Atmungsaktiver Mars?

Ich arbeite an einer SF-Story in der fernen Zukunft, die auf einem terraformierten Mars spielt, und hätte gerne einen Faktencheck. Aktuelle Schätzungen (siehe hier und hier ) gehen davon aus, dass das CO2 auf dem Mars in Gasform freigesetzt werden könnte, um den Planeten zu erwärmen und den atmosphärischen Druck auf etwa 30 % des Erddrucks zu erhöhen, was nicht atembar ist, aber ausreichend Druck hat, um nicht tödlich zu sein (ca Mt. Everest-Ebene).

Unter der Annahme, dass der Sauerstoffgehalt erhöht werden kann (durch technologische Mittel, die CO2 in Kohlenstoff und Sauerstoff trennen), würde ein höherer Sauerstoffanteil bei niedrigem Druck es einem Menschen ermöglichen, ihn zu atmen? Es wäre sicherlich dünn, aber Sportler, die Berge besteigen, stellen fest, dass ihr Körper die Anzahl roter Blutkörperchen erhöht, um Sauerstoff effektiver aufzunehmen. Ist der Druck auf Everest-Niveau einfach zu gering, selbst wenn der Sauerstoffanteil höher wäre als auf der Erde (etwa 21 % der Luft)?

Ich gehe davon aus, dass Dinge wie der Sonnenwind, der die Atmosphäre aufgrund des Fehlens eines Magnetfelds abstreift, erledigt wurden. Die begrenzenden Faktoren sind die Schwerkraft und der Luftdruck und Inhalt des Mars. Ich gehe auch davon aus, dass keine zusätzliche Masse (Gas oder anderes) von anderswo importiert wurde, und wir arbeiten ausschließlich mit dem, was der Mars zu bieten hat.

Ich bin mir dieser Frage bewusst , dem Mars eine überlebensfähige Atmosphäre zu geben, aber die akzeptierte Antwort behauptet, dass der atmosphärische Druck durch die Schwerkraft begrenzt wäre, ohne zu erklären, warum Titan, dessen Schwerkraft 14% der Erde beträgt, in der Lage ist, eine hauptsächlich stickstoffhaltige Atmosphäre bei höheren Temperaturen aufrechtzuerhalten Druck als die Erde.

Einige haben mit Vorschlägen zur Umwandlung von CO2 in O2 geantwortet. Das frage ich nicht. Ich frage, ob Gas bei 30% Erddruck atembar gemacht werden kann. Ich werde die Frage zur Verdeutlichung bearbeiten.
Als ich den Titel sehe, denke ich, dass Mars nicht in meine Nase passt.

Antworten (4)

Ja. Sie müssen einen viel höheren Prozentsatz an Sauerstoff in der Atmosphäre haben. Der Schlüssel ist, dass der O2-Druck innerhalb des akzeptablen Bereichs liegt. Frühe Raumfahrzeuge verwendeten Umgebungen mit niedrigerem Gesamtdruck, aber nahezu reinem Sauerstoff.

Aber das Einfüllen von O2 macht es nicht atmungsaktiv. Sie müssen zum Beispiel immer noch akzeptable CO2-Werte haben, da zu viel tödlich ist. Außerdem können sehr hohe Sauerstoffkonzentrationen andere Probleme mit sich bringen.

Recht. Ich bin mir der Gefahren von zu viel CO2 bewusst. Sogar 3% pushen es wirklich. Wenn das CO2 in andere Formen umgewandelt werden könnte (Graphit, Sauerstoff, Wasser mit Wasserstoff aus dem Weltall...), würde Ihrer Meinung nach der Druck auch dann noch ausreichen, wenn der O2-Gehalt hoch wäre? Bekomme ich dafür Rieseninsekten umsonst?
Ja, ich denke schon, solange der resultierende Druck von O2 ungefähr dem der Erde entspricht. Also, wenn die Atmosphäre 1/3 der Erdatmosphäre ist, würden Sie 3x das O2 wollen. Ich glaube nicht, dass es Insekten beeinflussen würde, weil der O2-Druck derselbe ist, also keine riesigen Buggalo-Herden, die den Planeten durchstreifen.
Der Kommentar zum Rieseninsekt war größtenteils ein Witz, aber danke für die Antwort. Bei 30 % Druck (~30 kPa) sind das 70 % Sauerstoff (21 kPa = 30 kPa * 70 %). Hoffentlich verursacht ein so hoher Sauerstoffgehalt keine weiteren Probleme.
Oh, ich weiß, es war ein Scherz ... es erinnerte mich nur an die riesigen Marskäfer namens Buggalo aus Futurama :-)
Aber im Ernst, lesen Sie die Atmosphäre, die bei früheren Raumflügen verwendet wurde, weil sie dies taten, um die Last zu erleichtern (Luft hat Gewicht) und die Biegungen zu verhindern. Ich glaube, sie machen das aus diesem Grund immer noch für Weltraumspaziergänge.

