новости космоса
6204 47
29 января 2018 06:05:21

Плазменная технология позволит обеспечить будущие марсианские колонии кислородом

Очевидно, что будущему человеческому поселению на Марсе понадобится постоянный источник кислорода для того, чтобы человек мог осуществлять свою деятельность в жестких марсианских условиях. В новом исследовании показано, что использование плазмы может помочь наладить эффективное производство кислорода на поверхности Красной планеты.

Марсианская атмосфера почти целиком состоит из диоксида углерода (примерно на 95,9 процента), в то время как остальное составляют аргон (1,9 процента), азот (1,9 процента), а также следы свободного кислорода, монооксида углерода, воды и метана, других газов. Большие количества диоксида углерода, который может быть разложен до кислорода и монооксида углерода, и низкая температура атмосферы (в среднем примерно -63 градуса по Цельсию) делают Красную планету подходящим местом для производства кислорода плазменным методом.

«Давление и диапазоны температур примерно в 96 процентах областей атмосферы Марса способствуют вибрационному возбуждению и последующему асимметрическому растяжению молекул, облегчая диссоциацию частиц в плазме», - рассказал главный автор нового исследования Васко Гуэрра (Vasco Guerra) из Лиссабонского университета, Португалия.

Кроме того, еще одним продуктом плазменного метода получения кислорода станет монооксид углерода, который может быть использован в качестве ракетного топлива, подчеркивает Гуэрра.

Однако, хотя исследование Гуэрры и его коллег показывает принципиальную осуществимость метода плазменного разложения диоксида углерода, который может сыграть ключевую роль при получении кислорода на Марсе, для воплощения предложенной технологии в жизнь потребуется большое число исследований. Согласно оценкам авторов работы для завершения разработки предлагаемой технологии потребуется около пяти лет.

Исследование вышло в журнале Plasma Sources Science and Technology.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
berezor40 · 29-01-2018

я вам не поверю, пока на практике не покажете

2
NoOneElse-4 · 29-01-2018

Суть этой идеи в том, что можно поджечь плазму без всяких камер и насосов.
Просто электроды в атмосфере. Далее про разложение то все понятно.
Но!!! Как они собираются "эффективно" сепарировать газы в плазме непонятно. Вообще говоря, все это добро отлично рекомбинирует между собой при охлаждении (при выходе из области тлеющего/дугового разряда).

3
nazar24 · 29-01-2018

//Как они собираются "эффективно" сепарировать газы в плазме непонятно//
NoOneElse, Марс такую процедуру проходил естественным образом в масштабе планеты, когда ещё был, как Венера чуть позже, только при разомкнутых контурах. И ещё ты попробуй представит себе солнце, как тлеющий разряд в большом объеме и почти, как дуговые, вспышки на солнце и тебе откроется многие нюансы электричества системы по контурному теорию. /ятд/

4
nazar24 · 29-01-2018

Блин, за что и кто минусуют???

5
elena146 · 29-01-2018

Воот!Достаточно взять с собой компактную камнедробилку,раздробить марсианский грунт,обеспечить его теплом и плазмуй сколько хочешь.

6
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

Разделить кислород и угарный газ можно методом сжижения (у них разные температуры кипения). Можно, наверное, так же использовать и молекулярные сита, т.к. молекулы у этих газов все-таки чуть-чуть отличаются по размеру.

7
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

Кто нибудь знает, почему художники рисуют Марс ядовито-оранжево-красным (как на картинке в начале статьи), хотя он буро-серый?

8
DimitriyP129 · 29-01-2018

Rocketbarrel. "...почему художники рисуют Марс ядовито-оранжево-красным..."

- Да просто всё: эти космонавты - ну, на картинке которые - ожидают прилёт начальства с плановой проверкой. Вот и покрасили поверхность планеты в "правильный" цвет, чтоб избежать лишних вопросов.

9
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

DmitriyP - Да это же очевидно, что они (т.е. художники-космонавты) красят поверхность к приходу начальства - вопрос, почему они решили считать "правильным" ядовито-оранжево-красный, а не какой нибудь другой, менее агрессивный, цвет. Я, вот ни одной фотогафии от НАСА (и не от НАСА) не видел, где Марс был бы такого ядовито-агрессивного, "кислотного" цвета. Все бурое, да серое, кое-где даже синюшное.

