A A A A Автор Тема: Освоение Марса  (Прочитано 597744 раз)

0 Пользователей и 3 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4360 : 14 Июн 2016 [09:35:44] »
А если речь идёт о кислороде, то хорошо, если он продержится хотя бы несколько тысяч лет.

Вообще-то когда я говорил о нескольких миллионах лет - речь шла о кислородно-азотной атмосфере. С криптоном речь наверное уже будет идти о миллиардах (правда где столько криптона взять неясно). :)

О какой термосфере речь идёт, если высота верхних слоёв лунной атмосферы столь большая, что там и без температур газ просто выльется как вода из наклоненного ведра.

Это не имеет никакого отношения к реальности. Выше мезопаузы действительно будет реализоваться гидродинамический режим потерь, но тот который называет "слабым", т.е. контролируемы притоком энергии в термосферу, а т.к. этот приток на самом деле очень мал (и ещё частично будет уходить через теплопроводность и излучение), то атмосферу (даже кислородно-азотную) Луна будет терять весьма  медленно.

Если бы ионизирующего излучения не было вообще, то температура верхних слоёв была бы равна температуре мезопаузы и в этих бы условиях Луна могла бы держать атмосферу практически вечно. Из-за его наличия потери будут по SHE-механизму, но так как приток энергии в верхние слои - мал, то не очень быстрые (требующие всё же геологического масштаба времени).

Короче свободная безо всяких куполов и прочих астроинженерных приспособлений  лунная атмосфера - совершенно нереальна

У Вас есть модель диссипации атмосферы Луны с учётом фотохимии, что Вы утверждаете так уверенно? У меня скажем такой уверенности нет. :)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4361 : 14 Июн 2016 [09:47:54] »
Вообще в плане удержания атмосфер тела можно разделить на три группы:

1) При равновесной температуре термосферы имеют место потери только по джинсовскому и надтепловым механизмам. Такие тела способны держать атмосферу как правило условно-вечно (Земля, Венера, Марс и т.д.).
2) При температуре мезопаузы тело бы теряло атмосферу только по слабому джинсовскому каналу, при равновесной температуре термосферы потери идут по гидродинамическому механизму (в этом случае говорят об SHE-механизме). Скорость потери атмосферы контролируется обычно слабым притоком энергии в термосферу. В зависимости от величины этого притока и путей ухода энергии оттуда скорость диссипации может варьировать в широких пределах (но как правило всё же речь о геологически больших промежутках времени, миллионах лет, хотя значительно меньших, чем время жизни солнца). Это как раз случай Луны.
3) Режим гидродинамических потерь реализуется уже при температуре мезопаузы. Такое тело теряет атмосферу очень быстро и можно говорить, что тело вообще не способно её удерживать.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 194
  • Благодарностей: 88
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4362 : 14 Июн 2016 [12:36:21] »
Все это относится к телу, хоть немного большему, чем Луна. Если экстраполировать земную атмосферу  на лунную гравитацию, то выяснится, что верхняя экзосфера будет не по молекулам убегать, а целыми слоями раз за разом. И недооцениваете солнечную активность.  Из-за нее земная атмосфера распухает так, что скидывает спутники с 300-километровых орбит за считанные дни, что было не раз. А на Луне эти 300 км будут 3000 километрами, т.е. срез всей экзосферы чуть ли не до последнего атома, т.к. все молекулы до последней будут иметь скорость больше 2-космической на той высоте. Которая быстро сменится и снова улетучится,  и такими темпами как бы  лет за 500 все не разбежалось.
Луна в вашем понимании - это тело лунной плотности примерно в 4500 километров в диаметре. А Марс в вашем понимании - это тело марсианской плотностью с диаметром около 8000 километров.
Я может более примитивно здесь рассуждаю, но лучше пользоваться, по-моему, наглядными примерами, потому что теория слишком сложна для разбирательства в коротких постах и все равно можно чего-то не учесть.
« Последнее редактирование: 14 Июн 2016 [13:32:59] от LonelyWanderer »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4363 : 15 Июн 2016 [08:56:07] »
Луна в вашем понимании - это тело лунной плотности примерно в 4500 километров в диаметре. А Марс в вашем понимании - это тело марсианской плотностью с диаметром около 8000 километров.

