Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 36
Насколько я понял, краткий смысл статьи: Марс теряет воду, потому что когда в его Южном полушарии наступает лето, при испарении CO2 с его Южного полюса на высоту 90..150км поднимается много мелкой пыли, которая на широте 60 градусов и южнее нагревается солнечным светом и нагревает воздух. Это приводит к тому, что в полдень температура там поднимается до такой, при которой водяной пар не замерзает и не опускается в виде снега ниже, а поднимается до высоты 150 км, где уже не замерзает из-за низкого давления, а расщепляется солнечным ультрафиолетом.
Соответственно, чтобы потеря воды прекратилась, нужно устранить глобальные пыльные бури. Это можно сделать разными способами:
1) не допускать замерзания CO2 на Южном полюсе, подняв глобальную температуру или подсвечивая Южном полюс орбитальными зеркалами;
2) очистить атмосферу от пыли, связав её увлажнением, укрупнением пылинок путём склеивания липкими веществами, стеклования дюн ядерными взрывами, покрытия дюн коркой водяного льда и затем крупным реголитом, сбора из атмосферы и захоронения в крупных кратерах;
3) собирать пыль возле поверхности во время испарения CO2, например электростатически.
Соответственно, чтобы потеря воды прекратилась, нужно устранить глобальные пыльные бури. Это можно сделать разными способами:
1) не допускать замерзания CO2 на Южном полюсе, подняв глобальную температуру или подсвечивая Южном полюс орбитальными зеркалами;
2) очистить атмосферу от пыли, связав её увлажнением, укрупнением пылинок путём склеивания липкими веществами, стеклования дюн ядерными взрывами, покрытия дюн коркой водяного льда и затем крупным реголитом, сбора из атмосферы и захоронения в крупных кратерах;
3) собирать пыль возле поверхности во время испарения CO2, например электростатически.
Про стеклование всей поверхности планеты ядерными взрывами это вы мощно задвинули:) Один ядрён-батон может остекловать ну пусть пару гектар, хотя реальные взрывы давали след меньше сотки… Такое даже Маск не предлагал.:)
Более реалистично выглядит выведение каких-нибудь специальных марсианских бактерий, которые покроют планету плотными бактериальными матами или неким аналогом земной почвы и в будущем могут стать едой для более сложной жизни.
Более реалистично выглядит выведение каких-нибудь специальных марсианских бактерий, которые покроют планету плотными бактериальными матами или неким аналогом земной почвы и в будущем могут стать едой для более сложной жизни.
Зачем же всей поверхности? Есть районы, покрытые дюнами из мелкой пыли, как раз в высоких широтах — и то нет смысла сплошняком, нужно только основной объём зафиксировать разными методами :) Тут некоторые предлагают углекислый газ из карбонатов взрывами добывать и полярные шапки испарять — по сравнению с этим стеклование пылевых дюн тонкой коркой — это так, мелкий побочный эффект. А вообще — если будет достаточно плотная атмосфера, и достаточно воды — возможно дожди просто смоют всю мелкую пыль с поверхности и потоки воды унесут её в большие водоёмы — то есть вообще ничего специально делать не понадобится.
А зачем так сложно? Когда будем отклонять ледяные астеройды из пояса и направлять на марс — все само устаканиться… планета получит воду, от бомбардировки разогреется атмосфера, дожди смоют и прибьют всю пыль, а там уже все зарастет растительностью, что пылить будет нечему. Хотя да… зеркала все же нужны будут, чтоб согревать планету после… можно конечно попробовать сыграть в боулинг и сместить орбиту марса ближе к солнцу, столкнув его с достаточно крупным камнем или несколькими камнями… но хз, что будет легче.
Ну или можно просто теми же астероидами затопить всю поверхность Марса, создав там подобие водного мира.
В качестве шутки предлагаю уронить на Марс Энцелад. Воды хватит на целый океан. Правда он пробьет кору планеты и человечеству придется ждать много миллионов лет, когда Марс остынет.
Мне кажется, что уже поздно задерживать воду. В статье же написано, что ее остались следовые количества, практически нечего уже задерживать.
Мне интересно, как ее можно доставить обратно на Марс? Иначе ни о каком терраформировании не может быть и речи. У меня только догадки ронять на планету ледяные кометы. Но тогда рано там строить базы, которые могут быть под угрозой от такой бомбардировки.
Мне интересно, как ее можно доставить обратно на Марс? Иначе ни о каком терраформировании не может быть и речи. У меня только догадки ронять на планету ледяные кометы. Но тогда рано там строить базы, которые могут быть под угрозой от такой бомбардировки.
