Schutz des Mars ohne Magnetosphäre: Kann Gentechnik helfen?

Es ist das Jahr Irgendwas, und das Sonnensystem wurde kolonisiert. Die Sonne ist von einer wachsenden Wolke aus Lebensräumen umgeben, die Venus ist eine wahre Gartenwelt, Jupiter wird von der Sonne mit Masse gefüttert, damit er sich eines Tages in einen Braunen Zwerg verwandeln kann, die Oortsche Wolke ist die neue Grenze, die menschliche Lebensspanne ist biologisch unbestimmt, und Mars, obwohl er der am wenigsten attraktive Kandidat für Terraforming ist, hat sich in eine lebenstragende Welt verwandelt, die von einem supraleitenden Satelliten geschützt wird, der ein Magnetfeld erzeugt, das am L1-Lagrange-Punkt platziert ist.

Es ist eine Zeit des Staunens und der Wunder.

Bis es nicht mehr ist.

Irgendetwas verursachte den Zusammenbruch dieser Zivilisation, und jetzt sind nur noch Wracks rund um die Sonne übrig, die Bewohner von Erde, Venus und Mars waren in einen animalischen Zustand zurückgefallen, während alle anderen starben, sich in Computerbanken auf Titan hochluden oder nach Oort flohen Wolke und darüber hinaus.

Während all dem hatte der Satellit über dem Mars durchgehalten und sich wie ein alter Wächter mit einem Schild aus Magnetfeldern an seiner Station gehalten, bevor er von einem systemweiten Kessler-Syndrom-Ereignis getroffen wurde. Vermutung ohne Mars ist zum Scheitern verurteilt ... Richtig?

Im Wesentlichen frage ich mich, ob es möglich ist, ein Backup zu haben, falls ein solches Ereignis eintritt. Es ist unpraktisch, den Kern des Mars hochzufahren, also ist das raus. Vielleicht eine Mischung aus gentechnisch veränderten Lebensformen, um eine spezielle Atmosphäre zu schaffen, die widerstandsfähiger gegen Sonnenwinde ist? Wenn das so ist, wie? Liegen andere Alternativen auf dem Tisch? Müssen wir alle Darwin IV auf dem Mars machen?

Etwas aus dem Weg zu räumen.

Der Mars wurde teilweise terraformiert, es gibt ein Meer aus flüssigem Wasser, die Luft wurde erhöht, wenn auch nicht auf das Niveau der Erdatmosphäre und mit, zumindest für Terraner, hohen Kohlendioxidwerten. Pflanzen und Tiere haben sich an diese Bedingungen angepasst.

Bearbeiten:

Zunächst einmal vielen Dank an alle, die bisher kommentiert haben, es hilft wirklich.

Nun, es scheint, dass ich vielleicht zu unklar war, was ich genau gefragt habe. So! Um dem abzuhelfen, lassen Sie mich etwas mehr Klarstellung als zuvor geben.

  • Der Hauptpunkt der Debatte ist, dass aufgrund der Tatsache, dass atmosphärische Verluste über geologische Zeitskalen hinweg auftreten, eine Abschirmung erforderlich ist. Die Sache ist, dass sich die Bewohner des Mars in der Umgebung zu einer posthumanen Spezies entwickeln würden, die an den roten (?) Planeten angepasst ist (die blauen / violetten und grünen Teile ruinieren das Bild ein wenig) und das würde evolutionäre Zeitskalen dauern, dh mindestens a Jahrtausende oder mehr. Nun, warum sind die Menschen in einen solchen Zustand geraten, das ist ein anderer Beitrag, aber es genügt zu sagen, dass ich ein Interesse daran habe, die Atmosphäre so lange wie möglich intakt zu halten, vorzugsweise so lange, wie die Sonne groß genug ist, um die Erde zu überdecken.

