Kolonisering av Mars

Hmm vi vet ju inte vad för mineraler det finns på Mars, om det finns KalciumKarbonat, CaCO3 lätt tillgängligt, det är dock ingen lätt sak att sortera detta om det finns för mycket järnhaltiga mineraler. Är CaCO3 halten för låg så blir hållfastheten noll, det smulas bara sönder med tiden. Glasfiber fungerar bra som armering, men man kan inte förspänna glasfibern, det är därför man inte använder glasfiber så mycket här på Jorden i betong. Armeringsjärn är ju dock lätt att förspänna, Å andra sidan är hög hållfasthet faktiskt inte så högprioriterat eftersom gravitationen är lägre på Mars och därmed blir påkänningarna mindre.

Det finns dock sk eldfast cement som i vissa konstruktioner har armerats med glasfiber, vet dock inte något närmare om dessa blandningar. Jag känner till att i vissa blandningar så angrips glasfibern utav cementen och fibern försvagas, det är en kemisk korrosionsprocess, jag vet ej hur snabb den är.


Jo, faktiskt är glas (sodaglas) ganska starkt om man tex sätter små 10 cm breda hexagonala bitar i ett fackverk av tex stål eller aluminium. Eventuellt så kan glaset lamineras om man accepterar en mindre UV-förlust. Om man först bygger en större kupol och sedan en mindre inuti så kan man ha olika tryck i dessa och därmed minska tryckbelastningen. Dessutom ger det en god säkerhetsmarginal emot tryckfall. Frågan är om det finns KiseldiOxid (sand) och soda Na2CO3 i tillräckliga mängder ? Den förmodat stora mängden Järn i Marsytan ställer till problem eftersom glaset då antingen blir brunt eller djupgrönt, och det är inte så enkelt att tillverka ren KiseldiOxid utifrån järnförorenad sådan. Kiseltetraklorid-processen är en vanlig metod. Men ack så komplicerad att driva här på Jorden, hur ska den fungera uppe på Mars ?

Vanligt sodaglas har dessutom en hyfsat låg dämpning av UV-ljus, eventuellt kan man ju laminera glaset, men ännu bättre är förstås rent kvartsglas - men det är tyvärr rätt jobbigt att bearbeta eftersom det krävs mycket högre temperatur, man brukar använda vätgas/syrgas-låga.

Men här behöver man ju veta om vilket tryck som växter klarar sig utan problem. Vattenavdunstningen ifrån vanliga växters yta är ungefär densamma hela tiden, den drivs av osmosen som i sin tur beror på bla temperaturen, och tillgången på lösliga mineraler i jorden. Osmosen är en tryckskillnad och även om omgivande tryck skulle vara lågt så skulle vatten-transporten ungefär bli densamma.

Nu är ju Mars-atmosfären i stort sett ren CO2 vilket blir olämpligt för alla normala växter, de behöver en mindre mängd O2 för att upprätthålla den nattaktiva cellandningen. Iallafall vad jag läst mig till, jag kan inte minnas att jag sett en enda artikel om växtodling i ren CO2-atmosfär, om det ens är möjligt ?

De enda "växter" som kan växa i hög CO2-halt (reducerande miljö) är typ svampar osv, men även de behöver utnyttja en energipotential för att växa, dvs både en elektron-donator och elektron-acceptor för att fungera, dvs använda sk redox-processer för att hålla igång livsprocesserna. Tex de järnbakterier som växer på Titanics stålvrak. De oxiderar metalliskt järn till Fe3+ joner och får därmed energi nog att växa. Detta sker med hjälp av löst syre i havsvattnet, Finns dock inte löst syre så kan andra bakterier istället använda sulfatjoner, det kan bli en mycket komplex kemi av detta. Så livsprocesserna är en mycket spännande och komplex väv av avancerad kemi.

Man tar helt enkelt med sig en komplex soppa utav alger och bakterier och kollar vilka som kan växa på Mars ? Sen är det bara att odla.

Dammet och sandstormarna på Mars kommer att bli ett problem för alla konstruktioner, i synnerhet växthusen

Vad gäller UV-belastningen i Mars atmosfär så kan man anta att den är högre än på Jorden men eventuell långsiktig skadlighet vet vi inget närmare om.

NASA har tydligen haft en tävling om detta.

http://www.space.com/30854-nasa-3d-printed-mars-habitat-contest-winners.html

Verkar som vinnarna föreslår att man printar med IS. Oklart hur det ska fungera. Stor mängder vatten krävs naturligtvis. Står heller inget om hur man löser innertemperaturen. Dock smart för att avskärma strålning.