Нет. Луна - это наша Луна, а Марс - это наш Марс. :)

Я может более примитивно здесь рассуждаю, но лучше пользоваться, по-моему, наглядными примерами, потому что теория слишком сложна для разбирательства в коротких постах и все равно можно чего-то не учесть.

Что касается Марса - то механизмы и скорость диссипации его атмосферы достаточно хорошо изучены. Здесь достаточно изучить соответствующую литературу. Скажем смотрите  здесь или здесь. Общий вывод - потери в основном идут из горячей кислородной короны, формируемой за счёт быстрых атомов, фозникающих в фотохимических и ион-молекулярных реакциях. Темпы диссипации не превышают несколько миллибар за миллиард лет. Для сколько-нибудь приличной атмосферы - это ничто, т.е. Солнце сожжёт всё здесь раньше, чем Марс потеряет атмосферу (данный механизм кстати к небольшим  изменениям толщины атмосферы, т.е. к давлению на поверхности практически нечувствителен). Т.е. как раз первый вариант из перечисленных.

Луна при отсутствии ионизирующего излучения Солнца то же удерживала бы атмосферу вечно (при этом температура бы верхних слоёв атмосферы была бы равна приблизительно 180К). Т.к. это излучение всё же есть - она будет её терять скорее всего по гидродинамическому механизму. Вот только поток этого излучения поглощаемого в термосфере составляет всего 3,5 эрг/см2 с. Только эта энергия будет работать на вырывание атмосферы из поля тяжести Луны (причём далеко не вся, часть её будет просто переизлучаться в ИК и уходит). В результате просто в силу закона сохранения энергии атмосфера будет теряться достаточно медленно.

И недооцениваете солнечную активность.

А что тут переоценивать или недооценивать? По аналогии с Землёй выше мезопаузы поглощается 3,5 эрг/см2с энергии. Исходя из этого энергетического бюджета можно и оценивать верхнию границу скорости диссипации (чтобы вырвать газ из поля тяготения нужно затратить энергию, при этом надо цчитывать, что большая часть этой энергии пойдёт на атомизацию газа, т.е. на теплоту реакций типа O2 = 2O).
« Последнее редактирование: 15 Июн 2016 [18:22:24] от AlexAV »

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 194
  • Благодарностей: 88
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4364 : 16 Июн 2016 [21:25:45] »
Нет, нет и ещё раз не согласен с общими выводами. Все эти теории никак не объясняют отсутствие азота, довольно тяжёлого неона и таких тяжеловесов, как аргон, и в особенности криптон и ксенон.  Они же благородные, и вряд ли могли полностью все связаться в грунте. Тут уж никак речь не идёт о диссипации в несколько миллибар за миллиард лет.   Мы по этому поводу уже вели ранее баталии :)
Солнце раньше было активнее? Не достаточно надёжный аргумент. В последующее время эти газы (с такими то цифрами по диссипации) могли бы ещё накопиться, и после "угасания" Солнца, пусть не так много, но в заметных величинах. Те же кометы, вулканическая активность не так и давно закончилась, по-крайней мере после исчезновения атмосферы.
Если кислород убегает несколько миллибар в миллиард лет, то аргон должен убегать несколько миллибар, эдак в 100 миллиардов лет. Атомная масса аргона 40 против 16 у кислорода даст его стойкость к убеганию как минимум на порядок больше. А он ещё, наверное, и испытывает трудности в попадании в верхние слои атмосферы из-за плотности.
« Последнее редактирование: 16 Июн 2016 [21:31:52] от LonelyWanderer »

Оффлайн SpaceEngineer

  • *****
  • Сообщений: 2 574
  • Благодарностей: 224
    • Сообщения от SpaceEngineer
    • SpaceEngine - виртуальный планетарий
Re: Освоение Марса
« Ответ #4365 : 17 Июн 2016 [00:24:20] »
Неон, аргон, криптон - всё это очень редкие газы. Они разве наблюдаются в значимых количествах на других планетах?
12" Meade LX200 GPS @ iOptron HAE69, Starizona 0.63x
C9.25 EdgeHD @ iOptron HAE43, 0.7x
Askar 120 APO @ ZWO AM5N, 1.0x, 0.8x
ZWO ASI 2600MM Pro, ASI 2600MC Duo, ASI 676MC
2x: ZWO wheel, ZWO EAF, ZWO CAA, ZWO AsiAir Pro 256
ES 30/82, TV Ethos 17, 13, TV Panoptic 24, TV Nagler 16, 5, TV DeLite 11, 7, 4, TV Powermate 2x, ZWO ADC
Baader BBHS diagonal, Amichi prism
Baader Mark V Großfeld bino