  • Als ich sagte, das Leben auf dem Mars habe sich „angepasst“, meinte ich „gentechnisch verändert“, dann gewöhnte man sich im Laufe der Jahrtausende an den Mars. Dies liegt an der Tatsache, dass der Mars in Wirklichkeit ein sehr unattraktiver Terraforming-Kandidat für eine Kopie der Erde ist (Venus wurde, nachdem sie mit Spiegeln abgekühlt war, durch gezielte Kometeneinschläge beschleunigt, um einen „normaleren“ 24-Tag zu erzeugen / Nachtzyklus, starte die Magnetosphäre, ändere die axiale Neigung leicht, hol einige Jahreszeiten ein und trichtere das meiste CO2 und N aus der Oberfläche, werde im Terraforming-Prozess verwendet, zum Mars, in die Weltraumlebensräume transportiert oder zu einem beträchtlichen Diamantmond zerkleinert mit eingestreuten Quecksilberstückchen; das Endergebnis ist ein guter Kandidat für die Kolonisierung, wenn auch etwas auf der tropischen Seite;)), also wurde der Mars terraformiert, bis er "gut genug" war, Das bedeutet, dass das tiefste Gewässer etwa 1,5 bis 2 Kilometer tief ist. Die Atmosphäre war verdickt, obwohl nicht der atmosphärische Druck der Erde 14,7 psi betrug, aber genug, um besorgniserregende Stürme zu verursachen, also etwa 9 bis 10 psi, wenn ich mein schreckliches Wissen über Atmosphärenwissenschaften habe Einschätzung stimmt. Das Leben dort, zusammen mit der menschlichen Bevölkerung, wurde genetisch verändert, um mit niedrigerem Druck und den viel höheren CO2-Werten fertig zu werden (obwohl die hohen CO2-Werte eine Entschuldigung dafür liefern würden, warum die Kolonisten wild wurden, wenn auch keine gute), und haben insgesamt bessere Strahlungsreparatur, obwohl dies nach der Bürokratie und der lautstarken Minderheit, die "nur für den Fall!" rief, als nachträglicher Gedanke hinzugefügt wurde. Das Leben auf dem Mars kann jedoch unter extremeren Bedingungen leben, obwohl ich die oben genannten Bedingungen so lange wie möglich beibehalten möchte.

  • Die Frage, die ich stelle, gibt es eine Möglichkeit, eine solche Atmosphäre ohne Maschinen und stattdessen durch einen biologischen Prozess aufrechtzuerhalten, der sich entweder auf natürliche Weise durch Zufall oder durch Gentechnik entwickelt?

Danke schön.

