Framtida bosättning på Mars

SVT sänder en intressant dokumentär i 6 delar. Första delen gick nu i veckan:

Del 1 av 6: Den röda planeten. Kommer vi någonsin att kunna resa till Mars? Både NASA och Ryssland arbetar med olika typer av scenarier för hur vi ska kunna lyckas. Det finns dock många problem med en så lång rymdfärd. Hur undviker man till exempel kosmisk strålning och tekniska fel och hur påverkas människokroppen av en flera år lång rymdfärd?

I programmet talades det bl.a. om hur vi i framtiden förhoppningsvis ska kunna bosätta oss på Mars. För att skapa ett beboeligt klimat var man tvungen att tillföra vatten.

Vad tror ni, är detta verkligen möjligt? Mars har en medeltemperatur på -63 grader och atmosfören består i 95% koldioxid. Jag har väldigt svårt att se hur man skulle kunna styra upp dessa ogästvänliga förhållanden till ett människovänligt klimat.

EDIT: Hittade en intressant artilkel i ämnet. Här talas det om att det krävs ett par årtioenden för bakterier at skapa en miljö på Mars där vi kan odla växter. Bakterierna ska producera koldioxid som i sin tur utvecklar en växthuseffekt. Jag får inte ihop det riktigt, där är ju i stort sett enbart koldioxid i luften på Mars redan. http://biotech.idg.se/2.1763/1.85457 Artikeln är fyra år gammal, har vi skickat några bakterier än?

Jag är sedan gammalt fascinerad av rymdfärder, och kittlas förstås av tanken på en bemannad resa till Mars.
Men jag återfaller ändå till tanken att de enorma resurser som skulle läggas på att resa till, och eventuellt kolonisera, Mars skulle kunna användas så mycket bättre här på jorden.

Om mänskligheten nu skall lägga astronomiska (ursäkta..) belopp på att påverka klimatet på en planet i "beboelig riktning", så kanske det vore lämpligt att göra detta här hemma på jorden...

/T

En resa till Mars är en fascinerande tanke. Det där SVT programmet är dock ganska fånigt för det har gjorts en massa ganska dumma val. Det finns ingen anledning att skicka allt på en gång i ett enormt paket. Mars direct är ett smartare grepp. Där skickar man först alla fordon för att återvända till jorden. Det är obemannat och börjar tanka sig själv genom att konvertera CO2 till metan och syre. På så sätt sparar man inte bara enorma kostnader i bränsle transport, men vet även att allt funkar får att återvända till jorden långt innan människor startar. Vid nästa lämpliga fönster så beger sig människorna iväg i ett betydligt mindre skepp (samtidigt skulle man kunna skicka nästa bas till nästa uppdrag på nästa del av Mars). De landar vid sin bas, som redan är konstruerad, och utför sitt uppdrag.

Inte förrän människor landar på Mars så har man med flit skickat bakterier till Mars men med allt som skickats ditt från NASA, ESA och USSR så är det inte omöjligt att några mikrober slinkit förbi. Vi vet att det fanns mikrorober på Surveyor sonden som landade på månen på 60 talet och som hämtades tillbaks till jorden på ett efterföljande Apollo uppdrag. Dessa bakterier "återuppstod" när de återintroducerades till en levbar miljö.

Angående terraforming och idéen att göra Mars till en levande jordlik planet så är det inte mer än en scifi dröm. Det är inte möjligt hur mycket pengar vi än plöjer ner i projektet. För det är ganska uppenbart att Mars inte kan bibehålla en tät atmosfär eftersom det inte har en. Det har haft en tätare atmosfär som kanske var levbar för miljarder år sedan men denna läckte ut i rymden pga Mars lägre ytgravitation. Vi skulle kunna spendera triljoners triljoners på att återskapa en tät atmosfär bara för att se på hur den igen läcker ut i rymden.

Venus vore faktiskt en lämpligare kandidat för att göra levbar:
http://www.flashback.org/showthread.php?t=346232

Jag tror inte att terraforming av Mars är något som har minsta chans att ske innan rymdfart i sig blivit en trivialsak.

Kolonier däremot är en annan fråga, kväve, koldioxid och vatten finns bevisligen på planeten, och kan man bygga ett rymdskepp som klarar månaders resa i rymden bör ett litet ekosystem inte vara något större problem. Det största problemet blir då energitillgången då det krävs en hel del.

De förslag jag sett på hur planeten ska terraformas brukar lyda ungefär såhär:

1. Stek ytan med en sollins med diam 16000km. Detta frigör koldioxid, vatten och tyvärr även ansenliga mängder svaveldioxid. Den smälta och avgasade magman rinner därefter innåt vilket förhindrar att den återabsorberar atmosfären.

2. Svaveldioxiden övergår långsamt till bundet sulfat under det att mer CO2 frigörs.

3. Den nu betydligt tätare atmosfären bestående utav kanske 95% koldioxid tillsätts bakterier och omvandlas under ett par decennier till syre. Kvävemängden, som ökat under stekfasen, blir dock aldrig lika hög som på jorden, utan ration blir kanske 92-8 syre-kväve. Tillräckligt för (genmanipulerat) växt och djurliv. Troligen måste man ha ett högre innehåll av växthusgaser för att inte få ett alltför kallt klimat.