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4366 : 17 Июн 2016 [02:07:38] »
Нет, нет и ещё раз не согласен с общими выводами. Все эти теории никак не объясняют отсутствие азота, довольно тяжёлого неона и таких тяжеловесов, как аргон, и в особенности криптон и ксенон.  Они же благородные, и вряд ли могли полностью все связаться в грунте.
Вполне вероятно, что они образуют при высоком давлении стойкие клатраты. И в виде клатратов находятся в мантии и нижней литосфере планет земной группы и возможно Луны. Первоначальные атмосферы утеряны в результате масштабной бомбардировки.
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4367 : 17 Июн 2016 [03:01:25] »
Неон, аргон, криптон - всё это очень редкие газы. Они разве наблюдаются в значимых количествах на других планетах?
Неон и аргон не такие уж и редкие.
В мировой материи неон распределен неравномерно, однако в целом по распространенности во Вселенной он занимает пятое место среди всех элементов — около 0,13 % по массе. Наибольшая концентрация неона наблюдается на Солнце и других горячих звездах, в газовых туманностях, в атмосфере планет-гигантов СС — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. В атмосфере многих звезд неон занимает третье место после водорода и гелия.

Содержание аргона в мировой материи оценивается приблизительно в 0,02 % по массе.
Аргон наблюдается на некоторых звездах и в планетарных туманностях. В целом его в космосе больше, чем кальция, фосфора, хлора, в то время как на Земле существуют обратные отношения.
Аргон — третий по содержанию после азота и кислорода компонент воздуха, его среднестатистическое содержание в атмосфере Земли составляет 0,934 % по объёму и 1,288 % по массе, его запасы в атмосфере оцениваются в 4·1014 т. Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере, в 1 м³ воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объёме воздуха содержится 18,2 см³ неона, 5,2 см³ гелия, 1,1 см³ криптона, 0,09 см³ ксенона).

Криптона конечно мало, вселенная состоит из криптона на 4×10-6%, но его количества на планетах-гигантах может быть достаточно.
« Последнее редактирование: 17 Июн 2016 [17:11:40] от crazy_terraformer »
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн VimanaPro

  • *****
  • Сообщений: 7 973
  • Благодарностей: 196
  • Well -- yes. In modern times, of course
    • Сообщения от VimanaPro
Re: Освоение Марса
« Ответ #4368 : 17 Июн 2016 [08:36:17] »
http://arxiv.org/abs/1606.05224v1
Waterfront on the Martian Planitia: Algorithmic emergent catchments on disordered terrain
Casey J. Handmer
(Submitted on 16 Jun 2016)
Ввести квант действия в космологию и гравитацию стоило мне немалых трудов. Некоторые из моих знакомых усматривали в этом своего рода трагедию. Но VimanaPro был другого мнения об этом ... Ведь теперь он точно знает, что квант действия играет гораздо большую роль, чем был склонен считать вначале…

Оффлайн zeon111

  • *****
  • Сообщений: 724
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от zeon111
Re: Освоение Марса
« Ответ #4369 : 17 Июн 2016 [14:41:28] »
Маленький вопрос: - Грунт на Марсе сильно радиоактивен? Радиоактивен ли он на какойто глубине (10-30 см) от поверхности?
Телескоп Celestron Advanced GT 9,25