так марс никому и ненужен, для жизни он непригоден — зачем кому-то промороженный кусок камня, без ресурсов и далеко от земли. У нас есть луна, которая полностью удовлетворит все потребности в ресурсах и пустотном строительстве, в отличии от марса А марс это исключительно блаж — колония там себя никогда не окупит.
Вот когда у нас не останется стран и будет наконец глобальное правительство, способное целенаправленно вести социальные мегапроекты — только тогда можно будет терраформировать Марс. Потому как других вариантов применения, кроме как дополнительное место для проживания избытка человеков — он не имеет.
Воды кстати там хватает, но она почти все под землей и в полярных шапках. (там где она образовал лед и не может испариться) Если подогреть Марс до 20 градусов, то внезапно и реки появятся и моря обозначаться… не океаны конечно, но тоже не слабо.
Вот когда у нас не останется стран и будет наконец глобальное правительство, способное целенаправленно вести социальные мегапроекты — только тогда можно будет терраформировать Марс. Потому как других вариантов применения, кроме как дополнительное место для проживания избытка человеков — он не имеет.
Воды кстати там хватает, но она почти все под землей и в полярных шапках. (там где она образовал лед и не может испариться) Если подогреть Марс до 20 градусов, то внезапно и реки появятся и моря обозначаться… не океаны конечно, но тоже не слабо.
Так ведь если маркс заполнить водой, то к жизни он станет в какой-то мере пригодным, и возможно существовать там можно будет?
Меньше пыли и бурь, больше возможностей для выработки энергии от солнечной энергии, достаточно воды для заведения и поддерживания жизни в какихнибудь теплицах. Тоесть необходим определенный уровень начальных ресурсов, а дальше их, возможно, получится найти и на планете?
Больше проблема в доставке, мне кажется все эти колонии даже на луне просто нереалистичные, мы(человечество) пупок надорвем столько энергии найти, да и вообще материала пригодного в качестве ракетного топлива. А о путешествиях в другие системы и речи быть не может, к сожалению.
Меньше пыли и бурь, больше возможностей для выработки энергии от солнечной энергии, достаточно воды для заведения и поддерживания жизни в какихнибудь теплицах. Тоесть необходим определенный уровень начальных ресурсов, а дальше их, возможно, получится найти и на планете?
Больше проблема в доставке, мне кажется все эти колонии даже на луне просто нереалистичные, мы(человечество) пупок надорвем столько энергии найти, да и вообще материала пригодного в качестве ракетного топлива. А о путешествиях в другие системы и речи быть не может, к сожалению.
Эмм. Не. Луна и сейчас уже экономически рентабельна в освоении. И тут самое важное, что она близка к земле, у нее низкая гравитация, есть вода, есть металлы, есть солнечный свет.
То есть топливо для ракет можно производить там. Да и нужно оно главным образом чтоб взлететь с земли. То-есть уже сейчас вполне реально и относительно недорого собрать небольшой заводик, который бы заправлял челноки кислородом/водородом на луне и отправлял их к земле — это в разы дешевле, чем поднять топливо такой же массы с земли. Организовать регулярные рейсы луна-земля за счет топлива с луны и потихоньку тягать туда оборудование для производства металлоизделий — для постройки корпусов станций и кораблей — большая разница, когда с земли подымают модуль в сборе или только его высокотехнологичную начинку, которую устанавливают уже на орбите — ее вес в десятки раз меньше веса модуля. Да и можно будет наконец лепить огромные конструкции, которые с земли поднять вообще невозможно.
То есть топливо для ракет можно производить там. Да и нужно оно главным образом чтоб взлететь с земли. То-есть уже сейчас вполне реально и относительно недорого собрать небольшой заводик, который бы заправлял челноки кислородом/водородом на луне и отправлял их к земле — это в разы дешевле, чем поднять топливо такой же массы с земли. Организовать регулярные рейсы луна-земля за счет топлива с луны и потихоньку тягать туда оборудование для производства металлоизделий — для постройки корпусов станций и кораблей — большая разница, когда с земли подымают модуль в сборе или только его высокотехнологичную начинку, которую устанавливают уже на орбите — ее вес в десятки раз меньше веса модуля. Да и можно будет наконец лепить огромные конструкции, которые с земли поднять вообще невозможно.
