Освоение Марса

[Гидразин]

Напоминает транспорт из Чужика))
Я предлагаю пойти дальше и строить железную дорогу на Марсе, гравитация слабее, вполне можно обойтись "струнным" рельсом

[cybertron]

Новое предложение - использовать бактерии для извлечения железа из марсианского реголита - который будет использоваться для строительства базы.

https://www.universetoday.com/144136/using-bacteria-to-build-a-base-on-mars/

Это предложение стало результатом четырехлетнего исследования Лернера, имеющего опыт работы в области нанотехнологий и биологии, которое было проведено с помощью ЕКА и НАСА.

План Ленера предусматривает создание капсулы  содержащей три компонента: ровер, биореактор и 3D-принтер. Задача сбора реголита выполняется ровером, который транспортирует его в биореактор, где он обрабатывается бактериями, известными как Shewanella oneidensis. Эта бактерия способна превращать марсианский реголит в магнетит - магнитный оксид железа - который затем можно извлечь с помощью магнитов.

Внутри биореактора бактерии питаются микроводорослями, которые зависят от солнечного света и CO2 из марсианской атмосферы для создания питательных веществ и кислорода.

Ленер и его команда подсчитали, что реактор объемом 1400 литров (370 галлонов) может производить до 350 кг (770 фунтов) магнетита за год.

PDF

https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid:acd7102b-339b-45b5-972e-fe3a2ad9c52e?collection=research

[Mercury127]

Экскаватор обучили автономному рытью траншей

Еще одна важная составляющая проекта заключается в алгоритмах, составляющих модель окружения, а также рассчитывающих траекторию движения ковша. Вторая группа алгоритмов особенно сложна в реализации, потому что при рытье часть грунта после подъема ковша неизбежно ссыпается вниз, и это необходимо учитывать в расчетах.

на мой взгляд, достаточно важный шажок...

[crazy_terraformer]

Угарный газ может быть горючим на Марсе. Так как его всё равно планируют получать в плазменной камере в ячейках с электродами из диоксида циркония(является проводником анионов кислорода О^2-).

Физические свойства
Состояние   бесцветный газ
Молярная масса   28,01 г/моль
Плотность   0,00125  0°C; 0,814  -195°C г/см³
Энергия ионизации   14,01 ± 0,01 эВ[2]
Термические свойства
Т. плав.   −205 °C
Т. кип.   −191,5 °C
Пр. взрв.   12,5 ± 0,1 об.%[2]
Энтальпия образования   −110,52 кДж/моль
Давление пара   35 ± 1 атм[2]
Критическая температура tкрит   −140,23 °C
Критическое давление Pкрит   3,499 МПа
Критическая плотность ρкрит   0,301 г/см³
.......
Оксид углерода(II) горит пламенем синего цвета[3] (температура начала реакции 700 °C) на воздухе:
2CO+O2—> 2CO2 (ΔG°298 = −257 кДж, ΔS°298 = −86 Дж/K).
Температура горения CO может достигать 2100 °C. Реакция горения является цепной, причём инициаторами служат небольшие количества водородсодержащих соединений (вода, аммиак, сероводород и др.)

Однако для CO придётся использовать криогенное охлаждение и тяжёлые баллоны. Мелочь, но в камеру сгорания придётся добавлять инициаторы.
Пентакарбонилжелезо кажется лучшим выбором,
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE

Пентакарбонилжелезо — неорганическое соединение, карбонильный комплекс железа состава [Fe(CO)5]. Светло-жёлтая жидкость, не смешивается с водой......
Физические свойства
Состояние   светло-жёлтая жидкость
Молярная масса   195,90 г/моль
Плотность   1,457; 1,4664 г/см³
Термические свойства
Т. плав.=-21; -20 °C
Т. кип.=102,5; 103; 104,9 °C
Давление пара   40 ± 1 мм рт.ст.[1], 1 ± 1 кПа[2], 10 ± 1 кПа[2] и 100 ± 1 кПа[2]

Получение
Действие монооксида углерода под давлением на порошок железа:
Fe+5CO+t°=180-220°C,p—>Fe(CO)5
.......
Химические свойства
Разлагается при нагревании:
 Fe(CO)5+t°=160-200°C—>Fe+5CO
Реагирует с горячей водой:
2Fe(CO)5+4H2О+t°=100°С—> 2FeO(OH)тв +3H2 +10CO
....
Окисляется кислородом:
4Fe(CO)5+13O2+t°=500°C—>2Fe2O3+20CO2

