Как стать автором
Обновить

«Есть кислород? А если найду?» — будущее путешествий на Марс зависит от работы системы MOXIE на марсоходе Настойчивость

Блог компании SelectelНаучно-популярноеКосмонавтикаХимияБудущее здесь
Всего голосов 50: ↑49 и ↓1+48
Просмотры11K
Комментарии 67

Комментарии 67

Интересно узнать как планируется работа полномасштабной установки. Не реактор же сбрасывать с орбиты, хотя это и возможно.
Дело в том, что ректор без защиты… в целом не полохое решение, но возникает целый ряд вопросов. Под защитой понимается, конечно же, БЗ ака свинцовая оболочка.


Ок, можно реактор скинуть, подойти все расключить, отойти и попробовать выполнить пуск. Такие проекты для луны были. Но как чинить? Значит придется тащить костюм, что, конечно легче чем кожух ректора, но все же.


Можно попробовать ветряки и батареи. Последние так же не легеньгие и логичнее всего переиспользовать их в корабле, почле чего сбрасывать на поверхность что бы хоть как-то оправдать их перевозку.


Пока что, понятно, нужно посмотреть как вообще пойдет работа модуля и будет ли кислород. Но в целом вся идея экспедиции выглядит очень сомнительно. Огромные затраты энаргии и материалов при большом количестве неизвестных.


Мне кажется или на Марсе должно быть что-то такое, что оправдает это все, или проще уже начать строить телескоп на луне с базами. Да, кислородом там не пахнет, но хотя бы понятно что получится… а с Марсом как-то… Только если материалы отработать.

Если лёд найдут то проблем с кислородом не будет.

Проблема даже не в кислороде — в энергии и цели полета туда "в целом".

Лететь туда действительно незачем, по крайней мере без мощного источника энергии, а надежда на солнечные панели смехотворна. Надо реактор туда тащить или строить там же. Места много, если пофейлиться то не так страшно как на земле.
Это совсем не то, 10квч ни на что не хватит, надо исследовать, поддерживать жизнедеятельность и дофига строить.

Это если он один

Ну они дорогие и их посылать туда ещё дороже. А надо бы не один десяток туда заслать, и это не считая кучи всякого другого.
Надо строить на месте, иначе весь смысл колонии пропадает, если она не может быть самостоятельной и постоянно требует огромных вложений ресурсов. А то фантастика с противостоянием землян против марсиан, довольно быстро станет реальностью.
Там нет ничего что меряется в квч.
Не согласен. Панели быстро развиваются.
Сделают эффективные и лёгкие панели… и будут разворачивать из рулонов.
Когда сделают тогда и поговорим, но идея колонизации космоса и использования панелей слабо совместимы. Нужно не выживать в колонии, а развиваться и исследовать, для этого нужны огромные запасы дешёвой энергии. В головы приходит сразу ядерный реактор, компактно, даёт дохера энергии и дешевле чем собирать такуюже по мощности станцию, особенно учитывая что её можно собрать не везде и есть цикличность которую нужно компенсировать аккамуляторами.
Вы ведь понимаете что панельки это всеголишь переходный этап, перед термоядерными реакторами, да и этот этап нафиг не нужен, ведь уже есть ядерный реактор. А опасность она всегда будет расти по мере увеличения потребления энергии, нужно смириться с этим и разрабатывать меры безопасности вместо того чтоб останавливать развитие технологий. Вся эта тема с зелёной энергией полезна только тем что заставляет экономить энергию потому что зелёная энергия в принципе ограничена той солнечной энергией которая до нас доходит. Да её на самом деле больше чем нам пока надо, но мы не можем собрать всё, а кое-где её вообще никак использовать и в суровых условиях её вообще не используют, а на марсе как раз таки суровые условия.
Когда сделают что? Насколько дешевые и легкие?
Я про экспедицию, а не колонизацию.
Идея зеленой энергетики в маркетинге. Называйте её дешевой энергетикой.
И я считаю что она не переходный этап, а будет всегда. Пусть и не основной.
Мы же про панельки говорили.
Для экспедиции тоже нужна энергия, причём не только электрическая, так что реактор и тут выгоднее, а панельки как бякап если всё пойдёт плохо.
Дешёвой энергетикой язык не поворачивается это всё назвать, всё остальное сейчас намного дешевле, и форситься использование только дотациями и льготами.
Проблема панелек в огранниченности солнечной энергии. Больше 1020 Вт/м² никак не получиться собрать в принципе, да и это при 100% кпд до которого не добраться. Тоесть любое решение которое компактнее и дешевле выместит солнечные панельки. Мне для дачи дешевле генератор поставить чем с панельками возиться, а ведь с ними надо ещё и аккумы чтоб ночью тоже работало. Даже при условии что энергию собранную с панелек продают в сеть по биржевой цене, окупаемость панелек минимум 20 лет. И это не я сам считал это люди с реальными панельками посчитали и расстроились.
Не та статья что я искал, нужную влом искать. Это к вопросу цены.
habr.com/ru/post/405217
Люди с реальными панельками скорее всего считали с учётом аккумуляторов. Я же пока генерацию рассматриваю.
ИМХО тенденция идёт к солнечным панелям+ маневровые(или как их правильно называть?) электростанции\большие аккумуляторы.
да, решение дешевле вытеснит солнечную энергетику… только нет этого решения.
1020вт/м не проблема.
1)на наш век хватит
2)ну а потом можно не сидеть на земле.

