Kolonisering av Mars

Går inte reaktionen jämt upp i slutändan?

CO2 ut atmosfären reagerar med H20

CO2 +2H2O --> CH4 + 2O2 endoterm (framställning)

CH4 + 2O2 --> CO2 + 2H20 exoterm (rakterreaktion)


Compact fusion är nog inget jag skulle hoppas på de närmaste 200 åren. Fusionsexperter som gått igenom Lookheeds experiment har radat upp med en mängd svårigheter som dom uppenbarligen ignorerat (av okunskap eller så har dom gjort någon fantastisk upptäckt som dom håller hemlig som alla fusionforskare i världen har missat). Loockheeds fusionsförsök är lite sinnebilden av mars-koloniseringsentusiasterna.

Din reaktion är inte helt korrekt. CO kan reagera så med vatten. För CO2 är det inte lika troligt. Så här ser reaktionerna ut:

CO + H2O <-> CO2 + H2
eller
2CO + 2H2 <-> CH4 + 2 CO2
eller
CO2 + 4 H2 -> CH4 + 2 H2O

Väte måste komma nånstans ifrån. Troligast är att det måste transporteras från jorden. Inga säkra källor till väte har hittats på mars än även om vatten borde finnas i någon form, främst is. Men lite väte räcker en lång bit om man använder det till metanproduktion. Metan blir raketbränsle och syre får man via elektrolys av reaktionsvattnet som i sin tur ger mer väte som kan ge mer metan. Har man bara väte så har man kommit en bra bit. För reaktionen slutar inte med metan.

CH4 + cracker -> C (kimrök) + 2 H2

Kol kan man tillverka metaller av som kan användas till att expandera sitt boende. Man kan även använda det till att tillverka plaster och plaster har så gott som oändliga användningsområden. Dessutom kan man använda kol till att tillverka kisel för solpaneler. Energiproblem löst...

Sadoman

Jag skrev bara upp summaformlen, inte dom ingående delreaktionerna. Det är inget som hindrar någon att hitta lämpliga reaktionsvägar så att CO2 och H2O bildar metan och syrgas. Jag menar inte att CO2 skulle reagera direkt med H2O. Det jag vill påpeka är att det inte nödvändigtvis måste bildas överskott på vätgas som inte kan användas.

Närmaste exemplet på jorden är ju fotosyntesen som man kanske kan modda så att alger börjar producera metan och syre av CO2 och vatten.

Jag håller med dig. Jag ser inte hur överskott av väte kan uppstå. Och även om så är varje vätemolekyl på Mars på tok för värdefull för att slängas.

Ja, riktigt - vätet får man ifrån elektrolysen av vattnet - Gissningsvis så tror jag att vatten finns i stora mängder på Mars men då bundet i form av hydrater se förra inlägget, men det blir i regel energimässigt kostsamt att utvinna vatten ur dessa hydrater


Man får allt ha en helsikes rejäl kemilåda med sig om man ska kunna göra komplexa kolväten utav Metan, det är inte så väldigt enkelt faktiskt - Troligen ett hopplöst företag att få något så komplext att fungera så långt borta. Tänk på att för varje generation utav sådana maskiner/robotar man skickar upp härifrån Jorden så går det 3-4 år emellan dem, 100 år går fort o på dessa 25 generationer av maskiner så tror jag inte att de kan processa en avancerad plastkemi. Och när människan slutligen kommer dit så är dessa plaster och kemien redan föråldrade ?

Men tanken är ju riktig har man bara de aktuella grundämnena så kan man koka ihop vad som helst bara man har kemilådan med sig.

Tanken med att hitta is/flytande vatten är att det är rätt så enkelt att hantera det med pumpar elr som ånga osv, är det däremot hårdare bundet vatten så måste man ha grävmaskiner och ugnar mm, och hela den processen blir svårt att få att fungera mekaniskt.


Jo, fast de kan vanligtvis inte samtidigt producera Metan och Syre direkt, För Metanet brukar rötning behövas etc, Vi känner ju till fotosyntesen men den är långsam och faktiskt inte så värst energieffektiv av sig, skulle tro att de andra stegen med solceller är effektivare. Vi tycker ju gärna att fotosyntesen är magisk på något sätt, vilket den ju är, men den följer ju kemiska lagar, energiprincipen och termodynamiken till 100 % ändå - det är inte frågan om något kemiskt/fysiskt trolleri.

