Освоение Марса

[alex_semenov]

А мы что, уже не роняем на Марс ледышки по 60 км в диаметре?

Праздник кончился? Не начавшись?!!!

Забавна сама идея низкоимпульствоно двигателя в духе "Гелиос" размером в пару километров ("Гелиос" - рання версия взрыволета "Орион")

Она развалится, когда половина массы улетит в соответствии с известной формулой

За 10 лет торможения улетит 4/5 начальной массы. Если мы экономим энергию. Но почему она должна развалиться? Ускорение - мизерное (3 км/с мы набираем за 10 лет).
Внутреннее давление в двигателе?
А если мы его стенки скрепим арматурой? Ну как обычный двигатель!
Надо знать размер камеры сгорания.
Ну и прочие параметры.
В конце концов, можно попробовать другие решения. Не настолько прямые, в лоб.
Чего вы опять за мелочи уцепились? В грязный лед...

[gans2]

4\5 значит астероид был сначала 100 километровый??
Такие бредни не посещают даже Пашу с НК.

[alex_semenov]

4\5 значит астероид был сначала 100 километровый??
Такие бредни не посещают даже Пашу с НК.

В противном случае вам потребуется БОЛЬШЕ энергии на ту же операцию.
Но в сущности, какая разница?  60 км, 100 км?

-Мечтаю найти сто тысч!
-Почему не миллион?
-Миллион не реально!
 

[alex_semenov]

Температура экзосферы земли 1500 К, современная температура экзосферы Марса 340К. Как видно тепловая диссипация на марсе вообще не играет никакой роли.

Ну коли так, тогда вопрос снимается…

Гм… Я засомневался. Смотрите.
Все не так.
Берем  шпаргалку Ибатулина стр 26

http://robert-ibatullin.narod.ru/utilities/astro_formulas.pdf

Там есть условие удержания атмосферы планетой. Речь идет о формуле 4.А.1.
Отношение второй космической к средней квадратичной скорости молекул в экзосфере.
Оно должно быть не меньше 6
И там пишется:

"При отношении скоростей 5,0 газ улетучивается за сотни миллионов лет, при 4,0 за тысячи лет."

Вторая космическая на Земле 11 200 м/с. И при температуре экзосферы 1500 К мы получаем среднеквадратичную для воздуха 1136 м/с. А отношение 9.85. Намного больше 6
Что с Марсом?
Вторая космическая на Марсе  5027 м/с Если мы на Марсе получим атмосферу АНАЛОГИЧНУЮ ЗЕМНОИЙ (а нафик нам другая?) то при молярной массе воздуха и температуре экзосферы как у Земли (1500 К) и той же среднеквадратичной скорости молекул, отношение получается уже 4.4. То есть между сотнями миллионов и тысячами лет УДЕРЖАНИЯ атмосферы. В любом случае даже не 1 миллиард.

Что мне показалась у вас подозрительным?
Вы взяли температуру экзосферы современного Марса. Да если взять 350 К, то среднеквадратичная скорость молекул газа (берем воздух) получается 548,71 и отношение для Марса 9.16.
Да, такую атмосферу Марс держит. Но это же ледяная атмосфера! Без наведенного парникового эффекта! Мы же говорим о плотной и главное теплой атмосфере, подобной атмосфере Земли. А ее Марс не удержит слишком долго. То есть мой склероз меня не обманул.

Кстати, посчитать точно за сколько Марс потеряет искусственно сделанную на нем  атмосферу по шпаргалке Роберта я не смог. Меня смутила формула 4.А.5

РОБЕРТ! Ау!



У вас написано что t - это время падения концентрации атмосферы в e раз.
У меня получается сомножитель Exp(…) ~1 при самых разных температурах.  А то, что среднеквадратичная скорость стоит в числителе у первой дроби (да еще и в кубе) приводит к тому, что при бо'льшей температуре экзосферы период потери газа в e раз получается тоже бо'льше. Но это же абсурд! Все должно быть наоборот. Чем выше температура экзосферы, тем быстрей теряется атмосфера (период падения концентрации должен быть меньше).
Или я где-то стал на ручник?

