Космос

[Максим0]

14 часа назад, Вадим Вергун сказал:

Собственно терраформировать Марс можно хоть сейчас обрушив имеющиеся запасы термоядерных бомб на полярные шапки. При этом вода перейдет в атмосферу от чего в ней возникнет парниковый эффект и температура на поверхности несколько повысится, из льда выйдет некоторое количество дополнительного углекислого газа. Когда пыль усядется и злые изотопы распадутся можно будет рассчитывать на десяток кПа давления и защиту от жесткого УФа. Этого достаточно для роста лишайников, мхов и даже некоторой травы, учитывая что в приполярных областях начнутся дожди то останется только разбросать семена. Такая атмосфера будет сдуваться солнечным ветром, нужно еще посчитать насколько быстро, но ее можно будет возобновлять раз в сотню лет взрывами полярных шапок. Собственно  в этих условиях можно создавать некую самоподдерживающуюся экономику. Важно понимать что никакого экспорта на Землю эта экономика никогда организовать не сможет. Нет в природе такого вещества (не считая редких изотопов и антиматерии, но их легче на Земле произвести) которое окупило бы такую транспортировку. А это значит что эта колония никогда не окупится, нет прибыли. Туда где нет прибыли капитал никогда не пойдет, а значит в условиях текущей социально-экономической формации не будет на Марсе никаких активных действий.

Из уникальных возможностей и плюсов на Марсе имеется возможность создания т. н. шахты Мохоровичича - шахты уходящей вглубь коры планеты. Это возможно из-за того что геологическая активность практически отсутствует (последние исследования на аппарате InSight), температура нарастает медленнее и мантия находится глубже можно забуриться на глубину в 50-70км с использованием текущих земных технологий. А там уже делать всякое разное. Например там можно исследовать высокоэнергетические нейтрино, которые без экране в виде километров почвы не засечь, можно добывать всякое разное, по идее там должно быть больше тяжелых элементов.

0) Беда в том что есть реакции¹³C(n)¹⁴C, ¹⁴N(14МэВ-n,p)¹⁴C, ¹⁷O(14МэВ-n,⁴He)¹⁴C дающие такой злой изотоп, что сначала высвобожденный газ вернётся сначала на полюса, а потом он распадётся. На Земле около 99% этого злого изотопа в итоге уходит в мировой океан, но на Марсе его нет. Лидочка при термоядерном сгорании никогда нацело не сгорает, оставляя несколько % остаточного трития, а замена её на смесь D-³Heили неэффективна из-за несущественности снижения активности на фоне активности зажигалки, или невозможна - поскольку накопленных на Земле центнеров гелия-3 для этого недостаточно, а лунный выйдет дороже земного полученного из трития.

1) Беда в том что любой растительности для роста нужен связанный азот, а его концентрация в атмосфере Марса около критической черты успешности азотфиксации - к примеру масса азота в атмосфере Марса примерно равна массе азота в живом веществе на Земле, а ведь живое вещество требует для рецикла гораздо большей азотсодержащей биогенной массы. В силу этого условие естественного связывания азота становится фактором сильно ограничивающим терраформирование, массы марсианского азота просто не хватит для поддержания биосферы столь же плотной как на Земле, а привезти с других планет достаточное количество нынче технологически невозможно. Поэтому для увеличения сельхозпродуктивности Марса порекомендую:

1.а) Марс в целом нельзя греть до земных температур - биогенное вещество рассеится и о грядках и пашнях придётся забыть - его концентрации не хватит для крупных растительных форм столь нужных человеку. Марс нужно греть настолько, чтоб возник единственный крупный оазис - где и станет откладыватся драгоценное азотсодержащее вещество в большой концентрации. По результатам моделирования это будут Долины Маринера и рядом расположенный относительно небольшой каньон Гебы, и там можно ожидать появление маленького сульфатного незамерзающего озера Гебы и моря Маринера площадью в 2-3 Байкала с большой западной пресноводной и малой восточной сульфатной частью - где сульфаты станут уходить в отложения. Поскольку местность практически на экваторе, то существенных годовых колебаний температуры не будет, погода будет определятся суточными колебаниями - и климат станет напоминать таковой на столовой горе Рорайма. При этом вся марсианская растительность расположится в пределах отрицательных высот Долин Маринера и каньона Гебы достаточно плотно, и таковой район (исходя из оценок продуктивности Байкала и Рораймы) сможет прокормить порядка миллиона человек.

1.б) Для интенсификации азотфиксации нужно оставить только самый эффективный механизм при температуре около +5^оС и парциальном давлении азота в 20 Па - это означает выбор в пользу ванадиевой нитрогеназы.