Ang. hur snabbt atmosfären försvinner så sker detta sannolikt under loppet av tiotusentals år, vilket i geologiska sammanhang är lite men för oss människor är det en evighet. Om någon okänd faktor accelererar förlusterna så kan man alltid placera ett solvindsskydd i lagrangepositionen mellan Mars-Solen.

Absorbtion av koldioxid i mineraler har jag svårt att tro kan ske tillräckligt snabbt för att göra venus till ett attraktivt alternativ, det är trots allt runt 900 ton per kvadratmeter.

Det kväve som finns på Mars finns redan som atmosfäriskt kväve där mängden ungefär motsvarar mängden helium i jordens atmosfär. Det finns ingen process som skulle kunna binda kväve till marsjorden då det är ungefär lika reaktivt som helium och därför finns det heller ingen process för att höja mängden kväve i marsatmosfären. Och det finns inte heller tilläckligt med CO2 för att höja atmosfärstrycket med mer än ungefär 6ggr. Låter massivt men blir ändå bara ca 5 kPa eller 5% av jordiskt atmosfärstryck vid havsytan. Och CO2 är giftigt för människor och för de flesta andra organismer, inklusive växter, om koncentrationen är högre än 3%. Och när du på något magiskt sätt konverterat den tunna atmosfären till 96,5% syre och 3% CO2 (och 0.467% kväve) så har du ju igen minskat mängden växthusgas. Och Mars blir kall igen. Får hoppas att den fina spegeln inte blir träffad av en liten asteroid...

Hade "min" spegel varit avsedd för polerna som du verkar tro så hade den varit mycket, mycket mindre. Mars är tektoniskt död till skillnad ifrån jorden, och har därför aldrig genom vulkanisk aktivitet släppt ut de mängder koldioxid som funnits på jorden och finns på venus.

Spegeln ska helt enkelt smälta en del av ytan* så att befintliga karbonater bryts ned till oxider och CO2. Kväve och bundet vatten (hydroxider) finns även det bundet i skorpan, om än i mindre mängder. Allt går med våld. Att bygga en organism som tål de extrema förhållandena som råder lär knappast vara omöjligt. Då den fasen är över kan man plantera in växter, som möjligen även de kräver lite "tweaking"... Metan är en effektivare växthusgas än CO2, N2O likaså, båda kan tänkas tillföras i takt med att de bryts ned genom en bakterieflora.

Eller också kör man low-tech versionen och tillsätter en större mängd perfluropropan, som är tusentals gånger effektivare än CO2 som växthusgas och dessutom sägs ha halveringstider på tusentals år. Siffror kommer

Asteroider bör inte vara något problem, det krävs en del för att slå sönder en märkbar procent av ett såpass stort tunnt membran.

För att kontra, vad gör du om ditt venusvatten blir uppätet genom processer såsom bildning av malakit och dylika hydroxidmaterial? Venus yta lär ju törsta efter vatten då den kylts ned. Då får du ingen absorbtion av koldioxiden, Och vad händer om en asteroid träffar den skyddsbarriär som måste finnas för att minska mängden solljus.


EDIT: Mängden N2 per ton genomsnittlig Jordskorpa är tjugo gram. I en c-klass asteroid är mängden 1.4kilo. Men vad är halten på Mars? Den bör rimligen ligga någonstans där emellan, dvs högre än Jordens då Mars inte är på långa vägar lika tektoniskt aktiv som Jorden.

Jorden fick inte sin tidiga koldioxid atmosfär från vulkaner. Koldioxiden var (är) alltid där. Samma med kvävet. Jordens vulkanism bara återför en del av den koldioxid som mineraliserats. Läs upp på den geologiska kolcykeln. Mars hade lite geologisk aktivitet som släppte ut koldioxid ett tag, och som ersatte den som mineraliserades och som försvann ut i rymden, men så fort den geologiska aktiviteten dog ut så började Mars dö ut.


Var skulle kvävet komma från? Är du ens bekant med kvävets reaktioner? Det mesta av kvävet som finns som mineraler på jorden finns där pga biologi. Som tex nitrater. Skulle det ha funnits liv på Mars för länge sedan som bundit kväve? Det första kvävet som mineraliserades på jorden bands via åska till tex ammoniak. Skulle Mars haft tillräckligt med atmosfär för att binda en användbar, ens mätbar, mängd kväve via åska?



Du svarar på din egen fråga... Tackar.


Igen. Du verkar väldigt obekant med kemi. Vad använder man i tex ISS för att filtrera ut CO2? Litiumhydroxid. Så gott som alla alkaliska hydroxider reagerar spontant med koldioxid och bildar karbonat + vatten. Reaktionen bildar vatten. Vatten som kan reagera med mer oxid och bilda mer hydroxid som bildar mer karbonat och vatten i närvaro av koldioxid osv. Så det är just dessa "uppätelse processer" som är just precis det Venus behöver. För att kontra dig, hur skulle du förhindra mineralisering av Mars CO2 när planeten väl är varm nog för att tillåta rinnande vatten igen?


