Какое самое глубокое место на Марсе? Нужны ли там людям скафандры?

Есть ли на Марсе какая-то конкретная глубокая область, траншея, трещина, лавовая труба или что-то еще, в которой человек мог бы выжить, имея только запас кислорода? Насколько глубоко растения или животные должны находиться на Марсе, чтобы не подвергаться давлению или изоляции?

Ответы (2)

К

Или насколько глубоко нужно находиться на Марсе, чтобы не нуждаться в скафандре?

и начиная со значений @Rob и масштабной высоты Planetery-Science.org около 10,8 км, чтобы хотя бы приблизительно приблизиться к ответу:

altitude (km)   pressure (kPa)
  -7.15             1.16
   0.               0.6
  25.               0.03

п ( час ) знак равно п 0 опыт ( час час 0 час с с а л е )

Я получаю высоту -25 километров, чтобы давление достигло примерно предела Армстронга , описанного в превосходном ответе @Rob .

Но это не значит, что я буду выступать за это!

редактировать: на основе комментария @Uwe я расширил график до высоты -38 км, где давление достигает около 20 кПа, что немного более благоприятно для людей, чем абсолютный предел Армстронга.

примечание: я выбрал две точки с более высоким давлением для экстраполяции, отклонения от простого поведения высоты шкалы могут быть больше там. В идеале можно было бы оценить профиль температуры и использовать его для создания высоты шкалы, зависящей от температуры, как по крайней мере шаг в правильном направлении. Тем не менее ответ останется в нескольких десятках километров под поверхностью.

расчетное давление в зависимости от высоты на Марсе

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

hscale    = 10.8  # km
kms, kPas = np.array([-7.15, 0.0, 25.  ]), np.array([ 1.16, 0.6,  0.03])
P0, h0    = kPas[0], kms[0]
alts      = np.arange(-38, 25.)
pressures = P0 * np.exp(-(alts - h0) / hscale)

if True:
    plt.figure()
    for i in range(2):
        plt.subplot(1, 2, i+1)
        plt.plot(kms, kPas, 'ok')
        plt.plot(alts, pressures)
        if i == 0:
            plt.yscale('log')
            plt.ylabel('pressure (kPa)', fontsize=16)
        else:
            plt.title('fitted region (linear)', fontsize=16)
            plt.xlim(-10, None)
            plt.ylim(None, 1.5)
        plt.xlabel('altitude (km)',  fontsize=16)
    plt.show()
Что обозначают точки?
@Muze Три точки данных на графике - это три точки данных в таблице. Тот, что на очень большой высоте, не подходит так хорошо, потому что высота шкалы является простым приближением и плохо работает для внешней атмосферы.
На самом деле эти значения взяты из этих ссылок, с учетом ошибок, связанных с этими местами. Но эй, @GdD решил, что это должно быть «больше, чем больше 10 миль» ... К счастью, это не было ошибкой . Если они не могут копать так далеко на Земле в поисках золота, они не будут копать так далеко на Марсе в поисках «S03E01 061 Spock». -- Спасибо за диаграмму, у меня на телефоне нет Решателя уравнений. Отличная работа.
@Роб Действительно! Это один из моих любимых фильмов. Я помню, как еще в детстве задавался вопросом, что это за звуки «тик-тик-тик».
Задавался вопрос о выживании при дыхании кислородом без скафандра, но выживание на пределе Армстронга — вопрос нескольких минут. Парциальное давление кислорода в пассажирском самолете обеспечивает неограниченное выживание здоровых людей. Для этого потребуется давление около 0,16 бар или 16 кПа. Не могли бы вы расширить свой красивый график до верхнего предела 20 кПа?
@Уве спасибо! Как это?
@uhoh: Это очень хорошо, большое спасибо!
@uhoh Почему кривая линейна, если атмосфера не масштабируется линейно с высотой?
@Antzi plt.yscale('log’)делает экспоненциальное поведение моей простой масштабной модели высоты линейной.
@uhoh Понятно :) Как бы мне ни нравился логарифмический масштаб, мне больше нравится изогнутая версия (хотя она менее точная)
@Antzi просите, и вы получите! Чтобы продемонстрировать экстраполированное давление на -38 км в соответствии с предложением Уве, я сохранил логарифмический график как есть, но добавил линейный график только для области более высокого давления. Теперь есть что-то для всех!