Mars har ju mycket större potential i det långa loppet än vad Månen kan bistå med, men även här vet vi alldeles för lite om bägge himlakropparna.

Såvitt jag begripit om fusionsreaktorer är att enda sättet att fånga energin som produceras i den är att fånga upp värmen. Men här finns en stor brasklapp som det sällan skrivs om angående tänkbara fusionsreaktorer. Det är nämligen så att energitätheten i ett plasma av det slaget är vanligtvis alldeles för lågt för att man ska kunna ta ut något värme så att det kan konverteras till användbar energi av något slag. Även om reaktorn har en positiv energibalans.

Jämför tex Solen - i Solen så sker ju dessa reaktioner men räknat per kubikmeter solmassa så är reaktionerna så fåtaliga att jag skulle tro att slängde man in ett ägg i Solen så skulle det ta en bra stund innan det blev typ bara löskokt ? (Om man alltså räknar bort fotonenergin)

Jämför också tex en ångmaskin och om en fusionsreaktorn skulle användas som en sådan det kanske tar typ 4 månader innan man fått upp ångan.

Jag menar att plasmat inuti reaktorn är alltför glest för att löna sig att utvinna värme ur.

Jag erinrar mig någon riktigt gammal uträkning om en fusionsreaktor och skulle man behöva generera tex 1 kW så behövde den bli stor som en idrottshall. Alltså ett helt orimligt företag att extrahera blott 1 kW ur en sådan stor volym.
Åja vi får se vad som kommer ut av det. Energin som produceras i en fusionsreaktor har en annan nackdel i att den är så hög att reaktorns material troligen förstörs ganska fort. Energin är inte som i en fissionsreaktor där strålningen automatiskt snabbt modereras till enbart värme, pga att fissionsreaktorn o dess bränsle i sig självt är en så kompakt massa, och utgör delvis dess egen moderator.

Så när det gäller fusion så räcker det inte bara med en positiv energibalans utan även att energitätheten är tillräckligt stor för att löna sig att ta ut den (vi har ju ändå inte oändligt effektiva termoskärl att fånga värmen i).

Är energitätheten alltför låg så försvinner energin bara ut i omgivningen.

Det är bla därför man intresserat sig för laserfusion för att få en mer koncentrerad värme. Men jag inte sett några uträkningar på länge om hur tätt man kan hålla plasmat.


Ja atmosfären på Mars har bara ett tryck på ~ 20 mbar eller vad det är (?? Jag är för lat att kolla) (det blir en 1/50-del av Jordens atmosfärstryck) , ballongen kan troligen inte ens bära sin egen vikt utan att den då behöver bli enormt stor. Eftersom atmosfären på Mars är så tunn så är det tycker jag otänkbart att tro att man ska kunna "flyga" runt i atmosfären med propellrar pga att de får för lite "grepp". Jag kan inte se att man kommer att kunna bygga ett flygplan som är lätt nog att det får en lyftkraft större än sin egen vikt.

I och för sig kan man ju flyga omkring med hjälp av raketer, men när bränslet är slut så är man tillbaks på Marsytan igen.

Is - hydrater. Jag tycker man bör se vatten som ett mineral på Mars oavsett form. Jag tror flytande vatten är exceptionellt sällsynt på Mars och man får nog bryta vattnet som is precis som vattenbärande mineraler. Om sådan finns. Borde finnas men jag tror inte jag hört det bekräftats.


Allt man behöver framställa är eten som inte är många steg bort från metanol via substitutions och eliminationsreaktioner. Och metanol kan man ju få ur kolmonoxid och väte med annan katalysator. Får man bara etanol så är det klart. Ur etanol får man eten som ger polyeten. Sedan ska vi inte glömma karbamidplaster. Våra martianer kommer kissa en hel del. Kiss innehåller karbamid som kan utvinnas. Det får reagera med formaldehyd som är enkelt att tillverka ur metanol. Med lite koncentrerad ättiksyra som katalysator (får man ur etanol) så får man ännu en plast.



