Möchten Sie auf dem Mars leben und Energie nutzen? Warum nicht?

Roter Planet - Mars

Das Problem der Zugänglichkeit und Produktion von Energie auf dem Mars ist eine der drei größten Herausforderungen für die bevorstehende Kolonialisierung des Roten Planeten. Das energetisches Potenzial seinerseits hängt hauptsächlich von den astrophysikalischen Eigenschaften des Planeten ab. Ein kurzer Einblick in die Marsumgebung ist somit die obligatorische Einführung in das Energieproblem von Mars.

Das gegenwärtige Wissen des Marsmenschen Umgebung ist das Ergebnis von mehr als zwei Jahrhundertenaufmerksame Beobachtung des astronomischen Erscheinungsbildes und in letzter Zeit auch der astrophysikalischen Merkmale vor Ort. Die jüngsten Messungen der Marsgeologie, der Meteorologie und des Klimas hatten das manchmal unerwartete Bild eines komplett verlassenen Planeten korrigiert.

Mars ist einer der sichtbarsten der siebenPlaneten innerhalb des Sonnensystems und damit für seine Entdeckung nicht datierbar, dennoch ist das Interesse für den Mars alt. Es war von der Antike an mit einem nackten Auge leicht zu beobachten, und der eigentümliche rötliche Blick des Planeten hatte die gemeinsame Verbindung des armen Planeten mit dem Begriff des Krieges herbeigeführt. Der Kriegsgott und der Planet, der seinen Namen geerbt hatte, hatten noch in der Antike Neugier und Streit um die verschiedensten Themen hervorgerufen. Diese Auseinandersetzungen sind derzeit im Hinblick auf die Bewohnbarkeit des Mars maximal.

Der rote Planet verdankt seine Farbe noch immerungeklärte Ursachen, bei denen eine noch nicht offengelegte Chemie der Eisenoxide der Hauptakteur zu sein scheint. Die Visitenkarte des Mars nimmt in der Datenmenge rapide zu und ist mittlerweile ziemlich bekannt (Bizony, 1998), wie wir aus der folgenden Beschreibung entnehmen.

Mars wie vor dem Weltraumzeitalter

Soweit das Wissen des SonnensystemsNach und nach, von optischen, bodengestützten Beobachtungen bis zur heutigen astrophysikalischen Forschung vor Ort, erscheint Mars als vierter Planet von der Sonne aus. Der rötliche Planet des Himmels, gut sichtbar mit halsförmigen Augen, hat während dieser Zeit die zahlreichsten Kommentare bezüglich der Anwesenheit von Leben auf einem außerirdischen Planeten angezogen.

Mit allen anderen acht Planeten außerPluto-Charondoublet, Mars richtet sich an eine seltsame Regel, indem er die Sonne in einer Entfernung umkreist, die ein Vielfaches von √2 von der der Erde annähert. Dies bedeutet, dass auf die ungefähr 149,6 Mil-Kilometer der halben Hauptachse der Erde ungefähr 212 Mil-Kilometer für den Mars folgen. In der Tat gibt es 227,92 Mil km im Mittel vom Zentrum von Sun. Die Potenzregel von Titius-Bode, mehrfach modifiziert, aber ursprünglich als a = (4 + 3 x sgn n x 2) beschrieben^n-1) / 10 | n = 0,9 gibt eine bessere Verteilung.

Tabelle 1. Mars innerhalb der Titius-Bode-Regel (astronomische Einheiten)

Man erkennt sofort, dass der primäre Sonnenstrahlungsfluss für Mars ungefähr zweimal so groß ist wie für Erde. Genauer gesagt ist dieses Verhältnis gleich 2.32. Diese Beobachtung seit langem deutet darauf hinDas Klima auf dem Mars ist viel kälter als auf der Erde. Dies hat jedoch nicht die Überzeugung entfernt, dass der rote Planet von einer überlegenen Zivilisation bewohnt werden könnte. Beginnend mit einigen zu optimistischen Behauptungen von Nicolas Camille Flammarion (Flamarion, 1862) und anderen Schülern des 19. Jahrhunderts wurde der Planet Mars für ein Jahrhundert als eine Art Leben betrachtet, das zumindest mikrobiell, wenn nicht sogar überlegen ist alles. Das Gerücht der Mars-Kanäle beeindruckt immer noch die menschliche Vorstellungskraft.

Wenn anfing, Einschätzungen bezüglich derMarsatmosphäre und Zahlen wie 50 mbar oder 20 mbar für den Luftdruck auf dem Marsgelände wurden vorangetrieben (Jones 2008), es wurde eine widerwillige Welle der Ablehnung erzeugt. Es war, als hätten alle gehofft, dass der Mars ein bewohnbarer Planet ist, dass wir Brüder auf anderen Himmelskörpern haben und die Menschheit im Universum nicht mehr alleine ist. Da sich aus spektroskopischen Beobachtungen immer mehr Daten ansammelten, war jede Emissionslinie oder Absorption auf der Marsoberfläche unmittelbar mit dem möglichen Vorhandensein biologischer Effekte verbunden.

