¿Marte respirable?

Estoy trabajando en una historia de ciencia ficción de un futuro lejano que tiene lugar en un Marte terraformado y me gustaría comprobar los hechos. Las estimaciones actuales (ver aquí y aquí ) son que el CO2 en Marte podría liberarse en forma de gas para calentar el planeta y elevar la presión atmosférica a aproximadamente el 30% de la tierra, que no es respirable pero es una presión suficiente para no ser letal (alrededor de nivel del monte Everest).

Suponiendo que se pueda aumentar el contenido de oxígeno (a través de algún medio tecnológico que separe el CO2 en carbono y oxígeno), ¿una mayor proporción de oxígeno a baja presión permitiría que un humano lo respire? Ciertamente sería delgado, pero los atletas que escalan montañas encuentran que sus cuerpos aumentan el recuento de glóbulos rojos para capturar oxígeno de manera más efectiva. ¿Es la presión del nivel del Everest demasiado delgada incluso si el porcentaje de oxígeno fuera más alto que el de la Tierra (alrededor del 21% del aire)?

Supongo que se han solucionado cosas como el viento solar que elimina la atmósfera debido a la falta de un campo magnético. Los factores limitantes son la gravedad marciana y la presión y el contenido del aire. También asumo que no se ha importado masa adicional (gas o de otro tipo) de ningún otro lugar y estamos trabajando únicamente con lo que Marte tiene para ofrecer.

Soy consciente de esta pregunta sobre darle a Marte una atmósfera sobrevivible, pero la respuesta aceptada afirma que la presión atmosférica estaría limitada por la gravedad sin explicar por qué Titán, que tiene una gravedad del 14% de la Tierra, puede sostener una atmósfera mayormente de nitrógeno a mayor presión que la Tierra.

Algunos han respondido con sugerencias de formas de convertir CO2 en O2. Eso no es lo que estoy preguntando. Estoy preguntando si el gas al 30% de la presión terrestre se puede hacer respirable. Editaré la pregunta para mayor claridad.
Al ver el título, mi pensamiento es que Mars no me cabe en la nariz.

Respuestas (4)

Sí. Necesitarás tener un porcentaje mucho más alto de oxígeno en la atmósfera. La clave es que la presión de O2 esté dentro del rango aceptable. Las primeras naves espaciales usaban entornos con una presión general más baja pero con oxígeno casi puro.

Pero, simplemente poner el O2 allí no lo hace respirable. Todavía necesita tener niveles aceptables de CO2, por ejemplo, ya que demasiado es mortal. Además, los niveles muy altos de oxígeno pueden presentar otros problemas.

Derecha. Soy consciente de los peligros de tener demasiado CO2. Incluso el 3% realmente lo está presionando. Si el CO2 pudiera convertirse en otras formas (grafito, oxígeno, agua con hidrógeno del espacio...) ¿crees que la presión sería suficiente si el contenido de O2 fuera alto? ¿Eso me da insectos gigantes gratis?
Sí, creo que sí, siempre que la presión resultante de O2 sea aproximadamente la de la Tierra. Entonces, si la atmósfera es 1/3 de la de la Tierra, querrías 3 veces el O2. No creo que afecte a los insectos porque la presión de O2 es la misma, por lo que no hay manadas de chinches gigantes deambulando por el planeta.
El comentario del insecto gigante fue más que nada una broma, pero gracias por la respuesta. Al 30 % de presión (~30 kPa), eso es 70 % de oxígeno (21 kPa = 30 kPa * 70 %). Esperemos que un contenido de oxígeno tan alto no cause otros problemas.
Oh, sé que era una broma... me recordó a los escarabajos marcianos gigantes llamados Buggalo de Futurama :-)
Sin embargo, en serio, lea sobre la atmósfera utilizada en vuelos espaciales anteriores, porque lo hicieron para aligerar la carga (el aire tiene peso) y evitar las curvas. Creo que todavía hacen esto para caminatas espaciales por esa razón.

Si esto es un futuro lejano y la eliminación atmosférica se ha resuelto, entonces puedes hacer lo que quieras. Resolver la eliminación atmosférica requerirá inducir un núcleo magnético más fuerte en Marte que involucre gigatoneladas de metal o que se coloque algún tipo de escudo entre Marte y el sol para evitar que el viento solar haga lo suyo. Cualquiera de las soluciones implica habilidades de ingeniería y fuentes de energía mucho más allá de lo que tenemos ahora.

Con este tipo de tecnología avanzada, la separación del CO2 en carbono y oxígeno debería ser fácil. Los reactores nucleares podrían encargarse de este tipo de procesamiento. Si se requiere una solución de "tecnología más baja", las plantas capaces de operar a las presiones atmosféricas y densidades de CO2 citadas en esos dos artículos podrían comenzar fácilmente el proceso de convertir CO2 en O2.

