Als ich ein Experiment zum Anbau von Pflanzen in versiegelten Plastikflaschen durchführte, erfuhr ich, dass viele Kunststoffe, wie z. B. PET, das für Erfrischungsgetränkeflaschen verwendet wird, für CO2 durchlässiger sind als für N2 oder O2 (siehe Tabelle 2 dieses Papiers für relative Permeabilitätszahlen : CO2 tritt etwa 5-mal so schnell wie O2 und etwa 18-mal so schnell wie N2 durch PET).
Mir kam der Gedanke, dass ein Material, das CO2 leichter durchlässt als O2, verwendet werden könnte, um CO2 aus der Marsatmosphäre in ein Gewächshaus zu extrahieren, ohne eine Pumpe zu verwenden. CO2 macht etwa 96 % der Marsatmosphäre aus, bei einem Partialdruck von etwa 6 mbar. Pflanzen wachsen auf der Erde mit einem CO2-Partialdruck von 0,4 mbar, vertragen aber höhere CO2-Partialdrücke als diesen. Ein Gewächshaus mit Wänden aus einer halbdurchlässigen Barriere wie PET (aber in der Lage, den höheren Strahlungswerten auf dem Mars standzuhalten – siehe Hinweis unten) würde CO2 aus der Atmosphäre anziehen, da Pflanzen es während der Photosynthese verbrauchen. Der Druck im Gewächshaus würde steigen, weil das von den Pflanzen produzierte O2 langsamer austreten würde als das einströmende CO2. Der maximale Druck, den es erreichen würde, würde von dem Verhältnis der Rate abhängen, mit der O2 und CO2 das Barrierematerial durchdringen. Das vom Gewächshaus produzierte O2 könnte verwendet werden, um eine Kolonie zu erhalten.
Es erscheint widersprüchlich, dass Gasmoleküle gegen den Gesamtdruckgradienten wandern können, aber es kommt auf den Partialdruck an: Wenn der Partialdruck von CO2 außerhalb des Gewächshauses höher ist als im Inneren, sollten CO2-Moleküle in das Gewächshaus eindringen.
Beachten Sie, dass der transparente Teil des Gewächshauses aus einem Material hergestellt sein könnte, das gegen Strahlenschäden resistent ist, und die halbdurchlässige Barriere in einem mit Erde bedeckten Tunnel sein könnte, um sie vor auf der Oberfläche vorhandener Strahlung zu schützen.
Würde das funktionieren? Ich hoffe auf Antworten wie „Nein, es würde nicht funktionieren und hier ist der Grund …“ oder „Ja, es könnte funktionieren, und hier ist ein Link zu einigen Arbeiten, die dies untersuchen …“.
Osmose gegen einen totalen Druckgradienten ist absolut ein „Ding“. Pflanzen und Tiere nutzen diesen und den aktiven Transport, um Flüssigkeiten zu bewegen, und sie können definitiv Druckgradienten erzeugen.
Jedoch:
Wir können bereits Gase trennen und verdichten.
Die Dicke der Polymerfolie, die für diese Arbeit benötigt wird, würde keinen nennenswerten Druckunterschied überstehen.
Wenn Sie den Druck ausgleichen, benötigen Sie immer noch eine enorme Oberfläche des Materials, um eine erhebliche Menge Gas zu bewegen.
Daher sehe ich es nicht als praktikabel an. Dass besagte technische Materialien, die gute Diffusionsraten haben, auch eine Sache sind, und es kann durchaus eine Möglichkeit geben, eine durchlässige Stützstruktur hinzuzufügen, um einen gewissen Druckgradienten zu ermöglichen.
Ich denke, Sie würden Probleme bekommen, den Wasserdampf im Inneren zu halten. Wasser ist ein wirklich kleines Molekül und diffundiert durch fast alles, was CO2 durchlässt. Mir ist keine Möglichkeit bekannt, dieses Problem zu umgehen, oder jemand, der daran arbeitet, aber sag niemals nie ...
Benutzer20636
Roger