Освоение Марса

[Vint]

https://slon.ru/posts/67613
Статья ограниченного доступа, поэтому перепощу целиком.

К сожалению книга - тупой пиар SpaceX.
К примеру пишут в книге: "Есть и другие способы отразить или поглотить излучение. Маск предложил изолировать внутренние помещения корабля водяной оболочкой", просто поражаешься гениальности сего товарища.

[LonelyWanderer]

А почему из невесомости делают такую проблему? Неужели так сложно обеспечить искусственную гравитацию? Для этого даже не обязательно создавать гигансткие вращающиеся торы на спицах, огромные дискообразные корабли. Достаточно космический корабль отделить от, например, бака с топливом, контейнером с марсианской пищей, соединить достаточно длинным тросом и закрутить вокруг общего центра тяжести, который будет в некоторой точке троса. И всё

[LonelyWanderer]

Хотел бы вернуться к идее останова вращения Марса как средства установления пригодного климата в подсолнечной точке. Помню, это подвергалось сомнению, что, мол, всё равно не хватит солнечной энергии. Хотел бы привести некоторые конкретные расчёты.
Итак, среднее количество получаемой энергии на экваторе Земли - около 400 Вт/м² (https://ru.wikipedia.org/wiki/Инсоляция#/media/File:Insolation.png). При этом солнечная постоянная  1367 Вт/м²
На орбите Марса (беру большую полуось 1.524 а.е) она будет, соответственно 588.57 Вт/м². Как видно, в подсолнечной точке энергии будет получаться больше, чем даже на земном экваторе.
Теперь нужно выяснить, насколько велика будет территория, где будет достаточно энергии, чтобы холодными воздушными массами не охладилась подсолнечная точка.
Для начала посчитаю территорию, где будет энергии больше, чем на земном экваторе. 400 Вт на Марсе в таком случае будет в том месте, где Солнце будет на высоте 41.57 градуса ( 90 / (588.57/400)² ). Т.е. если бы Солнце зависло бы над полюсом, то это, соответственно, 41-я параллель (на Земле это было бы черноморское побережье Турции, и вся территория от неё и до Северного Полюса получала бы больше солнечной энергии, чем земной экватор).
Посчитаем в километрах. Длина марсианского экватора - 21338,95 км, а длина каждого градуса дуги - 59.27 км. Радиус искомой территории 90 - 41.57 = 48.43 градуса. Или 2870.4 км. Диаметр, соответственно,  5740.9 км. Это примерно соответствует размерам Африки. Вся эта территория будет получать значительно больше тепла, чем собственно сама Африка.
Теперь второй расчёт - по среднеземному поступлению тепла.
Вся площадь Земли в среднем получает 341 Вт/м² (https://ru.wikipedia.org/wiki/Тепловой_баланс_Земли). На Земле при этом обеспечивается средняя температура в 15 градусов цельсия. Теперь найдём соответствующее место на Марсе.
90 / ( 588.57 / 341 )² = 31.21 градуса. В месте, где Солнце будет висеть на высоте в 31 градус, будет поступать столько же солнечной энергии, сколько в целом поступает его на всю поверхность Земли.
Тогда радиус всей территории:
( 90 - 31.21 ) * 59.27 =  3484.48 км
Или диаметр: 6969 км.
Это уже сравнимо даже с территорией Евразии. При этом, напомню, центральные регионы будут получать намного больше тепла, чем экваториальная Африка. И таким образом есть основания полагать, что холодными воздушными  массами с ночной стороны не будет успевать выхолаживаться вся эта территория как ввиду значительных размеров, так и в виду избытка тепла.
Чуть позже помещу картинку

Итак, вот картинка. Исходя из расчётов составил такой рисунок в 3-д графике, где по широтам выделил 2 основные зоны:
-зелёным: солнечного тепла поступает больше, чем на земном экваторе
- жёлтым: солнечного тепла поступает меньше, чем на земном экваторе, но больше, чем в целом на Земле.

Очень приличная по площади территория получается. Полагаю, что вполне тёплый климат при отсутствии очень мощной атмосферы или океана может занимать всю зелёную зону.

Правда этот пост нужно было, наверное, разместить в теме "Терраформация всей Солнечной системы", ибо это уже астроинженерия очень высокого порядка

[Макс1]

лишь одна компания на сегодня способна дать реалистичные обещания доставить людей на Красную планету – SpaceX Илона Маска.