Selbst in der Mitte des 20. Jahrhunderts blieb die gleiche Weise erhalten. In ihrem Buch über “Das Leben im Universum”Oparin und Fesenkov beschreiben den Mars 1956als noch möglicher Ort für biologische Manifestationen (Oparin & Fesenkov, 1956). Die folgenden zwei Auszüge aus diesem Buch sind relevant, was die beanspruchten Kanäle und das biologische Leben auf dem Mars angeht: „… bis heute keine einstimmige Meinung über ihre Natur gebildet wird niemand fragt, dass sie reale Formationen auf dem Planeten (Mars) darstellen… “und am Ende des Buches„ Auf dem Mars waren die notwendigen Bedingungen für das Auftreten und die Entwicklung des Lebens immer rauer als auf der Erde. Es steht außer Frage, dass auf diesem Planeten keine überlegene Form von Pflanzen- oder Tierleben existieren könnte.

Es ist jedoch möglich, dass das Leben in minderwertigen Formen dort existiert, obwohl es sich nicht auf einer kosmischen Skala manifestiert.

Gründe und Kosten für das Terraforming des Mars

Verdicke die Marsatmosphäre und mache sie mehrDer Erde Die Erdatmosphäre besteht zu etwa 78% aus Stickstoff und zu 21% aus Sauerstoff und ist etwa 140-mal dicker als die Marsatmosphäre. Da der Mars so viel kleiner ist als die Erde (etwa 53% des Erdradius), müssen wir nur etwa 20% der Erdatmosphäre auf den Mars bringen. Wenn wir das taten, wäre die Erde nicht nur relativ unberührt, sondern auch die Marsatmosphäre, obwohl sie dünn sein würde (da die Schwerkraft auf dem Mars nur etwa 40% von dem ist, was sie auf der Erde ist), wäre sie atmungsaktiv und ungefähr gleichwertige Atmung der Luft in Santa Fe, NM.

Also das ist schön; Atmen ist gut. Der Mars muss viel erhitzt werden, um ein erdähnliches Leben zu unterstützen. Der Mars ist kalt. Mars ist verdammt kalt. In der Nacht, im Winter, fallen die Temperaturen auf dem Mars auf etwa -160 Grad! (Wenn Sie nach "Celcius oder Fahrenheit?" Fragen, lautet die Antwort zuerst eine und dann die andere.) Aber es gibt eine einfache Lösung dafür: Treibhausgase hinzufügen. Dies hat den Effekt, dass Sonnenlicht eindringt, aber die Wärme nicht austritt. Um den Mars auf ungefähr der gleichen Temperatur wie die Erde zu halten, müssen wir der Marsatmosphäre nur ausreichend Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf hinzufügen. Möchten Sie etwas Schönes wissen? Wenn wir 20% unserer Atmosphäre dort hin bewegen, möchten wir vielleicht 50% unserer Treibhausgase damit bewegen, um einige unserer Umweltprobleme zu lösen.

Diese Treibhausgase würden die Temperaturen haltenAuf dem Mars stabil und würde den Planeten genug erwärmen, um die Eiskappen zu schmelzen und den Mars mit Ozeanen zu bedecken. Alles, was wir dann tun müssen, ist, einige Lebensformen mitzubringen, und sehr schnell werden sie sich vermehren und das Leben der Marsflugzeuge abdecken. Wie wir auf der Erde sehen, wenn Sie dem Leben eine geeignete Umgebung und den Samen für das Wachstum / Nachwachsen geben, füllt es es sehr schnell auf. Die Aussichten für das Leben auf einem Planeten mit erdähnlicher Atmosphäre, Temperaturbereichen und Ozeanen sind also hervorragend. Mit Ozeanen und einer Atmosphäre wäre der Mars kein roter Planet mehr.

Es würde blau werden wie die Erde! Dies wäre auch gut, wenn sich die Sonne in mehreren hundert Millionen Jahren aufheizte, da der Mars noch bewohnbar sein wird, wenn die Ozeane auf der Erde kochen. Aber es gibt ein Problem, das der Mars nicht hat, was die Erde nicht kann. Dies könnte dazu führen, dass der Mars sehr schnell seine Atmosphäre verliert und zu dem Wüstenland zurückkehrt, in dem es sich gerade befindet: Der Mars hat kein Magnetfeld, um ihn vor dem zu schützen Sonnenwind.