Тоесть, единоразово (не за одну отправу, а для постройки стартовых мощностей) заправить необходимыми ресурсами луну, построить там линейку заводов и добывающих предприятий, которые добывая ресурсы, на месте, из них же, делали бы одноразовые вагоны и слали их на землю забивая полезной нагрузкой? Так чтоли?
А всякие хим.элементы расходные получится на ней же добывать? Неужели прямо полностью автономные заводы можно организовать?
А всякие хим.элементы расходные получится на ней же добывать? Неужели прямо полностью автономные заводы можно организовать?
Да, нужные хим элементы там есть. То есть если говорить о легирующих добавках в металл, то их возможно проще доставить с земли, благо надо их немного. А так кислорода и кремния там навалом, есть люминь, железо, титан, хром и тд. То-есть да, можно создать заводы, которые с помощью тонкопленочных зеркал и высокой температуры (получить в фокусе 6-10к градусов, задача весьма тривиальная, атмосферы там нет и гравитация не мешает) будут разделять горные породы луны на необходимые элементы.
Сложное производство там смысла не имеет, но вот корпуса для кораблей и станций там делать гораздо выгодней — масса компонентов почти не ограничена. Есть металлы для корпуса и кремний для теплоизоляции. И вывести на орбиту цельный объект массой в 1000 тонн вполне реально, в отличии от земли.
Кстати с Луны на Землю если что и попадет, то разве что гелий3 (хз сможем ли мы его использовать когда-то) все остальное, добытое на луне, будет оставаться в космосе, потому как на земле ресурсы добыть гораздо дешевле, чем возить с луны, тут именно проблема с выводом полезной нагрузки в космос из-за гравитации Земли. С Земли будут поднимать только высокотехнологичные элементы конструкции и пассажиров — это вполне рентабельно.
Тут правда еще вопрос Цели. Если строить лунную базу просто так, для Земли — то она себя не окупит вообще никак. На луне нет ресурсов, которые были бы нужны земле в таких количествах, чтоб окупить постройку лунной базы. Для добычи гелий3 база особо то и ненужна. Зато вот для доступа к астероидному поясу без лунной базы и масштабного пустотного строительства — никак, а вот в поясе уже есть то, ради чего стоит стоить базу на луне и корабли.
Сложное производство там смысла не имеет, но вот корпуса для кораблей и станций там делать гораздо выгодней — масса компонентов почти не ограничена. Есть металлы для корпуса и кремний для теплоизоляции. И вывести на орбиту цельный объект массой в 1000 тонн вполне реально, в отличии от земли.
Кстати с Луны на Землю если что и попадет, то разве что гелий3 (хз сможем ли мы его использовать когда-то) все остальное, добытое на луне, будет оставаться в космосе, потому как на земле ресурсы добыть гораздо дешевле, чем возить с луны, тут именно проблема с выводом полезной нагрузки в космос из-за гравитации Земли. С Земли будут поднимать только высокотехнологичные элементы конструкции и пассажиров — это вполне рентабельно.
Тут правда еще вопрос Цели. Если строить лунную базу просто так, для Земли — то она себя не окупит вообще никак. На луне нет ресурсов, которые были бы нужны земле в таких количествах, чтоб окупить постройку лунной базы. Для добычи гелий3 база особо то и ненужна. Зато вот для доступа к астероидному поясу без лунной базы и масштабного пустотного строительства — никак, а вот в поясе уже есть то, ради чего стоит стоить базу на луне и корабли.
Эм, а можно про экономическую рентабельность Луны подробнее? Я что-то пропустил?
Вообще, наличие полярных ледяных шапок естественно для планет с водой. У нас тоже с нашим относительно теплым климатом они есть Арктика и Антарктика. И на Марсе их наличие будет естественно даже при подогретом климате. Но все равно на Марсе воды не хватает чтобы заполнить атмосферу паром и создать моря.
Запасов воды на Марсе мало, очень мало — по оценкам 60-80 млн.куб.км. Всего в 3000 раз больше озера Байкал или другими словами в 15-20 раз больше чем объем Средиземного моря или в три раза больше чем объем Северного ледовитого океана.
Ну и если растопить все запасы льда там, то всю поверхность Марса можно покрыть водой глубиной всего то метров 24-30. Ну тоесть всего ничего… буквально мизер…
Ну и если растопить все запасы льда там, то всю поверхность Марса можно покрыть водой глубиной всего то метров 24-30. Ну тоесть всего ничего… буквально мизер…
Вообще-то пятая часть исходного количества воды — это довольно много. Есть гипотезы, что в Северном полушарии под песками — целый замёрзший океан. Если обеспечить условия для существования жидкой воды — возможно в некоторых районах смогут жить растения. Но при этом большая часть поверхности останется пустыней. И пылевые бури хоть и ослабнут, но продолжатся, а вода будет теряться больше чем сейчас, потому что её будет больше в атмосфере.
