Производство пригодного для дыхания воздуха на Европе?

Люди колонизировали подземные океаны Европы , строя большие города, встроенные в ледяную кору, висящие под ней и покоящиеся на скалистом морском дне. Эти колонисты добывают металлы для строительства из мантии и собирают местную фауну для еды — но где они берут воздух?

Известные ресурсы:

  • Европа имеет тонкую кислородную экзосферу .
  • Океан в основном состоит из воды, и он соленый .
  • Морское дно соприкасается с каменистой мантией, состоящей из основной породы.
  • Гидротермальные источники , образующиеся приливным нагревом, распространены, и они выделяют в воду минералы, аналогичные земным.
  • Океан обогащается кислородом за счет радиолиза и циркуляции льда в земной коре.
  • Технология термоядерного синтеза существует, поэтому доступны изотопы гелия, связанные с термоядерным синтезом.
  • Ресурс можно импортировать или добывать за пределами мира, но только в том случае, если не существует более дешевых альтернатив.

Какие ресурсы было бы наиболее эффективно использовать для создания воздуха, пригодного для дыхания на всю жизнь внутри колоний? Кислорода кажется в избытке, но если предположить, что многие подводные лодки в этом мире будут находиться под давлением, колонисты не захотят рисковать отравлением кислородом. Таким образом, другие газы должны быть смешаны.

Какие ресурсы можно наиболее эффективно использовать и комбинировать, чтобы сделать воздух пригодным для дыхания?

Одной из отправных точек может быть изучение газов для дыхания .

ПОЯСНЕНИЕ: Кислорода в избытке, о чем свидетельствует приведенный выше список ресурсов. Я ищу ответ, в котором указано, как создать здоровую атмосферу помимо простого получения кислорода, потому что только кислород ядовит. Как можно собрать другие комплементарные газы?

Люди могут дышать чистой кислородной атмосферой, если давление значительно меньше одной земной атмосферы. Во всех миссиях Аполлоса использовался чистый кислород с плотностью 5 фунтов на квадратный дюйм, что намного меньше давления воздуха на уровне моря. Предположительно там должен быть источник азота для местных форм жизни и для пищи, производимой колонистами. Поэтому они могли использовать этот источник азота для производства газообразного азота для атмосферы своих колоний.
@MAGolding Я не знал, что чистый кислород раньше использовался в освоении космоса, это интересно. Однако я предполагаю, что этим колонистам потребуется гораздо большее давление, чем 1 атм, чтобы противостоять давлению морских глубин.
@Zxyrra Почему? Конструкция держит давление моря, а не какой-то воздушный баланс изнутри.
@Trevor Я предполагал, что меньшая разница давлений потребует менее дорогих конструкций для обслуживания. Зная, что давление в таком глубоком океане, как на Европе, вероятно, чрезвычайно велико, а добыча металла под водой обходится дорого, я решил, что повышение внутреннего давления будет самым дешевым способом строительства.
@Zxyrra, только если вы не планируете, чтобы там жили люди
Я бы предположил, что чистая среда / атмосфера o2 будет серьезной проблемой с огнем, но я могу ошибаться, не имея реальных знаний. Опять же, афаик, это окислитель? Таким образом, вам понадобится источник топлива для сжигания, а также начальное тепло (вещь с огненным треугольником). Я действительно думаю, что понимаю необходимость того, чтобы он был при более низком давлении, чем на Земле, хотя, возможно, чтобы немного снизить риск.
@Zxyrra Разница между почти нулевым давлением и давлением на уровне моря составляет менее 1 кратного давления на уровне моря (от 0,0 до 1,0). Когда вы достигаете 20-кратного, 50-кратного или 500-кратного атмосферного давления снаружи, любое давление, которое вы используете внутри среды обитания, становится незначительным.

Ответы (3)

Весьма вероятно, что на Европе есть обширный подземный океан с соленой водой. Такой океан, по всей вероятности, содержал бы некоторое количество азота в виде растворенного газа, нитратов или солей аммония или других более сложных амидов и аминов. Такие химические вещества могут быть обработаны для высвобождения азота для использования в среде обитания. Точный метод будет зависеть от формы, которую принимает азот, но если он не встречается в очень низкой концентрации и не требует большой работы для его концентрирования, его должно быть относительно легко извлечь с помощью соответствующего молекулярного сита или метода ионного обмена.

