Энергоемкие решения, Незамкнутые решения - К вопросу о коррекции климата Марса
Почти каждый из рассмотренных вариантов можно существенно ускорить или улучшить, если обладать хорошим запасом лишних Киловатов.
Так, если утыкать Марс атомными реакторами, ежегодно производящими 3*1023 Дж энергии (1016 ватт), то среднюю температуру на Марсе можно будет поднять градусов на 25 и добиться устойчиво плотной атмосферы вне зависимости от того, что там о себе думает парниковый эффект.
Поставляя энергию для "заводов" в виде микроволнового излучения через ретранслятор с реакторов мощностью те же 3*1023 Дж в год, можно преобразовать всю марсианскую атмосферу примерно за 30 лет.
К сожалению, эти мощности сегодня на много порядков превосходят содержимое "энергетических кошельков" человечества, поэтому думать о подобных проектах нам пока противопоказано. Это еще раз подчеркивает тот факт, что сама постановка задачи о колонизации Марса преждевременна.
Незамкнутые решения
Марс атмосфера солнечная радиация
Как справедливо отметил г-н Mixalych, выше рассматривались только решения, опиравшиеся исключительно на доступные на Марсе ресурсы. Но, используя энергию и вещество из источников вне планеты, можно построить ряд альтернативных стратегий.
Глубокий анализ этих альтернатив выходит за пределы того, что можно втиснуть в эту "статью". Но один, наиболее очевидный сценарий, допускает быстрое количественное рассмотрение. В этом сценарии речь идет о сбросе на Марс крупного астероида или кометы из, например, пояса Койпера, с целью разогрева и уплотнения атмосферы Марса. Покажем, что на сегодня этот путь, к сожалению, находится едва ли на грани выполнимого.
Во-первых, для начала надо оставить надежду Разогреть Марс за счет тепловыделения от падения кометы. Температуры, до которых нагревается вещество в ходе такого события, составляют сотни и тысячи градусов. В этих условиях львиная доля выделившейся энергии в считанные минуты уйдет в космос в виде излучения.
Но вот источником вещества падение астероида послужить может. Если в нем найдется значительное количество льда какого-либо достаточно тяжелого летучего газа, этот газ может остаться в атмосфере и повысить ее плотность до необходимого уровня.
В природе не так уж и много газов, наличия которых в серьезных количествах можно ожидать на койперовских телах. Собственно, их, пожалуй, можно даже перечислить: метан CH4, аммиак NH3, вода H2O, азот N2, и, вероятно, угарный и углекислый газы CO и CO2. Из указанных веществ наиболее притягательным выглядит твердый азот, который, кстати, даже наблюдается на поверхности Тритона. Сделаем ставку на этот газ.
Как уже было указано, для создания нужного давления необходима масса атмосферы в 4*1017 кг. Учитывая неизбежные потери газа при транспортировке и входе в атмосферу, нужное количество азота должно составлять, наверное, не менее 1018 кг. Далее, распространенность азота в солнечной системе примерно на порядок ниже, чем кислорода. То есть, если мы найдем ледяной астероид, азота в нем окажется, вероятно, процентов 10. Но для простоты допустим, однако, что нам невероятно повезло и мы обнаружили цельный кусок замерзшего азота указанной массы. Характерный размер такого тела будет составлять, кстати, километров 60, что, вообще говоря, довольно немало.
Это тело нужно будет доставить на Марс посредством коррекции его орбиты. Наиболее энергетически дешевым способом такой коррекции будет "остановка" кометы в нужный момент и затем ожидание ее падения на Марс. Чем дальше от Солнца комета, тем меньше ее скорость и тем проще ее остановить и направить. С другой стороны, ограничение на время операции (300 лет) требует, чтобы тело находилось не далее примерно 140 а. е. от Солнца, иначе оно не успеет прибыть к Марсу за 300 лет. Примем 140 единиц за базовое расстояние.
Скорость движения тел вокруг Солнца на таком удалении от него составляет около 2.5 км/с. Эту скорость надо погасить. Отсюда, и из массы астероида, вытекает величина потребной на это энергии: 3*1024 Дж. Это примерно на 4 порядка выше, чем ежегодно производимая ныне человечеством энергия. То есть, о данном направлении тоже можно забыть примерно на следующие 400 лет.
Вышеприведенные оценки Не означают, что использование внешних источников бесперспективно. Но они показывают, что, по крайней мере, в наиболее прямолинейной реализации это действительно не помогает разрешить проблему.