1.в) Парниковый газ должен образовыватся микробиологически. К сожалению известен единственный фермент позволяющий присоединить атом фтора к углеродному атому, и он непозволяет присоединить два атома фтора к одному углеродному - в отличии от серии ферментов присоединяющих хлор к углероду, в том числе и с выходом дважды хлорированных углеродов. Поэтому считаю что биосинтез тетрафторметана на текущий момент вообще непросматривается в отличии от биосинтеза тетрахлорметана.

1.г) Воды на поверхности Марса характеризуются чрезвычайной солёностью, и потому в качестве прототипа нужно брать галофила.

1.д) На грунт  Марса падает гораздо больше ультрафиолета чем на грунт Земли, и потому в качестве прототипа нужно брать экстремофилов - архей.

1.е) Таким образом прихожу к выводу что терраформирование Марса нужно начинать с рассеивания над долинами Маринера генно-модифицированных пурпурных солелюбивых бактерий (на самом деле архей, но такое название исторически сложилось) перестроенных с поваренной соли на марсианский солевой коктейль, с добавленными генетическими механизмами - на базе ванадиевой нитрогеназы и средств синтеза четырёххлористого углерода. Но тут обязательно потребуется механизм делающий невозможным выживание таких архей на Земле - иначе озоновый щит упадёт из стратосферы на землю и им придётся дышать.

2) Нынешняя рассеивается за характерное время в сотни миллионов лет - в зависимости от давления и температуры, кислородная будет рассеиватся существенно быстрее, но и сырья - воды для неё навалом - так что рассеивание применительно к терраформированию несущественно, Марс - это не Луна.

3) Гравитационный колодец у Марса по первой космической скорости аж вдвое меньше чем у Земли - что имеет решающее значение для экономики, и потому даже из стали можно сделать многоразовую одноступенчатую кислородно-метановую ракету-носитель без применения углепластиков и жидкого водорода для доступа на низкую орбиту, а если это будет доставленная с Земли многоразовая углепластиково-бериллиевая ракета, то она на Фобосе будет выгружать товара по массе как собственная сухая. Поэтому я утверждаю что характерный масштаб стоимости доставки долгохранимых грузов с Марса на Землю при развитой инфраструктуре будет масштаба цены на серебро - что несущественно для золота и платиновых металлов. А вот с Земли на Марс летать будет дороже многократно, раньше яб сказал что доставленное будет золотым, но за последние годы цены на золото выросли в разы, и потому заявлю что доставленное будет в разы дешевле золота с его дутой ценой. Причём доступ с Марса на низкую околоземную орбиту благодаря ядерным буксирам станет на порядок дешевле чем с Земли.

Поэтому товарооборот между частично терраформированным Марсом и Землёй представляется таковым:

С Земли: топовые специалисты, весь спектр некорпусированных микросхем и светодиодов, лекарства со сколько-нибудь сложным синтезом.

С Марса: рений, золото и платиновые металлы, уран-регенерат из тяжёловодников... кроме того снабжение продовольствием и продукцией чёрной металлургии всех баз в Солнечной Системе.

4) Тяжёлых элементов должно быть особенно много в южном полушарии Марса - примерно как на астероидах, но с удобствами в виде атмосферы и воды для добычи и обогащения сырья.

Изменено 11 Сентября, 2019 в 12:18 пользователем Максим0

[Вадим Вергун]

7 минут назад, Максим0 сказал:

0) Беда в том что есть реакции¹³C(n)¹⁴C, ¹⁴N(14МэВ-n,p)¹⁴C, ¹⁷O(14МэВ-n,⁴He)¹⁴C дающие такой злой изотоп, что сначала высвобожденный газ вернётся сначала на полюса, а потом он распадётся. На Земле около 99% этого злого изотопа в итоге уходит в мировой океан, но на Марсе его нет. Лидочка при термоядерном сгорании никогда нацело не сгорает, оставляя несколько % остаточного трития, а замена её на смесь D-³Heили неэффективна из-за несущественности снижения активности на фоне активности зажигалки, или невозможна - поскольку накопленных на Земле центнеров гелия-3 для этого недостаточно, а лунный выйдет дороже земного полученного из трития.

 

Как я уже писал, бактерии и растения могут нормально жить при очень высокой удельной активности биосферы, так что это не такая уж большая проблема, кроме того, если производить взрывы в толще ледника то основной поток нейтронов сожрет протий. 

