Atemluft auf Europa erzeugen?

Menschen haben die unterirdischen Ozeane Europas kolonisiert – sie haben große Städte gebaut, die in die eisige Kruste eingebettet sind, darunter hängen und auf dem felsigen Meeresboden ruhen. Diese Kolonisten bauen Metalle für Bauzwecke aus dem Erdmantel ab und ernten die lokale Fauna als Nahrung – aber woher bekommen sie ihre Luft?

Bekannte Ressourcen:

  • Europa hat eine dünne Sauerstoff- Exosphäre .
  • Das Meer besteht hauptsächlich aus Wasser und ist salzig .
  • Der Meeresboden steht in Kontakt mit einem felsigen Mantel aus mafischem Gestein.
  • Durch Gezeitenerwärmung erzeugte Hydrothermalquellen sind weit verbreitet und geben erdähnliche Mineralien an das Wasser ab.
  • Der Ozean wird durch Radiolyse und Krusteneiszirkulation mit Sauerstoff angereichert.
  • Fusionstechnologie existiert, daher sind fusionsassoziierte Heliumisotope verfügbar
  • Ressourcen können außerhalb der Welt importiert oder abgebaut werden, aber nur, wenn es keine billigeren Alternativen gibt

Auf welche Ressourcen könnte man am effizientesten zurückgreifen, um in den Kolonien lebenslange Atemluft zu schaffen? Sauerstoff scheint reichlich vorhanden zu sein, aber vorausgesetzt, dass viele der U-Boote auf dieser Welt unter Druck stehen, werden Kolonisten keine Sauerstoffvergiftung riskieren wollen. Daher müssen andere Gase beigemischt werden.

Welche Ressourcen lassen sich am effizientesten nutzen und kombinieren, um Atemluft herzustellen?

Ein Ansatzpunkt könnte die Betrachtung von Atemgasen sein .

KLARSTELLENDE BEARBEITUNG: Sauerstoff ist reichlich vorhanden, wie aus der obigen Liste der Ressourcen hervorgeht. Ich suche nach einer Antwort, die angibt, wie eine gesunde Atmosphäre erreicht werden kann, die über die reine Sauerstoffversorgung hinausgeht, da nur Sauerstoff giftig ist. Wie können andere Komplementärgase gewonnen werden?

Menschen können eine reine Sauerstoffatmosphäre atmen, wenn der Druck deutlich unter einer Erdatmosphäre liegt. Alle Apollos-Missionen verwendeten reinen Sauerstoff mit 5 Pfund pro Quadratzoll, viel dünner als der Luftdruck auf Meereshöhe. Vermutlich würde es eine Stickstoffquelle für die lokalen Lebensformen und für die von den Kolonisten produzierten Lebensmittel geben. Daher könnten sie diese Stickstoffquelle nutzen, um Stickstoffgas für die Atmosphäre ihrer Kolonien zu erzeugen.
@MAGolding Ich wusste nicht, dass reiner Sauerstoff zuvor in der Weltraumforschung verwendet wurde, das ist interessant. Ich gehe jedoch davon aus, dass diese Kolonisten einen viel höheren Druck als 1 atm benötigen werden, um dem Druck der Tiefsee standzuhalten.
@Zxyrra Warum? Die Struktur hält den Druck des Meeres, nicht eine Art Luftgleichgewicht von innen.
@Trevor Ich bin davon ausgegangen, dass ein geringerer Druckunterschied weniger teure Strukturen zur Wartung erfordern würde. Da ich wusste, dass der Druck in einem so tiefen Ozean wie dem Europas wahrscheinlich extrem hoch ist und dass der Abbau von Metall unter Wasser teuer ist, dachte ich, dass die Erhöhung des internen Drucks die billigste Art des Bauens wäre.
@Zxyrra nur, wenn Sie nicht vorhaben, dass dort Menschen leben
Ich hätte angenommen, dass eine reine O2-Umgebung / -Atmosphäre ein ernstes Problem mit Feuer darstellen würde, aber ich könnte mich irren, wenn ich kein wirkliches Wissen habe. Dann ist es wieder afaik das Oxidationsmittel? Sie bräuchten also eine Brennstoffquelle zum Verbrennen sowie Anfangswärme (Feuerdreieck). Ich glaube, ich verstehe die Notwendigkeit, dass sie einen niedrigeren Druck als auf der Erde hat, obwohl um das Risiko vielleicht etwas zu mindern.
@Zxyrra Der Unterschied zwischen fast keinem Druck und dem Druck auf Meereshöhe beträgt weniger als 1 Vielfaches des Drucks auf Meereshöhe (zwischen 0,0 und 1,0). Wenn Sie extern den 20-fachen, 50-fachen oder 500-fachen Atmosphärendruck erreichen, wird der Druck, den Sie innerhalb des Lebensraums verwenden, unbedeutend.

