Дышащий Марс?

Я работаю над фантастическим рассказом о далеком будущем, действие которого происходит на терраформированном Марсе, и хотел бы проверить факты. По текущим оценкам (см. здесь и здесь ) CO2 на Марсе может выделяться в виде газа, чтобы нагреть планету и поднять атмосферное давление примерно до 30% от земного, что не является пригодным для дыхания, но является достаточным, чтобы не быть смертельным (около уровень горы Эверест).

Если предположить, что содержание кислорода можно увеличить (с помощью некоторых технологических средств, разделяющих СО2 на углерод и кислород), позволит ли более высокая доля кислорода при низком давлении вдыхать его человеку? Это, безусловно, было бы тонким, но спортсмены, которые поднимаются в горы, обнаруживают, что их тела увеличивают количество эритроцитов, чтобы более эффективно захватывать кислород. Не слишком ли низкое давление на уровне Эвереста, даже если процент кислорода был выше, чем на Земле (около 21% воздуха)?

Я предполагаю, что о таких вещах, как солнечный ветер, уносящий атмосферу из-за отсутствия магнитного поля, уже позаботились. Лимитирующими факторами являются марсианская гравитация, давление и содержание воздуха. Я также предполагаю, что никакая дополнительная масса (газовая или иная) не была импортирована откуда-либо еще, и мы работаем исключительно с тем, что может предложить Марс.

Я знаю об этом вопросе о создании на Марсе атмосферы, пригодной для выживания, но принятый ответ утверждает, что атмосферное давление будет ограничено гравитацией, не объясняя, почему Титан, гравитация которого составляет 14% от земной, способен поддерживать преимущественно азотную атмосферу при более высоких давление, чем земное.

Некоторые ответили предложениями о способах преобразования CO2 в O2. Я не об этом спрашиваю. Я спрашиваю, можно ли сделать газ при 30% давлении Земли пригодным для дыхания. Я отредактирую вопрос для ясности.
Увидев название, я подумал, что Марс не помещается в моем носу.

Ответы (4)

Да. Вам нужно иметь гораздо более высокий процент кислорода в атмосфере. Главное, чтобы давление O2 находилось в допустимых пределах. Ранние космические корабли использовали среду с более низким общим давлением, но близким к чистому кислороду.

Но простое добавление O2 не делает его пригодным для дыхания. Вам все равно нужно иметь приемлемый уровень CO2, например, так как слишком много смертельно опасно. Кроме того, очень высокий уровень кислорода может вызвать другие проблемы.

Правильно. Я знаю об опасности слишком большого количества CO2. Даже 3% действительно подталкивают его. Если бы CO2 можно было преобразовать в другие формы (графит, кислород, воду с водородом из космоса...), как вы думаете, было бы достаточно давления при высоком содержании O2? Это дает мне гигантских насекомых бесплатно?
Да, я так думаю, пока результирующее давление O2 примерно равно земному. Итак, если атмосфера составляет 1/3 от земной, вам нужно в 3 раза больше O2. Я не думаю, что это повлияет на насекомых, потому что давление O2 такое же, поэтому по планете не бродят гигантские стада жуков.
Комментарий о гигантском насекомом был в основном шуткой, но спасибо за ответ. При давлении 30 % (~ 30 кПа) это 70 % кислорода (21 кПа = 30 кПа * 70 %). Будем надеяться, что такое высокое содержание кислорода не вызовет других проблем.
О, я знаю, что это было в шутку... это просто напомнило мне о гигантских марсианских жуках по имени Буггало из Футурамы :-)
А если серьезно, почитайте об атмосфере, использовавшейся в более ранних космических полетах, потому что они делали это, чтобы облегчить груз (воздух имеет вес) и предотвратить изгибы. Я считаю, что они до сих пор делают это для выхода в открытый космос по этой причине.

Если это далекое будущее и атмосферная зачистка решена, то можете делать все, что хотите. Решение атмосферной зачистки потребует создания на Марсе более сильного магнитного ядра с использованием гигатонн металла, или между Марсом и Солнцем должен быть размещен какой-то щит, чтобы предотвратить действие солнечного ветра. Любое решение требует инженерных навыков и источников энергии, намного превосходящих те, что мы имеем сейчас.

С такой передовой технологией разделение CO2 на углерод и кислород должно быть простым. Ядерные реакторы могут быть поставлены перед задачей такого рода обработки. Если требуется «более низкотехнологичное» решение, установки, способные работать при атмосферном давлении и плотности CO2, указанные в этих двух статьях, могут легко начать процесс преобразования CO2 в O2.

== Изменить ==

Давление само по себе будет проблемой. Из этого калькулятора атмосферного давления при 0,3 поверхностного давления высота составляет чуть менее 30 000 футов. Хотя вполне возможно, что человек может выжить на такой высоте, ему там будет некомфортно, а длительное воздействие вызовет всевозможные травмы. повреждения, вызванные кислородным голоданием. На таких высотах/давлениях просто не хватает кислорода для использования телом. Конечно, FAA рекомендует использовать дополнительный кислород для всех пассажиров на высоте более 14 000 футов.