10
DimitriyP129 · 29-01-2018

Rocketbarrel. Интуиция подсказывает мне, что "Высокое Начальство" тоже не видело фотографий Марса - не по чину! Стало быть и отображение планеты в натуралльных цветах может вызвать естественный вопрос: почему на картине "красная планета" - серо-буро-синюшняя?!

Учитывая, что начальство запросто может оказаться с во-о-от такенными звёздами на погонах, художника-реалиста вполне могут посадить в ракету и отправить перекрашивать Марс в "правильный" цвет!)))

11
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

DimitriyP, Я этого как-то не учел. Мне до этого момента казалось, что "Высокое Начальство" только то и делает, что разглядывает фотографии Марса, чтобы избавиться от хандры и депрессии. В старые времена считалось, что хорошим средством от меланхолии является разглядывание географических карт, некоторые аристократы даже собирали для себя целые коллекции, и чуть поплохело - сразу разглядывать. В наше время географические карты рассматривать уже как-то несолидно - а вот фотографии Марса, вроде бы, самое то.

12
Otzzi98 · 29-01-2018

Хоть метод в новости, хоть предложенный в комменте Rocketbarrel, будучи реализоваными - цена каждого глотка кислорода будет золотой, или даже дороже :-)
Окупится, если цена энергии будет по цене мусора или дешевле.

13
dilettant128 · 29-01-2018

А что не так с марсианским льдом? Почему вдруг решили переключится на "тощую" атмосферу?
Кто может объяснить, как можно использовать монооксид углерода в качестве ракетного топлива? У меня есть предположения, но они больше на извращения похожи, может на Марсе СО сильно горючим становится?

14
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

Otzzi - "будет золотой" - это вряд ли. На Земле, при хоть немного массовом производстве жидкий кислород сравнительно дешев. Тут для его получения нужно так же разделить воздух на азот и кислород - процесс по затратам примерно такой же, как разделения смеси кислорода и угарного газа. Главные затраты энергии - это превращение углекислого газа из марсианской атмосферы в смесь кислорода и угарного газа. Сколько на это нужно энергии? Да примерно столько же, сколько выделяется при сгорании соответствующего количества топлива, процесс-то обратный. Ну, и КПД нужно учитывать. Так что если есть ядерный реактор или хотя бы какая-никакая солнечная электростанция - то кислорода и угарного газа можно наделать столько, сколько нужно. Главное - не угореть, т.к. СО вельми ядовит.

15
NoOneElse-4 · 29-01-2018

"Блин, за что и кто минусуют???"
nazar2, "минусуют" люди за тупость! Точнее ее проявление в виде тупых высказываний.

16
dr_ovosek0 · 29-01-2018

Это яркий пример инженерного кретинизма, вызванного недостатком общего образования. У К. Пруткова об этом сказано так: "Специалист подобен флюсу -- полнота его односторонняя".

17
dr_ovosek0 · 29-01-2018

NoOneElse, насчет Назарушки вы ошибаетесь: люди его ценят на +19, а вот модераторы опустили до +2. )))
У нас с вами прямо противоположная картина: здешняя публика к нам лояльности не проявляет, и только модераторы поддерживают нас на плаву. )))

18
NoOneElse-4 · 29-01-2018

Хм... Вы правы. Ну спасибо модераторам:)
Но тогда я (и вы тоже) ошиблись про людей! :) Тут Otzzi высказал предположение, что они инопланетяне с того корабля, что взорвался над Тунгусской. А теперь шифруются и общаются тут на Астроньюсе.
Очень может быть!