Antworten (3)

Es scheint sehr wahrscheinlich, dass Europa einen riesigen unterirdischen Salzwasserozean hat. Ein solcher Ozean würde aller Wahrscheinlichkeit nach etwas Stickstoff als gelöstes Gas, Nitrat- oder Ammoniumsalze oder andere komplexere Amide und Amine enthalten. Solche Chemikalien könnten verarbeitet werden, um den Stickstoff zur Verwendung in einem Lebensraum freizusetzen. Das genaue Verfahren würde von der Form abhängen, die Stickstoff annimmt, aber wenn er nicht in einer sehr niedrigen Konzentration auftritt und viel Arbeit erfordert, um ihn zu konzentrieren, sollte es relativ einfach sein, ihn über ein geeignetes Molekularsieb- oder Ionenaustauschverfahren zu extrahieren.

Sauerstoff wird wahrscheinlich auch im Ozean gelöst und könnte einfach durch Anlegen eines Vakuums freigesetzt werden. Wenn dies nicht genug produzierte, könnte die Elektrolyse verwendet werden, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.

Ich bezweifle sehr, dass die lokale Fauna auf der Speisekarte stehen würde. Mit einer separaten Biogenese und einem separaten Evolutionspfad in einer Umgebung, die sich erheblich von der Erde unterscheidet (z. B. Meerestiefe, Mangel an signifikanter Atmosphäre und Gravitation), ist es höchst unwahrscheinlich, dass die gleiche Biochemie wie im Leben auf der Erde repliziert wird. Einige molekulare Reaktionen mögen eine gewisse Ähnlichkeit aufweisen, aber aller Wahrscheinlichkeit nach gibt es viele Varianten, von denen einige für das menschliche Leben toxisch sind, so wie zufällige organische Verbindungen aus einem Labor toxisch sein können.

Würde das Leben zum Beispiel auf DNA basieren oder Pentosezucker verwenden? Würde es die gleichen Aminosäuren verwenden? Würden sie die gleiche Händigkeit haben? Wie viel davon würde sich auf Europa in gleicher Weise entwickeln?

Vielen Dank, dass Sie sich mit der Stickstofferfassung befasst haben. Ich stimme zu, dass unterschiedliche Biochemie möglicherweise nicht kompatibel ist, und ich stimme zu, dass ein Großteil des Lebens auf Europa ungenießbar sein sollte.
Auch die Suche nach neuem Leben, nur um zu essen, scheint falsch zu sein.
Ist gelöster Stickstoff unvermeidlich oder ist das nur eine Folge der Wechselwirkung der Erdatmosphäre mit dem Ozean auf der Erde? Würde eine Meereswelt, der es an Luft mangelt, notwendigerweise immer noch beträchtlichen Stickstoff darin gelöst haben? Auch @Trevor, das ist völlig beabsichtigt; Hydroponik könnte die gesamte Bevölkerung unterstützen, aber Menschen dazu zu bringen, „exotische außerirdische Krebstiere“ zu essen, verstärkt ein Mensch-gegen-Natur-Thema.
Hier ist eine unterstützende Dokumentation zur Stickstofffrage: lpi.usra.edu/meetings/LPSC98/pdf/1418.pdf
@Morris The Cat - ausgezeichneter Dank - nicht endgültig, aber es scheint, dass zumindest stark vermutet wird, dass Stickstoff vorhanden ist.
Rechts. Es gibt keine Möglichkeit, auf die eine oder andere Weise sicher zu sein, bis wir dort Sonden landen, aber es gibt keinen Grund, warum es nicht viel Ammoniak für die Kolonisten geben würde, was das Problem von OP gut lösen sollte.
Ja da würde ich dir zustimmen.

