нашей цивилизации не по силам. На своей планете перерабатывая массу грунта и сжигая гигантские количества ископаемых соединений углерода мы даже на несколько процентов не изменили атмосферное давление.

За 200 лет это точно полный unreal.
Надо добывать  кислород на Меркурии, количество приходящей солнечной энергии на единицу площади здесь составляет 9,13 кВт/м² (для Земли и Луны — 1,36 кВт/м²), выделяя его оксидов металлов и силикатов. А потом электромагнитной катапультой цистерну в космос и дальше либо по инерции или с помощью солнечного паруса на Марс.

[crazy_terraformer]

Является ли это эквивалентом (Давление = 1 атм)  или это значит, что удельная масса на квадратный метр равна 10 (тонн)? В условиях Марса это разные понятия, но для достижения любого из них или даже нескольких процентов от заданной величины за 200 лет нужна астрономическая производительность оборудования и столь же невероятное энергообеспечение этого оборудования.

Надо хотя бы создать парциальное давление кислорода  как в Лхасе высота 3650 м или в районе озера Титикака 3821 м на среднем уровне поверхности или в крупных низинах (Эллада, Маринер).
А максимальное давление кислорода 101325 Па×23,10%=23406,075 Па или если ×1/3,711=6307,215кг на м²~6,3 тонны на м².

[LonelyWanderer]

За 200 лет это точно полный unreal.
Надо добывать  кислород на Меркурии, количество приходящей солнечной энергии на единицу площади здесь составляет 9,13 кВт/м² (для Земли и Луны — 1,36 кВт/м²), выделяя его оксидов металлов и силикатов. А потом электромагнитной катапультой цистерну в космос и дальше либо по инерции или с помощью солнечного паруса на Марс.

Если брать вашу идею использования солнечной энергии близко к Солнцу, то Меркурий вообще пролетает. Мало того, что он сам по себе гравитационная яма почти равная Марсу, так ещё он в глубокой гравитационной яме Солнца. Даже используя гравитационный манёвр у Венеры потребуется приращение скорости несколько километров в секунду, я как-то считал, но уже не помню, это где-то в районе 7-8 км/с. И темпы будут очень низкими, т.к. мало окон запусков. А если напрямую на Марс, то приращение скорости будет далеко за 10 км/с.
Логичнее было бы использовать астероиды с перигелием ниже Венеры.
Да и какое вещество грунта вы предлагали бы разлагать и как с выделением кислорода, чтобы не вылететь в трубу с энергозатратами?

[Константин ВАРБ]

Переводите тему на что-нибудь реальное, хотя бы в ближайшие лет 200

Эти фантазмы Мы рассматриваю как развивающие упражнения по физике в кружке "Юный Мегаломан". Иначе не получится печатать ответы на форуме из-за постоянно прислоненных к лицу ладоней.

http://www.proza.ru/2014/10/28/1077

[crazy_terraformer]

За 200 лет это точно полный unreal.
Надо добывать  кислород на Меркурии, количество приходящей солнечной энергии на единицу площади здесь составляет 9,13 кВт/м² (для Земли и Луны — 1,36 кВт/м²), выделяя его оксидов металлов и силикатов. А потом электромагнитной катапультой цистерну в космос и дальше либо по инерции или с помощью солнечного паруса на Марс.

Если брать вашу идею использования солнечной энергии близко к Солнцу, то Меркурий вообще пролетает. Мало того, что он сам по себе гравитационная яма почти равная Марсу, так ещё он в глубокой гравитационной яме Солнца. Даже используя гравитационный манёвр у Венеры потребуется приращение скорости несколько километров в секунду, я как-то считал, но уже не помню, это где-то в районе 7-8 км/с. И темпы будут очень низкими, т.к. мало окон запусков. А если напрямую на Марс, то приращение скорости будет далеко за 10 км/с.
Логичнее было бы использовать астероиды с перигелием ниже Венеры.
Да и какое вещество грунта вы предлагали бы разлагать и как с выделением кислорода, чтобы не вылететь в трубу с энергозатратами?

Энергии полно, облаков нет. Можно хоть весь Меркурий рефлекторами или солнечными батареями замостить или ректеннами для сбора энергии с орбитальных и межпланетных электростанций. Так что трубы не будет. Если электромагнитные катапульты не смогут забросить цистерны с кислородом напрямую на Марс, то они смогут забросить их на орбиту Меркурия, а оттуда уже тихой сапой на солнечных парусах с мизерным ускорением или на подходящих электрических двигателях, рабочим телом может выступать кислород.