Zählen Sie nach Der Mars verliert derzeit jede Sekunde etwa 100 Gramm (ein Viertel Pfund) Atmosphäre , was etwa 3000 Tonnen pro Jahr entspricht. würde sagen, dass die Zahl nicht so sehr von der Luftdichte an der Oberfläche abhängt, aber man kann sie mit 100 multiplizieren, aktuelle Atmosphärenmasse etwa 2,5e13t, also wenn der Druck auf der Oberfläche 100kpa wäre, um 1 Prozent zu verlieren es wird etwa 100 Millionen Jahre dauern. viel Zeit, um auszusterben oder in das Technologie- und Weltraumzeitalter zurückzukriechen.
Es ist kein Problem. Das Fehlen eines Magnetfeldes führt im Laufe der geologischen Zeit zum Verlust der Atmosphäre . Kein Problem in menschlichen Zeitskalen, nicht einmal ein Problem in historischen Zeitskalen. Von der Erfindung der Landwirtschaft bis zu unserer heutigen Zeit liegen nur 15.000 Jahre ... und es braucht mindestens eine Million Jahre, bis der Verlust der Atmosphäre messbar wird.
Wie MolbOrg betont, ist der atmosphärische Verlust auf geologischen Zeitskalen etwas, worüber man sich Sorgen machen muss. Außerdem ist eine Atmosphäre mit dem gleichen Oberflächendruck wie die der Erde viel tiefer als die der Erde, was sie zu einem sehr effektiven Strahlungsschild macht. Der Mars braucht einfach kein Magnetfeld. Ihre "Gartenwelt" Venus ist jedoch in Schwierigkeiten, denn selbst wenn Sie sich irgendwie mit ihrer höllischen Atmosphäre befassen, ist sie auf irgendeine Form von Orbitalschatten und künstlichen Licht- / Wärmequellen angewiesen, um sie bewohnbar zu machen. Wenn die Unterstützungssysteme ausfallen, beginnt es jeden 2-Monats-Tag zu rösten und jede 2-Monats-Nacht einzufrieren.
Sie scheinen zu denken, dass der einzige Effekt ohne Magnetosphäre darin besteht, dass der Sonnenwind die Atmosphäre wegbläst. Sie scheinen zu vergessen, dass der Sonnenwind selbst gefährlich und voller Strahlung ist.
@DKNguyen Eine Atmosphäre blockiert Strahlung, insbesondere wenn Sie genug aufstapeln, um einen Oberflächendruck von ~ 1 atm in der Marsgravitation zu haben. Sogar die vorhandene Atmosphäre bietet viel Abschirmung: jpl.nasa.gov/images/estimated-radiation-dosage-on-mars
@ChristopherJamesHuff Hmm. Ich verstehe.
@Seraphim Laut Bearbeitung: Ihre Charakterisierung der Venus als besserer Terraforming-Kandidat ist ... zweifelhaft. Den Mars in ein Gartenparadies zu verwandeln, wäre ein gutes Nebenprojekt, während Sie versuchen, die Venus kaum bewohnbar zu machen. Und auf jeden Fall kann die Biologie wenig tun, außer eine technologische Zivilisation zu entwickeln, um eine Ersatzatmosphäre von außerhalb der Welt zu erhalten, und der atmosphärische Verlust ist langsam genug, dass Sie möglicherweise eine neue intelligente Lebensform entwickeln könnten, um diese Zivilisation aufzubauen (Säugetiere haben existiert seit weniger als 200 Millionen Jahren).
@ChristopherJamesHuff Ich empfehle, die Videos „Spring time on Mars“, „Winter on Venus“, „Terraforming technique“, „Colonizing Venus“, „Colonizing Mars“ von Isaac Arthur auf YouTube anzuschauen.
@ Seraphim Ich nicht. Tatsache ist, dass die Venus drastisch stärkere atmosphärische Veränderungen, den Import enormer Mengen an Wasserstoff und entweder Änderungen ihrer Rotation, die mit irgendetwas, das der aktuellen Technologie ähnelt, einfach unmöglich zu erreichen sind, oder orbitale Megastrukturen benötigt, um das Sonnenlicht zu beschatten und zu reflektieren, die nur wenig sind plausibler. Das Terraforming des Mars kommt unseren derzeitigen Fähigkeiten so nahe, dass wir ernsthaft darüber nachdenken können, aber das Terraforming der Venus liegt völlig außerhalb unserer Möglichkeiten.
@ChristopherJamesHuff Rotation kann durch strategisches Bombardement von Kometen aus der Oortschen Wolke oder dem äußeren System gelöst werden, um die Rotation zu beschleunigen. Dies liefert auch Wasserstoff, obwohl in dieser Umgebung das Anheben von Sternen eine Sache ist und Sonnenmassen transportiert werden, entweder in einer Art Frachtraum oder mit einem Teilchenstrahl, der von magnetischen Satelliten abprallt, ein Wasserstoffstrahl kann auf die Venus gerichtet werden. Am Anfang wäre eine Abschattung erforderlich, um die Venus zu kühlen und die zusätzliche Atmosphäre zu extrahieren, aber danach könnte die Venus stabil genug sein, um die Entfernung der Abschattung zu ermöglichen. Dies ist natürlich optional.
