Chcete žít a používat energii na Marsu? Proč ne?

Červená planeta - Mars

Problém energetické dostupnosti a výroby na Marsu je jednou ze tří hlavních výzev pro nadcházející kolonizaci červené planety. energetický potenciál na svém otočení závisí především na astrofyzikálních vlastnostech planety. Krátký pohled do prostředí Marsu je tedy povinným úvodem do problematiky energetiky onMars.

Současná znalost Marsu životní prostředí je výsledkem více než dvou stoletípozorné pozorování jeho astronomického vzhledu a nedávno i astrofyzikálních charakteristik na místě. Nedávná povrchová měření marťanské geologie, meteorologie a klimatu opravila někdy nečekaný obraz zcela pouštní planety.

Mars je jedním z nejviditelnějších ze sedmiplanety ve sluneční soustavě, a tak pro její objev nelze datovat, stále je zájem o Mars starý. Snadno to bylo pozorováno od dávných dob okrouhlým okem a zvláštní načervenalý pohled planety vyvolal společné spojení chudé planety s pojetím války. Bůh války a planeta, která zdědila jeho jméno, provokovala, stále ze starověku, zvědavosti a sporů o nejrůznějších tématech. Tyto spory jsou v současné době na maximální úrovni, pokud jde o obyvatelnost Marsu.

Červená planeta vděčí za svou barvunevysvětlitelné příčiny, kdy hlavní aktérem je dosud neznámá chemie oxidů železa. Návštěvní karta Marsu se rychle zvyšuje v množství dat a je nyní velmi dobře známá (Bizony, 1998), jak je patrné z následujícího popisu.

Mars, jak je vidět před vesmírným věkem

Pokud má znalost sluneční soustavypostupně se rozšiřoval, od optických, pozemních pozorování až po současný astrofyzikální výzkum na místě, Mars se jeví jako čtvrtá planeta, která začíná od Slunce. Načervenalá planeta nebe, pěkně viditelná hrdlovými očima, přitáhla v té době nejpočetnější komentáře týkající se přítomnosti života na extra pozemské planetě.

Se všemi dalšími osmi planetami, kroměPluto-Charondoublet, Mars se vyrovná s podivným pravidlem obíhajícím kolem Slunce ve vzdálenosti, která se blíží amplitudě √2 od Země. To znamená, že po hrubé 149,6 mil. Km polořadovky hlavní země následuje hrubý 212 mil. Km u Marsu. Ve skutečnosti je z centra Slunce 227,92 mil. Km. Pravidlo moci Titius-Bode, upravený několikrát, ale původně popsaný jako a = (4 + 3 x sgn n x 2^n-1) / 10 | n = 0,9 dává lepší distribuci.

Tabulka 1. Mars v rámci pravidla Titius-Bode (astronomické jednotky)

Je okamžitě vidět, že primární tok slunečního záření je pro Mars zhruba dvakrát menší než pro Zemi. Přesněji řečeno, tento poměr se rovná 2.32. Toto dlouhodobé pozorování to naznačovaloklima na Marsu je mnohem chladnější než na Zemi. To však neodstranilo víru, že červená planeta může být obývána vyšší civilizací. Nicméně, počínaje některými přehnaně optimistickými obviněními z Nicolase Camilla Flammariona (Flamarion, 1862) a dalších učedníků 19. století, byla planeta Mars po staletí považována za život, přinejmenším mikrobiální, ne-li lepší než u nás. Všechno. Pověst o kanálech Marsu stále zapůsobila na lidskou představivost.

Když se začaly objevovat odhady týkající seMarťanská atmosféra a postavy, jako je 50 mbar nebo 20 mbar pro tlak vzduchu na zem Marsu, byly pokročilé (Jones 2008), byla vytvořena neochotná vlna nesouhlasu. Bylo to, jako by všichni doufali, že Mars je obývatelná planeta, že máme bratry na jiných nebeských tělesech a lidský druh není ve vesmíru sám. Vzhledem k tomu, že se ze spektroskopických pozorování hromadí více dat, jakákoli linie emisí nebo absorpce na povrchu Marsu bezprostředně souvisí s možnou existencí biologických účinků.