 

10 минут назад, Максим0 сказал:

 

1.в) Парниковый газ должен образовыватся микробиологически. К сожалению известен единственный фермент позволяющий присоединить атом фтора к углеродному атому, и он непозволяет присоединить два атома фтора к одному углеродному - в отличии от серии ферментов присоединяющих хлор к углероду, в том числе и с выходом дважды хлорированных углеродов. Поэтому считаю что биосинтез тетрафторметана на текущий момент вообще непросматривается в отличии от биосинтеза тетрахлорметана.

 

А вот тут я в корне не согласен. С таким подходом терраформирование может затянуться на тысячи лет, а мне хотелось бы своими глазами посмотреть на то как яблони цветут на Марсе. Азот для биосферы можно производить путем сжигания марсианского воздуха в электрической дуге, для этого нужно минимум оборудования с земли, но много энергии. Кроме того в марсианской почве были найдены некоторые количества нитритов, которых может хватить на первых парах, ну а после симбиотические азотофиксаторы сделают свое дело.

Мне кажется более вероятным что жизнь возникнет у полюсов, а не в долине Маринера, так как у полюсов много воды, а дальше к экватору пустыня, хотя частичное растопление ледяных шапок может несколько изменить эту ситуацию.

[Максим0]

50 минут назад, Вадим Вергун сказал:

Как я уже писал, бактерии и растения могут нормально жить при очень высокой удельной активности биосферы, так что это не такая уж большая проблема, кроме того, если производить взрывы в толще ледника то основной поток нейтронов сожрет протий.

А вот тут я в корне не согласен. С таким подходом терраформирование может затянуться на тысячи лет, а мне хотелось бы своими глазами посмотреть на то как яблони цветут на Марсе. Азот для биосферы можно производить путем сжигания марсианского воздуха в электрической дуге, для этого нужно минимум оборудования с земли, но много энергии. Кроме того в марсианской почве были найдены некоторые количества нитритов, которых может хватить на первых парах, ну а после симбиотические азотофиксаторы сделают свое дело.

Мне кажется более вероятным что жизнь возникнет у полюсов, а не в долине Маринера, так как у полюсов много воды, а дальше к экватору пустыня, хотя частичное растопление ледяных шапок может несколько изменить эту ситуацию.

0) Про радиоактивность встаёт вопрос - какой углерод кушать колонистам?

1) В толще ледника всё равно найдётся кислород-17 который от термояда даст радиоуглерод, ну а то что в расчёте на килотонну выход будет невелик, с избытком компенсируют ваши тератонные планы. Я не против термояда на Марсе, я против того чтоб им тупо лупить по площадям испаряя их, для термояда найдутся гораздо более "вкусные" примнения - типа вскрытия месторождений для карьерной добычи.

2) Вам терраформирование нужно дорого и недолговечно или бюджетно и устойчиво?

3) Это без шансов... если повезёт, у ваших внуков на закате дней будет шанс посмотреть как под куполом на Марсе яблони цветут. А в открытом грунте будет ключевой вопрос - как они отнесутся к парам четырёххлористого углерода, ультрафиолету, температурам ежесуточно качающимся в диапазоне от 0^оС до +15^оС и тому что кислород будет основным компонентом атмосферы? Не полыхнут ли они от молнии?

4) На частично терраформированном Марсе доля азота в воздухе будет порядка 1/1000. Его накладно будет концентрировать. Потом плазмотрон эффективней дуги... но принципиально я с вами согласен, пороховой инструмент - великое дело в строительстве чтоб не маятся с кабелями и шлангами, и большому строительству нужно много пороха - а значит много нитроэфира - значит много азотной кислоты.

5) Новьё! Будьте добры ссылочку на нитриты в марсианской почве. Для проекта терраформирования Марса азот в марсианском грунте может оказатся спасительным - если его много, то перспективы терраформирования станут совсем радужными и надо будет разрабатывать проект полного, а не частичного терраформирования. Выбор в пользу частичного терраформирования был сделан исключительно на основании данных о крайне низком содержании азота в грунте.

6) По-аналогии там выбор между ледяной пустыней в центре Антарктиды где нет нифига и солончаками в средних широтах где живут и здравствуют археи. От общего парникового нагрева полюса согреются в разы сильней экватора, но ледник там как был, так и останется - четырёххлористый углерод недостаточно силён чтоб это изменить, даже если на зимних полюсах его пары будут достигать насыщения.

[argon40]

4 часа назад, Nil admirari сказал:

...Вместо пряностей, золота и освобожденного Иерусалима идеалист Колумб в итоге привез в европоцентрический мир новый континент.

 

надо ОПЯТЬ снаряжать экспедицию Колумба на каравеллах.  Ещё одну америку найдут.   А лучше две или экспедиции - найдут две или три америки.