Kemilådan finns på Mars. Marsjorden innehåller ju samma grundämnen som finns på jorden (förutom kväve). Kemilådan innebär bara katalysatorer. Sånt som är extremt sällsynt även på jorden, som metaller som ruthenium och platina, får man nog ta med sig för att vara säker på att de finns vid behov. Katalysatorer förbrukas dock i väldigt liten takt så enorma mängder behövs inte. Och andra katalysatorer, som kiseldioxid, finns garanterat redan på plats. "Live off the land".

Det kan ju finnas flytande vatten längre ner under ytan på Mars, troligen är det ett slags saltvatten. Frågan är om man verkligen kan pumpa upp vattnet utan att det fryser inne i pumpröret, det är ju vanligtvis ganska kallt på Mars. Inte så enkelt att konstruera ett borr-rör som värms up av tex elström och är stadigt nog om ytan skulle vara hård. Dessutom tar det väldigt mycket värmeeffekt om hålet är djupt.

Jämför med hur man i Sibirien borrar efter olja/gas, ibland så kommer det ju med vatten i oljan vilket kan frysa invändigt i rören, ett rätt odrägligt problem, åtminstone tidigare, nu vet jag inte hur de gör.

Om Kväve:

Det finns ju ide'er om att Jordens tidiga atmosfär skulle ha innehållet tex mycket Metan och Ammoniak, Den Ammoniaken skulle ju kunna utgöra kvävekällan för den atmosfära Kvävgasen vi har nu. Det finns tex bakterier kallade denitrifikationsbakterier som kan omsätta NH3 till N2 via en rätt komplex rutt, - Vi kanske inte heller känner till alla vägar som Kvävecykeln kan ta, här finns lite info:
https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_cycle

Vi har ju just inga fossila avlagringar, inte vad jag vet, som kan avgöra om Ammoniak förekom i den tidiga Jordatmosfären. Men om den fanns så var kanske samma bakterie- och algsoppa och stromatoliter och sådant som konverterade Ammoniak till Kvävgas (som gick ut i atmosfären) och att Fotosyntesen bildade Syrgas som i sin tur oxiderade Fe2+ jonerna i havet till rost, dvs JärnOxidHydroxid, Magnetit mfl, och även Syrgas som sipprade ut i atmosfären

Det är möjligt att det då fanns cyanobakterier som kunde göra bägge sakerna ? Möjligen finns det kvar än idag på somliga platser, bara man letar ?

Anledningen till attt jag propagerar för att Ammoniak skulle vara en prekursor till atmosfärisk Kvävgas är för att dem kometer som landade då på Jorden troligen skulle innehålla mera Ammoniak än molekylärt Kvävgas, förstås i frusen form. Ammoniak bildar gärna kristaller som är rätt så stabila, medans fruset Kvävgas är inte så stabilt.

Jupiters atmosfär innehåller dessutom en hel del Ammoniak om jag inte minns fel.

För Mars del så kan dess Ammoniak innehåll i den tidiga Mars-atmosfären idag befinna sig som Ammonium-salter - som alla har hög affinitet för vatten -- roligt nog kanske i form av just AmmoniumPerklorat ?

Visst så är tex eten och etenoxid bra prekursorer till mer avancerade kolvätekemiska processer, och visst kan man ur de enkla byggstenarna åstadkomma nästan allt. Men det kan då behövas massor av olika process-steg och att flytta typ en fullt fungerande petrokemisk plastindustri till Mars förhållanden blir ingen lätt logistisk uppgift. Har du tex sett hur ett raffinaderi ser ut ? Bara i antal kilometer rör så blir det en avsevärd kvantitet. Och reparationer blir väldigt svårt att genomföra, reservdelar måste kanske skickas ifrån Jorden osv. Jag håller dock med att alla väsentliga råvaror finns på Mars, men man måste ju nå en sk kritisk massa av robotar och maskiner innan kolonierna blir helt självförsörjande.

Det bör gå att pumpa upp om man hittar en fyndighet. Det flytande vatten som man verkar ha påvisat ska ju vara flytande enbart pga den stora salthalten. Det kan inte frysa till is så det problemet löser sig självt. Istället måste man se till att vattnet inte sublimerar direkt.