Можно ронять кометы, и там не только вода, что тоже хорошо. А можно пробить кору, вызвать крупномасштабный вулканизм — в вулканических газах на Земле тоже есть вода. Вопрос в том, сколько воды удастся добавить — возможно, этого будет недостаточно чтобы осадить пыль. Базы нужно строить чтобы изучить Марс — это и для терраформирования поможет — ведь сейчас толком неясно что будет если уронить на Марс что-то крупное. И вообще нехорошо курочить целую планету, не исследовав её хорошо перед этим — ведь исследование даст понимание устройства множества экзопланет, которые похожи на Марс, нынешний или в прошлом. И время для терраформирования ещё не пришло, для начала Марс можно использовать для создания внеземной промышленности, освоения Солнечной системы.
Можно ронять кометы, и там не только вода, что тоже хорошо. А можно пробить кору, вызвать крупномасштабный вулканизм — в вулканических газах на Земле тоже есть вода. Вопрос в том, сколько воды удастся добавить — возможно, этого будет недостаточно чтобы осадить пыль. Базы нужно строить чтобы изучить Марс — это и для терраформирования поможет — ведь сейчас толком неясно что будет если уронить на Марс что-то крупное. И вообще нехорошо курочить целую планету, не исследовав её хорошо перед этим — ведь исследование даст понимание устройства множества экзопланет, которые похожи на Марс, нынешний или в прошлом. И время для терраформирования ещё не пришло, для начала Марс можно использовать для создания внеземной промышленности, освоения Солнечной системы.
Ронять кометы? А поможет?
Просто всегда слышу что, на Марсе был океан и много воды, потом она исчезла. Также на Марсе есть огромный ударный кратер Эллада. И у меня постоянно гложет мысль, а не удар кометы/астероида испарило всю воду и атмосферу, остановив тектонические процессы и охладив мантию Марса.
Просто всегда слышу что, на Марсе был океан и много воды, потом она исчезла. Также на Марсе есть огромный ударный кратер Эллада. И у меня постоянно гложет мысль, а не удар кометы/астероида испарило всю воду и атмосферу, остановив тектонические процессы и охладив мантию Марса.
Как падение крупного небесного тела может остановить тектонические процессы? Наоборот, оно их активизирует. Марс просто меньше Земли, поэтому остыл быстрее, кора стала слишком толстой, и тектоника и вулканизм остановились. Пока они были — утечка атмосферы постоянно восполнялась за счёт дегазации недр, а когда закончились — атмосфера истоньчилась. С водой, конечно, может быть и иначе, но вроде бы современные данные этого не подтверждают.
вас гложет это не зря: на марсе есть следы единовременной массовой бомбардировки половины планеты: считается что на него упал один из спутников. Кстати падение Фобоса на марс тоже произойдёт — примерно через 43 миллиона лет.
Так что ударов атмосфера наоборот вскипела — и в следствие этого улетучилась, а когда ударная зима утихла — моря ( если такие ещё оставались ) замёрзли и их укрыла осевшая пыль.
Марс красной планетой стал не просто так — он весь покрыт пылью оксидов — результата горения — скорее всего атмосфера была или уже богата кислородом который просто сгорел, или кислород выделялся от массовой бомбардировки кусками спутника.
Так что ударов атмосфера наоборот вскипела — и в следствие этого улетучилась, а когда ударная зима утихла — моря ( если такие ещё оставались ) замёрзли и их укрыла осевшая пыль.
Марс красной планетой стал не просто так — он весь покрыт пылью оксидов — результата горения — скорее всего атмосфера была или уже богата кислородом который просто сгорел, или кислород выделялся от массовой бомбардировки кусками спутника.
Фундаментальная причина, как кажется, всё равно в том, что Марс просто маленький, со слабой гравитацией. Соответственно, молекулы и улетучиваются. А этот «насос», скорее, только деталь общего механизма.
Это кстати объясняет, как так случилось, что ещё при динозаврах, т.е. по меркам геологии буквально вчера, на Марсе шумели океаны, а потом бац — и он резко высох.