[Вадим Вергун]

16 минут назад, Максим0 сказал:

 

5) Новьё! Будьте добры ссылочку на нитриты в марсианской почве. Для проекта терраформирования Марса азот в марсианском грунте может оказатся спасительным - если его много, то перспективы терраформирования станут совсем радужными и надо будет разрабатывать проект полного, а не частичного терраформирования. Выбор в пользу частичного терраформирования был сделан исключительно на основании данных о крайне низком содержании азота в грунте.

 

Какое новье? Это 2015 год. https://www.ecnmag.com/news/2015/12/curiosity-rover-finds-biologically-useful-nitrogen-mars

Кьюриосити накопал грунты с нитритами, о количествах там сказано о "1100 частей на миллион" не очень понять как это идентифицировать, но судя по всему анализ проводился на газовом ИК-спектрометре, то есть они нагревали образец грунта и оттуда пошли ноксы. Много это или мало - вопрос актуальный. Но судя по тому что в большинстве образцов его нет вообще, а в некоторых образцах он очень даже есть, возможно азот в почве сконцентрирован и есть места с высоким его содержанием.

16 минут назад, Максим0 сказал:

0) Про радиоактивность встаёт вопрос - какой углерод кушать колонистам?

 

На первом этапе колонизации колонисты там не нужны. Будут работать автоматические станции. Растить органику на поверхности нужно для накопления биомассы, и что более важно для увеличения коэффициента черноты поверхности планеты чтобы она лучше прогревалась и полярные шапки интенсивнее таяли. 

Изменено 11 Сентября, 2019 в 13:52 пользователем Вадим Вергун

[argon40]

5 минут назад, Вадим Вергун сказал:

...На первом этапе колонизации колонисты там не нужны. Будут работать автоматические станции. ...

 

 Хоть  у кого-то из "марсиан" проблески нормального, критического разума.   "Пилотируемая космонавтика" с 1961 года наглядно показала "пользу"  и "незаменимость"  тушек космонавта в консервных банках.  

Изменено 11 Сентября, 2019 в 13:56 пользователем argon40

[Вадим Вергун]

2 минуты назад, argon40 сказал:

 

 Хоть  у кого-то из "марсиан" проблески нормального, критического разума.   "Пилотируемая космонавтика" с 1961 года наглядно показала "пользу"  и "незаменимость"  тушек космонавта в консервных банках.  

Это очень затратно отправлять на Марс человеков. Учитывая сколько они едят и пьют за годы полета масса набирается неадекватная. Кроме того в случае если что-то немножко пойдет не так, станция слегка разгерметизируется, или временно снизится мощность электрической генерации (что бывало со всеми марсоходами на солнечных батареях) то технику всегда можно выключить, а человек скочерыжиться от чего нанесет урон репутации проекта. 

[Максим0]

35 минут назад, Вадим Вергун сказал:

Какое новье? Это 2015 год. https://www.ecnmag.com/news/2015/12/curiosity-rover-finds-biologically-useful-nitrogen-mars

Кьюриосити накопал грунты с нитритами, о количествах там сказано о "1100 частей на миллион" не очень понять как это идентифицировать, но судя по всему анализ проводился на газовом ИК-спектрометре, то есть они нагревали образец грунта и оттуда пошли ноксы. Много это или мало - вопрос актуальный. Но судя по тому что в большинстве образцов его нет вообще, а в некоторых образцах он очень даже есть, возможно азот в почве сконцентрирован и есть места с высоким его содержанием.

На первом этапе колонизации колонисты там не нужны. Будут работать автоматические станции. Растить органику на поверхности нужно для накопления биомассы, и что более важно для увеличения коэффициента черноты поверхности планеты чтобы она лучше прогревалась и полярные шапки интенсивнее таяли. 

0) Я читал самое большее о 5 ррм, на этом фоне 1100 - просто дофига по абсолютной концентрации... интересно, на каких объёмах грунта сохраняется такая концентрация?

1) Похоже вы не читали "Марсианские технологии"... Для первого этапа ездить уже мало, надо ещё и летать - иначе большие площади на Марсе не изучить. По-моему для марсолёта лучшее топливо - гидразин, сырьё для него можно выпарить из марсианской пыли и отфильтровать из атмосферы. Растворы двухвалентного ванадия с хорошим КПД переводит азот непосредственно в гидразин при скромных давлениях и температурах, осталось придумать техпроцесс и лёгкое компактное аппаратное оформление. Вот только хотя Ячех предложил мне помощь в разработке такой технологии, но беда оказалась в том что мне некуда применять гидразин. В нашей сборной по ЖРД токарь отказался участвовать в работах с участием гидразина после того как им его обрызгало - перешли на нитрометан, гораздо менее вредный, но нежелающий загораться без помощи кислорода или серьёзного внешнего источника огня.

