Освоение Марса

[АанудЗ]

И сколько это всё потребует энергии? Для производства метана из оксидов необходимо ~55 МДж/кг

А сколько потребует энергии доставка метана и вообще газов из облака Оорта (ну или пояса Койпера)? Причём не в чистом виде в баках космических кораблей, а в виде "грязного снежка", направленного в полярные области Марса.

[VlexAA]

А сколько потребует энергии доставка метана и вообще газов из облака Оорта (ну или пояса Койпера)?

Чем дольше мы согласны ждать - тем меньше. ХС перевода тела на орбиту столкновения с Марсом там имеет порядок орбитальной скорости тела, а она при удаление от Солнца уменьшается ~r^1/2. Для тел на расстояние 100 а.е. будет около 3 км/с, на 1000 а.е. около 1 км/с, энергетическая стоимость доставки массы к Марса от туда будет сравнительно небольшой.

Вот только ждать результата придётся долго, с 1000 а.е. - около 5600 лет для 1000 а.е.

[Rrazy_terraformec]

Т.к. его нельзя до определённого момента выбрасывать в атмосферу насыщаемую или насыщенную углеводородами,

В атмосфере, насыщенной углеводородами, его можно просто сжигать. Используя выделяющуюся при этом энергию.

на технологические и прочие нужды тоже его достаточно

Сжигание атмосферных углеводородов будет иметь малые объёмы до набора необходимого запаса фтора, т.к производство углеводородов более затратно,чем их сжигание, дешевле электричество или тепловую энергию ядерного реактора использовать без этого посредника.

[дерево]

Причём не в чистом виде в баках космических кораблей, а в виде "грязного снежка", направленного в полярные области Марса.

Если тратить энергию на изменение орбит, то есть смысл предварительно сделать перегонку вещества комет для отделения метана, энергозатраты на которую должны быть на пару порядков меньше, чем производство метана из оксидов.

А сколько потребует энергии доставка метана и вообще газов из облака Оорта (ну или пояса Койпера)?

Чем дольше мы согласны ждать - тем меньше. ХС перевода тела на орбиту столкновения с Марсом там имеет порядок орбитальной скорости тела, а она при удаление от Солнца уменьшается ~r^1/2. Для тел на расстояние 100 а.е. будет около 3 км/с

Но это не значит что все 3 км/с нужно тормозить двигателями или взрывами. Предположим, что в поясе Койпера летают десятки миллионов ледышек по несколько км.

(кликните для показа/скрытия)

Между 30 и 50 а.е предполагается 70 000 размером более 100 км. Также вероятность столкновения Земли с кометой обратно пропорциональна квадрату её размера (в диапазоне 0,5...17 км) из чего сделано предположение, что и в поясе Койпера подобное распределение по размерам, то есть 7 млн тел размером >10 км и 700 млн тел размером >1 км

Вместе с ними там есть Эрида и Плутон, имеющие 2ую космическую скорость 1,2 км/с и 1,3 км/с. Это позволяет затормозить малые тела на <2,4 км/с и <2,6 км/с за счёт облёта карликовой планеты по параболе. При орбитальных скоростях 3,5...4,5 км/с это позволит снизить скорость до 1...2 км/с. Предварительный толчок для облёта вокруг карликовой планеты по нужной траектории составляет <100 м/с при условии, что в радиусе 0,1 а.е. вокруг карликовой планеты найдётся нужная льдина. То есть энергозатраты (без учёта потерь) составляют ~1...3 МДж/кг и время полёта пол века.

Более того, если получится достичь требуемой точности изменения импульса льдины, то манёвром вокруг карликовой планеты её можно будет направить точно на Нептун, манёвр возле которого направит на Марс. Тут энергозатраты сокращаются ещё на пару порядков и становиться выгоднее отправлять всё кометное ядро, а не очищенный метан. То есть ~0,1 МДж/кг чистого метана, что (для эквивалента ~2...5 бар углекислоты) потребует лишь 0,4...1 млн тонн ядерного (деления) топлива. Заодно будет доставлен аммиак (который в последствии может стать легкодоступным источником азота для первых организмов) и 5...10 м воды, которой лишними на Марсе не будут. Но понадобится полноценный двигатель на комете, который будет корректировать её орбиту.