Кислород , повторюсь, из силикатов, диоксида кремния, оксидов, базальтов и любых кислородсодержащих пород, только не из воды.
Первые данные исследования элементного состава поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра аппарата «Мессенджер» показали, что она бедна алюминием и кальцием по сравнению с плагиоклазовым полевым шпатом, характерным для материковых областей Луны. В то же время поверхность Меркурия сравнительно бедна титаном и железом и богата магнием, занимая промежуточное положение между типичными базальтами и ультраосновными горными породами типа земных коматиитов.

Даже, если не торопиться с доставкой, может выйти быстрее, чем добыча кислорода на Марсе, т.к. плотность солнечной энергии здесь выше. Единственное в чём выигрыш у Марса это наличие водорода,дейтерия, углерода и азота.
За счёт термояда Марс может обойти Меркурий по производству энергии, т.к. ещё плюс в отличии от Меркурия там днём гораздо холоднее и можно использовать атмосферу для сброса тепла.

Узкое место для промышленного развития Меркурия необходимость ввоза лёгких элементов.
Углерод и азот можно взять на Венере. Водород на Церере или других астероидах или на спутниках Юпитера. Часть других лёгких элементов на Луне.

[LonelyWanderer]

Ну так а чем вам астероиды не нравятся? У них и орбиты вытянутые, в лучших случаях приращение потребуется, возможно, 2-3 километра/с. Всё же не больше 10. Т.е. 10-20 раз меньше по энергозатратам. А то, что у астероидов площадь невелика - это не проблема, при их гравитации можно соорудить огромные солнечные батареи-крылья.
Я думаю, наберётся достаточное количество астероидов с низкими перигелиями, чтобы Меркурий стал ненужным как поставщик кислорода. Хотя я вообще идею не поддерживаю из-за слишком большой энергоёмкости и сложности, просто предлагаю тот же способ, но попроще.

[crazy_terraformer]

Ну так а чем вам астероиды не нравятся? У них и орбиты вытянутые, в лучших случаях приращение потребуется, возможно, 2-3 километра/с. Всё же не больше 10. Т.е. 10-20 раз меньше по энергозатратам. А то, что у астероидов площадь невелика - это не проблема, при их гравитации можно соорудить огромные солнечные батареи-крылья.
Я думаю, наберётся достаточное количество астероидов с низкими перигелиями, чтобы Меркурий стал ненужным как поставщик кислорода. Хотя я вообще идею не поддерживаю из-за слишком большой энергоёмкости и сложности, просто предлагаю тот же способ, но попроще.

Ни астероиды, не луны, ничего не исключаю.
Я вижу вопрос колонизации и терраформирования Марса  взаимосвязанным с другими задачами освоения СС и изучения космоса.Кооперация всей промышленности и ресурсов СС может значительно ускорить решение как терраформирования Марса и Венеры, так и другие вопросы: запуск беспилотных зондов к границам СС и ближайшим звездам и т.д.

[LonelyWanderer]

Ну так а чем вам астероиды не нравятся? У них и орбиты вытянутые, в лучших случаях приращение потребуется, возможно, 2-3 километра/с. Всё же не больше 10. Т.е. 10-20 раз меньше по энергозатратам. А то, что у астероидов площадь невелика - это не проблема, при их гравитации можно соорудить огромные солнечные батареи-крылья.
Я думаю, наберётся достаточное количество астероидов с низкими перигелиями, чтобы Меркурий стал ненужным как поставщик кислорода. Хотя я вообще идею не поддерживаю из-за слишком большой энергоёмкости и сложности, просто предлагаю тот же способ, но попроще.

Ни астероиды, не луны, ничего не исключаю.
Я вижу вопрос колонизации и терраформирования Марса  взаимосвязанным с другими задачами освоения СС и изучения космоса.Кооперация всей промышленности и ресурсов СС может значительно ускорить решение как терраформирования Марса и Венеры, так и другие вопросы: запуск беспилотных зондов к границам СС и ближайшим звездам и т.д.

Пока что надо ускорить создание хотя-бы базы на 10-20 человек, а то, похоже, такова будет создана уже не при нас

[LonelyWanderer]

Вот Апофис бы затормозить до выхода на орбиту Земли.. 320 метров - достаточно для создания в недрах  довольно крупной базы, защищённой от радиации. Хватит на несколько десятков человек.
Согласно википедии, пролетит в 2029 году на расстоянии 36-38 тыс.км, т.е. вблизи геостационарной орбиты. Если бы он входил в атмосферу, то в вики написана скорость вхождения 12.6 км/с, а вторая космическая у Земли - 11.2. Т.е. он имеет избыточную скорость 1400 м/с, которые нужно погасить для захвата. Это, конечно, много. Но ведь ещё остаётся возможность гравитационного манёвра: тормознуть его в 2 этапа, сначала заранее придать ему импульс, чтобы он опередил Землю (гравитационный манёвр на торможение) и пролёт случился с ведомой стороны Земли. Этот манёвр нужно совершить с целью минимизации энергозатрат за годы до пролёта, тут потребуется очень маломощная атомная бомбочка. А второй манёвр уже корректирующий, уже у Земли, хотя его может и не быть, если при первом заходе астероид выйдет на траекторию захвата Землёй.
Потом постепенно откорректировать его орбиту до удобной для использования. Например эллиптической с перигелием километров 600-700, и афелием тысяч 30-40 километров. Такая орбита позволила бы использовать астероид в качестве промежуточной базы для безопасного преодоления радиационных поясов при межпланетных полётов, на тот же Марс, например, или Луну.