Возможные обходные пути на этом направлении - это: а) найти маленький астероид с газами, обладающими колоссальным парниковым эффектом [непонятно, насколько это фантастично]; б) растянуть коррекцию орбиты кометы на несколько сотен лет с тем, чтобы уложиться в доступный энергетический бюджет. Хотя суммарные затраты энергии при этом, как минимум, удвоятся, их распределение по времени может сделать проект потенциально осуществимым уже через 200-300 лет.
Похожие статьи
-
Общие соображения - К вопросу о коррекции климата Марса
Прежде всего, каковы потребные условия? Давление паров воды при температуре +37 OС составляет около 6300 Па [0.062 атм]. Значит, чтобы ходить без...
-
Локальные решения - К вопросу о коррекции климата Марса
До сих пор мы рассматривали исключительно методы, затрагивающие всю планету. Вопрос: а можно ли решить задачу быстрее и проще, если потребовать...
-
К вопросу о коррекции климата Марса - К вопросу о коррекции климата Марса
А в чем, собственно, проблема Вплоть до 70-х годов прошлого столетия большинство фантастов [Бредбери, Стругацкие и др.] описывали Марс как планету хоть и...
-
Заключение, Литература - К вопросу о коррекции климата Марса
При современном развитии технологий и в рамках имеющихся у меня знаний наиболее перспективными методами колонизации Марса выглядят, примерно в порядке...
-
Марс, Пояс астероидов - Солнечная система
Марс меньше Земли и Венеры (0,107 массы Земли). Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа, с поверхностным давлением 6,1 мбар...
-
- Расстояние от Солнца -- 228 * 106 км - Средняя плотность -- 3950 кг/м3 - Масса -- 0.107 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 687 земных...
-
Земля, Марс - Общие характеристики Солнечной системы
Земля , третья от Солнца большая планета Солнечной системы. Земля так же является планетой "земной группы". Земля образовалась примерно 4,566 миллиарда...
-
Законы Кеплера. - Строение Солнечной системы
Три закона движения планет относительно Солнца были выведены эмпирически немецким астрономом Иоганном Кеплером в начале XVII века. Это стало возможным...
-
Красные гиганты и сверхгиганты - Строение Солнца
- относительно холодные звезды высокой светимости с протяженными оболочками. Из-за низкойэффективной температуры этих звезд (3000-5000 К) поток энергии с...
-
Рождение и эволюция отдельных типов звезд - Общие сведения о звездах и их типологии
Процесс звездообразования. Эволюция звезд -- это изменение со временем физических характеристик, внутреннего строения и химического состава звезд....
-
БЕЛЫЕ КАРЛИКИ. - Жизненный путь звезд
Белые карлики - одна из увлекательнейших тем в истории астрономии: впервые были открыты небесные тела, обладающие свойствами, весьма далекими от тех, с...
-
Возможные сценарии развития нашего мира - Возникновение и эволюция Вселенной
1. Пульсирующая модель Вселенной, при которой вслед за периодом расширения наступает период сжатия и все заканчивается Большим хлопком 2. Вселенная со...
-
Как и все тела в природе, звезды не остаются неизменными, они рождаются, эволюционируют, и наконец "умирают". Чтобы проследить жизненный путь звезд и...
-
Значение Марсианской жизни - Анализ особенностей планеты Марс
В то время как следы жизни, о которой говорили ученые, что была якобы найдена на марсианском метеорите ALH84001, лишь микроскопическая, для людей это...
-
Кто вы жители Марса? - "Красная планета" Марс
Всего двадцать лет назад было трудно найти человека, который хотя бы раз не присутствовал на лекции "Есть ли жизнь на Марсе?". За срок примерно в полвека...
-
Введение, "Красная планета" - "Красная планета" Марс
Марс - от греческого Mas - мужская сила - бог войны, в римском пантеоне почитался как отец римского народа, охранитель полей и стад, позднее -...
-
Наши соседи - Меркурий, Венера и Марс - Планеты Солнечной системы
Оболочки Земли - атмосфера, гидросфера и литосфера - соответствуют трем агрегатным состояниям вещества - твердому, жидкому и газообразному. Наличие...
-
Атмосферный состав - Анализ особенностей планеты Марс
Содержание (%) Диоксид углерода 95.32 Азот 2.7 Аргон 1.6 Кислород 0.13 Оксид углерода 0.07 Водяной пар 0.03 Неон 0.00025 Криптон 0.00003 Ксенон 0.000008...