И да, вот вы пишете окупаемость панелек минимум 20 лет. А окупаемость других электростанций?
В статье первый же коммент подвергает всю статью критике. Это если посмотреть так все электростанции в нашем капиталистическом обществе работают в убыток?
Люди с панельками без аккумов, они прямо в сеть продают.
чем сложнее конструкция панелей + суппорт тем дороже всё и срок окупаемости только растёт
1020вт/м в городе никак не хватит, вернее для большенства не хватит и на ночь нужны дорогие аккумы которые не вечны и надо менять.
Про окупаемость станций в первом пункте, я не считал не знаю, но если частные компании в это инвеструют и зарабатывают то оно явно меньше чем солнечные панели. Солнечными панелями занимаются в 99% случаев частники без какого либо опыта в бизнесе. Неужели у нас на столько тупые все бизнесмены что не знают куда деньги выгоднее вложить? Скорее всё таки бизнес знает как заработать и продают панельки вместо того чтоб самим их ставить.
Сделают эффективные и лёгкие панели… и будут разворачивать из рулонов

Это надо очень сильно эффективные и очень сильно лёгкие, учитывая, что мощность солнечного излучения на Марсе намного меньше, чем на Земле.

А ещё надо будет изобрести способ эти лёгкие, гибкие, из рулонов развёрнутые от пыли отмывать, и чтоб без воды. Сколько их там будет? Квадратный километр?

зато будет проблема с извлечением (экскавацией), дроблением, выпариванием или иным способом извлечения, очисткой электролизом.
Сомневаюсь я насчет классического реактора — они и сами большие, и требуют соблюдения кучи условий — надо и сам реактор скинуть и собрать, хотя бы 2 контура, генераторы, охладители контуров и тд и тп. Даже небольшой реактор на Марсе — это очень далекое будущее. Но выход есть — ведь мы уже сбросили на Марс парочку атомных реакторов, которые вполне себе работают. Я говорю про ритеги. Да, общая мощность у них так себе, но так как они будут стационарными, можно делать их и помощнее и поэффективнее. Скинуть штук 10, поставить в паре километров от базы и пусть дают свои 1-2 киловатта. А если еще и тепло от них в базу поставлять, через несколько контуров разумеется, то это почти ТЭЦ получается!
Ну и поля солнечных батарей, и аккумуляторы для сглаживания тоже будут нужны. Ветряк на Марсе работать не будет — слишком низкое давление, а значит у ветра очень мало энергии, которую можно перевести в электричество.
Зачем лететь вообще — тут все просто. Это как в фундаментальной наукой или очень высшей математикой — никогда не знаешь, как это выстрелит. Булева алгебра и электричество вначале тоже были никому не нужны, а вот сейчас благодаря им вы читаете этот комментарий. Так и с Марсом — лет через 200 всем будет очевидно, что нам это даст. А пока — летим просто потому что можем.