[armadillo]

не с того конца начинаем.
надо прикинуть температуру экзосферы на марсе при приемлемых условиях у поверхности. Что-то мне подсказывает, что она зависит совсем не от температуры у поверхности. И может быть даже не от давления внизу.

[alex_semenov]

Кстати, AlexAV, я посчитал время потери Марсом новоиспеченной атмосферы опираясь на ваш расчет:

И тогда темпы тепловых потерь атмосферы Марса при температуре экзобазы:
T = 2000К M =40000 т/год
T = 1500К M = 1045 т/год
Т = 1000К М = 0,56 т/год
Т = 500К М – от нуля почти неотличима.

Прекрасно!
Я беру 1500 К (почему - объяснил выше) и ваши 1045 т/год. Надо теперь найти массу новой атмосферы Марса и разделив получить срок потери атмосферы (примерно, разумеется).
Все просто. Новая атмосфера Марса как на Земле. То есть имеет массу 10 т/м2. Берем поверхность Марса: 4-пи-эр-квадрат и умножаем на 10 тонн.
Получаем массу новой атмосферы 1,44E+09 тонн.
А значит равномерно ее теряя Марс лишиться ее за …1,38E+06 лет. Чуть больше миллиона лет.
Реальность разумеется будет иной. По мере потери атмосферы будет падать температура ну и вся динамика будет иной. Почему я хотел воспользоваться формулой у Роберта…

[alex_semenov]

не с того конца начинаем.
надо прикинуть температуру экзосферы на марсе при приемлемых условиях у поверхности. Что-то мне подсказывает, что она зависит совсем не от температуры у поверхности. И может быть даже не от давления внизу.

У меня тоже есть такие подозрения. Но насколько разница Земля- Марс тут будет существенна?  В любом случае атмосфера типа земной на марсе - НЕЕСТЕСТВЕННА для этого огрызка. Ну а шаманить что-то так, чтобы экзосфера была ледяной а на поверхности была новая Афркика - пардон это уже изврат...
Мы вон свою собственную атмосферу никак не можем спрогнозировать, а тут марсианскую надо как-то лелеить.
Инженерно получается не очень красиво. Вообще некрасиво. Вся ведь идея терроформинга в чем? В том что планета САМА себя регулирует. Верно?

[L_Pt]

Я беру 1500 К (почему - объяснил выше)

Все таки не совсем понятно почему. Температура экзосферы Марса не может быть такой же как и на Земле – большая полуось Марса 1.524 а.е. Соответственно экзосфера будет получать в 2.33 раза меньше энергии. При одинаковых всех других условиях это означает, что температура экосферы Марса будет в 1.235 раз ниже чем на Земле. ~1210 К

PS Средняя квадратичная скорость молекул азота при этой температуре 1030 м/с, углекислого газа 830 м/с

[armadillo]

В любом случае атмосфера типа земной на марсе - НЕЕСТЕСТВЕННА для этого огрызка.

неочевидно.

ри одинаковых всех других условиях это означает, что температура экосферы Марса будет в 1.235 раз ниже чем на Земле. ~1210 К

а они одинаковы? чем вызывается температура экзосферы? только эм-излучением или плюс солнечный ветер, собственное магнитное поле и еще что-нибудь?