Dokonce i v polovině 20. století se stále zachoval. Ve své knize oŽivot ve vesmíruOparin a Fesenkov popisují Mars v roce 1956jako stále potenciální místo pro biologické projevy (Oparin & Fesenkov, 1956). Následující dva výňatky z této knihy jsou relevantní, pokud jde o tvrzené kanály a biologický život na Marsu: „… až do doby, kdy se neprojeví jednomyslný názor na jejich povahu, i když nikdo nezpochybňuje, že představují skutečné formace na planetě (Mars)… “a na konci knihy„ Na Marsu byly nezbytné podmínky pro vzhled a rozvoj života vždy tvrdší než na Zemi. Je nepochybné, že na této planetě nemůže existovat žádný typ nadřazené formy rostlinného nebo živočišného života.

Je však možné, aby tam existoval život v nižších formách, i když se neprojevuje v kosmickém měřítku.

Důvody a náklady na terraforming Marsu

Navlhčete atmosféru Marsu a udělejte to víceZemě. Zemská atmosféra je asi 78% dusíku a 21% kyslíku a je asi 140krát silnější než atmosféra Marsu. Protože Mars je mnohem menší než Země (přibližně 53% poloměru Země), vše, co musíme udělat, je přinést asi 20% zemské atmosféry na Mars. Kdybychom to udělali, nejen že by byla Země relativně nedotčena, ale i atmosféra Marsu, i když by byla tenká (protože síla gravitace na Marsu je jen asi 40% toho, co je na Zemi), byla by prodyšná a o ekvivalentní konzistence dýchání vzduchu v Santa Fe, NM.

Tak to je hezké; dýchání je dobré. Mars musí být ohřátý, aby podpořil život podobný Zemi. Mars je chladný. Mars je zatraceně chladný. V noci, v zimě, teploty na Marsu klesají na asi -160 stupňů! (Pokud se zeptáte: „Celcius nebo Fahrenheita?“, Odpověď je první, pak druhá.) Ale je to snadné: přidat skleníkové plyny. To má za následek nechání slunečního světla, ale zabraňuje úniku tepla. Abychom udrželi Mars na přibližně stejné teplotě jako Země, musíme do atmosféry Marsu přidat dostatek oxidu uhličitého, metanu a vodních par. Chcete vědět něco čistého? Pokud tam budeme přesouvat 20% naší atmosféry, možná bychom s ní mohli přesunout 50% našich skleníkových plynů a vyřešit některé z našich ekologických problémů v tomto procesu.

Tyto skleníkové plyny by udržely teplotystabilní na Marsu a zahřeje planetu natolik, aby roztavila ledové čepice, pokrývající Mars s oceány. Jediné, co musíme udělat, je přivést nějaké životní formy a velmi rychle se množit a pokrýt život marťanského cínu. Jak vidíme na Zemi, pokud dáte životu vhodné prostředí a semena forgrowth / regrowth, zaplní to velmi rychle. Takže vyhlídky na život na planetě s atmosférou podobnou Zemi, teplotními rozsahy a oceány jsou vynikající. S oceány a atmosférou už nebude Marsu červená planeta.

Bylo by to modré jako Země! To by bylo také dobré, když se Slunce zahřeje během několika set milionů let, protože Mars bude stále obývatelný, když se oceány na Zemi vaří. Ale je tu jeden problém, že Mars nemá Zemi, což by mohlo způsobit, že Mars ztratí svou atmosféru velmi rychle a vrátí se do pouštní pustiny, kterou právě teď: Mars nemá magnetické pole, které by ho chránilo před Solární bouře.

Magnetické pole Země, udržované v našemroztavené jádro, chrání nás před slunečním větrem. Mars musí mít magnetické pole, které ho chrání před slunečním větrem. Toho lze dosáhnout buď permanentním magnetizací Marsu, stejně jako byste magnetizovali blok železa, abyste vytvořili magnet, nebo přehřátím jádra Marsu dostatečně, aby se střed planety roztavil.