Кислород также, вероятно, будет растворен в океане и может быть выпущен просто путем применения вакуума. Если бы этого не было достаточно, электролиз можно было бы использовать для разделения воды на водород и кислород.

Я очень сомневаюсь, что местная фауна окажется в меню. Имея отдельный биогенез и эволюционный путь в среде, значительно отличающейся от земной (например, глубина океана, отсутствие значительной атмосферы и гравитации), крайне маловероятно, что будет воспроизведена та же биохимия, что и в жизни на Земле. Может быть некоторое сходство в некоторых молекулярных реакциях, но, по всей вероятности, будет много вариантов, токсичных для жизни человека, точно так же, как случайные органические соединения из лаборатории могут быть токсичными.

Например, будет ли жизнь основана на ДНК или на пентозных сахарах? Будет ли он использовать те же аминокислоты? Будут ли они той же рукой? Насколько это будет развиваться таким же образом на Европе?

Спасибо за решение проблемы приобретения азота. Я согласен с тем, что разные биохимии могут быть несовместимы, и я согласен с тем, что большая часть жизни на Европе должна быть несъедобной.
Кроме того, поиск новой жизни только для того, чтобы поесть, кажется неправильным.
Является ли растворенный азот неизбежным или это просто следствие взаимодействия земной атмосферы с океаном на Земле? Будет ли в океаническом мире, лишенном воздуха наверху, обязательно содержаться значительное количество азота, растворенного в нем? Также @Trevor, что полностью преднамеренно; гидропоника могла бы прокормить все население, но то, что люди едят «экзотических инопланетных ракообразных», поддерживает тему противостояния человека и природы.
Вот некоторая подтверждающая документация по вопросу азота: lpi.usra.edu/meetings/LPSC98/pdf/1418.pdf
@Morris The Cat - отличное спасибо - не окончательно, но кажется, что присутствие азота, по крайней мере, сильно подозревается.
Верно. Невозможно быть уверенным, так или иначе, пока мы не приземлим там зонды, но нет никаких причин, по которым колонисты не могли бы использовать много аммиака, что должно хорошо решить проблему ОП.
Да, я бы с вами согласился.

Нельзя ли получить начальный запас кислорода из самой воды путем электролиза? Я не знаю, лучший ли это способ получить его, но это способ. И вам все еще нужно получить остальные газы, чтобы получить атмосферу. Оказавшись там, вы можете получить кислород и пищу с гидропонных ферм (я думаю, они не потребляют ТОЛЬКО местную фауну)

Электролиз воды кажется выходом. Воды много, а электролиз — относительно простая техника. Единственным недостатком является большая потребность в электроэнергии. Поскольку у них есть термоядерная энергия, это не должно быть проблемой.
"А чтобы получить атмосферу, надо еще достать остальные газы" вот в чем суть вопроса. Кислорода в изобилии на Европе, и его можно отфильтровать из воды, добыть изо льда или разделить с помощью электролиза. Суть вопроса в том, что для создания атмосферы нужно нечто большее, чем кислород, — и здесь возникают проблемы. Можете ли вы указать, как сделать все остальное?
См. уточнение, отредактированное в вопросе.

Существуют различные методы, некоторые из них более эффективны, чем другие.

  1. Извлеките разбавленный кислород. В воде всегда есть воздух, это данность. Обычно вы вытягиваете воздух, встряхивая воду, в результате чего воздух выходит. При этом вода не превращается в воздух, а просто удаляется воздух, который уже есть.

  2. Метод электролиза. Этот метод, популярный как научно-популярный эксперимент, использует электроды для подачи большого количества энергии в воду. Это перегружает молекулы воды, заставляя воду разделяться на водород и кислород. Хотя это очень крутой и научный подход, у него есть одна проблема: вода сама по себе не очень хорошо проводит энергию, это соли в воде. В результате вы должны добавить соль в раствор, чтобы этот подход был эффективным. К сожалению, в процессе эта соль распадается на газообразный хлор, отравляя воздух. Можно отфильтровать хлор, но в больших масштабах это будет слишком дорого.

  3. Кипятить воду. Вы знаете эти пузырьки в кипящей воде? Это пузырьки воздуха, образовавшиеся в результате распада молекул воды. Этот подход почти так же эффективен, как электролиз, но без хлора. Если бы я был вашими гипотетическими колонистами, я бы использовал этот подход, так как он также решает проблему обогрева колонии. В общем, это лучший подход.

Производство пригодного для дыхания воздуха на Европе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v