[alex_semenov]

Я беру 1500 К (почему - объяснил выше)

Все таки не совсем понятно почему. Температура экзосферы Марса не может быть такой же как и на Земле – большая полуось Марса 1.524 а.е. Соответственно экзосфера будет получать в 2.33 раза меньше энергии. При одинаковых всех других условиях это означает, что температура экосферы Марса будет в 1.235 раз ниже чем на Земле. ~1210 К

Разумно. Но сильно ситуацию это не изменит. Миллиарды лет новая искусственная атмосфера там не удержится все равно. Все равно через миллиард лет Слонце станет жарче и температура экзосферы станет земной.
Как не верти но Солнечная система уже в зрелом возрасте. Земля прожила 4.5 миллиарда и цвести ей не более 1 миллиарда. Даже перестроенный Марс протянет те дольше Земли.
Посмотрите:



Что мы выигрываем затратив массу энергии и сил?
Еще один дополнительный континент на ближайший миллиард лет?
И что это нам даст?
Мы поселим туда дополнительных людей в XXIII веке? А они будут, эти дополнительные люди? Есть все основания считать что своего пика популяция людей достигнет в середине XXI века и по самым ЛУЧШИМ прогнозам она стабилизируется на 9-12 миллиардах (сейчас 7 миллиардов). По куда более реальным популяция начнет уменьшаться.

[armadillo]

в очередной раз призываю разделить обсуждения ЗАЧЕМ и КАК.

[AlexAV]

Там есть условие удержания атмосферы планетой. Речь идет о формуле 4.А.1.
Отношение второй космической к средней квадратичной скорости молекул в экзосфере.
Оно должно быть не меньше 6
И там пишется:

Там формула 4.А.5 какая-то странная. Во-первых, она совершенно не совпадает с той, которая приведена у Дж. Чемберлена в книге “Теория планетных атмосфер”, а ей я доверяю больше.

Во-вторых, по экспоненциальному закону будет падать давление только в том случае, если атмосфера тонкая, а экзобаза совпадает с поверхностью планеты. Если атмосфера толстая (как у Земли, Марса или Венеры) поток уходящих частиц зависит только от условий на экзобазе, а не на поверхности планеты и в этом случае диссипация атмосферы происходит в первом приближении по линейному закону, а не экспоненциальному. Т.е. для толстой атмосферы говорить о времени уменьшение давления в е раз неконструктивно, т.к. это время зависит от плотности атмосферы (чем она больше, тем время будет больше), а надо говорить о падении давления в абсолютных величинах Па/млрд. лет. или т/год.

Что мне показалась у вас подозрительным?
Вы взяли температуру экзосферы современного Марса. Да если взять 350 К, то среднеквадратичная скорость молекул газа (берем воздух) получается 548,71 и отношение для Марса 9.16.
Да, такую атмосферу Марс держит. Но это же ледяная атмосфера! Без наведенного парникового эффекта! Мы же говорим о плотной и главное теплой атмосфере, подобной атмосфере Земли. А ее Марс не удержит слишком долго. То есть мой склероз меня не обманул.

Температура экзобазы вообще не связана с температурой тропосферы.  Она определяется балансом ионизирующего излучения, поглощаемого термосферой и излучения частиц термосферы, а также теплопроводностью термосферы. Температура мезопаузы, куда стекает тело из термосферы по средствам теплопроводности вообще мало от чего зависит и определяется вымораживанием колебательных степеней свободы молекул углекислого газа. В земной атмосфере основную роль играет теплопроводность.

Марс получает в 2,3 раза меньше ионизирующего излучения, чем земля, а значит, атмосфера земли, перемещённая на марс будет иметь температуру экзобазы никак не больше 750К (беру температуру земной 1500К, температуру мезопаузы 200К). Реально меньше, т.к. интенсивность процессов излучения в термосфере от температуры зависит слабо (в действительности на марсе она ещё меньше, но это связано с более сильной излучающей способностью углекислого газа, по сравнению с азотно-кислородной атмосферой). 

[L_Pt]

Я не беру участия в дискуссиях надо ли тратить ресурсы на терраформинг Марса и тем более про изменение численности землян связи с бессмысленностью либо полной неопределенностью. Только некоторые технические теоретические вопросы.