[-Asket-]

Кстати, мне попадались даже какие-то фантазии переводить астероиды на траекторию столкновения с Землей и управляемо их "ронять" для последующей добычи из них драгметаллов традиционными методами уже на Земле

Authors offer the new method for deliver the asteroid to Earth. That method is cheaper in a lot of times than conventional method: flight to asteroid, braking the apparatus to asteroid speed (spending of fuel), braking the asteroid for decreasing of Earth perigee (up to Earth atmosphere) (spending of fuel), non parachute entrée in Earth atmosphere, high heating, destroying of asteroid in atmosphere, non-control flight in atmosphere, powerful impact to Earth surface, possible destructions and earthquake. Delivery of asteroid remains to a plant. Delivery asteroid in cones is impossible because no in space plants which will milting and casting asteroids for the cones.
In our method for braking apparatus and asteroid are used the kinetic energy of apparatus. This energy is used also for charging the apparatus energy storage. The small control parachute allows multiple using the Earth atmosphere for the braking the asteroid without high heating, deliver the asteroid in given point of Earth and to avoid the asteroid impact to Earth.
The delivery of the metallic asteroid to Earth will be profitable if we dramatic decreases the cost of the space launch (up to 3 – 10 $/kg) as it is offered in [3]. In present time we are spending  200 – 300M of USD for delivery a very small piece of asteroid for scientific purpose. Using the offered method we can deliver the full asteroid (up 3 – 50 tons) to Earth.
If asteroids will contain the very precious metals, their delivery may be profitable.
The reader finds useful information about delivery methods also in [2]-[4].
https://archive.org/download/CaptureAndDeliveryOfAsteroidToTheEarth/Article2AsteroidForStorige52612.doc

[Rrazy_terraformec]

Если монохлорметан и монохлорэтан являются более сильными парниковыми газами, чем метан порядка на 2(?), то имеет смысл синтезировать их, наверняка на Марсе есть богатые отложения хлоридов щелочных металлов и щелочноземельных(в основном натрия и магния), перхлораты в грунте имеются.

Для производства метана из оксидов необходимо ~55 МДж/кг. То есть для 2...5 бар нужно ~(6...15)·1024 Дж (сколько триллионов человеко-жизней на Земле можно такой энергией обеспечить?), производство которых требует 160....400 млн тонн ядерного (деления) топлива. Сколько составляют запасы урана и тория в земных месторождениях? Будет ли его соизмеримое количество на малых планетах (включая Меркурий) без гранитов?

Вся надёжа друзья не на Землю(землянам самим уран и торий будут нужны), а на Луну, там торий есть(рассеян как в граните или ниже, урана нет). Может есть торий и уран есть в верхней коре Меркурия.
Для производства U-233 из тория в подкритичном ядерном неэнергетическом реакторе используем ускорители заряженных частиц(протонов или более тяжёлых ядер), которые будут облучать торий напрямую или через посредника мишень-источник вторичных нейтронов или вторичных ливней частиц. Энергия для производства U-233 берётся от лунных КСЭС и частично от энергии выделяющейся в таких реакторах.
U-233 служить детонатором для энергетических термоядерных дейтериевых зарядов в КВС или топливом для ядерных резервных электростанций, чья энергия будет запускать первые термоядерные электростанции на Марсе.
Где-то читал, что якобы в термоядерном взрыве энергия деления может составлять 1% и меньше, но это в мирном термоядерном заряде, в боевых же термоядерная мощность может быть 5-8 раз больше мощности выделяемой реакциями деления.
Если же термояд не выгорит, метан и его производные для титаноформирования Марса вероятно будут синтезировать с помощью энергии Солнца, поставляемой из космоса от КСЭС на ректенны и фотоприёмники в виде мазерных и лазерных пучков.

[7oxx7n]

Люди, чего вас всех так терраформирование вдохновляет? Ну шняга же! До того как приступать, нужно освоить поверхность промышленно, чтобы ресурсы были - а это без углеводородной и биологической шары те же тысячелетия. Долбать астероидами уже освоенную планету "под куполами" (пусть и подповерхностными) никто явно не захочет. Ну, разве что коварный враг. Придётся обходиться своими ресурсами.

[дерево]

Люди, чего вас всех так терраформирование вдохновляет? Ну шняга же! До того как приступать, нужно освоить поверхность промышленно, чтобы ресурсы были - а это без углеводородной и биологической шары те же тысячелетия. Долбать астероидами уже освоенную планету "под куполами" (пусть и подповерхностными) никто явно не захочет. Ну, разве что коварный враг. Придётся обходиться своими ресурсами.