-
ВЕРХНИЕ ГОРИЗОНТЫ КОРЫ МАРСА - Сейсмичность Марса
Поверхность Марса покрыта чехлом обломочного материала (реголита), в образовании которого важную роль играли экзогенные процессы: эоловые,...
-
МАРС КАК ПЛАНЕТА - Планета Марс
Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля окажется точно между ним и Солнцем. Такие моменты (они называются противостояниями) повторяются каждые...
-
Марс - Строение Солнечной системы
Когда в 1965 году американская станция Маринер-4 с малого расстояния впервые получила снимки Марса, эти фотографии вызвали сенсацию. Астрономы были...
-
Исследования спутников Марса - Планета Марс
В 1969 г., том самом, когда люди высадились на Луне, американская автоматическая межпланетная станция "Маринер-7" передала на Землю фотографию, на...
-
Это как правило, большие каменные глыбы, которые приходят из пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Иногда их орбиты изменяются...
-
Эволюция Солнечной системы - Возникновение и развитие планетной системы
Как только масса пропланеты достигает 1-2 масс Земли, она способна захватывать атмосферу. Протоюпитер буквально за сотню лет увеличил свою массу за счет...
-
Эволюция Солнечной системы - Основопологающие теории происхождение солнечной системы
Как только масса пропланеты достигает 1-2 масс Земли, она способна захватывать атмосферу. Протоюпитер буквально за сотню лет увеличил свою массу за счет...
-
Эволюция Солнечной системы - Обзор основных теорий происхождения Солнечной системы
Http://www. astrogalaxy. ru/foto001/foto0085.jpg Как только масса пропланеты достигает 1-2 масс Земли, она способна захватывать атмосферу. Протоюпитер...
-
Итак, чем же грозит космос? - Чрезвычайные ситуации космического характера
В числе природных катастроф особое место принадлежит космогенным катастрофам, учитывая их крупные масштабы и возможность тяжелых экологических...
-
Белые карлики - Космические тела
Белые карлики - одна из увлекательнейших тем в истории астрономии: впервые были открыты небесные тела, обладающие свойствами, весьма далекими от тех, с...
-
Природа не терпит пустоты -- утверждали многие в древности, хотя и затруднялись как следует объяснить, "с чего это они взяли". Этим утверждением...
-
Малые тела Солнечной системы: - Солнечная система
- Астероиды (относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и...
-
Черные дыры - Процесс образования и структура звезд
В одной из рентгеновских двойных систем, называемой А0620-00 удалось очень точно измерить массу компактной звезды (для этого использовались данные разных...
-
Исследование Вселенной человеком. - Небесные тела
Астрономические наблюдения из Земли. Ученые делают снимки звездного неба и анализируют их. Мощные радиолокаторы прослушивают космическое пространство,...
-
Основные слои в атмосфере Солнца - Солнце и Солнечная система
Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой очень горячий плазменный шар. Солнце - ближайшая к земле звезда. Свет от него доходит до...
-
Анизотропное шоссе - Черные дыры во вселенной
Насколько нам известно, первым ученым, придумавшим объект, напоминающий черную дыру, был английский священник и теолог, один из основателей научной...
-
Скорость удаления, Возраст квазаров - Квазары
У наиболее далеких из известных до сих галактик красное смещение весьма велико. Соответствующие ему скорости удаления измеряются десятками тысяч...
-
Модель Пуанкаре в единичном круге - Геометрия физического пространства
Смещение излучения пробных тел: 5.1 (для круга Пуанкаре) 5.2 -- В линейных размерах физического пространства, где r -- расстояние до наблюдаемого тела....
-
Как и все тела в природе, звезды не остаются неизменными, они рождаются, эволюционируют, и наконец "умирают". Чтобы проследить жизненный путь звезд и...
-
Черная дыра - как последняя стадия эволюции звезд - Черные дыры
После выгорания термоядерного вещества в звезде, масса которой сравнима с массой солнца, то свойства газа кардинально меняются. Подобный газ называется...
-
Источники энергии звезд - Энергия звезд
Наиболее очевидным свойством звезд является то, что они светятся, точнее, являются самосветящимися телами. За счет чего покрываются их энергетические...
-
Рождение и эволюция звезд - Рождение и эволюция звезд
Мир звезд огромен и разнообразен. За тысячи лет до нас это знали внимательные наблюдатели неба -- пастухи, мореходы, проводники караванов. Они отличали...
Энергоемкие решения, Незамкнутые решения - К вопросу о коррекции климата Марса