Оффлайн SpaceEngineer

  • *****
  • Сообщений: 2 574
  • Благодарностей: 224
    • Сообщения от SpaceEngineer
    • SpaceEngine - виртуальный планетарий
Re: Освоение Марса
« Ответ #4370 : 17 Июн 2016 [18:44:48] »
Неон и аргон не такие уж и редкие.
Ой, я имел в виду криптон и ксенон конечно же.
12" Meade LX200 GPS @ iOptron HAE69, Starizona 0.63x
C9.25 EdgeHD @ iOptron HAE43, 0.7x
Askar 120 APO @ ZWO AM5N, 1.0x, 0.8x
ZWO ASI 2600MM Pro, ASI 2600MC Duo, ASI 676MC
2x: ZWO wheel, ZWO EAF, ZWO CAA, ZWO AsiAir Pro 256
ES 30/82, TV Ethos 17, 13, TV Panoptic 24, TV Nagler 16, 5, TV DeLite 11, 7, 4, TV Powermate 2x, ZWO ADC
Baader BBHS diagonal, Amichi prism
Baader Mark V Großfeld bino

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 194
  • Благодарностей: 88
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4371 : 17 Июн 2016 [21:44:33] »
Ну в общем обсуждать, сколько там именно миллионов или миллиардов лет может сохраняться марсианская атмосфера бессмысленно, т.к. если удастся её создать, то даже с минимумом можно рассчитывать, что и удастся её поддерживать в тонусе. Но лунную лучше не затрагивать :)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4372 : 18 Июн 2016 [05:12:03] »
Солнце раньше было активнее? Не достаточно надёжный аргумент.

Именно так. Причём, это даже не аргумент, а просто факт, следующий как из современных моделей эволюции звёзд, так и подтверждённый астрономическими наблюдениями. Посмотрите скажем эту работу (http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0412253v1.pdf).

В ходе эволюции Солнца его активность в коротковолновом диапазоне снижалась как:



\tau - возраст солнца.

В течение пренойской и нойской эры активность солнца превышала современную более чем в 10 раз. На ранних этапах - вообще в сотни раз. Это с точки зрения условий удержания атмосферы планетой - очень серьёзно. Вот тогда Марс почти всё, что можно (первичные инертные газы, азот и т.д.) и потерял. Начиная же уже с гесперийской эры потери атмосферы судя по всему были не очень велики. Но к тому времени от былой роскоши уже остались лишь руины. Это всё ещё более усугубилось исходно относительно малыми объёмами дегазации и сравнительно быстрым затуханием геологической активности. В результате, после момента, когда солнце снизило свою активность до уровня совместимого с долговременным удержанием атмосферы Марсом, уровень вулканизма и кумулятивный объём выделявшихся при нём газов для создания достаточно плотной атмосферы из не связываемых литосферой газов уже не хватил. А оставшийся углекислый газ был по большей части постепенно связан литосферой планеты. В результате имеем, то что имеем.

При современной же активности Солнца Марс может удерживать атмосферу практически вечно.

Если кислород убегает несколько миллибар в миллиард лет, то аргон должен убегать несколько миллибар, эдак в 100 миллиардов лет. Атомная масса аргона 40 против 16 у кислорода даст его стойкость к убеганию как минимум на порядок больше. А он ещё, наверное, и испытывает трудности в попадании в верхние слои атмосферы из-за плотности.

Так и есть. Только большая часть аргона в атмосфере не первичная, а радиогенная. Он образовался в результате распада К-40. И здесь есть такой момент, который заключается в том, что если распад произошёл внутри твёрдого тела, то образующийся атом аргона довольно надёжно удерживается им и практически не имеет никакого шанса попасть в атмосферу.  В атмосферу он попадает лишь при эрозии или переплавке этого материала. В связи с быстрым затуханием вулканизма и его незначительностью в амазанийской эре, а также отсутствием водной эрозии в этот период, поступление радиогенного аргона из горных пород в атмосферу на Марсе и оказалось существенно меньше, чем на Земле. Радиогенный Ar-40 там не ушёл в космос, а просто не имел возможности по большей части выйти из литосферы в атмосферы. Поэтому его там и меньше, чем на Земле.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4373 : 18 Июн 2016 [05:27:30] »
Грунт на Марсе сильно радиоактивен? Радиоактивен ли он на какойто глубине (10-30 см) от поверхности?

В не большей мере, чем лунный реголит. Откуда там радиоактивности взяться (кроме естественных радионуклидов - урана, тория с цепочками их распад, калия)? Активация же за счёт взаимодействия с космическими лучами крайне незначительна в силу хотя бы очень низкой плотности потока в этих лучах.