Wenn dies in ferner Zukunft liegt und das atmosphärische Stripping gelöst wurde, können Sie tun, was Sie wollen. Um das atmosphärische Stripping zu lösen, muss ein stärkerer Magnetkern im Mars mit Gigatonnen Metall induziert werden, oder es muss eine Art Schild zwischen Mars und Sonne platziert werden, um den Sonnenwind daran zu hindern, seine Sache zu tun. Jede Lösung erfordert Ingenieurskunst und Energiequellen, die weit über das hinausgehen, was wir jetzt haben.

Mit dieser Art fortschrittlicher Technologie sollte die Trennung von CO2 in Kohlenstoff und Sauerstoff einfach sein. Kernreaktoren könnten mit dieser Art der Verarbeitung beauftragt werden. Wenn eine „lower tech“-Lösung erforderlich ist, könnten Anlagen, die bei den in diesen beiden Artikeln genannten atmosphärischen Drücken und CO2-Dichten betrieben werden können, leicht mit dem Prozess der Umwandlung von CO2 in O2 beginnen.

== Bearbeiten ==

Der Druck selbst wird ein Problem sein. Aus diesem Atmosphärendruckrechner bei 0,3 Oberflächendruck geht hervor, dass die Höhe knapp 30.000 Fuß beträgt. Während es möglich ist, dass ein Mensch in dieser Höhe überleben könnte, wird er sich dort nicht wohl fühlen und eine längere Exposition wird alle möglichen Ursachen haben Schäden durch Sauerstoffmangel. Bei diesen Höhen/Drücken ist einfach nicht genug Sauerstoff für den Körper vorhanden. Sicherlich empfiehlt die FAA die Verwendung von zusätzlichem Sauerstoff für alle Passagiere über 14.000 Fuß.

Es kann das gleiche [Verhältnis] von [Stickstoff]/Sauerstoff-Molekülen auf 20.000 Fuß wie auf Meereshöhe geben, aber aufgrund des reduzierten Partialdrucks sind diese Moleküle weiter voneinander entfernt. Folglich wird der Sauerstoffpartialdruck im Blutkreislauf deutlich reduziert; Der Druck reicht also nicht aus, damit der Sauerstoff ins Blut gelangen kann, und Sie können nicht tief oder schnell genug atmen, um dies auszugleichen.