19
itatel69 · 29-01-2018

Проще наверно засадить Марс лесами, разводить водоросли.
Вместе с тем Химики из США продемонстрировали простой способ прямого образования из углекислого газа молекулярного водорода и атомарного углерода. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science.
Молекулярный кислород и атомарный водород ученые получили при помощи действия на углекислый газ высокоэнергетического ультрафиолетового излучения от пары лазеров.
Наверно можно както получить кислород и с помощью электролиза оксидов, полученных из СО2 по аналогии с производством алюминия

20
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

dilettant, так то известная проблема. Льда водяного на Марсе вроде бы достаточно много, но на поверхности он лежит только в полярных областях - в виде полярных шапок. В средних и м.б. даже экваториальных широтах лед может быть в виде подземных залежей или в виде мерзлоты - во всех случаях его нужно сначала найти, потом добывать, что технически несколько сложно. Атмосфера есть везде, и "насосать" ее во много раз проще, чем добывать лед. Можно получить воду из атмосферы, но ее (воды) там очень мало, много будет возни и затраты энергии большие. А вот получить углекислый газ - элементарно, его там полно. И из углекислого газа можно сделать жидкий кислород (окислитель!) и жидкий угарный газ (ракетное топливо!) - и, пожалуйста, можно лететь домой. По своим параметрам пара жидкий кислород + жидкий угарный газ хуже чем пара жидкий кислород + керосин, но приблизительно соответствует паре жидкий кислород + этанол (т.е. спирт). Минус в использовании пары кислород + СО в том, что для возвращения на Землю нужна будет 2-х ступенчатая (или м.б. 1,5-ступенчатая) ракета, но просто одноступенчатой не хватает! Чтобы в условиях Марса для перелета на Землю стало достаточно одноступенчатой ракеты - нужно применять пару кислород + метан. А гореть в марсианской атмосфере сможет разве что фтор )).

21
Rocketbarrel28 · 29-01-2018

dilettant, уточнение: СО (т.е. угарный газ) отлично горит, что в кислороде, что на воздухе. То, что раньше называлось "светильный газ", состояло в основном из СО, и это использовали в газовых фонарях. Минус - высокая токсичность и не слишком высокая удельная теплота, выделяемая при горении.

22
Awwal11253 · 29-01-2018

dilettant, с топливом давно уже предлагается такая схема: взлетно-посадочный марсианский модуль берет с собой запас водорода, который на поверхности Марса долго и мучительно преобразует в кислород и метан (с использованием подручного углекислого газа). Это технически нетривиально, но по массово-энергетическим показателям существенно выгоднее.

23
dr_ovosek0 · 29-01-2018

Awwal112 и itatel, вот уж не думаю, что на Марсе возможна реализация мечтаний алхимиков... даже путем долгих и мучительных преобразований. )))

24
Teylor56 · 29-01-2018

А у меня ещё лучше идея. И звучит она так: "Технология по доставке с Земли позволит обеспечить будущие марсианские колонии кислородом"

25
Awwal11253 · 29-01-2018

dr_ovosek, в теории всё реально (реакция Сабатье и элктролиз воды), был бы водород и энергия. На практике, конечно, там встает целый ряд прикладных проблем, а сама схема получается переусложненной и зависящей от бесперебойной работы всех агрегатов в марсианских условиях.
Teylor, ваш метод, безусловно, прост как два пальца и лишен значительных рисков, но изначально ставит судьбу колонии в завтсимость от непрерывных и довольно дорогостоящих поставок кислорода - при том, что на Марсе недостатка в этом элементе в общем-то нет.

26
Teylor56 · 29-01-2018

Awwal112, ну так и аппарат для кислородоварения на Марсе может сломаться. Запасы провизии и кислорода должны быть с запасом как на МКС. Ведь никто в панику не впадает,когда запуск провизии на МКС терпит неудачу. Так на Марсе будет. К тому же уверен,что помимо марсианской научно-исследовательской базы будет ещё паралельно орбитальная станция над Марсом. Она же первый корабль по прилёту астронавтов на Марс. И она же резервный корабль для отлёта на Землю

27
nazar24 · 29-01-2018

Ятд, дохлое дело, исследовать давно уже дохлую планету, надо исследовать живые планеты, а таковым является в нашей системе только Венера. Маянские астрономы изучали, как превратилась Звезда в горячую планету, нам следует изучать, как она превратится в "теплую" планету, как Земля.

28
dilettant128 · 29-01-2018

Чтобы на Марс что-то тяжёлое приземлить, или примарсить(?), надобно уйму горючки сжечь, атмосферы-то нормальной нэту(!), парашюты не помогут, чем скорость снижения гасить прикажете?