Оффлайн LonelyWanderer

  • *****
  • Сообщений: 4 194
  • Благодарностей: 88
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от LonelyWanderer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4374 : 18 Июн 2016 [09:37:56] »
Грунт на Марсе сильно радиоактивен? Радиоактивен ли он на какойто глубине (10-30 см) от поверхности?

В не большей мере, чем лунный реголит. Откуда там радиоактивности взяться (кроме естественных радионуклидов - урана, тория с цепочками их распад, калия)? Активация же за счёт взаимодействия с космическими лучами крайне незначительна в силу хотя бы очень низкой плотности потока в этих лучах.
Да, думаю наведённая радиоактивность минимальна, ведь не каждая единица мощности радиации тратится на ядерные реакции в грунте, поэтому наведённая радиация должна быть на порядки меньше внешней.

А по поводу молодого активного Солнца... Очень ещё важно понять,  в чем выражается воздействие более активного солнца на атмосферу, каков механизм. Увеличивается ли количество атомов, скажем в 10 раз, увеличивших свою кинетическую энергию по сравнению с сегодняшними показателями (при этом не факт, что покинут атмосферу) или увеличивается их энергия в 10 раз и покинут все - это важно с точки зрения оценки скорости улетучивания атмосферы в прошлом.

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4375 : 18 Июн 2016 [13:48:15] »
Грунт на Марсе сильно радиоактивен? Радиоактивен ли он на какойто глубине (10-30 см) от поверхности?

В не большей мере, чем лунный реголит. Откуда там радиоактивности взяться (кроме естественных радионуклидов - урана, тория с цепочками их распад, калия)? Активация же за счёт взаимодействия с космическими лучами крайне незначительна в силу хотя бы очень низкой плотности потока в этих лучах.
А может даже в несколько раз меньше, чем у лунного реголита, из-за наличия атмосферы  и большей удаленности от Солнца (меньше плотность солнечного ветра и интенсивность солнечного гамма и рентгена).
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 11 195
  • Благодарностей: 336
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Сообщения от crazy_terraformer
Re: Освоение Марса
« Ответ #4376 : 18 Июн 2016 [13:50:18] »
В течение пренойской и нойской эры активность солнца превышала современную более чем в 10 раз. На ранних этапах - вообще в сотни раз.
Это объясняется выгоранием дейтерия, гелия-3 и лития? Или какими-то другими процессами?
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4377 : 18 Июн 2016 [17:41:03] »
Это объясняется выгоранием дейтерия, гелия-3 и лития? Или какими-то другими процессами?

Периодом обращения вокруг оси и, как следствие, магнитным полем. Чем сильнее магнитное поле - тем больше нагрев верхних слоёв звезды (хромосферы и короны) и тем больше оно излучает коротковолнового излучения. По мере своей эволюции звезда постепенно теряет момент количества движения в  следствие солнечного ветра, её вращение замедляется, магнитное поле уменьшается, и в результате интенсивность коротковолнового излучения тоже падает.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 578
    • Сообщения от AlexAV
Re: Освоение Марса
« Ответ #4378 : 18 Июн 2016 [17:58:36] »
А по поводу молодого активного Солнца... Очень ещё важно понять,  в чем выражается воздействие более активного солнца на атмосферу, каков механизм.

Главный результат роста активности солнца - рост температуры термосферы и резкое увеличение высоты экзобазы. Как следствие начинают сильно расти потери атмосферы по тепловым механизмам (джинсовскому или гидродинамическому, в зависимости от интенсивности излучения, массы планеты и состава атмосферы). Причём очень сильно и нелинейно. Попросту механизмы охлаждения термосферы как правило имеют насыщение, т.е. могут сбросить лишь ограниченную мощность, в результате если поглощаемая мощность коротковолнового излучения превышает этот порог, то избыток энергии который не может быть ею переизлучён в ИК или отдан теплопроводностью в мезосферу начинает тратиться на ускорение газа и вырывание его из поля тяжести планеты, потери атмосферы начинают резко и катастрофически увеличиваться.