Das Magnetfeld der Erde, das in unseremgeschmolzener Kern schützt uns vor dem Sonnenwind. Der Mars muss ein Magnetfeld erhalten, um ihn vor dem Sonnenwind abzuschirmen. Dies kann entweder durch dauerhafte Magnetisierung des Mars erreicht werden, genauso wie Sie einen Eisenblock zu einem Magneten magnetisieren würden, oder indem Sie den Kern des Mars ausreichend aufheizen, um das Zentrum des Planeten zu schmelzen.

In beiden Fällen kann der Mars sein eigenes habenMagnetfeld, das es vor dem Sonnenwind abschirmt (so wie die Erde durch unser Magnetfeld abgeschirmt wird) und ihm erlaubt, die Atmosphäre, die Ozeane und unser Leben dort zu behalten. Aber dies sagt uns nicht, wie wir diese drei Dinge erreichen können. Der dritte scheint uns besonders schwierig zu sein, da dazu enorm viel Energie erforderlich wäre. Wenn Sie jedoch den Mars terraformieren möchten, würden Sie mit diesen drei Schritten einen bewohnbaren Planeten erhalten.

Der hypothetische Prozess, einen anderen Planeten erdähnlicher zu machen, wurde genannt Terraformingund Terraforming Mars wird häufig erwähntMöglichkeit in Terraforming-Diskussionen. Um den Mars für Menschen und das irdische Leben bewohnbar zu machen, sind drei wesentliche Änderungen erforderlich. Erstens muss der Druck der Atmosphäre erhöht werden, da der Druck auf der Marsoberfläche nur etwa 1/100 derjenigen der Erde beträgt.

Die Atmosphäre würde auch den Zusatz von benötigenSauerstoff. Zweitens muss die Atmosphäre warm gehalten werden. Eine warme Atmosphäre würde die großen Mengen an Wassereis auf dem Mars schmelzen und das dritte Problem, das Fehlen von Wasser, lösen.

Die Umformung des Mars durch den Aufbau seiner Atmosphäre könnte durch eine Erhöhung der Temperatur eingeleitet werden, die den riesigen CO des Planeten verursacht₂ Eisreserven zu sublimieren und zu atmosphärischem Gas

Der einfachste Weg, die Temperatur zu erhöhen, scheint zu seinB. durch Einbringen großer Mengen FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe, ein hochwirksames Treibhausgas) in die Atmosphäre, was durch das Senden von mit komprimierten FCKW gefüllten Raketen auf einen Kollisionskurs mit Mars erfolgen könnte. Nach dem Aufprall würden die FCKWs durch die Marsatmosphäre driften, was zu einem Treibhauseffekt führen würde, der die Temperatur erhöhen und zu CO führen würde₂ das Erwärmen zu sublimieren und weiter fortzusetzenund atmosphärischer Aufbau. Die Sublimation von Gas würde zu starken Winden führen, die große Mengen Staubpartikel aufwirbeln und den Planeten durch direkte Absorption der Sonnenstrahlen weiter erwärmen würden. Nach einigen Jahren würden die größten Staubstürme nachlassen und der Planet könnte für bestimmte Arten von Algen und Bakterien bewohnbar werden, die als Vorläufer für alles andere Leben dienen würden. In einem Umfeld ohne Konkurrenten und reich an CO₂würden sie gedeihen. Dies wäre der größte Schritt bei der Terraformierung des Mars.

Fazit

Das Problem der Schaffung einer Schallquelle für Energieauf dem Mars ist von größter Bedeutung und hängt mit der Transportkapazität von der Erde zum Mars zusammen, die in den frühen Stadien der Mars-Besiedlung sehr begrenzt ist, und mit der Kapazität, die Rohmaterialien in situ herzustellen. Der wichtigste Parameter, der für die Wahl der einen oder anderen Art der Energieerzeugung ausschlaggebend ist, ist daher das spezifische Gewicht des Triebwerks. Abgesehen von den unklaren Quellen, die höchstwahrscheinlich großen Widerständen für einen großflächigen Einsatz ausgesetzt sein werden, ist die einzig gültige Quelle die solare Quelle. Solange der Sonnenstrom auf dem Mars fast viermal schwächer ist als auf der Erde, bleibt die Effizienz von PVC sehr zweifelhaft, obgleich es sich dabei um einen Primärkandidaten handelt.

Deshalb die Konstruktion der SchwerkraftUnterstützte Luftbeschleuniger stellen eine mögliche Lösung dar, insbesondere wenn raue Materialien auf der Marsoberfläche selbst verfügbar sind. Der thermische Wirkungsgrad des Beschleunigers zur Erzeugung eines Hochleistungszuges und des Vortriebs einer Kaltluftturbine bleibt sehr hoch und attraktiv. Die große Fläche des Solarreflektor-Arrays ist immer noch einer der Hauptnachteile des Systems, das nur durch die Schaffung sehr leichter Sonnenspiegel bewältigt werden kann, aber dennoch sehr steif ist, um den Winden auf der Marsoberfläche standzuhalten.