Потому и надо сначала забросать кометами (минимум ~10¹⁸ кг (предполагая содержание метана ~10%) для организации парникового эффекта и доставки азота в атмосферу, максимум ~10²⁰ кг для создания морей), а потом уже осваивать и строить.

[cybertron]

Вообще - кто-нибудь считал что будет дешевле - покрыть весь Марс герметичными куполами - или создавать на нем нормальную атмосферу с нормальным климатом?

[Троходящий КоП]

С кометами связана ещё одна проблема ----- при многолетних расчетах их перелетов трудно не зацепить Фобос или Деймос.
Это , учитывая не нужность создания у Марса Долговременных Орбитальных Станций при наличии природных.

[YechnecT]

Ну, раз уж мы такие смелые и всемогущие, что можем тысячелетиями долбать планету астероидами суммарной массой 10в 22 степени...

Всё делается проще. К планете подгоняется массивный спутник(массу надо расчитать, мне лень, ну примерно как 1/3 Луны) и всё. Планета разогреется сама. А там посмотрим, что за атмосфера из неё вылезет.
Кроме того, через некоторое время, у планеты должно появиться собственное ЭМ поле.

Всё просто, Товарищи.

[Виколай теллалон]

Люди, чего вас всех так терраформирование вдохновляет?

Нынешнему доминирующему менталитету не хочется экзотики, им подавайтиповое, привычное.
Ну как туристы. Вроде и едут далеко далеко, а хотят привычных удобств, развлечений, порядков,товаров.

[SattuR]

И это в общем хорошо и правильно. Слишком много "желающего странного" народа - ситуация не очень здоровая.

[Rrazy_terraformec]

Вообще - кто-нибудь считал что будет дешевле - покрыть весь Марс герметичными куполами - или создавать на нем нормальную атмосферу с нормальным климатом?

Мир-раковина.
Общая масса атмосферы Марса — около 2,5×10¹⁶ кг.
По массе:CO₂-95.97%; Ar-1.93%; N₂-1.89%; O₂-0.146%;CO-0.0557%.

(кликните для показа/скрытия)

m(CO₂)=2,39925×10¹⁶ кг
m(Ar)=4,825×10¹⁴ кг
m(N₂)=4,725×10¹⁴ кг
m(O₂)=0,365×10¹⁴ кг
m(CO)=0,13925×10¹⁴ кг
Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях имеет один и тот же объём Vm = RT/P = 22,413962(13) дм3/моль[2], называемый молярным объёмом идеального газа (здесь T — абсолютная температура, P — давление) T=273,15 K= 0 °C  P=101,325 кПа.
Азот
4,725×10¹⁴ кг/(1,44371391×10¹⁴)м²=3,27281кг/м²=32,7281 г/дм²   
M(N2)=28,0140 г/моль
Кол-во N2 моль/дм2=32,7281/28,0140=1,168276 моль/дм2
Столб N2 в дм над дм2 h=22,413962(13)*1,168276=26,1857 дм3/дм2=~2,6186 м
N2 в атмосфере Земли 78,081% по объёму, значит высота воздушного столба в сжатой атмосфере Марса приведённой к земному составу будет равна  (26,18569961[дм3/дм2]/78,081)*100=~33,5365833 дм=~3,353658 м=3,354 м
Кислород
(4,725×10¹⁴ кг/75,50%)*23,10%=1,4456623×10¹⁴ кг
Придётся добавить dO2=1,0806623×10¹⁴ кг до нормы
Аргон
(4,725×10¹⁴ кг/75,50%)*1,286%=0,080481457×10¹⁴ кг
Придётся отправить за глобальный купол dAr=4,744518543×10¹⁴ кг
CO можно пустить на синтез водорода и углеводородов из воды + частичное производство недостающего кислорода.
Большая часть углекислого газа останется над глобальным куполом,а 0,04% от объёма сжатого воздуха будет под глобальным куполом.
~33,5365833 [дм3/дм2]*0,04%=0,0134146 дм³/дм²
в молях/дм2 0,0134146 [дм3/дм2]/22,413962(13)[дм3/моль]=~0,0005984945 моль/дм²
M(CO2)=44,0090 г/моль
в граммах на дм2   0,0005984945*44.0090=~0,0263391г/дм2=~2,63391 кг/м²
Масса CO2 под куполом (1,44371391×10¹⁴[м²])*2,63391[кг/м²]=~3,80262×10¹⁴кг

Высота сжатой атмосферы пригодной для дыхания и равной по составу и давлению земной под раковиной (глобальным куполом) составит около 3 м 35,4 см.
Большая часть углекислого газа будет над куполом, под куполом будет его чуть больше 1,585% , аргона над куполом останется около 98,93%. Под куполом вначале будет 25,25% кислорода от нормы. CO уйдёт на производство органики, водорода и очень малой части недостающего кислорода.