Jo det måste funnits ammoniak i jordens tidiga atmosfär. Ammoniumjoner är den mest troliga vägen atmosfäriskt kväve tog för att bli biologiskt tillgängligt. Främst skedde nog detta via åska i begynnelsen och långt senare fick livet förmågan att ta upp molekylärt kväve direkt. Det fanns inget syre i atmosfären på flera miljarder år så kväveoxider var inte troliga. Kväve + metan/andra enkla kolväten -> ammoniak eller amin via åska är troligare. Vet inte om jag kan hålla med om att det skulle funnits mycket ammoniak och metan, atmosfären dominerades av koldioxid kväve och vattenånga, men det är inte nödvändigt. Med aminer och aminosyror i vattenpölar blandade med andra enkla organiska ämnen så skulle ingredienserna för liv kunna ansamlas.

Jag tror dock inte att något av det som hänt på jorden hänt på mars. Jag tror inte på kvävehaltiga mineral. Inte ammoniumsalter och definitivt inte nitrater då dessa så gott som uteslutande är resultatet av, ganska avancerat, organiskt liv i en oxiderande miljö (nitrifikationsbakterier). Jag tror inte något liv fått chansen att börja på mars. Jag är övertygad om att mars ursprungliga kväve, som måste funnits, läckt ut i rymden pga mars låga massa 8och skulle göra det igen om vi försökte oss på att terraforma mars).


Jo jag har sett raffinaderier. Har du sett Dr Zubrins metanfabrik? Reaktorn var stor som en ölburk... Man kan tillverka mycket med bara en e-kolv som "raffinaderi". Man behöver inte en enorm fabrik för en mindre koloni. Och då menar jag en liten station med invånare i två siffrigt antal eller en forskningsstation som behöver lite plastfolie för att bygga tak till ett växthus, glas för väggar och lite stål till stommen. Det är saker jag kunde tillverka i mitt labb i plugget. Katalysatorer och energiförsörjning är nyckeln, inte enorma rörledningar som man släpar till mars från jorden. Reservdelar från jorden är också onödigt. Du tar med en kombinerad 3d skrivare/datorstyrd fräs/svarv istället. Ur block av aluminium, polyetenplast eller stål, tillverkade in situ, så kan du tillverka vilka reservdelar du vill.

Javisst tror jag att det går att pumpa upp om det är saltvatten men vi vet inte om det finns djup permafrost isåfall finns ju risk att borrhålet fryser iallafall. Tex bland salterna så har ju tex Kalciumklorid mfl salter + Vatten en fryspunkt på närmare -50 C elr däromkring, Vanligt salt + Vatten har en fryspunkt på -21 C.

Nitrater idag på Jorden är resultatet av biologiskt liv utom den konstgödsel som tillverkas idag. Dessutom bildas små mängder nitrater i form av salpetersyra högt upp i atmosfären av reaktioner mellan molekylärt Kväve och Ozon, till kväveoxider sen till salpetersyra fast jag har ingen uppgift på om hur mycket som bildas. Ävenså åskväder förstås, precis som du skriver

Man kan ju se på stenar och berghällar att det växer små skorplavar och även dessa innehåller små mängder proteiner som måste ha bildats ur kväve på något sätt. I så fall i regel ammoniumkväve.

Nåja det tål att diskuteras, Ja precis som du skrives så somliga lättmolekylära gaser (låg molvikt) kunna dunsta bort om gravitationen är för svag på den aktuella planeten, om den absoluta temperaturen är för hög och om solvinden är stark. Man kan beräkna detta ur ekvationer, men det kan vara lite svårt att gissa hur lång tid denna process tar - Tex om man skulle flytta Mars mycket närmare Solen hur lång tid tar det innan all CO2 är försvunnen ? Faktiskt inte så lätt att räkna på.

För Jordens del så är det så att våra lättaste gaser finns bara en liten del kvar, av tex Helium och Vätgas. Ammoniak som gas har låg molvikt på 17 g/mol så den kan dunsta ifrån tex Marsatmosfären, det är riktigt.