Изменено 11 Сентября, 2019 в 14:29 пользователем Максим0

[Вадим Вергун]

24 минуты назад, Максим0 сказал:

0) Я читал самое большее о 5 ррм, на этом фоне 1100 - просто дофига по абсолютной концентрации... интересно, на каких объёмах грунта сохраняется такая концентрация?

1) Похоже вы не читали "Марсианские технологии"... Для первого этапа ездить уже мало, надо ещё и летать - иначе большие площади на Марсе не изучить. По-моему для марсолёта лучшее топливо - гидразин, сырьё для него можно выпарить из марсианской пыли и отфильтровать из атмосферы. Растворы двухвалентного ванадия с хорошим КПД переводит азот непосредственно в гидразин при скромных давлениях и температурах, осталось придумать техпроцесс и лёгкое компактное аппаратное оформление. Вот только хотя Ячех предложил мне помощь в разработке такой технологии, но беда оказалась в том что мне некуда применять гидразин. В нашей сборной по ЖРД токарь отказался участвовать в работах с участием гидразина после того как им его обрызгало - перешли на нитрометан, гораздо менее вредный, но нежелающий загораться без помощи кислорода или серьёзного внешнего источника огня.

Американцы совсем скоро планируют отправить на Марс аппарат в составе которого будет вертолет. Необычная машина заточеная под атмосферу Марса. Питаться он естественно будет на электричестве. Двигатели на химическом топливе потребуют создания на Марсе промышленности колоссальной сложности, но и энергетики для её работы. Не лучше ли сразу использовать чистую энергию? Будем посмотреть как оно будет латать, благо ждать не долго.

Полеты так или иначе это затратно, лучше медленно но надежно ехать чем долго и затратно лететь, тем более что разбрасывать семена можно и с орбиты, для самому базы можно выбрать небольшой район перемещаться по которому на "железнодорожном" транспорте. 

Немцы смоделировали условия Марса и вбросили туда антарктический лишайник. https://cratergale.blogspot.com/2014/01/Lishayniki-na-marse.html

Оный выдержал все невзгоды, наибольший вред ему нанес жесткий УФ, при имитации защиты от УФ лишайник растет не хуже чем на земле. Но и под действием УФ лишайник за месяц адаптировался расти в трещинах породы в условиях полутени. И это уже сейчас, без растапливания полюсов. 

[Максим0]

4 часа назад, Вадим Вергун сказал:

Американцы совсем скоро планируют отправить на Марс аппарат в составе которого будет вертолет. Необычная машина заточеная под атмосферу Марса. Питаться он естественно будет на электричестве. Двигатели на химическом топливе потребуют создания на Марсе промышленности колоссальной сложности, но и энергетики для её работы. Не лучше ли сразу использовать чистую энергию? Будем посмотреть как оно будет латать, благо ждать не долго.

Полеты так или иначе это затратно, лучше медленно но надежно ехать чем долго и затратно лететь, тем более что разбрасывать семена можно и с орбиты, для самому базы можно выбрать небольшой район перемещаться по которому на "железнодорожном" транспорте. 

Немцы смоделировали условия Марса и вбросили туда антарктический лишайник. https://cratergale.blogspot.com/2014/01/Lishayniki-na-marse.html

Оный выдержал все невзгоды, наибольший вред ему нанес жесткий УФ, при имитации защиты от УФ лишайник растет не хуже чем на земле. Но и под действием УФ лишайник за месяц адаптировался расти в трещинах породы в условиях полутени. И это уже сейчас, без растапливания полюсов. 

0) Термокаталитические двигатели на гидразине для работы требуют гидразин и небольшую электрическую мощность. Производство же гидразина в теории требует азота и воды. Азот и воду несложно на борту марсолёта получить из марсианской атмосферы и пыли. Осталось допилить синтез гидразина на ванадиевом катализаторе в электролитической ячейке - и всё химическое производство гидразина станет помещаемым на борт марсолёта. Так что никакой коллосальной сложности пока не видно. КПД с синтезом гидразином пока не считал, но надеюсь на хорошую цифру.

1) А моделировали ли они марсианскую солёность воды? Воды в которой дофига сульфата магния приправленного перхлоратами, железом и хромом. Огромная солёность марсианской воды сама по себе делает невозможным выживание большинства земных видов.

Изменено 11 Сентября, 2019 в 19:43 пользователем Максим0