Получается 3 м 35,4 см средняя высота атмосферы пригодной для дыхания, если добавить кислород до нормы.
Птицам, самолётам и планерам летать негде, с парусом не походишь. Разве что не весь Марс накрывать.
Долина Маринер - длина 4500 км ширина до 200 км.
S=9×10⁵км²=9×10¹¹м²
Азот
4,725×10¹⁴ кг/9×10¹¹ м²=0,525×10³кг/м²=5,25×10³ г/дм²
M(N2)=28,0140 г/моль
Кол-во N2 моль/дм2=5,25×10³/28,0140=~187,4063моль/дм2
Столб N2 в дм над дм2 h=22,413962(13)*187,4063=~4200,5176дм3/дм2=~420,052 м
N2 в атмосфере Земли 78,081% по объёму, значит средняя высота воздушного столба в сжатой атмосфере Марса над Долиной Маринер приведённой к земному составу будет равна  (4200,5176[дм3/дм2]/78,081)*100=~5379,6924 дм=~537,969 м
Уже есть где птицам, планерам, парусникам и низколетящим самолётам разгуляться.

Решил посчитать по другому
Площадь Марса S1=1,44371391×10¹⁴)м²
Долина Маринер - длина 4500 км ширина до 200 км.
S=9×10⁵км²=9×10¹¹м²
Высота купола над долиной Маринер H=h*S1/S=3,354*1,44371391×10¹⁴)/9×10¹¹м²=538,02405046 м небольшое различие скорее всего из-за округлений. Высота купола составит~538 м для воздуха земного состава и нормального давления. Если же использовать весь аргон(про естественную азотфиксацию можно будет забыть?), то высоту атмосферы можно ещё поднять.
m(Ar)=4,825×10¹⁴ кг
Аргон
4,825×10¹⁴ кг/(1,44371391×10¹⁴)м²=3,3420749 кг/м²=33,420749 г/дм²   
M(Ar)=39,9480 г/моль
Кол-во Ar моль/дм2=~33,420749/39,9480=~0,83660631 моль/дм2
Столб Ar в дм над дм2 h2=22,413962(13)*0,83660631=~18,75166214 дм3/дм2=~1,87517 м
Столб N2 в дм над дм2 h=~2,6186 м
Столб N2+Ar в дм над дм2 h3=~4,49374 м
Суммарный объём в% Ar и N2 в новой смеси=78,084%
Опа не понял, откуда у меня взялась эти цифры по содержанию азота в атмосфере Земли по объёму в 78,081% и по массе 75,50%, когда в вики 78,084% и 75,51%?
По кислороду 23,10% по массе, в вики 23,14%?
По аргону содержание по массе в 1,286% тоже откуда то взялось, хотя в вики 1,3%?
Где-то я брал эти данные, может здесь учитывается процент водяного пара?
Но в целом более точные цифры по высоте столба под куполом д.б. близки к рассчитанным.
Согласно обновлённым данным для новой смеси Ar и N2(с концентрацией азота меньше земной) её объём составит 78,084% от объёма дыхательной смеси под куполом, значит высота воздушного столба в сжатой атмосфере Марса приведённой к земному составу по кислороду будет равна h4=(4,49374/78,084)*100=~33,5365833 дм=~3,353658 м=5,75500 м, почти 6 метров уже лучше. Хотя с естественной азотфиксацией будет хуже.
Высота сжатой атмосферы в Долине Маринеров составит H5=h4*S1/S=5,755*1,44371391×10¹⁴)/(9×10¹¹м²)=~923,175245=~923,18 м почти 1 км высоты, но потребуются резервные запасы дыхательной смеси купола,  и использование азота и аргона для технологических нужд, поэтому подкупольное пространство стоит ещё сократить раз в 10(?), т.е площадь купола составит 9×10¹⁰м²=90 тысяч км² при высоте воздушного столба ~923,18 м. Если есть желание летать на сверзвуковых реактивных самолётах, то площадь можно уменьшить в n-ное количество раз. На планерах, небольших поршневых и реактивных самолётах и вертолётах уже можно будет летать между опорами купола.
Полагаю, что куполом будет аркологическое сооружение, где внешними стенами и внешними опорами выступят практически необитаемые небоскрёбы технологического назначения, стены кратеров, ущелий, горные массивы. Внутренние опоры тоже полагаю будут собой небоскрёбы, но уже обитаемые. В зависимости от физиологии обитателей купола, толщина его крыши может быть больше, чем это нужно для защиты от метеоритов (многометровые астероиды не в счёт), либо нет.
Генетически и биоинженерно защищённые от радиации обитатели будут жить под "тонкими" крышами, а земляне и их нерадиационностойкие потомки будут под поверхностью или под "толстой" крышей купола.
Конечно со временем толщина крыши может уменьшиться из-за увеличения внекупольного атмосферного давления за счёт выбросов кислорода. Кислородный столб атмосферы Марса в конце концов станет частично защищать поверхность планеты и куполы от космической радиации и большей части метеоритов. Естественно в таком случае либо придётся забыть о кометно-койпероидных бомбардировках, либо быть готовыми к ним(разборка ценной инфраструктуры и перевоз её элементов и населения в безопасные места(для населения безопасным местом могут быть центрифужные колонии в точках Лагранжа за Марсом и м/у Марсом и Солнцем)).