Intressanta siffror. Skulle veta vart du fick dom. Kvävet i jordskorpan är i form av mineraler medan kvävet i C klass asteroider är i form av aminosyror och andra organiska kvävehaltiga ämnen. Sådana ämnen bildas i en reducerande miljö men har Mars någonsin haft en reducerande atmosfär? Har den varit full med vätgas och metan? Vad är oddsen på det med tanke på att Mars knappt har gravitation nog att hålla kvar koldioxid? Jag anser att den absolut största mängden kväve som finns på Mars finns i atmosfären. Och det är som sagt inte mycket.

CuO är ett exempel på en oxid som gärna snor åt sig vatten för att bilda ex. CuCO3*Cu(OH)2, fler exempel är salter såsom Na2CO3, MgCO3, CaSO4, då i form utav kristallvatten. Ska du binda 900ton koldioxid men inte 300kg vatten så får du nog problem i vilket fall som helst.


Vad gäller Marsytan, så tyder förekomsten av den röda Fe2O3 på att atmosfären varit oxiderande, och det är egentligen rimligt då de första offren för solvinden bör ha varit vattenmolekyler som slås sönder i väte och syre, varav vätet är mest lättfotat. Det är alltså möjligt att "uppnå" en abiogen oxiderande atmosfär om man gör sig av med de egentliga reducerande gaserna, vilka egentligen aldrig funnits i någon större mängd.

F.ö tackar jag för att du ifrågasatte kväveinnehållet, Birch (www.paulbirch.net) verkar i sin "terraforming Mars quickly) utgå ifrån att nitrater bildats, vilket min (tydligen begränsade) kunskap i kemi vid vidare examinering finner underligt.

Få processer ger sig på N2, även i en oxiderande atmosfär krävs extrema temperaturer i form utav åska eller meteoritnedslag för att bilda kväveoxiderna som sen kan bindas.

Kanske medför den extra UV-strålningen och det (låga) syreinnehållet ett ozoninnehåll i övre delen av den då reducerande atmosfären som sen käkade upp CH4, H2S, NH3 etc.... Fast kvävet tros ju idag ha funnits i form av N2, ett av de få ämnen som går säkert för O3.

Fan, det verkar alltså som att vi måste kasta Ceres på Mars ändå för att få ett resultat.

Hur snabbt blåser egentligen gaser bort ifrån en oskyddad planet med given gravitation? Hm.

Jag har gjort några antaganden baserade på experiment jag själv gjort. Jag lät helt enkelt NaOH reagera med CO2 och noterade hur mycket värme som utvecklades då karbonater bildades. Jag noterade även den kondens som bildades på insidan av flaskan då vattnet som bildades avgick som ånga. Om man utsätter ett mineral som innehåller vatten för värme så avgår kristallvattnet, naturligtvis. Och jag utgår från att Venus skulle förbli en högtemperatur värld ett bra tag till även om temperaturen sjunker tillräckligt för att vatten ska kondensera. Högt tryck - hög kokpunkt. Men det borde givetvis även innebära att kristallvatten också har svårt att avgå. Sen vet vi inte ens exakt vad Venus ytan har för sammansättning. Jag bara antar att det finns oxider...


Marsjorden verkar än idag vara stark oxiderande. Troligtvis finns det ämnen som H2O2 i jorden. Jag skulle inte vilja vara en mikrob på Mars...


Jag har alltid beundrat forskare som Bob Zubrin och Chris McKay för deras arbeten och idéer om att terraforma Mars. Men sen slog det mig: vänta nu. Var är kvävet?


Framtida studier av Mercurius och Månen borde ge svar. Rent matematisk kan man utgå från den kinetiska gasmodellen tillsammans med Stefan-Boltzmanns strålningslagar för att kalkulera hur mycket energi solstrålning kan ge en atom.
Vi kan se att både Venus och Mars förlorar atmosfär. Venus har förlorat sitt vatten pga UV som splittat det till H och O (samma för Mars). Vätet har sedan uppnått flyktenergi och dragit ut i rymden. Så i princip är ju både Venus och Mars oskyddade planeter med given gravitation. En av dom kan bevisligen hålla i en tät atmosfär. Den andra kan det inte. Så vad hände med kvävet på Mars, som borde funnits där? För om Mars inte kan hålla kvar kvävet vad finns det för hopp om att skapa en jordlik atmosfär?

Hade gärna åkt till Mars men efter man börja läsa mer och mer så börjar jag ångrar mig.

Vill fan inte möta jävla gigantiska sandmaskar o skit.

Är det någon som vet varför det inte finns ett magnet fält på mars?

För att ta jorden som exempel så drivs vårat magnetfält av rörelser i järnkärnan enligt dynamoteorin. http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamo_theory

Mars har ingen sådan motsvarighet.