В целом — согласен. РИТЕГ в целом выглядит хорошо, учитывая что весь проект — одноразовый. Нужно ли будет отопление — вопрос открытый, так как теплопроводность атмосферы низкая, а сам человек и машенерия явно будут генерить тепловую энергию и
еще вопрос не нужно ли ее сбрасывать будет. Но куда применить тепло (тот же нагрев газа в установке} — найти не сложно.


Ок, согласимся что экспедиция ради самой экспедиции. Ничего такого страшного в этом нет. Но я бы, все же — на луну поглядел.

Я говорю про ритеги… Скинуть штук 10...
С ритэгами история сложная. Каждому надо примерно 10 килограммов плутония на 100 Вт, а всего запасов этого плутония — килограммов 25, и прирастает от силы на полкило в год, и то только потому, что производство недавно перезапустили. Десять ритэгов эта планета себе позволить не может. См. выше ссылку на Kilopower.
Зачем лететь вообще — тут все просто. Это как в фундаментальной наукой или очень высшей математикой — никогда не знаешь, как это выстрелит.

ИМХО, но это не фундаментальная наука, а фундаментальное чувство — самосохранение. Наличие поселений человечества на двух планетах, а не на одной, а также наличие технической возможности создавать поселения в непригодных изначально для жизни местах,
это то что резко повысит шансы выжить человечества как вида.

Это то же самое как мальчик, который прятался от дождя в лесу под деревом. Когда крона дерева должна была промокнуть, он планировал перейти под другое дерево.
Остается вопрос масштабов дерева. Это планета, звездная система, галактика или вселенная?
Масштаб любой. В данном контексте, очевидно, звездная система. Но в первоисточнике имелась ввиду вселенная. Хотя галактика тоже подойдет, если учесть, что по современным воззрениям вроде бы как скорость их разлета такова что между перемещаться может оказаться невозможным.
шансы выживания резко повысит расселение в космическом пространстве как таковом, прыжок из одной гравитационной ямы в другую лишь удвоит проблемы.

РИТЭГ даёт слишком мало мощности, но с разрабатываемым Kilopower (про него даже на хабре писали) должно хватить. 1кВт от установки в ~150кг.

Маломощные модульные реакторы — интересная штука, кажется, при желании могли бы реализовать в виде заглубляемого в грунт контейнера размером с микроавтобус с торчащими из него проводами, который не требует особой пусконаладки на месте.
https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-reactors/small-nuclear-power-reactors.aspx

стоимость одного киловатта мощности ритега заставляет плакать бухгалтера по ночам.
Бухгалтеру количество нулей в ведомости не важно. Главное чтобы баланс сошелся и отчет отправился.
лучше всего сходиться отчет состоящий из одних нулей.
Зачем осваивать марс, если можно осваивать луну?
1)лететь быстрее
2)взлетать проще(здравствуй перспективная космоверфь и вообще затраты на возврат)
3)Условия на поверхности лучше(не сами по себе, а с учётом скафандра, на марсе-то тяжелее будет)
4)в случае чего можно послать спасателей(в широком смысле, не обязательно людей, может груз) сразу, а не ждать окна.
ИМХО лететь человеку на марс имеет смысл только после того как наберёмся опыта в более-менее постоянной базе на луне.
Как сказал один чувак, если бы эти бабки, что гипотетически нужны на освоение Марса, ввалить в Землю, у нас бы тут рай настал. И никакой Марс не нужен был бы.
Есть мнение, что эти гипотетические бабки пойдут не на образование/медицину/экологию/искусство, а на яхты/дворцы/танчики…
Не пытаюсь спорить с уважаемыми господами учеными, но крайне заинтересовало. Если с наличием воды на Марсе вопрос открытый и вполне понятно, что для её поиска целесообразно не только смотреть, так сказать, издалека, но и отправлять роботов на поездить-посверлить-поанализировать по месту, то в случае анализа работоспособности данной установки в чем был смысл тащить её на Марс? Состав марсианской атмосферы достаточно хорошо изучен, чтобы на Земле в лаборатории создать аналогичные условия и гонять различные варианты данной установки хоть месяцами. Какие неучтенные факторы они ожидают исследовать этим экспериментом?

Нет ли в их решении толики истинно научного подхода?