[crazy_terraformer]

Вот Апофис бы затормозить до выхода на орбиту Земли.. 320 метров - достаточно для создания в недрах  довольно крупной базы, защищённой от радиации. Хватит на несколько десятков человек.

Вот на Луне роботизированную промышленную базу создадут, тогда и будут пачками Апофисы ловить.

[LonelyWanderer]

Вот Апофис бы затормозить до выхода на орбиту Земли.. 320 метров - достаточно для создания в недрах  довольно крупной базы, защищённой от радиации. Хватит на несколько десятков человек.

Вот на Луне роботизированную промышленную базу создадут, тогда и будут пачками Апофисы ловить.

Роботизированная промышленная база на Луне - это лет через 300 в самом лучшем случае.
А Апофис при большом желании лет через 13 можно было бы словить. Или другой астероид - в ближайшее время. Благодаря замечательному гравитационному манёвру главное, чтобы астероид мог пройти вблизи Земли, а там он сам захватится без энергозатрат.
Если астероид пересекает земную орбиту от Солнца, то захват будет в обратную сторону вращения Земли, что плохо. Нужно обязательно, чтобы астероид заходил на сближение с Землёй снаружи орбиты.
Чтобы энергозатраты были минимальны, нужно выбирать из астероидов, сближающихся с Землёй и потенциально опасных. Тогда, придав ему толчок за несколько лет можно достигнуть наименьшего необходимого импульса. В частности для захвата Апофиса, возможно (если тормозящий гравманёвр сможет погасить лишних 1400 к/с) хватит лишь корректирующего импульса в несколько метров/с. Это даже не атомная бомба для 320-метрового тела.
Не знаю, зачем ждать некой самоподдерживающейся робототехники, когда это можно сделать уже при нас.
А на астероиде отрабатывать технологии космических подповерхностных баз. А непосредственная польза, как я уже говорил - в качестве безопасного способа преодоления радиационных поясов при эллиптической орбите, а также постоянная защита от космической радиации, вспышек и т.д.

Также Апофис, который хотя и имеет размеры всего 320 метров, но уже имеет вес 27 миллионов тонн  и может использоваться уже и как якорь для всякой астроинженерии - космических зеркал, солнечных батарей, космической центрифуги для безракетного первоначального ускорения (моя любимая тема ). Кстати, если его орбита будет эллиптической, т.е. немного меньшей, чем 2-я космическая, то можно вообще без помощи ракет вывести груз с астероиду на  траекторию к Марсу.

[crazy_terraformer]

Вот Апофис бы затормозить до выхода на орбиту Земли.. 320 метров - достаточно для создания в недрах  довольно крупной базы, защищённой от радиации. Хватит на несколько десятков человек.

Тормозить его нужно морковкой. Использовать гравитационный тягач - спутник(корабль) с солнечным парусом( тонкоплёночный, отражающий свет на солнечную батарею или коллектор двигателя Стирлинга) и каким-нибудь электрическим двигателем, питаемым от солнечной электростанции, аккумуляторов и ,возможно, РИТЭГа.
Диаметр     325±15 м
Масса        2,7·10^10 кг
Плотность   3,274 г/см
2-я космическая скорость           0,14 м/с
Период вращения              30,4 ч
Средн. темп-ра поверх-ти    270 К (−3 °C)

Эксцентриситет (e)    0,19111
Большая полуось (a)  137,98 млн км   (0,92234 а. е.)
Перигелий (q)           111,611 млн км  (0,74607 а. е.)
Афелий (Q)           164,349 млн км  (1,09861 а. е.)

Период вращения и расстояние до Солнца позволяет использовать теплицы на поверхности для выращивания растений или не очень большие устройства для сбора и передачи света под поверхность зеркала, призмы, световые колодцы и т.д.
Плотность позволяет заключить, что там может быть твёрдая и не рыхлая поверхность и можно будет заякориться, вбить в неё какие-то металлические стержни и закрепить корабли тросами.
Интересно, если Апофис раскрутить ,чтобы создать во внутренних полостях лунную гравитацию, он не развалится или придётся укреплять его каким-то образом, или разбирать и перерабатывать для создания прочных герметичных конструкций и защитного противорадиационного слоя.