29
dr_ovosek0 · 29-01-2018

dilettant, вообще-то, Челябинский метеорит взорвался на высоте, где давление ниже, чем на Марсе у поверхности, и к этому моменту его скорость упала на порядок. Кстати, на Марсе давление, равное земному на аналогичной высоте, означает существенно большую плотность. Так что тормозные свойства тамошнего воздуха не так уж и дурны.

30
Teylor56 · 29-01-2018

dilettant, само собой горючки нужно много. И денег на все ого-го как много надо. Тем более этой самой горючки нужно чтобы долететь, нормально примарсится. Потом взлететь, домой лететь. И грузы разные курсировть туда-сюда часто будут. Ну что ж поделаешь, экспансия - штука не из дешевых. Он на военное присутствие США на ближнем востоке за последние 15 лет в триллионах расходы считают. Ну ничего, не обеднели:) Я же к чему все это клоню? А к тому, что для благополучного покорения Марса изначально с технической стороны нужно все по максимуму упрощать. Сводить все к деньгам и надежности. А вот затем постепенно искать альтернативу во всем. Ну вот посудите сами. Когда запускали первые ракеты в космос, старался ли кто при этом горючку сэкономить, или какую-нибудь ступень назад вернуть? Уверен, что хотели бы. Но это было далекоооо не главное. В марсианской экспансии нужно решить три самые основные проблемы. Центрифуга на корабле в полете, защита корабля и поселения от всех облучений, и как добиться выделения из бюджетов сотен миллиардом долларов. Все остальное вполне решаемо

31
dilettant128 · 29-01-2018

Сама по себе горючка стоит копейки, по сравнению со всем остальным.
Помнится в фильме "Астронавт Фермер", главный герой спокойно прикупупил для своей частной пилотируемой ракеты цистерну топлива, не такие уж и большие деньги на то были нужны.
Можно на Марс доставлять ракетное топливо танкерами с Земли, а можно и на самом Марсе добывать, но сначала всёравно придётся всё, и не только горючку, везти с Земли!
Деньги (стоимость проекта) могут остановить экспансию человеков на другие планеты только в отсутствии политической воли. Даже страшилки типа "армаггедца" не сильно сподвигают на появление этой самой "политической воли", надо придумать очень "убойную" аргументацию, чтобы запустить проект "Экспансия".

32
Teylor56 · 30-01-2018

Экспансия за бюджетные деньги возможна лишь при тотальном социализме. Из космических держав один только Китай социалистический. Но не до мозга костей. Китай просто с монополией власти. А капитализма у них достаточно. А значит экспансия всех игроков будет за частные деньги. А деньги идут туда где есть выгода. А какая может быть выгода с космоса? Добыча редких дорогих ресурсов,и туризм. Вот как только технологии дорастут до рентабельности какого-нибудь космического бизнеса, так сразу же молниеносно экспансия начнётся

33
dr_ovosek0 · 30-01-2018

dilettant, есть только два реальных стимула для экспансии (в самом широком смысле этого слова, как стремление к движению за границу) -- нажива и развлечения. Если прибыль и удовольствие превышают затраты и угрозы, то тут же появляется и "политическая" воля. Как только придумали технические средства -- достаточно надежные парусники, а потом пароходы -- европейцы расползлись по Земле, как плесень. Сейчас народы разносятся по всему свету, как споры, поездами, автомобилями, самолетами...

34
Awwal11253 · 30-01-2018

Teylor, Dilettant, горючка может и стоит копейки, сама по себе, но чтобы доставить на Марс, условно, один литр, надо сжечь десять тысяч, не считая уймы сопутствующих расходов.

35
Teylor56 · 30-01-2018

Awwal112, совершенно верно! Тащить нужно много топлива, воды, кислорода,еду,жилой комплекс,научные инструменты,ну и саму ракету,на которой с Марса взлететь нужно будет. Но это всё не является технически невозможным. Просто стоить это будет сумасшедших денег. И риска очень много. Один просчёт как со Скипарелли,и куча потеряных средств,времени,и возможно жизней

36
Teylor56 · 30-01-2018

Кстати, а есть какие-то приблизительные расчёты о том сколько по массе всего нужно с собой тащить?