Возможно, у авторов эксперимента есть опасения, что на реальном Марсе могут обнаружиться какие-то неучтенные факторы, способные как-то повлиять на ход процесса.
Это не научная задача, а инженерно-технологическая. Что нисколько не умаляет ее крутости, просто наука — это все же про другое.
Ну вот вы всё протестировали что смогли придумать на земле.
Подготовили экспедицию, отправили её на марс. Пришло время им запустить производство топлива и херакс всё разваливается к чертям, потому что при испытаниях на земле не был учтен фактор Х. Что это за фактор? Я не знаю, очевидно не тот, который может предположить толпа самых умных людей планеты. Но вероятность его существования не нулевая.
Уж куда дешевле и проше отправить еще один мордуль и убедиться что всё работает.
Не знаю как у зарубежных коллег, но у нас разработка нового узла в части испытаний упрощенно выглядит примерно так, изготавливают опытный образец и проводят испытания при нормальных условиях (дорабатывают если что-то пошло не так), дальше испытания близкие к эксплуатационным в термобарокамере с имитацией температуры и давления — всё вот это называет наземной экспериментальной отработкой (НЭО). При положительных результатах НЭО узел устанавливают на реальный КА для проведения летных испытаний (ЛИ) в условиях космического пространства, при этом чаще узел не выполняет полезную работу, а работает сам на себя, подтверждая правильность инженерных решений. И вот после положительных результатов ЛИ узел имеет право устанавливаться на КА как полноценная его часть и выполнять заложенные функции.
Тоже самое и с этой установкой, она прошла НЭО, а теперь проходит ЛИ в реальных условиях функционирования.

Актуальность поселения на Марсе будет расти со временем. Хотя бы ради постройки дата центра, в котором будет храниться резервная копия информации человеческой цивилизации.

Сарай с бабинами

Закончится хранением мемасиков и фильмов порнхаба
скажите а хранить столь ценные данные на холодных безвоздушных кратерах луны вам чтото мешает?
Еще же надо и живых представителей рода человеческого сохранить как вид. А на Луне автономную базу не создашь.
до автономной базы нам столько пилить, что без разницы откуда начинать с луны или марса.
скажите а вот эта уверенность что живой вид существующий уже 2-3 миллиона лет вдруг неожиданно вымрет основана на чем?
На масштабе миллионов лет — например, doomsday argument. На масштабе 100 миллионов — данные палеонтологов (глобальные вымирания происходят примерно с такой частотой). На масштабе миллиардов — данные астрофизиков, это время жизни звёзд и радикальных изменений климата планет.
ты предполагаешь существовать:
— миллион лет
— сто миллионов лет
— миллиард лет
(нужное подчеркнуть)

Очень круто, но технология непростая и очень капризна к входящему сырью, интересно, почему не воспользовались органикой вроде цианобактерий?
Они в своё время этот трюк провернули на земле, благодаря чему мы все тут живем.

Так цианобактериям вода нужна. А если есть вода, то можно же из нее электролизом кислород получить.
Интересно, какие показатели у цианобактерий? Насколько я знаю нужно вбухать много энергии чтобы разорвать связь кислород-водород. Современный электролизер требует 6 кВт*ч/кг кислорода + примерно 2 кВт*ч/кг для его сжижения.
Цианобактерия возможно менее требовательна, особенно, если все компоненты под боком
Он же будет растворен в воде. Как вы его выделять будете? Большинство «того кислорода» в итоге оказалась связана в оксидах, гидроксидах и более сложных соединениях. Ну и скорость реакции наверное имеет значение.
Скорость конечно будет отличаться, но тут проще масштабировать, на мой взгляд. Что касается выделения: у воды есть показатель растворимости кислорода, выше которой он начнет высвобождаться. К тому же этим свойством можно управлять, варьируя внешнее давление (процесс дегазации жидкостей)
А вода так же быстро будет расходоваться? Мне кажется, что этот процесс на порядки эффективнее был бы, не нужны промежуточные преобразования света в электричество, нет необходимости в сложной системе фильтрации угарного газа, если речь идет о человеке как о потребителе. Нет нужды в сложных и дорогих электродах, наладить производство которых на Марсе в ближайшем будущем точно не смогут.
Механизм конечно реализуемый, но дико авантюрный.
1) У СО малая молекулярная масса, так что после потери атома Марс с ним в лучшем случае распрощается, ничем не удержать
2) если не успеет улететь, то еще хуже. Нагретый CO великолепно реагирует с водой с выделением водорода — так что если цель не пара кислород+водород (или в побочке не планируем производства спиртов), получаем потерю льда на огромной площади
3) если нагрев еще выше, по при дренаже кислорода получаем цепную реакцию горения