Sie möchten, dass der Wasserstoff überschüssigen Sauerstoff bindet, und der Wasserstoff in Oortschen Wolkenobjekten ist bereits an Sauerstoff gebunden, und Sie fügen noch mehr Stickstoff hinzu ... das macht die Dinge wirklich nur noch schlimmer. Es hat auch energetische Probleme ... kurz gesagt, die Venus wird sich nicht abkühlen, während Sie dies tun, und Sie müssen möglicherweise eine Weile warten, bis sie wieder eine stabile feste Oberfläche hat. Und Sie könnten dem Mars tiefe Ozeane und eine dichte Atmosphäre mit einem Bruchteil der Impaktoren in viel kürzerer Zeit geben, ohne auf die Durchführung von Sternenhebeoperationen an der Sonne zurückgreifen zu müssen .
@ChristopherJamesHuff Nun, ich denke, es ist eine Frage der Perspektive. Die Terraforming-Projekte finden in der Zukunft statt, sodass das, was jetzt und in Zukunft machbar ist, sehr unterschiedlich sein wird. Es gibt Probleme mit den Methoden, die ich beschrieben habe, ja, aber ich zähle nicht die Worte, um auf den tatsächlichen Prozess einzugehen, den ich mir vorstelle. Wenn Sie sich fragen, wie ich überhaupt auf solche Ideen gekommen bin, dann empfehle ich Ihnen wirklich die Videos, die ich zuvor aufgelistet habe. Wenn nichts anderes, als zu erklären, was sie falsch gemacht haben, und eine bessere Quelle für Terraforming-Informationen vorzuschlagen. Obwohl das Gespräch nicht zur vorliegenden Frage führt!
Es ist keine Frage der Perspektive, sondern eine der Physik. Es geht auch nicht um Technologie: Fast alles, was hilft, die Probleme auf der Venus zu lösen, wird auch beim Mars helfen. Und im Allgemeinen empfehle ich keine YouTube- Videos als Quelle für diese Art von Informationen. Überprüfen Sie die Informationen zumindest mit anderen Quellen oder führen Sie einige Zahlen durch, um Dinge wie die Behauptungen zu validieren, die Sie über die Änderung der Rotation der Venus wiederholt haben. Sagen Sie auf keinen Fall „Hier, sehen Sie sich stundenlang die Videos dieses Typen an“, wenn jemand darauf hinweist, dass etwas keinen physikalischen oder logischen Sinn ergibt.
Ich weiss. Was der Venus hilft, hilft dem Mars. Und was die YouTube-Videos betrifft, ja, die meisten solcher Videos sind überhaupt nicht gut. Ich gebe zu, ich bin kein Mathematiker, aber nachdem ich die Videos gefunden hatte, habe ich eine Hintergrundüberprüfung durchgeführt, wer die Show leitete, hier ist der Wiki-Link, falls es Sie interessiert: en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Arthur . Wie auch immer, das ist ein bisschen entgleist, diese Frage bezieht sich auf den Mars, nicht auf die Venus :)!
Ich weiß, wer Isaac Arthur ist. Ich bin aufgrund seiner Videos auf andere Leute mit bizarren Missverständnissen gestoßen. Nein, ich werde mir seine Videos nicht ansehen.
@ChristopherJamesHuff Missverständnisse? Könnte ein paar sagen. Wenn ich falsche Informationen erhalten habe, würde ich es gerne wissen. Und vielleicht sind die Missverständnisse, die Sie gehört haben, auf einen Mangel an Kontext zurückzuführen.
Die Behauptung, die Venus sei ein besseres Terraforming-Ziel als der Mars, zeigt ein tiefgreifendes Missverständnis des Ausmaßes des Problems. Bei dem Versuch abzuschätzen, wie viel schwieriger es wäre, die Venus zu terraformieren, ist die Frage nicht, was die erste Ziffer wäre, sondern wie viele Nullen am Ende stehen. Niemand, der so etwas vorschlägt, hat die geringste Ahnung, wovon er redet, und ich brauche meine Zeit nicht mehr mit ihren Videos zu verschwenden.
@ChristopherJamesHuff Er ist nicht der Einzige, der solche Dinge vorschlägt, projectrho.com/public_html/rocket/colonysite.php .