DrSvenne

UV-strålning vill man väl ändå inte ha? Växter och klorofyll saknar förmåga att absorbera UV så man kan gott blockera allt kortare än 400nm.

och ska man klara strålningen långsiktigt så behöver man åtminstone motsvarande 2 meter vatten eller strålskydd av något slag. Att bygga 2 meter tjocka strukturer låter sig inte göras så lätt. Förmodligen kommer kolonier långsiktigt att få leva i termitliknande förhållanden i tunnlar i marken. Med små utrymmen vid ytan där man kan vistas kortare perioder. Något Las-Vegas-liv kommer det aldrig bli.

Is är inte så hållfast som man kan tro, en spricka propagerar ju precis som i en glasbit så inte vet jag hur de tänkt. Jag känner inte till något material som är lämpligt att armera is med, is har ju ingen större tendens att vilja "klibba fast" vid något annat. Dock så har jag ju sett att tex glasfiberull som blöts ordentligt och sedan fryses till is blir rätt starkt faktiskt. Prova gärna och testa (!!) , pressa ur luften först så det sugs upp ordentligt, jag tycker vattnet verkar krypa in bättre med en aning diskmedel eller annan tensid.

Å andra sidan så är ju gravitationen svagare så lika stor hållfasthet som här på Jorden behövs inte. Men jag misstänker att is kommer att sublimera i Marsatmosfären ganska fort. Hur ska egentligen printningen gå till ? Man kan ju inte få vattnet att stelna på kommando, utan det är de värmeledningsekvationerna som bestämmer hur fort det stelnar, eller hur ? För de vanliga kommersiella 3D-printrarna så är ju ju temperatur-spannet mellan smältan och det som stelnat så stort att det stelnar mycket fort.

Om man istället använder olika slags betong så har man ju nackdelen att det kan stelna i pumpröret och munstycket och pumpen och därmed får man ju slänga kittet och byta till ett nytt rent kit.


Nja det är väl tvärtom att växter har hög absorbans av all UV, men den är ju mest skadlig vad jag vet. Å andra sidan lär jag ha läst publikationer om att vid artificiellt ljus i växthus att somliga växter växer bättre om det finns viss andel UV. Undrar om inte gränsen gick vid 253 nm (kvicksilverlampan) att allt med kortare våglängd än det är skadligt för växter.

Gissar dock att somliga växter, tex kakteer och sk suckulenter, som växer på hög höjd har stor UV-tålighet, de finns i SydAfrika bla.

Du kanske har rätt i att man kan lika gärna blockera allt under 400 nm - i att sådant mer kortvågigt ljus inte gör mycken nytta ändå.


Hmm, det låter ju illa om man behöver så mycket i strålskydd ? Vad är det för tumregel om vår atmosfär vi använder att vår atmosfär skyddar lika bra som 10 meter vatten, eller var det bara 5 meter eller kanske 1 meter ? Minns ej denna analogi man använde ?

Javisst kan man bo nere under marken om radioaktiviteten är acceptabel. Själv tror jag att hälsoriskerna med att bo på Mars är rätt så små, förutom lappsjukan o mental isolering. Värre kan ju vara ett muterat virus eller bakterie som kan slå ut kolonin ? Alltså en bakterie ellr virus som man har med sig och att det råkar mutera till något farligt, här finns dels det diagnostiska problemet och att ett eventuellt räddningsuppdrag tar alltför lång tid ?

En stor fara kan bli den låga gravitationen som på sikt medför förlust av skelett-vävnad och muskelmassa och rentav att Marsonauterna fuskar med sin träning så när de kommer tillbaks till Jorden de får tillbringa månader i ett badkar fyllt med vatten ? Hehe ?

En annan sak vi inte vet så mycket om är fosterutvecklingen hos någon som är gravid i svag gravitation.
Ytterligare en annan fråga är den om mineralsammansättningen hos Mars-jorden och att vi kan på sikt troligen förlora en del mineraler ur kroppen, vi kan inte räkna med att återvinna allt. På Mars finns ju ingen motsvarighet till havssalt som på Jorden där det finns en bra cocktail av mineraler.

Angående kväve så vet vi nog inte om det inre av Mars har en sådan kemi att det skulle finnas tex nitrider, eller andra former av hårt bundet kväve. Det finns ju helt säkert en massa intressanta saker att upptäcka där.

Tack Sadoman för påpekandet om gasen eten, den är ju det mest användbara kolvätet av alla om jag inte missminner mig. På tal om udda kolväten så finns det de där Brom- och Jod-kolvätena som är vätskor och har så hög densitet att de kan man använda för att separera mineraler med, i tex vaskningsliknande processer etc.