37
dilettant128 · 30-01-2018

Тейлор, Вы можете сами спокойно просчитать потребности марсианской колонии в расчёте на одного колониста/год.
Госдолга США вполне должно хватить на начальный этап. 😀

38
Otzzi98 · 30-01-2018

itatel: "Проще наверно засадить Марс лесами, ..."
itatel, вспомните замечательный фильм "Марсианин". Там нет ПОЧВЫ! Там даже бактерии передохнут (земные). Переть туда почву...
Впрочем, можно содержимое канализаций переправлять, что приведет к довольно быстрому образованию основы для почвы, а там и деревья можно подогнать, с травами вместе.

39
dr_ovosek0 · 30-01-2018

Otzzi, что-то я не слышал, чтобы где-нибудь сельчане закупали городское дерьмо на удобрение...

40
Teylor56 · 30-01-2018

Otzzi, ну а какой в этом смысл? Строить поселения в куполах. Хотя... В принципе, когда там будут отели для туристов,то ботанические сады там точно будут. Туризм-это ключ колонизации Марса. Спрос будет однозначно. Рентабильность - само собой. Я вот что ещё думаю. А куда ещё в солнечной системе можно туристов высаживать? Именно высаживать, а не просто облет небесного тела. Необходима хотябы минимальная самостоятельная деятельность туриста. Типа, сыграть в хоккей на Европе, поплавать в метановом озере на Титане. Сделать семейной фото с обезянкой на Энцеладе с видом на Сатурн. А ещё круче выйти в открытый космос между кольцами Сатурна, сделать селфи, и какой-нибудь обломок собственноручно как сувенир домой прихватить:)

41
dr_ovosek0 · 30-01-2018

Teylor, осталось дожить до момента, когда полугодового дохода 5 % населения Земли будет достаточно для приобретения таких туров, а время и смертность при полетах к Сатурну не будет превышать таковые при плавании на туристическом корабле из Гонконга в Таиланд.

42
itatel69 · 31-01-2018

Otzzi: При будущем освоении марса могут сделать углубление глубиной км 30, там будет нормальное атмосферное давление и микроклимат, пригодный для растений в затем и человека.

43
Rocketbarrel28 · 31-01-2018

Otzzi, почва растениям не слишком-то нужна. Растения можно выращивать даже на минеральной вате, или вообще без субстрата - "гидропоника". Лунный грунт в условия земной атмосферы, тепла, света и удобрений вполне плодороден.

44
Starlight64 · 31-01-2018

Itatel, так вот зачем Маск хотел ядрену боньбу на Марс доставить. Углубление долбить. :-)

45
Otzzi98 · 31-01-2018

dr_ovosek, а Вы в китай прогуляйтесь, в деревни ихние, у них там ни один грамм дерьма не пропадает :-), потому китайцы, полагаю, своим дерьмом для Марса на всеобщее благо не поделятся.
....
Rocketbarrel, на минеральной вате или с помощью гидропоники - это все для земных условий, при нормальной атмосфере. Если Вы не в курсе, то ни одно земное растение ничего из почвы само! (как и наш кишечник без бактерий в нем живущих ни черта сам не извлекает из съеденной нами еды!) не извлекает, ему помогают в этом (осуществляют первичную обработку) как раз бактерии, каковых там нет. Да и гидропоника - для закрытых помещений. Так что почва в том или ином виде нужна по любому.
....
itatel, а чем тогда разница - вырыть в земле бункер 30 м глубиной и на Марс нефиг лететь :-) Душе ведь простору хочет, впечатлений от пейзажей и прочей фигни, а то ведь диссонанс когнитивный разовьется :-(

46
Teylor56 · 31-01-2018

itatel, вырыть углубление на 30 км? Ну это же опять усложнение и без того сложного. Здравый смысл только там, где все упрощается до минимального порога надежности. Подумайте сами. Это же надо бурильные установки тащить на Марс. Устанавливать, обслуживать, подъем и уборка строительно мусора, куча разных инженерных приспособлений. А энергия? А как потом опустить и построить жилой комплекс? Это же сколько геморроя будет, мама родная! Упрощение - это сделать толстые стены комплекса, защищающие людей от всех плохих облучений

47
itatel69 · 02-02-2018

Teylor: с китайским подходом это просто. У нас дороги проблема, а китайцы через всю африку без воровства и обсуждений быстренько сделали

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!