Я не понял, о какой атмосфере речь? Той, которая сейчас (которой почти нет), или о той, которая была миллионы лет назад, скорее всего более плотная, во времена намного более сильной влажности и океанов?
Наиболее интересно оценивать Марс в сравнении с Землей и Венерой. На жизнеспособность атмосферы (не теперешней, а начальной) влияет одновременно и гравитация и плотность планеты, плюс химический состав и удаление от источника энергии. На зантиях я показываю зависимости на изолированных моделях, а потом на их частичном синтезе.
Так только низкая гравитация не была бы столь критична для Марса, если бы у него была бы выше плотность, хотя бы как у Венеры. Если гравитация интегрально влияет на массу атмосферы, то плотность планеты влияет на коэффициент логарифмического графика ее распределения — чем плотнее планета, тем большая масса атмосферы «прижата» к поверхности планеты (характеризуется по ГОСТУ т.н. «шкалой высоты»).
Другое противоборство моделей — взаимодействие шкалы высот и удаленности от Солнца. Чем выше плотность планеты, тем на меньшей высоте от ее поверхности наступает разряженность, и когда свободный пробег уже высок (экзобаза), то уже мало что может помешать молекуле (получая энергию от Солнца и почти не теряя ее от соударений) постепенно разогреваться и покинуть планету. Единственный шанс, что находящиеся «снизу» слои «подморозятся», давление несколько снизится — тогда нижним слоям все еще нужно будет для улета иметь 0,2 (среднеквадратично) от второй космической, но поднимаясь вверх к экзобазе они нарушат постепенный разгон верхних молекул и снизят суммарный отток.
А вот у Венеры ситуация намного интереснее — поверхность горячее Меркурия, но экзобаза сильно охлаждается — причем оба процесса имеют единую природу, тот самый парниковый эффект. Углекислый газ, нагреваемый Солнцем вторично излучает уже в измененном спектре, но сам при этом охлаждается — в итоге поверхность перегревается, а вышестоящие слои сильно охлаждаются, а вовсе не греются.
Так что единственный реальный параметр, на который хоть как то можно повлиять при терраформировании Марса — молекулярный состав. Газы будут неизбежно иметь относительную «слоистость», поэтому в качестве «наполнителя» придется использовать не азот, а что то потяжелее (но не сильно тяжелее углекислого газа), чтобы «приподнять» парниковый щит и позволить поверхности нагреться. Ну, а выше 44 г/моль уже не подходит одноатомный аргон. Криптон же слишком тяжел, кислород порциально совсем вытеснится.
В этом и проблема Марса — вытеснить углекислый газ, но не вытеснить кислород методологически трудно осуществимо. А внутреннего тепла у Марса нет, поэтому парниковый щит поднимать однозначно пришлось бы.
Так только низкая гравитация не была бы столь критична для Марса, если бы у него была бы выше плотность, хотя бы как у Венеры. Если гравитация интегрально влияет на массу атмосферы, то плотность планеты влияет на коэффициент логарифмического графика ее распределения — чем плотнее планета, тем большая масса атмосферы «прижата» к поверхности планеты (характеризуется по ГОСТУ т.н. «шкалой высоты»).
Другое противоборство моделей — взаимодействие шкалы высот и удаленности от Солнца. Чем выше плотность планеты, тем на меньшей высоте от ее поверхности наступает разряженность, и когда свободный пробег уже высок (экзобаза), то уже мало что может помешать молекуле (получая энергию от Солнца и почти не теряя ее от соударений) постепенно разогреваться и покинуть планету. Единственный шанс, что находящиеся «снизу» слои «подморозятся», давление несколько снизится — тогда нижним слоям все еще нужно будет для улета иметь 0,2 (среднеквадратично) от второй космической, но поднимаясь вверх к экзобазе они нарушат постепенный разгон верхних молекул и снизят суммарный отток.
А вот у Венеры ситуация намного интереснее — поверхность горячее Меркурия, но экзобаза сильно охлаждается — причем оба процесса имеют единую природу, тот самый парниковый эффект. Углекислый газ, нагреваемый Солнцем вторично излучает уже в измененном спектре, но сам при этом охлаждается — в итоге поверхность перегревается, а вышестоящие слои сильно охлаждаются, а вовсе не греются.
Так что единственный реальный параметр, на который хоть как то можно повлиять при терраформировании Марса — молекулярный состав. Газы будут неизбежно иметь относительную «слоистость», поэтому в качестве «наполнителя» придется использовать не азот, а что то потяжелее (но не сильно тяжелее углекислого газа), чтобы «приподнять» парниковый щит и позволить поверхности нагреться. Ну, а выше 44 г/моль уже не подходит одноатомный аргон. Криптон же слишком тяжел, кислород порциально совсем вытеснится.