Kann man nicht per Elektrolyse eine Sauerstoff-Anfangsversorgung aus dem Wasser selbst gewinnen? Ich weiß nicht, ob es der beste Weg ist, es zu bekommen, aber es ist ein Weg. Und Sie müssen immer noch den Rest der Gase bekommen, um die Atmosphäre zu bekommen. Sobald Sie dort angekommen sind, können Sie Sauerstoff und Lebensmittel von Hidroponic-Farmen beziehen (ich denke, sie verbrauchen nicht NUR die lokale Fauna).

Die Elektrolyse von Wasser scheint der richtige Weg zu sein. Wasser ist reichlich vorhanden und Elektrolyse ist eine relativ einfache Technik. Der einzige Nachteil ist der große Bedarf an elektrischer Energie. Da sie über Fusionskraft verfügen, sollte dies eigentlich kein Problem sein.
"Und Sie müssen immer noch den Rest der Gase bekommen, um die Atmosphäre zu bekommen", das ist der Hauptpunkt der Frage. Sauerstoff ist auf Europa reichlich vorhanden und kann aus dem Wasser gefiltert, aus dem Eis abgebaut oder durch Elektrolyse gespalten werden. Der Hauptpunkt der Frage ist, dass man mehr als Sauerstoff braucht, um eine Atmosphäre aufzubauen – und genau da entstehen die Probleme. Können Sie angeben, wie der Rest zu tun ist?
Siehe die in die Frage eingearbeitete Klarstellung

Es gibt verschiedene Methoden, von denen einige effektiver sind als andere.

  1. Verdünnten Sauerstoff absaugen. Es ist immer Luft im Wasser, das ist eine Selbstverständlichkeit. Sie würden im Allgemeinen die Luft absaugen, indem Sie das Wasser schütteln, wodurch die Luft entweicht. Davon abgesehen wird Wasser nicht in Luft umgewandelt, sondern nur Luft entfernt, die bereits vorhanden ist.

  2. Der Elektrolyse-Ansatz. Diese als Wissenschaftsmesse-Experiment beliebte Methode verwendet Elektroden, um dem Wasser große Energiemengen zuzuführen. Dadurch werden die Wassermoleküle überlastet, wodurch sich das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennt. Dies ist zwar ein sehr cooler und wissenschaftlicher Ansatz, hat aber ein Problem: Wasser selbst leitet Energie nicht sehr gut, es sind die Salze im Wasser. Infolgedessen müssen Sie der Lösung Salz hinzufügen, damit dieser Ansatz wirksam ist. Leider zerfällt dieses Salz während des Prozesses in Chlorgas und vergiftet die entstehende Luft. Das Chlor herauszufiltern ist möglich, aber im großen Maßstab zu teuer.

  3. Kochen Sie das Wasser. Kennst du diese Blasen in kochendem Wasser? Das sind Luftblasen, die durch den Abbau von Wassermolekülen entstehen. Dieser Ansatz ist fast so effektiv wie die Elektrolyse, aber ohne Chlor. Wenn ich Ihre hypothetischen Kolonisten wäre, würde ich diesen Ansatz verwenden, da er auch das Problem der Erwärmung der Kolonie löst. Alles in allem ist dies der beste Ansatz.

Atemluft auf Europa erzeugen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v