Но над новыми кораблями работают и NASA (их проект называется «Орион»), и SpaceX (ожидается, что их пилотируемый корабль полетит к МКС уже в 2017 году). Таким образом, пишет Петранек, вопрос «можем ли мы добраться до Марса?» больше неактуален.

У всех этих кораблей пока нет никаких реальных технологий для полета на Марс. Сначала реализуйте пилотируемый полет на орбиту Земли. Российские обещания полететь на Луну пока также нереалистичны.

Затем в 2030–2050 годах у нас состоится десять орбитальных синхронизаций… и это значит, что в течение двадцати лет на Марсе окажутся от сорока до пятидесяти тысяч человек»

Отправьте сначала от 4 до 5 человек. 4 нуля здесь явно лишние.
В общем, несерьезная статья. Вспоминается Обама, который, когда свернул программу Space Shuttle, сделал нереалистичные обещания о полете на Марс, чтобы успокоить общественное мнение.

[viesis]

Представляется, что для Марса проблема не в малом количестве поступающей солнечной энергии, а в
недостатке воды в тех местах, где энергии более менее хватает. В этом смысле остановка вращения, не
рассматривая её реализуемость, мало что даст.

[viesis]

Наверно, предложение будет не новым, но первым и осуществимым на данный момент шагом могло бы
стать создание теплицы на Марсе. В ней поддерживаем 100% влажность. Источник воды- пиролиз грунта(энергия
фотоэлемент или ритэг). Т.о. возникают условия для жизни простейших фототрофов из числа наиболее
подходящих земных.

[crazy_terraformer]

Наверно, предложение будет не новым, но первым и осуществимым на данный момент шагом могло бы
стать создание теплицы на Марсе. В ней поддерживаем 100% влажность. Источник воды- пиролиз грунта(энергия
фотоэлемент или ритэг). Т.о. возникают условия для жизни простейших фототрофов из числа наиболее
подходящих земных.

Цель - наработка органики? Или фототрофы будут гмо и производить суперпарниковые фториды?

[LonelyWanderer]

Оказывается остановить вращение Марса с целью получения тёплого климата на стороне, обращённой к Солнцу не столь уж и запредельная астроинженерия. Чтобы это сделать, нужно сбросить всего 200-300 километровое тело с облака Оорта (целиком или по частям). Сейчас оформлю и выложу соответствующие произведённые расчёты.

[LonelyWanderer]

Итак, сперва нужно найти энергию вращательного движения Марса (которую нужно погасить).
Энергия вращательного движения:
Е =  I * w² / 2
где I -момент инерции, w - угловая скорость.

Момент инерции для шара:
I = 2/5  m * r ²
где m - масса

Угловая скорость:

w = 2 пи / Т
где Т - период вращения.

Преобразуем формулу:

Энергия вращательного движения Марса (при условии его однородности):
Е =  I * w² / 2 = 2/5 * m * r² * (2 пи / Т)² / 2 =
= 2/5 * 6,4185*10²³*3389500² * (2  * 3,1416 / 88774,92 )² / 2
=  7,3878 * 10²⁷ Дж

Есть ещё такое понятие, как безразмерный момент инерции, за счёт более плотного ядра истинная энергия вращения получается несколько меньше (у однородного шара 0.4 (в формуле была цифра 2/5), у Земли - 0.335, У Марса - 0.375. Т.е. энергия вращательного движения Марса получается  7,3878 * 10²⁷ / (0.4  / 0.375) = 6,926*10²⁷ Дж.

Теперь посчитаем кинетическую энергию сброшенного с Облака Оорта на Марс тела. Для этого я выбрал вот такой объект (https://ru.wikipedia.org/wiki/(148209)_2000_CR105) - с достаточно большим эксцентриситетом и достаточного диаметра (253 километра), его масса равна 1.3*10¹⁹ кг.
С какой именно скоростью оно может столкнуться с Марсом, если его оттуда скинуть, я не знаю, тут ещё много расчетов нужно производить. Но, допустим, скорость будет равна нынешней скорости Марса -24,077 км/с.

Тогда кинетическая энергия в момент столкновения равна:

Е= m*v²/2

Е = 1.3*10¹⁹ * 24077² / 2 = 3,768*10²⁷ Дж

Как видно, размера транснептунового тела в 253 километра достаточно, чтобы погасить больше половины энергии вращения Марса.