В этом и проблема Марса — вытеснить углекислый газ, но не вытеснить кислород методологически трудно осуществимо. А внутреннего тепла у Марса нет, поэтому парниковый щит поднимать однозначно пришлось бы.
И что же это за газ должен быть?
Если бы ответ был прост, то существовала бы хотя бы одна модель приемлемой для человека на Марсе атмосферы. Человек сразу вносит температурные ограничения, получается скудный выбор для газов — галогены исключаются из-за избыточной активности, 8 группа легка, ее и Земля не может удерживать, остаются или какие то летучие оксиды, или пытаться найти баланс «растворения» газа в газе пои приемлемых температурах, когда один из них удерживает другого. Плюс контролировать баланс воды и газов, способных удерживать водяные пары (по факту, сейчас на Марсе не может при этом давлении в открытой среде быть жидкой воды, тройная точка 0,01 по Цельсию, вода из твердого состояния практически сразу переходит в пар). Но это уже ювелирная работа с постоянным контролем состава, конечно не наш технологический уровень, простыми взрывами тут ничего не достичь.
А с Венерой кажется попроще — уж загадить то атмосферу всяко можно))) Если аэрозолями отражать часть света, то поверхность сразу потеряет градусов 200-250, что позволит осадить тяжелые газообразные жидкости — а это по циклам приведет к снижению плотности атмосферы, «опусканию» части углекислого газа и понижению температуры еще градусов на 120-140. В итоге, даже если потом аэрозоль из атмосферы удалить, можно достичь средней температуры поверхности градусов 60. Не рай конечно, но для существования достаточно. Правда две проблемы — кислород все же будет утекать, но быстро, но относительно Земли все же ощутимо, или же продолжать поддерживать небольшое загрязнение верхних слоев. Вторая проблема посерьезнее — время. На Земле «осаживание» тяжелых жидкостей и поглощение их простейшими заняло десятки миллионов лет минимум даже на этапе логарифмического роста популяций простейших, а уже в эпоху пресмыкающихся видимо и легкие газообразные жидкости осаживались минимум сотни тысяч лет (предположительно отсюда и многие фантазии про «меньшую гравитацию когда-то», более вероятно, что скорее была выше температура и плотнее атмосфера).
Хватит дли у человечества терпения? хотелось бы конечно верить, но никто из живущих сейчас этого точно не узнает, не тот масштаб времени.
А с Венерой кажется попроще — уж загадить то атмосферу всяко можно))) Если аэрозолями отражать часть света, то поверхность сразу потеряет градусов 200-250, что позволит осадить тяжелые газообразные жидкости — а это по циклам приведет к снижению плотности атмосферы, «опусканию» части углекислого газа и понижению температуры еще градусов на 120-140. В итоге, даже если потом аэрозоль из атмосферы удалить, можно достичь средней температуры поверхности градусов 60. Не рай конечно, но для существования достаточно. Правда две проблемы — кислород все же будет утекать, но быстро, но относительно Земли все же ощутимо, или же продолжать поддерживать небольшое загрязнение верхних слоев. Вторая проблема посерьезнее — время. На Земле «осаживание» тяжелых жидкостей и поглощение их простейшими заняло десятки миллионов лет минимум даже на этапе логарифмического роста популяций простейших, а уже в эпоху пресмыкающихся видимо и легкие газообразные жидкости осаживались минимум сотни тысяч лет (предположительно отсюда и многие фантазии про «меньшую гравитацию когда-то», более вероятно, что скорее была выше температура и плотнее атмосфера).
Хватит дли у человечества терпения? хотелось бы конечно верить, но никто из живущих сейчас этого точно не узнает, не тот масштаб времени.
Вы упоминаете, что кислород будет убегать, почему?
Чем выше плотность планеты, тем большая часть массы атмосферы прижимается к поверхности. Это легко проверить геометрически, но можно и опираться на барометричку.
попробую урезанно проиллюстрировать: Давление пропорционально давлению у поверхности на экспоненту: P=P0*EXP(-M*g*dh/(R*T))При этом g=G*M/((r+h)^2).
Если построить графики для планет разной плотности но равной массы, то при условном удержании равной массы атмосферы, начальное давление у поверхности будет выше у планеты с большей плотностью (соответственно планета с меньшим радиусом). Это обусловливает так называемый «шаг», показатель экспоненты.