Да, выше упоминалось про вымерзание газов на полюсах. Для углекислого газа так и происходит, в случаи его добавление небольшими порциями весь избыток будет вымораживаться. С другой стороны – это дает шанс значительных запасов сухого льда на полюсах…
Так говорилось же в этом топике не один раз – нужен азот.

[AlexAV]

Прекрасно!
Я беру 1500 К (почему - объяснил выше) и ваши 1045 т/год. Надо теперь найти массу новой атмосферы Марса и разделив получить срок потери атмосферы (примерно, разумеется).
Все просто. Новая атмосфера Марса как на Земле. То есть имеет массу 10 т/м2. Берем поверхность Марса: 4-пи-эр-квадрат и умножаем на 10 тонн.
Получаем массу новой атмосферы 1,44E+09 тонн.
А значит равномерно ее теряя Марс лишиться ее за …1,38E+06 лет. Чуть больше миллиона лет.
Реальность разумеется будет иной. По мере потери атмосферы будет падать температура ну и вся динамика будет иной. Почему я хотел воспользоваться формулой у Роберта…

У вас ошибка. Площадь поверхности марса 144 798 465 км² или 144 *10^12 м2. Соответственно вес 1,44*10^15 т. Ну и соответственно время тепловой диссипации более 10^13 лет. Практически вечность. (вы забыли перевести километры квадратные в метры).

[alex_semenov]

AlexAV, я согласен что простые модели тут не годятся. Вы видимо все же правы больше чем я. Но я начал свои сомнения с того, что привел слухи из документалькой киношки, где мелькает самый крутой зубр по терраформингу Марса Зубрин (у них там наверняка есть очень мощные модели атмосферы нового Марса). И он вроде там и говорит (или диктор?): новоиспеченная атмосфера все-таки с Марса быстро (относительно разумеется) улетучится…
Я сегодня вечером найду этот фильм у себя дома и дам ссылку. Фильм добротный. От ВВС или Нэшенел географик… Весь посвящен именно терраформированию Марса. Я его и сохранил потому что он внушил доверие.

[armadillo]

при аргументации к фильмам обсуждать нечего.

[alex_semenov]

У вас ошибка. Площадь поверхности марса 144 798 465 км² или 144 *10^12 м2. Соответственно вес 1,44*10^15 т. Ну и соответственно время тепловой диссипации более 10^13 лет. Практически вечность. (вы забыли перевести километры квадратные в метры).

Блин!!! Точно!
  Я еще и эксельку эту не закрыл. Дернул из вики уверенный что взял метры...
Вот что значит бездумно быстро считать...

[alex_semenov]

при аргументации к фильмам обсуждать нечего.

Да ладно. Я же не спорю. Сильно...
Я сомневаюсь.
 
По большому счету я считаю терраформинг - очень красивой игрушкой для инженерного ума. Типа Глобус Касус. И то - хуже. Глобус можно масштабировать до гораздо меньших тел и что-то РЕАЛЬНО поиметь. Когда-нибудь.
А терраформинг - это всегда будет игрой.
Если по-взросолму то с вероятностью 95% люди вообще никогда не покинут Землю.
С вероятность 5% они покинут Землю, но больше никогда не спустятся в в глубокие гравитационные ямы типа Марс. Глупо!

[alex_semenov]

Жаль что мы так и не приделали двигатель к "азотной комете".
Интересная задача!
Я так понял идея доставить недостающую атмосферу на Марс извне отброшена?
Тот же Зубрин, вроде планирует обойтись местными ресурсами.

С помощю столкновения с кометой, насколько мне помнится, Марс терраформировали в "Кузница Бога" у Грера Бира добрые инопланетяне. Для остатков людей после того как Землю взорвали злые.

[AlexAV]

Жаль что мы так и не приделали двигатель к "азотной комете".
Интересная задача!
Я так понял идея доставить недостающую атмосферу на Марс извне отброшена?

Нет. Просто я ещё не успел ответить.