От -20° до 102,5°С это жидкость. Ночью и зимой надо греть, чтобы расплавить.
Процесс начала горения,как видим, можно ускорить, смешав её в камере сгорания с горячим паром или кипятком.
Данное действий в присутствии чистого кислорода скорее всего понизит температуру начала реакции возгорания водорода, так как скорее всего вначале образуется его атомарная форма..
Систему подачи горючего и особенно форсунки придётся охлаждать ниже температуры его разложения — ниже + 160°С, иначе железо может их забить.
Камеру сгорания периодически придётся очищать от оксида железа(III).
Учитывая, что метеоритное железо на Марсе буквально валяется под ногами, собирать его можно электромагнитом вместе с магнитными минералами железа(маггематитная пыль).

В железных метеоритах содержится самородный никель (от 5 до 25 %)
Поэтому в результате растворения метеоритного железа в монооксиде углерода будет образовываться в пентакарбониле железа примесь тетракарбонила никеля.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B5%D0%BB%D1%8C

Действие монооксида углерода под давлением на порошок никеля:
Ni+4CO+t°=50-100°C—> Ni(CO)4

Тетракарбонилникель — неорганическое соединение, карбонильный комплекс никеля состава Ni(CO)4, бесцветная ядовитая жидкость, не смешивается с водой, в смеси с воздухом самовоспламеняется и взрывается.

Физические свойства
Состояние   бесцветная жидкость
Молярная масса   170,73 г/моль
Плотность   1,78-55; 1,3560; 1,3220 г/см³
Энергия ионизации   8,28 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Т. плав.   -25; -23; -19,3; -17,2 °C
Т. кип.   42,2; 42,3; 43 °C
Т. всп.   −4 ± 1 °F[1]
Пр. взрв.   2 ± 1 об.%[1]
Давление пара   315 ± 1 мм рт.ст.
Тетракарбонилникель образует бесцветную диамагнитную жидкость, не растворяется в холодной воде, растворяется в диэтиловом эфире, хлороформе, бензоле, толуоле.

В смеси с воздухом при концентрации выше 4% самовоспламеняется и взрывается.

Химические свойства
Разлагается при нагревании:
Ni(CO)4+t°=180-200°C—>Ni+4CO

Во влажных условиях медленно окисляется:
 2Ni(CO)4+5O2+2H2O—>2Ni(OH)+8CO2
Окисляется кислородом при нагревании:
2Ni(CO)4+5O2+t°=300-400°С—> 2NiO+8CO2

Однако температура разложения Ni(CO)4 перекрывается с температурой образования пентакарбонила железа. Т.е. никель будет в основном оставаться в колонне в виде порошка, если  на выходе из неё поставить фильтры и поддерживать условия(давление углекислога газа и температуру парогазовой смеси). Колонну будут переводить периодически на режим очистки от никеля путём его карбонилирования и откачки паров вместе с угарным газом.
Полагаю, что можно подмешивать немного Ni(CO)4 для понижения температуры воспламенения в Fe(CO)5

[leon10010]

Новое предложение - использовать бактерии для извлечения железа из марсианского реголита - который будет использоваться для строительства базы.

Бактерии  давно используются на Земле  для извлечения, и не только железа. Сотни миллионов, если не миллиарды лет. Какое новое..

[Проходящий Кот]

И на Марсе тоже?

[crazy_terraformer]

2Fe(CO)5+4H2О+t°=100°С—> 2FeO(OH)тв +3H2 +10CO

Эта реакция-то больно вкусная, если железо метеоритное. Здесь окисляется при довольно низкой температуре металл водой, а получается водород. Если "железяк" в округе хватает, то к дьяволу электролиз воды пока люди не прилетят.
Метагидроксид железа(III) при прокаливании отщепляет воду и превращается в оксид железа(III):
2FeO(OH)+t°—>Fe2O3+H2O
Используем метеоритное железо и восстанавливаем эту окись до смешанного оксида желаза(II,III) Fe3O4 спеканием.:
3Fe2O3+Fe+t°=900°С—>2Fe3O4+FeO
Можно добавить железа и восстановить до FeO полностью, реакция контрпропорционирования:
Fe3O4+Fe+t°=900-1000°C—>4FeO
Или нагреть и получить кислород:
2Fe3О4+t°>1538°C—> 6FeO+O2
Для нагрева можно использовать электрическую печь или солнечную печь

Действием перегретого пара на железо:
3Fe+4H2О+t°=800°C—>Fe3O4+4H2

Уверен, что реакция:
2FeO+H2O+t°—>Fe2O3+H2 ,
существует.Как и реакция:
3FeO+H2O+t°—>Fe3O4+H2 .

