Nehmen wir an, es gibt eine lebensfähige Stadt mit 150.000 Einwohnern auf dem Mars, die Kolonie existiert seit 50 Jahren oder länger. Private Unternehmen haben das meiste davon finanziert und sie haben eine große Präsenz auf dem Planeten. Ich weiß, dass Sie gefrorenes Wasser verwenden können, aber sagen wir, wir wollen unsere Wasservorräte nicht "verschwenden", um Sauerstoff herzustellen.
Es gibt das MOXIE-Projekt, das CO2 umwandelt, und das ist ein echtes Projekt . Ich habe in Andy Weirs Buch Artemis gesehen, dass O2 als Nebenprodukt bei der Herstellung von Aluminium hergestellt wurde (ich bin mir nicht sicher, wie, habe das Buch nicht gelesen.)
Ich vermute, es gibt andere Möglichkeiten, aber ich habe nicht viel Glück bei meiner Suche. Nehmen wir an, Terraforming hat auch noch nicht stattgefunden. Wie können wir genug O2 produzieren, um eine große Kolonie zu ernähren?
Moxie scheint die Anlaufstelle für nahe zukünftige Mars-Missionen zu sein. Sie können Eisenoxid oder andere Mineralien abbauen, um Sauerstoff zu gewinnen, Sie können Pflanzen verwenden und Sie können Elektrolyse verwenden. Ich würde erwarten, dass all dies zu einem Mars-Sauerstoffkreislauf beiträgt, kein Techniker würde alles produzieren.
Die fehlende Technologie ist jedoch die Sauerstoffrückgewinnung und -wiederverwendung. Diese Siedlungen werden im Wesentlichen geschlossene Systeme sein, die die gesamte Luft und das gesamte Wasser recyceln und nach Bedarf zwischen den beiden umwandeln.
Sie verschwenden auch kein Wasser durch Elektrolyse. Erstens, dass Wasserstoff viele Verwendungen hat – Wasserstoff und CO2 können Methanbrennstoff herstellen (der für Raketenstarts benötigt wird) und auch zur Herstellung einfacher Kunststoffe verwendet werden können. Der eingeatmete Sauerstoff verschwindet jedoch nicht, das Atom wird von unserem Körper an andere Moleküle gebunden und kann aus der Abwasserbehandlung oder CO2-Wäschern zurückgewonnen und wieder in das ursprüngliche Sauerstoffmolekül umgewandelt werden. Es kann dann sogar mit dem ursprünglichen Wasserstoff in einer Brennstoffzelle rekombiniert werden, um etwas Strom und Wasser zu erzeugen.
Der Mars ist bekanntermaßen der „Rote Planet“, weil er mit einigen Formen von Eisenoxiden bedeckt ist. Es sollte nicht zu schwer sein, dies zu reduzieren, um Eisen und Sauerstoff zu extrahieren, obwohl ich vermute, dass es einfacher sein wird, Hydrokulturpflanzen diese 95 % CO2 der Marsatmosphäre einfach wegfressen zu lassen.
Die Versorgung einer kurzen Expedition mit Sauerstoff im Vergleich zu einer dauerhaften Kolonie ist eine ganz andere Aufgabe, eine einzelne Expedition würde so etwas wie MOXIE brauchen, aber eine Kolonie muss Pflanzen haben, und zwar viele davon.
Derselbe Weg, der die Erdatmosphäre sauerstoffreich gemacht hat: Pflanzen.
Tiere haben eine natürliche wechselseitige Symbiose mit Pflanzen. Tiere nehmen Sauerstoff auf, um sich mit Glukose in einer Reaktion zu verbinden, die Wasser, Kohlendioxid und den größten Teil der im Körper verbrauchten Energie freisetzt. Pflanzen wandeln Kohlendioxid, Wasser und Energie (normalerweise aus Sonnenlicht über Photosynthese) in Wasser und Glukose um.
Marserde ist sehr gut in der Lage, eine Vielzahl von Pflanzen zu unterstützen, daher besteht keine Notwendigkeit, Erde von der Erde zu transportieren. Wenn Sie eine geschlossene Umgebung für Menschen geschaffen haben, können Sie dort auch eine Vielzahl von Pflanzen platzieren, um eine atmungsaktive Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Als zusätzlicher Bonus sind viele Pflanzen essbar oder haben medizinische Eigenschaften. Nahrungspflanzen wie Zwiebeln, Knoblauch, Grünkohl und Süßkartoffeln sollten alle gut in Marsboden wachsen, solange Sie eine gute Temperatur aufrechterhalten und sie gießen, und da Grünkohl, Blumenkohl, Brokkoli, Kohl, Rosenkohl und mehr alle sind die gleiche Art , wäre es vernünftig zu erwarten, dass sie auch gut abschneiden.
Wasser ist auf dem Mars reichlich vorhanden, obwohl es möglicherweise Heizung oder Bohrungen erfordert, um Zugang zu erhalten.
Für den Verzehr von Pflanzen muss der Boden behandelt werden: Der Marsboden enthält Brom- und Chlorverbindungen, die für den Menschen giftig sind.
Wütende Muppet
MajorTom