Есть ли какие-то особые глубокие области Марса, в которых человек мог бы выжить только с запасом кислорода без скафандра?

Нет.

Hellas Planitia - самая низкая точка на Марсе, дно бассейна имеет глубину около 7 152 м (23 465 футов), а давление составляет 1,16 кПа (0,168 фунта на квадратный дюйм). Среднее поверхностное давление Марса составляет 0,6 кПа (0,087 фунта на кв. дюйм). Самая высокая точка, Олимп Монс, имеет высоту почти 25 км (13,6 мили или 72 000 футов) и давление 0,03 кПа (0,0044 фунта на квадратный дюйм) — так что вам придется копать более 10 миль — самая глубокая шахта на Земле составляет 2,5 мили. .

Предел Армстронга составляет 6,25 кПа (0,906 фунта на кв. дюйм).

См. « Предел Армстронга » в Википедии:

«Предел Армстронга или линия Армстронга — это мера высоты, выше которой атмосферное давление достаточно низкое, чтобы вода кипела при нормальной температуре человеческого тела. Люди абсолютно не могут выжить выше этого предела в среде без давления; над Землей это начинается 18- 19 км (59 000-62 000 футов) над уровнем моря.Он назван в честь генерала ВВС США Гарри Джорджа Армстронга, который первым обнаружил это явление.

При пределе Армстронга или выше открытые жидкости организма, такие как слюна, слезы, моча, кровь и жидкости, смачивающие альвеолы ​​в легких, но не сосудистая кровь (кровь в системе кровообращения), будут выкипать без давления всего тела. скафандра, и никакое количество пригодного для дыхания кислорода, доставляемого любым способом, не будет поддерживать жизнь более чем на несколько минут».

Это близко, @Rob, я не доволен этим ответом, поскольку люди все еще не могут долго выживать на пределе Армстронга из-за нехватки кислорода. Над ней они умрут очень быстро, а внизу чуть медленнее. Люди могут выжить на вершине Эвереста — едва ли, и это 30 кПа. Ваша дыра должна быть глубже.
@GdD: только здоровые, обученные и приспособленные к высоте люди могут выжить на вершине Эвереста в течение очень ограниченного времени. Там погибло много альпинистов.
Также стоит упомянуть, что самая глубокая яма, когда-либо выкопанная на земле, имеет глубину 7,5 миль: Кольская сверхглубокая скважина шириной 9 дюймов. Удачи копать глубже, чем на Марсе :P. Кроме того, этот предел Армстронга ужасен...
@GdD: В пределе Армстронга в легких вообще нет кислорода, легкие заполнены чистым водяным паром. Давление паров воды при температуре тела равно атмосферному давлению. Для выживания необходимо парциальное давление кислорода в легких около 0,16 бар.
@GdD В вопросе конкретно говорится, что он спрашивает только о давлении и предполагает, что у человека есть запас кислорода.
Если оставить в стороне трудности с доставкой оборудования на Марс, кажется, что копать глубже будет легче, чем на Земле. Однако здесь не так просто помочь!
На самом деле самая глубокая буровая установка на Земле составляет 12 262 метра (40 230 футов; 7,619 миль) российской Кольской буровой установки.
Кольская скважина имеет диаметр 9 дюймов , самая глубокая шахта — это то, на что я ссылался в своем ответе. В вопросе конкретно говорится: in which a person could survive, я сомневаюсь, что они предлагали бросить ребенка в яму. Практичное пространство требует достаточной площади для обитания, например, диаметром космического корабля, водолазного колокола или подводной лодки. Отверстие диаметром 9 дюймов нецелесообразно спускать взрослых особей и держать их там какое-то время.