Сколько ксенона в мире было использовано в космическом полете? Это много? Это стоило много?

Этот ответ на вопрос Почему спутники Starlink будут использовать криптон вместо ксенона для электрического движения? говорит:

Я ожидаю, что они сделали математику и обнаружили, что общая стоимость была меньше, даже с уменьшенной тягой/ваттной эффективностью, уменьшенным сроком службы двигателя и увеличенным баком и массой солнечной струны. Стоимость ксенона огромна, а поставки очень ограничены. Когда НАСА строит корабль, им приходится растянуть закупку топлива на несколько лет. SpaceX, вероятно, не может позволить себе ждать так долго или тратить так много. Они могут использовать ксенон для более долгоживущего и более медленно развертываемого спутника второго поколения.

Вопросы):

  1. Какая часть мирового запаса ксенона была использована в космическом полете? Каков общий килограмм, отправленный выше линии Кармана?
  2. Это много? Влияет ли космический полет на количество доступного ксенона в мире?
  3. Это стоило много? Взяло ли НАСА ипотеку, чтобы заплатить за свой ксенон, «растянув закупки топлива на несколько лет»?

Связанные материалы и источники доступны как в сообщениях, так и в комментариях ; хорошая информация и ссылки, касающиеся экономики ксенона в космическом полете:

Будучи еще новичком в химических и физических вопросах, и несмотря на то, что мой отец навязывал мне всевозможные рекламные материалы CANDU своего работодателя, я все еще не мог понять, почему весь мир не испарился мегатысячелетия назад. Этот вопрос может попасть в классическую задачу xkcd «что, если» о том, что происходит, когда вы делите бесконечность на бесконечность. Он замолчал в последнее время. Следовательно, +1.
@CamilleGoudeseune (с эмпатией) Меня всегда удивляло, что углекислый газ геологически секвестрируется , по сути, закачивая его под землю и думая: «Хорошо, это решает это, он ушел навсегда!» это вещь. К счастью, геологический метан остается там вместе с гелием, иначе у нас была бы и горячая планета, и никаких воздушных шаров.
@Camille В мантии довольно много He, около 7% изначальных. См. physics.stackexchange.com/a/548063/123208 и прикрепленную ветку комментариев.
Спасибо, что сказали «килограмм», а не «фунт». Метриканы мира, объединяйтесь :D
Нет, потому что килограммы гораздо более очевидны в метрике ;-)
Если бы два века назад мы перешли на метрическую систему измерения, Марс уже был бы терраформирован с процветающей цивилизацией, предполагают мои метрические расчеты.
В противном случае мы бы уже самоуничтожились и вымерли, настолько быстрыми были бы темпы нашего технического прогресса. Наши юношеские культуры не могли справиться с ускоренным прогрессом. Мы все равно должны переключиться на метрику и просто принять риск.
Вместо килограмма есть простое английское слово: масса.
Вот отличная статья о благородных газах в мантии: Идентификация хондритового криптона и ксенона в йеллоустонских газах и определение времени земной аккреции летучих веществ . Много гелия образуется в мантии и коре в результате альфа-распада. Некоторые изотопы ксенона образуются в результате спонтанного деления, но этот процесс происходит редко (например, вероятность альфа-распада урана-238 примерно в 10⁸ раз выше, чем деления). Xe-129 образовался в молодой Солнечной системе в результате распада I-129 (период полураспада 15,7 млн ​​лет).
К вашему сведению: получение Kr и Xe из атмосферы .

Ответы (1)

Согласно статье в Википедии о ксеноне , содержание газа в атмосфере Земли составляет 87 частей на миллиард (частей на миллиард). Атмосфера Земли весит 5,15×10 18 кг. Разделив это на плотность воздуха (на уровне моря), мы получим 4,207×10 18 м 3 воздуха, если весь воздух будет сконцентрирован на уровне моря. Умножая это на концентрацию ксенона, мы получаем 3,65×10 11 м 3 газообразного ксенона. Плотность ксенона составляет 5,89 кг/м 3 , поэтому мы получаем 2,15×10 12 кг газообразного ксенона в воздухе.

Этого определенно достаточно для всего, что вы хотите, так в чем проблема?

Ну это еще очень редко. Единственная причина, по которой так много ксенона, это то, что там так много воздуха вообще. Если вы соберете 1000000 литров воздуха, вы получите только 87 мл ксенона. Это означает, что производство ксенона происходит очень медленно. Это, вероятно, объясняет его невероятную цену в 1800 долларов США за килограмм. Он производится как побочный продукт очистки N 2 , O 2 , Ar и CO 2 . Криптон гораздо более распространен (~ 1 ppm, что в 10 раз больше, чем у ксенона) и производится с использованием аналогичных стратегий, поэтому он намного дешевле ксенона по цене 290 долларов США за килограмм. SpaceX очень быстро запускает Starlink, поэтому они не могут дождаться появления подходящего источника ксенона. Ксенон обычно используется только потому, что он имеет более высокие характеристики.

Мне было трудно найти точные данные о количестве когда-либо запущенного ксенона, но, вероятно, оно находится в диапазоне 1000-10000 кг. Только на космическом корабле Dawn было использовано 425 кг ксенона стоимостью около 765 тысяч долларов! Также становятся популярными полностью электрические спутники связи на ГСО.

Сколько ксенона в мире было использовано в космическом полете? Это много? Это стоило много?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v