Dessutom finns det ju nämnt i äldre litteratur om Mars att man trodde det fanns kanaler på Mars byggda av Marsianer och man skulle ju kunna gräva kanaler som man hade sådana tunga halogenkolväten i att segla på/i, hehe, så är transportproblemen lösta ? Jag menar dessa tunga kolväten har väl ändå ett rätt lågt ångtryck ?

DrSvenne Har inte dom exakta siffrorna i huvudet men man pratar om att skydda marsfarare med flera meter tjockt vatten i rymdskeppet. Atmosfären på jorden motsvarar ganska precis en 10 meter vattenpelare. Atmosfären på mars motsvarar ca 1dm vattenpelare.

Den enklaste lösningen är troligen att borra utrymmen i marsberget, Det ger hållfasthet och skydd. spraycoata insidan så det blir gastätt. Vi återgår till att bli grottmänniskor på mars. Jag föstår inte varför folk är sugna på att leva sina liv på ett sånt miserabelt ställe.

Möjligt växter absorberar UV strålning men tror inte fotosyntesen drivs av UV ljus i nån större omfattning. det mesta av energicykeln är väl från intervallet 400-700nm med en lite dipp runt 500nm, därför löven ser gröna ut.

Ja, det var precis på spiken det ja, tack raskens ja jag hade det i huvet nånstans, men det kanske hade ramlat ner i mitt cylinderarkiv ? När jag började skriva så trodde jag på 10 meter sen blev jag osäker och tänkte nä det var nog 5 meter osv, Tumregeln handlar väl om atmosfärens ungefärliga massa, och då blir 10 meter vatten ganska precist ? När det gäller Mars så får man ju korrigera för att Mars ligger ju lite längre ifrån Solen, det gör ju dels att den strålningen försvagas, så därför kanske det räcker med 2 meter vatten, det är ändå en avsevärd massa man behöver ta med sig isåfall.

Å andra sidan så försvagas ju solljuset också på Mars så man kan ju inte räkna med att solcellerna ger så bra utbyte.


Javisst men det vill till att man hittar fast berg att borra i, man har sämre hjälp av gravitationen av att sätta tryck på borren, sen om man vågar spränga det vet jag inte - sten kan ju säkert kastas ut i omloppsbana om man laddar ordentligt, lite onödigt faktiskt, men att lägga sprängmattor på hjälper ju säkert. Fast det tar nog flera månader innan man lyckats spränga ut ett bergrum, och kan börja spraycoata det invändigt, sen ska det byggas slussar osv,

Man kan ta med sig en massa vinflaskor och lagra dem några år i bergrummen på Mars och sen ta tillbaks dem till Jorden och sälja dem svindyrt så man får ekonomi i projektet ? Det finns ju alltid rika dumskallar som köper vad som helst, bara det är dyrt ?

Det blir ju en rätt så torftig tillvaro ändå, Med tanke på strålningen hur mycket kan man vara ute på Marsytan varje dag för att inte få i sig mer än dagsdosen som här på Jorden ? Kan man tex ta skidturer på Mars nordpol tro ?

Jag får ju att skyddseffekten av Mars atmosfär till att vara bara en 1/100 del av Jordens och det ger ju bara 15 minuters vistelse vid ytan per dygn ?


Ja man har ju sett att växter efterhand skapar sig en tätare "hud" , kutikula, om UV-ljuset ökar, Ett annat exempel är de sk "levande stenarna", tex SydAfrika som har ett rätt tjockt skikt, som både skyddar både mot uttorkning och UV.
Någon av dessa har till och med en slags lins i "bladen".

Det är säkert riktigt att UV inte har någon större betydelse för fotosyntesen, men det skulle vara roligt att odla fram något slags alger som huvudsakligen utnyttjade UV och det skulle säkert ge upphov till en hel del exotisk kemi, eftersom energin hos UV är högre och den kan användas för andra elektronövergångar än vad som är brukligt.

Tex alger som kunna bilda såna där knasiga tunga halogenkolväten som dels kan has i kanalerna och dels utgöra en avsevärd växthuseffekt och dessutom kunna öka atmosfärstrycket på Mars så att det blev mera behagligt varmt där ? Nä nu var jag ute och snurrade igen,

Men det lär finnas någon alg, en slags tångruska i Söderhavet som bildar ett udda Bromkolväte med en säregen arom.