Получается нужно или масштабное полноценное производство (хотя не ясно зачем), или получим варварский расход ресурса, который обратить уже не удастся
Возможно, в конечном варианте разогретый СО будут пропускать через реголит, либо чтобы простые оксиды восстановить до чистых элементов, либо чтобы тот же водород извлечь, если воды в более удобном виде рядом нет.
По пункту 1. Молекулярная масса у CO такая же как у N2, судя по всему, полного выветривания CO не будет, потому что азот все же есть в марсианской атмосфере.
По пункту 2. Для реакции угарного газа с водой помимо температуры нужно еще давление, и катализаторы не помешали бы. В открытых условиях, не будет ни температуры, ни давления.
Для меня лично, не понятно почему в статье поднята тема получения топлива.
В первую очередь кислород нужен для дыхания человека.
Увы, но азот тоже теряется. Просто почва «подтравливает, а в атмосфере только остатки (по экспоненте быстрые потери только в начале), частично еще утечка замедляется из-за циклов формирования/распада окиси азота (по сути аналог нашего озонового слоя).
Кстати, это одна из бед не только Марса. На Земле при нехватке (разбаланс) окись азота в атмосфере самоокисляются углеводороды — получаются атмосферные аэрозоли, и кислотные дожди (вот и причина нитратов в верхних слоях Марса). Если интересно по азоту — можете тут глянуть
www.pnas.org/content/115/1/64.abstract
Кстати, по моделям первично атмосферы Земли и Марса почти совпадали, но после изменения Земля смогла удержать газы, а Марс нет
naked-science.ru/article/astronomy/zemlya-imela-atmosferu-marsa-i-poetomu-ne-stanet-veneroj

Ну, а по второму пункту — в статье о том и речь, что планируют сильно нагревать CO2. И выделившийся CO не сможет охладиться как раз из-за почти отсутствия конвекции в разряженной атмосфере. Потому и говорю, что рассматривают как действия в ограниченной среде, а последствия игнорируют. Первый вопрос — источник энергии. Второй (отчасти связан с первым) — метод охлаждения, который не нарушит температурного баланса среды. Но по обоим решения пока так и нет
компрессия газа в сто раз должна сама по себе разогревать его до значительных температур, до очень значительных температур.
у него теплоёмкость маленькая. В компрессор много уйдёт. Поэтому думаю и догревают.
Было бы достаточно энергии, кислород можно получать хоть из камня — электролизом расплава. Вопрос, где только взять такие мощности?
Надо учиться фото- или термодиссоциировать нужное. Зеркала весят мало, в отличие от фотовольтаики. Робинсон нечто подобное предлагал, правда у него орбитальное зеркало служило в основном для терраформирования — высвобождения газов из расплава реголита и повышения плотности атмосферы.

Туда надо отправить термоядерный заряд и рвануть его где-нибудь на предполагаемом леднике

Проект интересно выглядит, посмотрим, что в итоге получится
одна из космических экспедиций завершилась сбором образцов астероида с возвратом их на Землю


Не одна.
Очень интересный эксперимент.

Но вот почему бы не попробовать создать биореактор для выработки кислорода?
Мне почему-то кажется, что природа для синтеза кислорода выработала самое энерго-эффективное решение (за столько то миллионов лет эволюции). И почему бы не применять эти нароботки?

Безусловно — достаточно банальный (и не слишком энерго-эффективный) электролиз — много технологичнее. Но вот масштабирование его потребует уж очень много энергии.

С другой стороны — ни один земной O2-производитель на марсе не выживет (все нароботки эволюции были для земли адаптированы), и ему придется создавать и поддерживать специальную среду обитания, а на поддержание этого тоже может уйти изрядно энергии… Т.е. решение может на самом деле оказаться еще более громоздким и энергоемким. Но почему-то мне кажется в этом подходе есть определенная перспектива…
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.