Далее упрощенно смотрим порционное давление смеси газов — чем меньше М (молекулярная масса) газа, тем выше он поднимается, так как у него растет средняя квадратичная скорость. V=sqrt(3*P/(n*m))=sqrt((3*P*v)/m) или sqrt(2*Ek/m), если через энергию.
Легче всего молекулы водорода, они поднимутся выше всех. Потом гелий, азот, водяные пары, кислород, ниже всех углекислый газ. Это если брать «мертвую» систему, без регулятора и взаимодействия газов. В условиях биосферы конечно эта пропорция ломается, и более тяжелый углекислый газ у земли замещается кислородом, а на каком то удалении формируется тепловой «щит». Если биосферы нет, то кислород всегда выше углекислого, а еще более легкие еше выше и пытаются подняться к уровню экзобазы. Если их скорости превысят 0,2 от второй космической данной высоты, то газ планетой теряется.
Если очень сильно упростить, то можно оценить разницу у удержании планет. Гипотетически достижимая температура экзобаз (условных экзобаз «усредненного» газа): 1930 у Венеры, 1000 у Земли, 444 у Марса (это если опираться на доходящую энергию солнечного света).
Тогда если считать для кислорода, получим отношение ср.квадратичную скорости кислорода у баз планет к пороговой скорости убегания — 1226 (порог 2044, то есть 0,2 от 2 космической Венеры на высоте экзобазы), у Земли — 883 (порог 2240), Марса 588 (порог 1000).
Конечно это очень упрощенная линейная модель атмосферы, поэтому и получилось так грубо, но для наглядности достаточно — отношение скорости у порогу 0.6, 0.4, 0.6. Тут видно, что у Земли идеально, а Марс и Венера примерно одинаково.
Но тут начинаются тонкости с температурой экзобаз. Венера плотнее Марса и прекрасно удерживает углекислый газ, который из-за близости Солнца греет поверхность (горячее Меркурия), но сильно охлаждает экзобазу (раза в два). Тут все логично — интегрально по спектру суммарное тепло от солнечного света сохраняется, поверхность перегревается, верх охлаждается, и избытки излучаются в другой части спектра уже с поверхности.
А вот у Марса плотность ниже, поэтому даже углекислый газ поднимается на большую высоту, а кислород (условно, реально слоев конечно нет) вытесняется еще выше. Солнечной энергии не хватает для эффективного парникового эффекта (и нет более тяжелых газов под углекислым, что позволило бы греть поверхность от «бани»), в итоге газ не совершает работу по нагреву нижних слоев, а греет верхние, что поднимает их еще выше.
Вот так и выходит, экзобаза Венеры холоднее теоретически возможной, а Марса — горячее. Это и есть тот самый «приговор» для долгосрочных планов на Марсе.
Получилось несколько упрощенно, но это скорее тезисы, чем полное описание процессов. Реально модели достаточно сложны и вопрос только в том, где именно допускаются упрощения, так как полностью учитывать не получится. Например, если смотреть «классику Земли», то солнечный свет заставляет распухать солнечную сторону атмосферы и сжиматься теневую, а сдерживающее магнитное поле работает в противофазу — солнечная сторона сжата, теневая распухшая. Это опять же упрощенно, но получается примерно как два противоположных овоида, хотя и они не симметричны (набегающая сторона атмосферы не успевает греться и несколько уплощена).
Вот и получается — чем глубже лезть, тем толще партизаны ))) Но общую тенденцию можно уловить и на упрощенных моделях с учетом их взаимного влияния
попробую урезанно проиллюстрировать: Давление пропорционально давлению у поверхности на экспоненту: P=P0*EXP(-M*g*dh/(R*T))При этом g=G*M/((r+h)^2).
Если построить графики для планет разной плотности но равной массы, то при условном удержании равной массы атмосферы, начальное давление у поверхности будет выше у планеты с большей плотностью (соответственно планета с меньшим радиусом). Это обусловливает так называемый «шаг», показатель экспоненты.
Далее упрощенно смотрим порционное давление смеси газов — чем меньше М (молекулярная масса) газа, тем выше он поднимается, так как у него растет средняя квадратичная скорость. V=sqrt(3*P/(n*m))=sqrt((3*P*v)/m) или sqrt(2*Ek/m), если через энергию.