Скажем скорость диссипации углекислого газа из атмосферы Марса по тепловым механизмам в течение времени менялась таким образом (http://download.hao.ucar.edu/pub/stans/papers/TianGRL2009.pdf):


Как видите при изменение активности в 2,3 раза (в диапазоне времен от 4,2 до 3,9 млрд. лет) интенсивность потерь изменяется на несколько порядков. :)

Император Паникус

  • Гость
Re: Освоение Марса
« Ответ #4379 : 18 Июн 2016 [22:44:25] »
Оценив радарные данные с глубиной залегания и данные спутниковой съемки с распространением "сырного" рельефа ученые сделали вывод, что на южном полюсе Марса залегает от 9,5 до 12 тыс кубических километров льда. Звучит солидно, но если эти залежи выпарить, то плотность атмосферы повысится на 4-5 мбар или на 80%. То есть даже не удвоится, а нам нужно в десять или в пятьдесят раз больше, не 5 мбар, а 60 или 350! Даже если мы растопим весь углекислотный лед Марса для человеческого организма фактические условия все равно не изменятся и будут близки к абсолютному вакууму.
  Зачем бомбить Марс?
Тогда есть ли какой-нибудь смысл растапливать запасенный углекислотный лед? В принципе есть, это немного облегчит процесс посадки космических аппаратов, которые смогут эффективнее тормозить об атмосферу. Получится брать на несколько килограмм полезного груза больше. На дне самых глубоких впадин, где атмосферное давление будет выше чем везде, чуть легче будет работа людям в скафандрах, и возведение долговременных построек. Т.е. с точки зрения дальнейшего освоения и заселения планеты любая дополнительная капля газа (а лучше кубический километр "жосткого газа") будет полезна. Но все равно это шлюзы, скафандры, мороз и вечная опасность разгерметизации.

Кстати если бы подобная бомбардировка была оговорена в книге "Марсианин", то описываемый сюжет был бы хоть немного ближе к реальности. Тогда можно было бы обосновать мощную бурю, с которой начинается повествование, и относительную легкость передвижения в скафандре. В прошлую пятницу американский промышленник Илон Маск, в эфире вечернего юмористического шоу поделился мыслью, что ядерная бомбардировка марсианских полюсов могла бы превратить Красную сухую и холодную планету в более комфортную для человека. Идею бросились обсуждать чуть ли не все мировые и российские СМИ, но почти никто не попытался взглянуть на ситуацию в контексте современных научных знаний о Марсе. А мы сегодня рассмотрим свежие научные данные и определим бомбить или не бомбить.

Собственно, идее бомбардировки марсианских полюсов для терраформинга - создания землеподобной планеты - немногим меньше чем времени с изобретения термоядерных бомб. Альтернативный вариант - сбросить астероид или комету на полюса. Эта идея описана в википедии в соответствующей статье, поэтому непонятно почему СМИ схватились за нее только после слов Маска. Скорее всего он почерпнул их из книги футуриста Митио Каку “Физика будущего”. Хотя, надо признать, что эта концепция уже десять лет как устарела.

Ученые еще с XIX века знали о существовании марсианских ледяных полярных шапок. Тогда уже наблюдали их сезонную изменчивость и представляли, как оттаивающие полярные льды наполняют ирригационные каналы марсиан. Т.е. считали, что этот лед водяной. Потом, к середине XX века, еще при помощи телескопов определили примерно состав атмосферы и средние температуры Марса. Оказалось, что атмосфера углекислотная, очень разреженная и холодная. После этого пришлось смириться с тем, что на полюсах лежит замерзшая углекислота известная как "сухой лед". Такое название она получила за то, что в земном давлении из твердого состояния сразу переходит в газообразное т.е. сублимируется. При марсианском давлении подобными свойствами обладает и водяной лед, но ему требуется более высокая температура для сублимации. Углекислота испаряется при -77 градусах Цельсия, а вода при +1 С. Только в самых глубоких впадинах Марса, где атмосферное давление чуть выше, вода может поддерживать жидкое состояние в диапазоне нескольких градусов выше ноля.

Первые космические аппараты уточнили состав марсианской атмосферы, температуру на поверхности, и состав полярного льда, и только подтвердили догадки - полярная шапка показалась углекислотной. В то же время человечество преуспело в развитии ядерного вооружения. Тогда-то и возникла идея бомбить марсианские полюса.