На высоте 20 000 футов может быть такое же [соотношение] молекул [азота]/кислорода, как и на уровне моря, но из-за пониженного парциального давления эти молекулы расположены дальше друг от друга. Следовательно, парциальное давление кислорода в кровотоке значительно снижается; поэтому давления недостаточно, чтобы позволить кислороду проникнуть в кровь, и вы не можете дышать глубоко или достаточно быстро, чтобы компенсировать это.

Видимо я не ясно выразился. Я не спрашиваю, как преобразовать CO2 в O2. Я спрашиваю, можно ли сделать газ при 30% земном давлении пригодным для дыхания просто за счет более высокой доли O2 в нем, или само давление будет мешать дыханию? Другой способ подумать об этом: потребуются ли технологии далекого будущего для поддержания атмосферы, пригодной для дыхания, или Марс сможет естественным образом поддерживать ее после терраформирования (без дополнительного внепланетного материала)?
@ hatch22 Спасибо за разъяснение. Думаю, у меня есть ответ на ваш вопрос. По сути, количество кислорода в воздухе не имеет значения, если кислород слишком разрежен, чтобы проникнуть через стенки альвеол в легкие и добраться до эритроцитов.
@ hatch22, без модификации даже предлагаемая вами разреженная атмосфера была бы невозможна - ее унесло бы в космос солнечный ветер.
@SeanBoddy, ОП сказал, что проблема солнечного ветра была решена (но не то, как она была решена).
Действительно, так оно и было - я действительно хотел обратиться только к этому конкретному комментарию, как я его понял. Марс должен быть постоянно модифицирован, и я не думаю, что ядро ​​Марса может создать достаточный естественный щит без внепланетной массы. Итак, большой генератор щита, верно?
@SeanBoddy, похоже :)
@SeanBoddy, ну, если вы действительно хотите знать, я думал об оболочке , сделанной из почти идеальных углеродных наноструктур, чтобы блокировать солнечный ветер с использованием углерода, извлеченного из атмосферы / почвы. Если мои расчеты верны, углерода достаточно, чтобы сделать это, и еще немного осталось. Но я пытаюсь избежать необходимости импортировать материал из других мест, а высота горы Олимп означает, что мне нужна оболочка по крайней мере на 50 км выше. средняя высота поверхности.
Что касается проблемы с парциальным давлением, я надеялся, что более высокий процент кислорода в атмосфере поможет компенсировать это.
@ hatch22 - я не занимался математикой или чем-то еще, но рискну предположить, что вам придется импортировать это. Все сводится к тому, что дешевле, и я ставлю на то, что строю промышленную инфраструктуру, чтобы построить эту штуку на Марсе — ну, я не знаю.
@SeanBoddy, конечно, с нынешними технологиями это определенно так, но технологии далекого будущего могут делать такие вещи, как разделение CO2 на C и O2 напрямую , используя вакуумное УФ-излучение и излучение более высокой энергии, которое легко доступно на Марсе, и манипулировать молекулами с помощью нанотехнологий. .
Гигатонны металла? едва ли. Ядро Марса, скорее всего, уже железное, просто холодное и твердое. Вам нужен способ нагреть его. Лучший способ сделать это — иметь неэкранированный ядерный реактор. Реактор имеет высокий поток нейтронов и производит огромное количество продуктов активации. По мере распада продукты нагревают ядро, поддерживая его в расплавленном состоянии. Это примерно то, что нагревает ядро ​​Земли.
Примечание, так как это все равно было затронуто. Очистка атмосферы от солнечного ветра происходит настолько чертовски медленно, что в человеческом масштабе это не проблема. Тратить время на беспокойство об этом — пустая трата времени.

Лучший способ преобразовать CO2 в кислород — это… фотосинтез. Он ничего не стоит, не требует обслуживания и работает автоматически. Но чтобы это произошло, вам нужно добавить много углерода в кору Марса.

Видимо я не ясно выразился. Я не спрашиваю, как преобразовать CO2 в O2. Я спрашиваю, можно ли сделать газ при 30% земном давлении пригодным для дыхания просто за счет более высокой доли O2 в нем, или само давление будет мешать дыханию?

В основном у вас будет чистая кислородная атмосфера, поскольку у вас низкое общее давление, и вам нужна большая часть этого давления для парциального давления кислорода. Это было бы очень опасно, так как чистый кислород (даже при более низком давлении) делает вещи легковоспламеняющимися — посмотрите на катастрофу «Аполлона-1». Вам нужен буферный газ, такой как азот, а азота на Марсе не так много.

Дышащий Марс?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v