Anscheinend war ich nicht klar. Ich frage nicht, wie man CO2 in O2 umwandelt. Ich frage mich, ob ein Gas mit 30% Erddruck einfach dadurch atembar gemacht werden kann, dass es einen höheren Anteil an O2 enthält, oder wird der Druck selbst das Atmen verhindern? Eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, wäre die Technologie der fernen Zukunft erforderlich, um eine atembare Atmosphäre aufrechtzuerhalten, oder wäre der Mars in der Lage, eine nach der Terraformung (ohne zusätzliches außerplanetarisches Material) auf natürliche Weise zu erhalten?
@hatch22 Danke für die Klarstellung. Ich glaube, ich habe eine Antwort auf Ihre Frage. Grundsätzlich spielt die Sauerstoffmenge in der Luft keine Rolle, wenn der Sauerstoff zu dünn ist, um sich durch die Wände der Alveolen in Ihrer Lunge zu zwingen, um zu Ihren roten Blutkörperchen zu gelangen.
@ Hatch22, ohne Modifikation wäre selbst die von Ihnen vorgeschlagene dünne Atmosphäre unmöglich - sie würde von den Sonnenwinden in den Weltraum geblasen.
@SeanBoddy, das OP sagte, dass das Sonnenwindproblem gelöst worden sei (allerdings nicht, wie es gelöst wurde).
In der Tat - ich wollte wirklich nur auf diesen einen speziellen Kommentar eingehen, so wie ich ihn verstanden habe. Der Mars muss dauerhaft modifiziert werden, und ich glaube nicht, dass der Kern des Mars so hergestellt werden könnte, dass er ohne extraplanetare Masse einen ausreichenden natürlichen Schild erzeugt. Also, ein großer Schildgenerator, richtig?
@SeanBody, sieht so aus :)
@SeanBoddy, nun, wenn Sie es wirklich wissen wollen, ich dachte an eine Hülle aus nahezu perfekten Kohlenstoff-Nanostrukturen, um den Sonnenwind mit Kohlenstoff zu blockieren, der aus der Atmosphäre / dem Boden gewonnen wird. Wenn meine Mathematik stimmt, gibt es genug Kohlenstoff, um es zu tun, und ich habe etwas übrig. Aber ich versuche zu vermeiden, Material von anderswo importieren zu müssen, und die Höhe von Olympus Mons bedeutet, dass ich eine Granate mindestens 50 km darüber haben möchte die durchschnittliche Oberflächenhöhe.
In Bezug auf das Partialdruckproblem hatte ich gehofft, dass ein höherer Sauerstoffanteil in der Atmosphäre dazu beitragen könnte, dies auszugleichen.
@hatch22 - Ich habe nicht nachgerechnet oder so, aber ich würde vermuten, dass Sie das importieren müssen. Es kommt darauf an, was billiger ist, und ich wette, eine industrielle Infrastruktur aufzubauen, um dieses Ding auf dem Mars zu bauen - nun, ich weiß es nicht.
@SeanBoddy, sicher, mit der aktuellen Technologie ist das definitiv wahr, aber die Technologie der fernen Zukunft könnte in der Lage sein, Dinge wie die Aufspaltung von CO2 in C und O2 direkt unter Verwendung von Vakuum-UV- und energiereicherer Strahlung, die auf dem Mars leicht verfügbar ist, zu tun und Moleküle mit Nanotechnologie zu manipulieren .
Gigatonnen Metall? kaum. Der Kern des Mars ist höchstwahrscheinlich bereits aus Eisen, nur kalt und fest. Sie brauchen eine Möglichkeit, es aufzuheizen. Der beste Weg, dies zu tun, ist ein ungeschirmter, außer Kontrolle geratener Kernreaktor. Der Reaktor hat einen hohen Neutronenfluss und produziert riesige Mengen an Aktivierungsprodukten. Wenn die Produkte zerfallen, erhitzen sie den Kern und halten ihn geschmolzen. Das ist mehr oder weniger das, was den Kern der Erde erhitzt.
Eine Anmerkung, da dies sowieso gestoßen wurde. Das Abstreifen der Atmosphäre durch Sonnenwinde ist so verdammt langsam, dass es auf menschlicher Zeitskala kein wirkliches Problem darstellt. Es ist reine Zeitverschwendung, sich darüber Gedanken zu machen.

Die beste Methode CO2 in Sauerstoff umzuwandeln ist ... durch Photosynthese. Es kostet nichts, ist wartungsfrei und läuft automatisch weiter. Aber damit dies geschieht, müsste man der Marskruste viel Kohlenstoff hinzufügen.

Anscheinend war ich nicht klar. Ich frage nicht, wie man CO2 in O2 umwandelt. Ich frage mich, ob ein Gas mit 30% Erddruck einfach dadurch atembar gemacht werden kann, dass es einen höheren Anteil an O2 enthält, oder wird der Druck selbst das Atmen verhindern?

Sie hätten im Grunde eine reine Sauerstoffatmosphäre, da Sie einen niedrigen Gesamtdruck haben und den größten Teil dieses Drucks für den Sauerstoffpartialdruck benötigen. Das wäre sehr gefährlich, da reiner Sauerstoff (selbst bei niedrigeren Drücken) die Dinge hochentzündlich macht - siehe die Apollo 1-Katastrophe. Sie brauchen ein Puffergas wie Stickstoff, und auf dem Mars gibt es nicht viel Stickstoff.

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