DrSvenne borde rimligtvis finnas solida berg på mars. Kanske tom mer i större omfattning än på jorden då mars inte har utsatts för varken biologisk aktivitet eller samma erosion från vatten som på jorden. Innan man börjar med några större projekt måste man nog ändå kartlägga Marsytan noggrant med omfattande prospekteringsexpeditioner. 10.000tals borrhål måste borras. Bara det är i sig en utmaning. Spränga tunnlar är nog enklare än att borra gissar jag. Man kanske kan anlägga bostäder på ytan som man sen täcker över med några meter marsgrus som schaktmaskiner får skopa över.

Mars Colonial Transport kommer att presenteras under IAC 2016 i september

//Toastmastern

Alltså den här uppskattningen jag gjorde får ni inte ta ad notam (bokstavligt) - den baseras bara på att den kosmiska strålningen skulle vara densamma på Mars som här på Jorden. 1/100 del av dygnets 1440 minuter blir ju knappt 15 minuter, och ihopräknat samma dygnsdos av strålning som här. Men man kan säkert tolerera en större dos än så - Men det skulle ju kännas visset om man åkte dit och var tvungen att stanna där typ 10 månader, större delen under marken och bara få totalt 3 dygn på ytan ute och vandra omkring ? Hela resan verkar ju bli bortkastad eller hur ? - Det är ju inte möjligt att konstruera en rymddräkt som ger ett gott skydd emot strålning och samtidigt ska vara lätt ?

Vad kan man tolerera för stråldos under dessa omständigheter ?

De som varit lång tid på ISS och tex MIR har ju förmodligen varit fullt medvetna om den ökade strålningsbelastningen i att de kan ha fått en livstidsdos av kosmisk strålning i så fall ?


Det är ju klart som korvspad om att det finns berg där, och gott om det. Men det är ju svårt att veta hur kompakt det är ?

Det blir fan så svårt att borra utan vatten, vatten smörjer och kyler och spolar bort allt gegget som bildas, Istället så kan man ju komprimera Marsatmosfärsluften och använda den vid borrningen ?

Men jag vet ingen sån där borr som kan ta upp en borrkärna och bara behöver kylas med gas (Marsluft), alla är väl konstruerade för vatten eller möjligen något som liknar dieselolja, Hur 17 får man upp dammet ur hålet så att borren inte kilar fast ? - Vatten är ju superbra för det blir en välling av det. Tror att man får dra upp borren var 10 cm eller så och blåsa rent hålet sen fortsätta.

Analyserna av borrproverna blir dock ett stort projekt, dels så får man såga sönder dem, stoppa dem i röntgendiffraktometrar, röntgen flourescens - elektronmikroskop osv osv - Det är väldigt mycket saker som behövs som ska tas med dit. Och minst dubbelt av allting ?

Visst är det fiffigt att schakta över en stor sandhög över habitatet men då måste det ju nat-vis vara rätt stark byggnad.

Anta att man skickar 20 pers på en 3-årig mission till Mars - 2 kg mat/dygn o person o 3 liter vatten - 109,5 ton i förnödenheter, ja vattnet kan ju återanvändas men jag är osäker på komposteringen av fekalier. Här på Jorden tar den vanligtvis ju ett helt år för att bli fullt komposterad. Komposten blir ju så att säga då någon slags dödvikt som man måste släpa på, det är ju klart att man kan ju hantera dem på annat sätt också.

Jag tror de gamla sjöfararna med sina stora segelbåtar var bra på att sätta samman fungerande grupper som var lagom stora och kunde fungera även under svåra omständigheter. Grupperna på vanligen över 50 sjömän gjorde väl antagligen att man psykiskt klarade av förluster av sjömän utan att tappa fokus, bättre än i mindre grupper.

Men ofta seglade de ju i två-tre skepp tillsammans, då hade de viss backup ifall det ena skulle gå på grund, förlisa eller navigera fel.

Det är väl ganska klart att eventuella transportfarkoster av något slag blir drivna av vanligt raketbränsle. Jag är mera intresserad av att veta hur dom har tänkt att lösa alla svåra frågor som t ex hur ska en koloni överleva på mars med dess extremt begränsade resurser utan att försörja dessa med enorma mängder gods från jorden.


DrSvenne

Jag undrar just om sjöfarare sållade ut sina matroser på annat sätt än att dom kunder röra på sig hade några tänder kvar och inte var blinda.

Angående borrning av hål på mars. Även en sån enkel sak blir ett stort äventyr då man inte kan smörja med vatten. Ett tydligt exempel på vilket gigantisk projekt det är att få en koloni på mars att fungera.

Spara på sig fekalier under färden dit för att använda som reaktionsmassa vid decelerationen inför landning? Det tycker jag låter som en skitbra idé.