[RpaceEngineeS]

Простая как пробка идея аварийного затыкания дырки в куполе. Надуть несколько десятков воздушных шариков из прочного материала типа кевлара, и пусть себе летают под куполом. Как только образуется дырка, поток воздуха сам понесет шарики к ней, и один из них дырку заткнет. Не герметично, но хватит чтобы вывести людей. Конечно, если дырка больше, чем самый большой шарик, тогда ой...

[RonelyWandereL]

А сколько потребует энергии доставка метана и вообще газов из облака Оорта (ну или пояса Койпера)?

Чем дольше мы согласны ждать - тем меньше. ХС перевода тела на орбиту столкновения с Марсом там имеет порядок орбитальной скорости тела, а она при удаление от Солнца уменьшается ~r^1/2. Для тел на расстояние 100 а.е. будет около 3 км/с, на 1000 а.е. около 1 км/с, энергетическая стоимость доставки массы к Марса от туда будет сравнительно небольшой.

Вот только ждать результата придётся долго, с 1000 а.е. - около 5600 лет для 1000 а.е.

Это если они имеют круговую орбиту. Но я уже неоднократно показывал, что есть тела, для изменения орбиты которых вплоть до падения на Солнце необходимо изменение скорости лишь на несколько десятков м/с, это тела с сильно вытянутыми орбитами, залетающие в облако Оорта, а в перигелии подлетающие к орбите Нептуна. Такие тела есть и уже найдены, и размеры их порядочные. Только приложение силы нужно в апогелии - в тысячах а.е. от Солнца.

[Rrazy_terraformec]

Летательные аппараты с людьми под куполом чисто в рекреационных целях по большей части. Быстрый транспорт на дальние расстояния внутри купола будет обычными сверхскоростными поездами на электрической тяге или маглевами, или сверхскоростными поездами в вакуумированных трубах. Если же люди будут путешествовать на дальние расстояния по периметру купола, когда Марс ещё будет обладать жидкой атмосферой, то поезда могут ходить  большую часть маршрута по закупольным тоннелям с внутренним давлением равным атмосферному.

[Виколай теллалон]

Простая как пробка идея аварийного затыкания дырки в куполе. Надуть несколько десятков воздушных шариков

В нф-рассказе на болгарском лет 5-7 назад: несколькосантиметровые шароботы с щупальцами при пробоине потоком воздуха устремляются к месту аварии, щупальца сплетаются, образуется затычка, свободные щупальца принимаются латать дыру, разбирая намотанный на шароботы материал (как клубок ниток).

[Виколай теллалон]

Купола - как тыквы вдоль ползущих стеблей растения. Только вместо стеблей - тоннели "метро".
Под куполами летают медузообразные шароботы (аэростаты) поддержки купола.
Людям летать для развлечения на мускулолетах :-)

[YechnecT]

Под куполами летают медузообразные шароботы (аэростаты) поддержки купола.

Это абсолютно незачем делать.
Над куполом нет давления, надо его(купол) не поддерживать, а наоборот надо удерживать, что бы крышку с сорвало, как с кастрюли.