Легче всего молекулы водорода, они поднимутся выше всех. Потом гелий, азот, водяные пары, кислород, ниже всех углекислый газ. Это если брать «мертвую» систему, без регулятора и взаимодействия газов. В условиях биосферы конечно эта пропорция ломается, и более тяжелый углекислый газ у земли замещается кислородом, а на каком то удалении формируется тепловой «щит». Если биосферы нет, то кислород всегда выше углекислого, а еще более легкие еше выше и пытаются подняться к уровню экзобазы. Если их скорости превысят 0,2 от второй космической данной высоты, то газ планетой теряется.
Если очень сильно упростить, то можно оценить разницу у удержании планет. Гипотетически достижимая температура экзобаз (условных экзобаз «усредненного» газа): 1930 у Венеры, 1000 у Земли, 444 у Марса (это если опираться на доходящую энергию солнечного света).
Тогда если считать для кислорода, получим отношение ср.квадратичную скорости кислорода у баз планет к пороговой скорости убегания — 1226 (порог 2044, то есть 0,2 от 2 космической Венеры на высоте экзобазы), у Земли — 883 (порог 2240), Марса 588 (порог 1000).
Конечно это очень упрощенная линейная модель атмосферы, поэтому и получилось так грубо, но для наглядности достаточно — отношение скорости у порогу 0.6, 0.4, 0.6. Тут видно, что у Земли идеально, а Марс и Венера примерно одинаково.
Но тут начинаются тонкости с температурой экзобаз. Венера плотнее Марса и прекрасно удерживает углекислый газ, который из-за близости Солнца греет поверхность (горячее Меркурия), но сильно охлаждает экзобазу (раза в два). Тут все логично — интегрально по спектру суммарное тепло от солнечного света сохраняется, поверхность перегревается, верх охлаждается, и избытки излучаются в другой части спектра уже с поверхности.
А вот у Марса плотность ниже, поэтому даже углекислый газ поднимается на большую высоту, а кислород (условно, реально слоев конечно нет) вытесняется еще выше. Солнечной энергии не хватает для эффективного парникового эффекта (и нет более тяжелых газов под углекислым, что позволило бы греть поверхность от «бани»), в итоге газ не совершает работу по нагреву нижних слоев, а греет верхние, что поднимает их еще выше.
Вот так и выходит, экзобаза Венеры холоднее теоретически возможной, а Марса — горячее. Это и есть тот самый «приговор» для долгосрочных планов на Марсе.
Получилось несколько упрощенно, но это скорее тезисы, чем полное описание процессов. Реально модели достаточно сложны и вопрос только в том, где именно допускаются упрощения, так как полностью учитывать не получится. Например, если смотреть «классику Земли», то солнечный свет заставляет распухать солнечную сторону атмосферы и сжиматься теневую, а сдерживающее магнитное поле работает в противофазу — солнечная сторона сжата, теневая распухшая. Это опять же упрощенно, но получается примерно как два противоположных овоида, хотя и они не симметричны (набегающая сторона атмосферы не успевает греться и несколько уплощена).
Вот и получается — чем глубже лезть, тем толще партизаны ))) Но общую тенденцию можно уловить и на упрощенных моделях с учетом их взаимного влияния
Спасибо, что не поленились писать такой объемный и доходчивый ответ.
Получается, что сначала легкий светоотражающий аэрозоль, потом одноклеточные зверушки, и тогда, возможно, для существ, которые в ходе эволюции ведутся из хомосапиенсов, появится окно чтобы поселиться на Венере, пока Солнце не решит стать красным гигантом.
Да, примерно так, и главный противник тут конечно время. Простейшие сначала будут плодиться по экспоненте, поэтому примерно треть тяжелых газов нижних слоев атмосферы получится осадить очень быстро, за какие то 20-30 лет, а вот дальше процесс резко замедлится и растянется как минимум на тысячи лет, только тогда появится относительно спокойная среда для того, чтобы начинать формировать первые стартовые разнородные цепочки биомассы. А до тех пор придется постоянно корректировать условия, иначе даже простейшие могут погибнуть. Хотя, новый мир конечно стоит подобных затрат времени и средств. Хватит ли только у человека терпения и получится ли избежать ошибок при этом
Почему-то никто ещё не предложил защитить поверхность от ультрафиолета (улетает ведь не вода в чистом виде, а образованный из-за солнечной радиации водород). Предлагаю создание озонового слоя, а ещё лучше — распыление в верхних слоях атмосферы не пропускающего ультрафиолет аэрозоля.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Как Марс теряет воду — научное исследование с моделированием