При этом, чтобы сбросить это тело внутрь солнечной Системы нужно на порядки меньше энергии из-за их медленного там движения, а величина кинетической энергии пропорциональна квадрату скорости. А там есть тела, движущиеся со скоростью лишь в несколько сотен метров в секунду.
Материала этого тела, в основном ледяного, как раз хватит для обеспечения Марса и водой и газами.

[LonelyWanderer]

Сразу отвечу на предсказуемый довод, что все газы и вода замёрзнут на ночной стороне. Ну газ будет замерзать только углекислый. И вода, однако из-за пластичности льда ночная ледяная шапка сможет поглотить только некоторое определённое количество воды, после чего начнётся сползание льда на дневную сторону, где он будет таять. Вместе с этим водяным льдом будет переносится и замёрзший углекислый газ, и, таким образом, установится кругооборот воды и углекислоты с дневной на ночную сторону и обратно.

[crazy_terraformer]

Сразу отвечу на предсказуемый довод, что все газы и вода замёрзнут на ночной стороне. Ну газ будет замерзать только углекислый....после чего начнётся сползание льда на дневную сторону, где он будет таять. Вместе с этим водяным льдом будет переносится и замёрзший углекислый газ, и, таким образом, установится кругооборот воды и углекислоты с дневной на ночную сторону и обратно.

Осталось добавить смесь суперпарниковых газов и тогда будет тепло и на ночной стороне.
Надо бы оценить порядок массы термоядерного горючего - дейтерия, которое нужно было бы затратить для работы стационарных ракетных двигателей тормозящих вращение Марса, где-то тут были расчёты на выброс вещества из Ямы.

Этот гипотетический удар приведёт к перестройке поверхности планеты и вызовет обширную вулканическую и тектоническую активность.Какова будет потеря газов атмосферой и пополнение её из недр за счёт дегазации?

[crazy_terraformer]

энергия вращательного движения Марса получается  7,3878 _* 10²⁷ / (0.4  / 0.375) = 6,926_*10²⁷ Дж.

мощность взыва 1 кг дейтерия:
1/ (6,686·10⁻²⁷) _* 4.04 = 6,04 _* 10²⁶ МэВ
6,04 _* 10²⁶ МэВ = 6,04 _* 10³² эВ
6,04 _* 10³² (эВ) _* 1,6·10⁻¹⁹(Дж) = 9,664 _* 10¹³Дж

6,926*10²⁷ Дж/9,664*10¹³Дж=0,71668*10¹⁴кг=71,668*10¹²кг=71,668*10 млрд тонн

Плотность жидкого дейтерия: 0,17 г/см3

0,17г/см3=0,17кг/дм3=0,17т/м3=0,17млрд.т/км3
71,668/0,17=421,57647 км3 жидкого дейтерия для КВС реакторов
А если учесть КПД цепочки преобразования тепла взрыва термоядерных зарядов в импульс рабочего тела, возможно лучше подрывать заряды в специальных камерах с рабочим телом в грунте планеты, чтобы убрать посредников. Хотя, используя это кол-во дейтерия можно наделать кучу Ям или многократно терраформировать Марс.
Для создания Ямы глубиной 58 километров и шириной 250 километров надо

2.9 * 10¹¹ кг дейтерия.

Тогда 71,668*10¹²кг/2.9 * 10¹¹ кг=247,131~=247 Ям можно откопать

[LonelyWanderer]

Ну понятно, что нарыть ям нужно намного меньше энергии, чем остановить вращение. Но это если непосредственно тормозить планету на месте стационарными двигателями. А чтобы не устраивать апокалипсис падением 300-километрового ледяного астероида, его нужно раздробить и подавать мелкими порциями, скажем по 10 километров. Ну да, конечно, тогда придётся 27 000 запусков производить.
А если с помощью суперпарниковых газов попытаться утеплить ночную сторону, то что тогда будет твориться на дневной? Да и зачем оно надо.