Antworten (3)

/Pflanzen und Tiere haben sich an diese Bedingungen angepasst/

Sie passen sich weiter an! Der Unterschied zwischen niedrigem atmosphärischem Druck und zunehmend niedrigerem atmosphärischem Druck ist viel geringer als der Unterschied zwischen dem Leben unter Wasser in einem Ozean und dem Leben in einer Wüste. Das Leben auf der Erde hat das letztere Kunststück vollbracht. Mit der Zeit können Ihre Mars-Kreaturen Ersteres durchziehen.

Ich könnte mir Photosynthesegeräte mit robusten Wachsschichten vorstellen, um den Wasserverlust in den niedrigen atmosphärischen Druck zu begrenzen. Vielleicht halten diese Kreaturen an dem Sauerstoff fest, den sie in ihrem Gewebe bilden, genauso wie sie an den Zuckern festhalten, sodass sie beide für den nachfolgenden Stoffwechsel verwenden können, anstatt sich auf atmosphärisches O2 zu verlassen.

Das wäre ein schönes Geschichtenerzählen. Da wäre die heimische Marsflora und -fauna, die an einigen Stellen aussterben würde. Dann gibt es die angepassten Formen, die sich verbreiten – ähnlich wie vorher, aber mehr und anders.

Vergessen Sie nicht das angepasste Erdleben, das Symbiosen mit einheimischem Marsleben gebildet hat! Könnte diese Symbiose in die andere Richtung schwingen? Denken Sie daran, dass das Mars-Leben diese ganze "Atmosphäre verloren"-Sache schon einmal gemacht hat und es überstanden hat.

Danke für das Kopfgeld @Seraphim!

Aufbauend auf MolbOrgs Kommentar scheint es, dass Sie nur 100 g atmosphärischen Inhalt produzieren müssen, um der Wirkung von Sonnenwinden auf die Atmosphäre entgegenzuwirken.

Die alte Zivilisation hätte also riesige Maschinen erschaffen können, die Gase aus dem Boden produzieren. Beispielsweise könnte an den Polen ein Festoxidelektrolyseverfahren installiert werden, das das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff umwandelt. Wie der MOXIE- Prototyp.

Auch Kieselerde wurde auf dem Mars gefunden . Das reagiert teilweise mit Wasser, wenn es mit Flusssäure kombiniert wird.

Oder im Grunde aus jedem anderen Material, das die alten Zivilisationen dort hervorgebracht haben. Angetrieben durch Solar- oder Kernfusion, da sie ziemlich fortgeschritten zu sein schienen.

Kieselsäure kann nur durch Kernumwandlung in Wasser umgewandelt werden, und Sie brauchen keine Flusssäure, um den Sauerstoff herauszubekommen. Und MOXIE's zum Elektrolysieren von Kohlendioxid ... Sie brauchen keinen ausgefallenen Hochtemperatur-Festoxidelektrolyten, um Wasser zu elektrolysieren.
@ChristopherJamesHuff Silica ist Siliziumdioxid. Und SiO2 + 6 HF -> H2SiF6 + 2 H20 Sicher, Sie können etwas weniger Anspruchsvolles tun, um Wasser zu elektrolysieren.
Das ist nicht "Kieselsäure in Wasser umwandeln", sondern etwas Wasser als ein Produkt der Reaktion mit Flusssäure erzeugen. Wo willst du das herbekommen? Fluor ist extrem knapp und muss selbst von mineralischen Fluoriden getrennt werden, was noch energieintensiver ist als die Spaltung von Sauerstoff aus Oxiden. Schlimmer noch, die einzige lokale Wasserstoffquelle ist das vorhandene Wassereis, was diese ganze Reaktion zu einer Sackgasse macht.
@ChristopherJamesHuff Du hast Recht. Ich habe den Wortlaut geändert. Nun, die Flusssäure könnte in großen Lagertanks aus der alten Zivilisation dorthin gebracht worden sein. Da sie den Mars so stark terraformiert haben, dass Pflanzen und Tiere ihn bewohnen können, scheint das nicht allzu weit hergeholt zu sein.
Es gibt immer noch das Problem, dass Fluor sehr knapp ist, und das Fluoratom in einem HF-Molekül wiegt 19-mal so viel wie Wasserstoff, mehr als ein ganzes H2O-Molekül. Sie müssen Wasserstoff zum Mars transportieren und Sauerstoff aus Gestein spalten ... HF ist eine schreckliche Methode, um Ersteres zu tun, und ist für Letzteres unnötig. Sie könnten einfach elementaren Wasserstoff importieren, um ihn mit dem Sauerstoff zu Wasser zu verbinden, und geschmolzenes Gestein direkt elektrolysieren, um freien Sauerstoff zu erzeugen (siehe Elektrolyse von geschmolzenen Oxiden). Dann müssen Sie "nur" ein paar Quintillionen Tonnen Stickstoff importieren, um eine erdähnliche Atmosphäre zu erhalten ...
Entschuldigung, Korrektur: ein paar Quintillionen Kilogramm . Nur ein paar Billiarden Tonnen. Sie könnten stattdessen Ammoniak importieren: einfacher zu transportieren und erhalten Sie einen Teil des Wasserstoffs, den Sie zusammen mit dem Stickstoff benötigen (3,5-mal so viel Wasserstoff pro kg NH3 wie Sie pro kg HF erhalten, plus Sie benötigen tatsächlich Stickstoff, plus Ammoniak ist tatsächlich vorhanden Kuiper/Oort-Objekte).