== Editar ==

La presión en sí va a ser un problema. Según esta calculadora de presión atmosférica a 0,3 de la presión superficial, la altitud es de poco menos de 30 000 pies. Si bien es posible que un ser humano sobreviva a esa altitud, no se sentirá cómodo allí y la exposición prolongada causará todo tipo de Daño inducido por privación de oxígeno. A esas altitudes/presiones, simplemente no hay suficiente oxígeno para que el cuerpo lo use. Ciertamente, la FAA recomienda usar oxígeno suplementario para todos los pasajeros por encima de los 14,000 pies.

Puede haber la misma [relación] de moléculas de [nitrógeno]/oxígeno a 20.000 pies que al nivel del mar, pero debido a la reducción de la presión parcial, esas moléculas están más espaciadas. En consecuencia, la presión parcial de oxígeno en el torrente sanguíneo se reduce significativamente; por lo tanto, no hay suficiente presión para permitir que el oxígeno ingrese a la sangre, y no puede respirar profundamente o lo suficientemente rápido para compensar.

Aparentemente no fui claro. No estoy preguntando cómo convertir CO2 a O2. Estoy preguntando si un gas al 30% de la presión de la Tierra puede hacerse respirable simplemente al tener una mayor proporción de O2, o ¿la presión misma impedirá la respiración? Otra forma de pensarlo es, ¿se requeriría la tecnología del futuro lejano para mantener una atmósfera respirable, o Marte sería capaz de sostener una naturalmente una vez terraformada (sin material extraplanetario adicional)?
@ Hatch22 Gracias por aclarar. Creo que tengo una respuesta a tu pregunta. Básicamente, la cantidad de oxígeno en el aire no importa si el oxígeno es demasiado delgado para atravesar las paredes de los alvéolos de los pulmones para llegar a los glóbulos rojos.
@ hatch22, sin ser modificada, incluso la delgada atmósfera que propone sería imposible: los vientos solares la llevarían al espacio.
@SeanBoddy, el OP dijo que el problema del viento solar se había resuelto (aunque no cómo se resolvió).
De hecho, lo hizo: realmente solo quería abordar ese comentario específico, tal como lo entendí. Marte debe modificarse permanentemente, y no creo que se pueda hacer que el núcleo de Marte genere un escudo natural suficiente sin masa extraplanetaria. Entonces, es un gran generador de escudos, ¿verdad?
@SeanBoddy, parece :)
@SeanBoddy, bueno, si realmente quieres saberlo, estaba pensando en un caparazón hecho de nanoestructuras de carbono casi perfectas para bloquear el viento solar usando carbono extraído de la atmósfera/suelo. Si mis cálculos son correctos, hay suficiente carbono para hacerlo y sobra algo. Pero estoy tratando de evitar tener que importar material de otro lugar, y la altura de Olympus Mons significa que me gustaría un caparazón al menos 50 km por encima. la altura media de la superficie.
Con respecto al problema de la presión parcial, esperaba que un mayor porcentaje de oxígeno en la atmósfera pudiera ayudar a compensar eso.
@ hatch22: no he hecho los cálculos ni nada, pero me arriesgaría a adivinar que tendrás que importar eso. Todo se reduce a lo que es más barato, y apuesto a construir una infraestructura industrial para construir esa cosa en Marte, bueno, no lo sé.
@SeanBoddy, claro, con la tecnología actual eso es definitivamente cierto, pero la tecnología del futuro lejano puede ser capaz de hacer cosas como dividir CO2 en C y O2 directamente usando vacío UV y radiación de mayor energía, que está fácilmente disponible en Marte, y manipular moléculas con nanotecnología .
Gigatoneladas de metal? difícilmente. Lo más probable es que el núcleo de Marte ya sea de hierro, simplemente frío y sólido. Necesitas una forma de calentarlo. La mejor manera de hacerlo es tener un reactor nuclear fuera de control y sin blindaje. El reactor tiene un alto flujo de neutrones y produce cantidades masivas de productos de activación. A medida que los productos se descomponen, calientan el núcleo, manteniéndolo fundido. Eso es más o menos lo que calienta el núcleo de la Tierra.
Una nota, ya que esto ha sido golpeado de todos modos. La eliminación atmosférica de los vientos solares es tan condenadamente lenta que no es realmente un problema en escalas de tiempo humanas. Pasar el tiempo preocupándose por eso es un completo desperdicio.

El mejor método para convertir CO2 en oxígeno es... por fotosíntesis. No cuesta nada, no requiere mantenimiento y se enciende automáticamente. Pero para que esto ocurra, tendrías que agregar mucho carbono en la corteza de Marte.

Aparentemente no fui claro. No estoy preguntando cómo convertir CO2 a O2. Estoy preguntando si un gas al 30% de la presión de la Tierra puede hacerse respirable simplemente al tener una mayor proporción de O2, o ¿la presión misma impedirá la respiración?

Básicamente, tendría una atmósfera de oxígeno puro ya que tiene una presión total baja y necesita la mayor parte de esa presión para la presión parcial de oxígeno. Eso sería muy peligroso ya que el oxígeno puro (incluso a presiones más bajas) hace que las cosas sean altamente inflamables: vea el desastre del Apolo 1. Necesitas un gas amortiguador como el nitrógeno, y no hay mucho nitrógeno en Marte.

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