[LonelyWanderer]

Хотя, используя это кол-во дейтерия можно наделать кучу Ям или многократно терраформировать Марс.
Тогда 71,668*10¹²кг/2.9 * 10¹¹ кг=247,131~=247 Ям можно откопать

Это правда, останавливать вращение Марса напрямую стационарными двигателями не имеет смысла, т.к. для этого нужно энергии больше, чем несколько раз терраформировать планету и даже, наверное, искусственно её подогревать термоядерными реакторами. Я даже расчеты не буду проводить такие.
Однако есть ещё вариант бомбардировки кроме непосредственного сброса ледяных транснептуновых тел.
С помощью суперкомпьютеров, мощность которых в будущем будет ещё больше, можно смоделировать поведение всех тел Солнечной  системы на миллионы лет вперёд. Все астероиды имеют не вполне стабильные орбиты и постепенно меняются под воздействием гравитации планет. Тогда можно в течении десятков тысяч лет их слегка подталкивать так, чтобы они не хаотично, как это обычно происходит, а выгодно меняли свою орбиту, чтобы орбиты выгодно эволюционировали под воздействием планет. Постепенно крупное тело можно вывести сначала на сближение с Марсом, а затем и на ретроградную орбиту вокруг планеты с использованием только небольшой части искусственной энергии, а большую часть работы предоставить на гравитационное взаимодействие с другими  планетами.
Для всего этого нужно действительно очень чётко смоделировать поведение всей системы после сотен или тысяч коррекций на десятки тысяч лет вперёд. Но, думаю, это возможно.
Грубо говоря, можно вывести на ретроградную орбиту, например, Весту, имеющую  500-километровый поперечник. Или, возможно, лучше тела, которые пересекают орбиты планет-гигантов - думаю, их орбиты искусственно эволюционировать будет проще. Да и вода на них есть.
После вывода крупного астероида на ретроградную орбиту, он будет достаточно быстро снижать свою орбиту и тормозить вращение планеты через приливное взаимодействие. 
В конце концов апокалипсиса не произойдёт, т.к. астероид перед падением будет разорван приливными силами, образуется кольцо, и обломки будут выпадать на очень узкой территории по экватору.

[crazy_terraformer]

А если с помощью суперпарниковых газов попытаться утеплить ночную сторону, то что тогда будет твориться на дневной? Да и зачем оно надо.

Слегка поднять температурку, чтоб большая часть воды была жидкой на ночной стороне.

[crazy_terraformer]

Тогда можно в течении десятков тысяч лет их слегка подталкивать

Долго ждать, быстрее азотно-кислородную атмосферу на Марсе создать и растительность, производящую суперпарниковые фториды из рассеянного в грунте фтора.

[noxx77]

Тогда можно в течении десятков тысяч лет их слегка подталкивать

Долго ждать быстрее азотно-кислородную атмосферу на Марсе создать и растительность производящую суперпарниковые фториды из рассеянного в грунте фтора.

Вообще не понимаю смысла терраформирования. И на Земле-то в Бангладеше, например, население сопоставимо с российским. Двухмиллиардный Китай имеет плохо освоенные территории. Жители мегаполисов окружены техногенным ландшафтом 24/7, бОльшую часть жизни. Нужна природа - создайте парки под куполами. Один фиг, дожидаться вне их - тысячелетия, которые нужно ещё где-то прожить и прожить хорошо.

[crazy_terraformer]

Земля не резиновая, даже не в плане демографии. Даже, если перерабатывать все отходы.
Тепло и пар фактор загрязнения среды. Промышленность, транспорт, тепловая и атомная энергетика активно вырабатывают тепло и сбрасывают его в виде тёплой воды и пара и ИК излучения. Тёплая вода греет реки и прибрежные морские воды, влияя на экосистемы, а зимой изменяя альбедо за счёт растапливания льда и снега,увеличивая поглощение солнечного света. Пар - парниковый газ. Даже солнечные батареи греют планету изменяя её альбедо.
Марс находится так далеко от Солнца, что тепловое загрязнение - это фактор терраформирования.

http://ekolog.org/books/5/4.htm
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%8F%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

[Геральдинка]

И всё таки интересно, ну почему Марс так сильно заржавел? Для того чтобы там накопилось так много оксида железа, нужно было очень много воды, слишком много. Чтобы вся поверхность Марса стала порошком железа.. Не знаю что могло случится с ним, что он ржавый такой.. Из за ржавчины исчезли растения, ушла вода, а потом исчезла атмосфера, ядро *выплюноло* массы железа и марганца на поверхность, залитую водой вследствие глобальной марсианской катастрофы?

(кликните для показа/скрытия)

щас меня забанят за чушь несущую..  Не-а, не заметят даже..

[Геральдинка]

В Марс кто то очень сильно врезался и поранил его вплоть до ядра. Лава вылезла наружу и всё.  Возможно просто раскололся как орех. А потом ели ели собрался *сросся*..