[Mercury127]

Учитывая, что метеоритное железо на Марсе буквально валяется под ногами, собирать его можно электромагнитом вместе с магнитными минералами железа(маггематитная пыль).

Да? А чего ж его тогда не видно то?

[Изобретатель]

Да? А чего ж его тогда не видно то?

Так мелкоскопа такого нету.А серьезно ,посчитали,что какая-то часть метеоритов не разлетается в пыль,а остается в кратере кусками.И кусков этих много миллиардов тонн ,железа и многих других более экзотических металлов.Статья здесь на Форуме была.На Марсе условия для этого ещё лучше.ИМХО нужно будет ещё масконы на эту тему пощупать.(к слову)

[crazy_terraformer]

Учитывая, что метеоритное железо на Марсе буквально валяется под ногами, собирать его можно электромагнитом вместе с магнитными минералами железа(маггематитная пыль).

Да? А чего ж его тогда не видно то?

Пылью припорошено всё, магнитной маггемитной пылью.

Маггеми́т — минерал, магнитная модификация окиси железа γ-Fe2O3. Название происходит от магнетита (поскольку этот минерал железа также проявляет магнитные свойства) и гематита (минерала с тем же составом, но иной кристаллической структурой). Ферримагнетик. Один из наиболее распространённых магнитных минералов зоны окисления (выветривания), поэтому широко используется в петромагнитных исследованиях зон выветривания и гидротермальных изменений как высокочувствительный индикатор низкотемпературного окисления.

Кристаллизуется в кубической сингонии, обладая дефектной шпинелевой структурой типа магнетита. Обычно маггемит неустойчив к нагреву и в большом интервале температур, начиная примерно с 300°С, переходит в гематит.... Неустойчив в природных условиях и легко переходит в устойчивый гематит.

Неустойчив на Земле.

Как показали исследования, красные пески Марса (состоящие из оксида железа) имеют свойство магнитности (скажем, в отличие от красноземельных пород на Земле). Разница в физических свойствах пород двух планет оказалась связана с изомерией. При идентичном химическом составе в качестве естественного красителя многих красных пород на нашей планете выступает минерал гематит с примесью лимонита (гидроокись железа), порода, не имеющая магнитных свойств. А на Марсе при том же химическом составе преобладает маггемит, магнитная окись железа, совпадающая с гематитом по составу и формуле, но повторяющая кристаллическую решётку магнетита.[1] Гематит и лимонит относятся к числу часто встречающихся руд железа, а маггемит (на Земле) образуется значительно реже путём окисления магнетита (при условии сохранения кристаллической структуры и магнитных свойств). При нагревании выше 200°С маггемит теряет свои магнитные свойства и превращается в гематит.

Надо собрать сию пыль и прокалить до t°>1538°C. , получим кислород и FeO. А FeO можно наверняка использовать вместо железа для восстановления воды.

3Fe+4H2О+t°=800°C—>Fe3O4+4H2

2FeO+H2О+t°=800°C—>Fe2O3+H2
3FeO+H2О+t°=800°C—>Fe3O4+H2

В реакционной колонне эти реакции можно было бы использовать для регенерации водорода из воды, получаемой 
одновременно при восстановлении углекислоты до угарного газа.
В колонну #1,забитую железо-никелевыми метеоритами или спечённым FeO, подаём под давлением желательно 100 бар, но можно и 1 бар водяной пар. Температура подаваемого пара и в колонне от 800°С и выше. На выходе из колонны смесь водорода и водяного пара и окалина Fe3O4 в виде пыли, нужен какой-то пылесборник(циклонный фильтр) и затем фильтр для разделения водорода и пара, или конденсатор для воды, можно морозилку использовать. Эта вода в виде пара возвращается на вход первой колонны и подмешивается к новой порции пара. Глубокая очистка воды от водорода или водорода от воды не требуется.
Вода и так будет образовываться в следующей колонне#2 из водорода и углекислоты, но главное обеспечить подавляющую концентрацию водорода для сдвига равновесия.
СO2+H2<—>CO+H2O,
 и температуру газовой смеси в колонне должна быть ≥830°С, при такой температуре водород является более сильным восстановителем, чем угарный газ, а железо и FeO сильнее водорода получается. Так как Fe окисляется водой до высшего оксида. Водород в принципе добавляется в эту колонну как посредник для окисления  железа углекислотой. На выходе получаем угарный газ, водород, водяной пар, окалину, возможно какую-то органику. Окалина накапливается в пылесборнике#2 и в колонне.#2 Воду в виде пара направляем в колонну#1. Примеси органики, которые отделяются от воды только ректификацией(например - спирты) идут вместе туда же, а те которые отделяются легко уходят в колонну#3 вместе с угарным газом(основным продуктом в колонне#2) и с водородом.
В колонне#3 идёт процесс Фишера-Тропша, т.е. синтез углеводородов и образуется как побочка вода. В зависимости от условий — температура, давление, выбора катализатора можно получать метан, спирты или иные группы углеводородов и их соединений
Либо можно отделить угарный газ от прочего и заняться синтезом Fe(CO)5.
Периодически пылесборники и колонны #1 и #2 должны очищаться от окалины, она пойдёт в печи для термолиза Fe3O4+t°>1538°C—>3FeO+0,5O2
Fe2O3+t°>1538°C—>2FeO+0,5O2
FeO спечённый пойдёт в колонну #1 и #2.