Nja bara plastfilm för växthus på Mars lär inte fungera, denna är alldeles för tunn och skulle innebära att växthusens inre lufttryck skulle var detsamma som ute i Marsatmosfären, detta ynka atmosfärstryck räcker inte för att växterna ska kunna fungera, Såtillvida är tex Vattens partialtryck vid runt + 20 C runt 20 mbar, vilket gör avdunstningstakten ifrån växtcellerna blir för stor, och växten inte hinner dra upp vatten genom rötterna lika fort som det behövs (det avdunstar ju genom klyvöppningarna, porerna) - Vilket jag kan tänka mig att de yttre växtcellerna torkar och spricker, den sk "turgor" (= cellernas egen ytspänning) kan helt enkelt inte upprätthållas, i det låga atmosfärstrycket.

För att verifiera att jag gissar rätt så är det ju läge att sätta upp ett experiment med växter i en vakuum-kammare, och se hur länge de klarar sig, något dygn skulle jag tro på sin höjd.

Ett växthus på Mars torde dessutom behöva bli stort för att kunna hålla kvar värmen effektivt.

Glaset skulle behöva vara av typ trycktåligt flygplansfönsterglas, men dessa är gjorda av plaster men dessa plaster har i allmänhet en alltför hög UV-absorbans, - dvs dämpning. Och UV-ljus kan ju behövas för att växterna ska växa bra.

Sammanfattningsvis så behöver ett växthus på Mars dels vara stort , dels trycksatt, dels vattnas med avsaltat vatten mm

Jag tror det är mycket svårt att få komplexa maskiner med rörliga delar i att få att fungera länge utan mänsklig tillsyn. Tänk dig en 3D-fräs elr -svarv, sk CNC-maskin som ska bearbeta metallstycken. Om tex något så enkelt som fräsverktyget går av så är det nog jätteknepigt att byta det, det kan ju gå av så att flisor fastnar här o var inne i kammaren och inne i frässtycket o det måste rensas ur så att produktionen kan fortsätta - Jättesvårt att låta en robot göra det som dessutom måste vänta på kommandon i 20 minuter per moment, pga signalfördröjningen emot Jorden

En teknik man testar idag är att 3D-printa byggnader med cement. Naturligtvis är man långt ifrån en fungerande maskin för Mars. Men tekniken skulle kunna bli mycket intressant. Det kräver naturligtvis också att man har stora mängder vatten. Stora delar av materialet skulle kunna komma från marsytan. Dock är armering fortfarande ett problem. Antar att glasfibrer skulle fungera.

Man skulle kunna ha en Stor rover med lång robotarm i mitten, kanske monterad på någon typ av höj och sänkbar platform. Denna matar man med vatten och mald mineral från Mars. 3d-printar ett hus så stor man behöver och kan. Backar ut och printar golv samt sista väggen samt en öppning passande för luftslussar. Ingen lätt match precis, men ingen byggteknik kommer vara enkel.

Borde vara enklare än att flyga dit NCC och ett gäng betongbilar i alla fall.

För att lösa UV-ljuset är naturligtvis en "vanlig" 3d-printad Mars-byggnad med UV-LED på insidan att föredra. Dels kan man belysa hela dygnet och dels är byggnaden stabilare och lättare att tillverka. Stora glaskupoler i alla ära, men det är svårt att tillverka, ofta dåligt isolerande samt lättare att knäcka än betong.

Det kanske inte är så effektivt att bygga växthus i glasliknande material eftersom anläggningarna måste hålla för tryckpåkänningarna. OM man i stället grävde ner anläggningar eller gjorde dom i betongliknande material skulle hållfastheten blir överkomlig. Men då krävs intern belysning, dom effektivaste lamporna kanske kan omvandla 50% av energin sen krävs det att dom drivs av solceller som säg har en verkningsgrad på 50% (glädjekalkyler så klart) plus att mars-solen bara är hälften så intensiv. I slutna system krävs således minst 8ggr mer area för att producera samma area grödor på jorden. I verkligheten kanske det blir 10-15ggr mer area som krävs.

En variant vore att i stället genmodifiera alger som kunde producera all näring som behövdes sen cirkulerar man det genom transparenta slangar som får ligga på marsytan.

I slutändan så står man där med att vad än man tar sig för så krävs det mångdubbelt med både energi resurser, areor, transport för att leva på mars.