was Sie ein Hyperbakterium haben könnten, das sehr leicht ist und in der Atmosphäre schwebt, sie ernähren sich von Licht, Wärme, Strahlung usw. was immer Sie wollen, sie sind in einer solchen Anzahl, dass sie Sonnenwinde blockieren, es könnten andere Bakterien haben Um einen Teil der Oberfläche abzubauen, um mehr Atmosphäre zu schaffen, wären Höhlen auch eine Alternative. Lassen Sie Ihre Fauna einfach größtenteils unterirdisch sein und eine Ausfallsicherheit, die die "Atmosphäre", die sie bereits hatte, absorbierte, und bringen Sie sie in eine Zuflucht, Pflanzen kommen Sie zu diesem Tank und bilden Sie ein Ökosystem innerhalb der Zuflucht, lassen Sie einige darin überleben, ebenso wie Tiere, und schließen Sie jeden Gasausgang, die Pflanze hat auch ein Stück zum Sammeln von Sonnenlicht, eine Wachsschicht, um den Wasserverlust zu reduzieren, und möglicherweise mehr Energie von der Sonne und eine Mischung aus Chemosynthese (Sie könnten auch eine Maschine zur Nutzung von Sonnenwinden für reine Energie haben,und die Pflanzen passen sich dank genetischer Veränderung an, um mehr Arten von Energie umzuwandeln, damit sie sie nutzen können)

einen sonnenwindresistenten Superwald zu haben, der einen Schild wachsen lässt, also ein Höhlensystem schafft, Myzelnetzwerke funktionieren als Teil dieses Ökosystems, das Myzel hier wurde so modifiziert, dass es viel besser und intelligenter ist, es wächst innerhalb des Sonnenschilds, und wandelt Sonnenwärme in Energie um, die über die Pflanzen verteilt wird, wird Energie vom Äolischen Typ verwendet, die größtenteils unbeeinflusstes Material sein kann, da die Marswinde im Allgemeinen stärker sind als die der Erde

Das Meer kann ein neues Dach aus Materialien haben, das es an der Oberfläche vor Verdunstung schützt, außerdem kann Wärme von den Pflanzen in Energie umgewandelt werden, sowie Licht, das auf die Oberfläche trifft, das Wasser wäre stark mit Sauerstoff angereichert, Lebewesen verwandeln einen Teil des Meeres Erde auf Höhlendächern zu Nahrung, und ihr Kot wird gefressen, von Pflanzen, Fischen etc. könnten sie einige Zeit überleben,

Entschuldigung für die Unordnung, ich bin ein bisschen müde

Der Sonnenwind dringt nicht in die Atmosphäre ein, er wird am oberen Rand der Ionosphäre weit nach oben abgelenkt. Sie wären sogar in einer niedrigen Umlaufbahn teilweise davor abgeschirmt, obwohl der Mars kein globales Magnetfeld mehr hat ( lasp.colorado.edu/~brain/images/duced_more.jpg ). Sie müssen sich hauptsächlich um UV-Strahlung kümmern, und eine sauerstoffreiche Atmosphäre bildet unter den richtigen Bedingungen eine Ozonschicht.
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