[Mercury127]

теперь понятно, почему вибратор Инсайта выпрыгнул - от шока: он, видите ли, на долбление металла немножко не рассчитан...

[jim2000]

использовать бактерии для извлечения железа из марсианского реголита

Интересно, что произойдет раньше: бактерии вымрут от радиации, или мутируют и переварят реактор. (ну а потом, как водится, начнут охотиться на марсоходы)
Да и производительность маловата...
А вот с метеоритным железом - вариант. Помнится, некто Сурдин, отвечая на вопрос на какой-то лекции, предлагал провести опыт: повозить магнитом по крыше или по лотку водосточной трубы и вполне возможно попадется несколько микрометеоритов. Иллюстрирую тем самым, что их много и падают они постоянно.

ПС. Заше, собственно, в поисках внятной мотивации, зачем оно вообще нужно. А то Маск вон уже крышку от сливного бачка старшипа запустил, а конкретных целей колонизации не заявляет. А именно с учетом оных и должно разрабатываться и транспортная система, и материальное обеспечение базы, и только под это все ракета.

[crazy_terraformer]

Мотивация может идти из детства , из юности. Из "Марсианских хроник" или эпопеи про Джона Картера и принцессу Марса, из другой литературы.

Мы рождены, чтоб сказку сделать былью...

Из иллюзий и из страстного желания доказать себе и миру, что ты нечто большее, чем кусок протоплазмы или Homo divanus....

Да, просто из желания побродить там, где никого до тебя не было никогда.

[Mercury127]

А именно с учетом оных и должно разрабатываться и транспортная система, и материальное обеспечение базы, и только под это все ракета.

тогда оно никогда ничего не будет разработано... очевидно же.

[jim2000]

Мотивация может идти из детства

мда. Пожалуй, термин для вопроса я выбрал неудачно.
Таки хотелось бы прояснить цели и задачи. Более-менее структурированные хотя бы..
А то вариант мотивации, предложенный вами, в исполнении больших дядек с большими бабками как-то сомнителен. Вот не могу себе представить миллиардера-романтика. Все больше мне они представляются циничными, матерыми прагматичными реалистами (а как еще можно стока бабок заполучить???)
Не стыкуется у меня картинка.. И возникает ощущение, что все это афера.

[Mercury127]

так наша жизнь в конечном счете и есть афера - кончается всегда печально.

[viesis]

Может просто подождать- чем закончится эпопея со Старшипом? Ситуация должна проясниться в течении года, двух.

[jim2000]

Ситуация должна проясниться в течении года, двух.

Вот! Именно поэтому сюда и зашел поспрашивать - может раз уж вы в теме ,то просветите.
Транспорт вот-вот полететь должен, а потом что? будет давить бетон в ожидании полезной нагрузки? лет 20...

[cybertron]

цели и задачи

Маск Марсом загорелся после того как потерся с Mars Society. (Марсианское общество)

Их цели и задачи прописаны у них на сайте https://www.marssociety.org/about/

Цель простая - исследование человеком и заселение планеты Марс.

[jim2000]

Маск Марсом загорелся после того как потерся с Mars Society. (Марсианское общество)

Их цели и задачи прописаны у них на сайте https://www.marssociety.org/about/

Цель простая - исследование человеком и заселение планеты Марс.

гуглпереводчик мне поведал :Выступать за создание коммерческих космических предприятий, которые помогут достичь исследования и заселения Марса.
Что характерно, я тоже выступаю за все хорошее и против всего плохого. А вот представить себе, зачем же понадобилась колония там, где жить нельзя - не могу.