V obou případech to umožňuje Marsu mít vlastnímagnetické pole, které ho chrání před slunečním větrem (stejně jako Země chrání naše magnetické pole) a umožňuje mu udržet atmosféru, oceány a jakýkoli život, který jsme tam umístili. Ale to nám neříká, jak tyto tři věci dosáhnout. Třetí se nám jeví jako obzvláště obtížné, protože by to vyžadovalo obrovské množství energie. Kdybyste chtěli Terraformovat Mars, tyto tři kroky by vám poskytly obývatelnou planetu.

Hypotetický proces, který učinil další planetu více podobnou Zemi, byl nazván terraforminga terraforming Mars je často zmiňovanýmožnost diskuse v terraformingu. Aby byl Mars obývatelný lidem a pozemským životem, jsou nezbytné tři hlavní modifikace. Za prvé, tlak atmosféry musí být zvýšen, protože tlak na povrchu Marsu je jen asi 1/100 tlaku Země.

Atmosféra by také potřebovala přidatkyslík. Za druhé, atmosféra musí být udržována v teple. Teplá atmosféra roztaví velké množství vody na Marsu a vyřeší třetí problém, nepřítomnost vody.

Terraformování Marsu budováním jeho atmosféry by mohlo být iniciováno zvýšením teploty, což by způsobilo obrovské množství CO na planetě₂ ledové rezervy do vznešeného a stát se atmosférickým plynem.

Zdá se, že nejjednodušší způsob, jak zvýšit teplotubýt zavedením velkého množství CFC (chlorfluoruhlovodíků, vysoce účinného skleníkového plynu) do atmosféry, což by mohlo být provedeno vysíláním raket naplněných stlačenými CFC na kolizní kurz s Marsem. Po dopadu by se CFC rozptýlily v atmosféře Marsu a způsobily skleníkový efekt, který by vedl ke zvýšení teploty, což by vedlo ke vzniku CO₂ sublimovat a dále pokračovat v oteplovánía nahromadění atmosféry. Sublimace plynu by vedla k masivním větrům, které by vykopaly velké množství prachových částic, což by dále planetu zahřálo přímou absorpcí paprsků Slunce. Po několika letech by největší prachové bouře ustoupily a planeta by se mohla stát obývatelnou určitými druhy řas a bakterií, které by sloužily jako předchůdci celého života. V prostředí bez konkurence a hojného množství CO₂, budou prospívat. To by byl největší krok v terraforming Marsu.

Závěr

Problém vytvoření zvukového zdroje energiena Marsu má hlavní význam a souvisí s kapacitou přepravy ze Země na Mars, velmi omezenou v počátečních stadiích kolonizace na Marsu a na schopnost produkovat hrubé materiály in situ. V důsledku toho bude nejdůležitějším parametrem, který bude řídit volbu pro jeden nebo jiný způsob výroby energie, specifická hmotnost pohonné jednotky. Kromě nejasných zdrojů, které s největší pravděpodobností budou čelit velké opozici pro rozsáhlé použití, je jediným použitelným zdrojem, který zůstává platný, solární. Co se týče slunečního toku, který je na Marsu téměř čtyřikrát slabší než na Zemi, účinnost PVC zůstává velmi pochybná, i když je primárním kandidátem.

To je důvod, proč konstrukce gravitaceurychlovače asistovaného vzduchu vypadají jako potenciální řešení, zejména pokud jsou na povrchu Marsu k dispozici hrubé materiály. Tepelná účinnost urychlovače pro výrobu vysokého výkonu a pohon turbíny se studeným vzduchem zůstává velmi vysoká a atraktivní. Největší nevýhoda soustavy slunečních reflektorů je stále jednou ze základních nevýhod systému, kterou lze zvládnout pouze vytvořením velmi lehkých solárních zrcadel, ale stále velmi tuhých, aby odolaly větrům na povrchu Marsu.