Идея терраформирования вырисовывалась простая и логичная: ядерными бомбами/скинутыми астероидами/гигантскими зеркальными отражателями растапливаем полярный углекислотный лед => атмосфера повышает плотность => углекислый газ - парниковый значит становится теплее, а давление выше => грунт оттаивает и снова, благодаря повышенному давлению, текут реки, идут дожди. После этого, сравнительно быстрого периода обогрева планеты, придется заслать на Марс одноклеточные водоросли и подождать несколько тысяч лет, пока они не создадут нам пригодную для жизни атмосферу. PROFIT

Но в 2003 году к Марсу полетел европейский космический аппарат Mars Express, и испортил всю картину. В 2005 году он развернул свой радар MARSIS и "просветил" северную и южную полярные шапки. Оказалось, что постоянные ледяные отложения, которые не меняются во время смены сезонов - это замерзшая вода.



А сухой лед на полюсах - это тонюсенькая корочка, намерзающая зимой. Об этом догадывались и ранее, но не знали соотношения углекислотного и водяного льда. Бомбить воду бесполезно - она требует слишком большой температуры для оттаивания, и имеет слишком высокую для Марса температуру замерзания. Даже если мы выпарим полярные льды, то вода сконденсируется в верхних слоях атмосферы, замерзнет и выпадет снегом. Кроме того, водяные облака и снежный покров эффективно отражают солнечный свет, поэтому испарив полярную воду можно получить снегопады, которые еще сильнее выморозят атмосферу Марса, т.к. лучи солнца будут отражаться вместо того чтобы поглотиться грунтом.



Вода на Марсе есть и не мало. Мощность водяных отложений на севере превышает полтора километра, а на юге достигает трех с половиной. Сезонные же льды, намерзающие зимой - это действительно углекислота, но толщина этого слоя зимой на северном полюсе не превышает трех метров, а на южном - восьми метров. Летом вся сезонная углекислота испаряется на одном полюсе и откладывается на другом. Из-за особенностей вытянутой орбиты Марса зима в южном полушарии короче, но холоднее поэтому льда там больше и водяного и углекислотного.



Когда углекислота вымораживается на южном полюсе, атмосферное давление на планете падает на треть от максимального значения. В среднем давление на Марсе составляет 7,1 миллибар. Давление на Земле около 1 бар, приставка "мили" означает 1/1000, т.е. Марс обладает примерно 1/150 земного давления. Даже если мы сможем нагреть оба марсианских полюса одновременно, вряд ли давление на Марсе подойдет к 10 мбар или 1% от земного.

Если нам нужна планета с атмосферой пригодной даже не для жизни, а для более-менее безопасного существования, давление на Марсе стоит повышать хотя бы в десять раз, тогда будет достигнут т.н. “предел Армстронга” - давление 60 мбар, ниже которых вода закипает при температуре человеческого тела. А лучше повысить давление на Марсе в 50 раз - так условия приблизятся к тому, что есть на Эвересте - дышать не сможем, но хоть получится скафандр сменить на теплую куртку.

Вернемся в реальный мир. В 2005 году к Марсу прилетел американский космический аппарат MRO. У него тоже имелся радар, хоть и не такой дальнобойный как у Mars Express. Он не смог увидеть дна у южной полярной шапки, зато сумел рассмотреть кое-что интересное для любителей бомбардировок.



В верхней части полярной шапки нашлись погребенные залежи углекислого льда. Летом они не испаряются благодаря тому, что их частично прикрывает водяной лед и они находятся в центральной, самой холодной части полярной шапки.Хотя понемногу испарение запасов углекислоты все же идет, поэтому на поверхности они имеют характерный "сырный" рельеф.



Оценив радарные данные с глубиной залегания и данные спутниковой съемки с распространением "сырного" рельефа ученые сделали вывод, что на южном полюсе Марса залегает от 9,5 до 12 тыс кубических километров льда. Звучит солидно, но если эти залежи выпарить, то плотность атмосферы повысится на 4-5 мбар или на 80%. То есть даже не удвоится, а нам нужно в десять или в пятьдесят раз больше, не 5 мбар, а 60 или 350! Даже если мы растопим весь углекислотный лед Марса для человеческого организма фактические условия все равно не изменятся и будут близки к абсолютному вакууму.

Тогда есть ли какой-нибудь смысл растапливать запасенный углекислотный лед? В принципе есть, это немного облегчит процесс посадки космических аппаратов, которые смогут эффективнее тормозить об атмосферу. Получится брать на несколько килограмм полезного груза больше. На дне самых глубоких впадин, где атмосферное давление будет выше чем везде, чуть легче будет работа людям в скафандрах, и возведение долговременных построек. Т.е. с точки зрения дальнейшего освоения и заселения планеты любая дополнительная капля газа (а лучше кубический километр "жосткого газа") будет полезна. Но все равно это шлюзы, скафандры, мороз и вечная опасность разгерметизации.

Кстати если бы подобная бомбардировка была оговорена в книге "Марсианин", то описываемый сюжет был бы хоть немного ближе к реальности. Тогда можно было бы обосновать мощную бурю, с которой начинается повествование, и относительную легкость передвижения в скафандре.

Теперь подумаем над другим вопросом: а может ли в принципе человечество растопить даже эти несчастные 12,5 тыс кубических километров сухого льда? Что будет, если мы сбросим туда самую мощную бомбу из когда-либо созданных в человеческой истории?



Этот вопрос был задан подписчикам сообщества "Открытый космос". Ответы получились слегка разные, но расхождение было из-за вводных: кто-то считал затраты на испарение сухого льда при земном давлении, а кто-то в марсианском. Ответ перепроверил "Суровый технарь". И вот что получилось: если мы загоним "кузькину мать" в самую толщу льда, не позволив энергии взрыва рассеиваться в стороны, и там подорвем...



То взрыв позволит испарить 353 миллиона тонн сухого льда. Или 0,23 кубического километра. Напомню, в залежах содержится до 12,5 тыс кубокилометров льда. Т.е. чтобы испарить все известные залежи сухого льда на Марсе (и увеличить существующую плотность атмосферы в 1,8 раз вместо желаемых 10 или 50 раз) нам понадобится 55 тысяч (!) "царь-бомб". Столько термоядерных зарядов на Земле нет физически, и если б были, я бы серьезно беспокоился за будущее человечества.

Более того, одна "кузькина мать" весила 26,5 тонн. Сейчас нет такой ракеты, которая могла бы доставить столько к Марсу за один раз. Возможно будущая американская SLS смогла бы. Но строить 55 тыс сверхтяжелых ракет не осилит никакая экономика в мире. Даже мировая не осилит.

Поэтому все рассуждения о том как наши ученые слегка изменят ось Земли, разбомбят марсианские полюса, не более чем мысленная эквилибристика никак не связанная с объективной реальностью. Не в этом веке.

Однако, отвечая на вопрос бомбить или не бомбить, я бы ответил утвердительно. Да, пару-тройку ядерных, а лучше термоядерных бомб я бы на Марс сбросил. Одну, мощнее, скинул бы на южный полюс - ради эксперимента. Посмотреть сколько газа выделится в действительности, какие процессы возникнут в атмосфере, как долго они будут наблюдаться. Провести первый этап прикладного терраформирования - натурный эксперимент.

Еще пару, а лучше четыре заряда, сбросить на экватор, равноудаленно друг от друга. Разумеется сначала нашпиговать поверхность Марса сейсмодатчиками, и климатическими станциями. Это позволит провести сейсмическое зондирование недр планеты, благодаря чему мы узнаем о его глубинном строении намного больше чем известно сейчас. В принципе можно обойтись и без бомб, просто расставить датчики и ждать падения астероида покрупнее, но ожидание может затянуться, а все взрывы пройдут запланировано и в нужном месте.

К реализации такого эксперимента человечество уже технически готово. Россия одна может реализовать его самостоятельно. У Роскосмоса даже был проект совместный с Финским метеорологическим институтом - "МетНет" (Марс-Нет). Не бомбардировки, а сети климатических и сейсмических станций на Марсе. И он даже официально не закрыт, хотя, по слухам, деньги уже закончились.

http://zelenyikot.livejournal.com/78170.html