El planeta tiene estas características:
La tecnología para hacer agua debe cumplir con estas restricciones:
La tecnología tiene que estar en la nave espacial. Esta nave espacial puede ser enorme.
Básicamente, la humanidad acaba de hacer que la Tierra sea inhabitable, por lo que necesitan escapar. Cada país fabrica su propia nave espacial y selecciona un planeta que cree que sustentará la vida.
Algo termina mal: una de las naves se estrella en un planeta desierto. Los humanos ahora están confinados allí durante al menos un par de siglos mientras desarrollan la base de fabricación para reparar la nave espacial.
Pueden vivir en la nave espacial, pero necesitan, por la razón que sea, hacer agua.
¿Pueden fabricar agua? ¿Si es así, cómo?
"Planeta desértico" significa probablemente sílice, que es SiO 2 u otros silicatos y óxidos . Con tecnología de nivel del siglo XX y suficiente energía (ya sea de la planta de energía de la nave estelar o de conjuntos de colectores solares adicionales), podemos extraer oxígeno de la arena .
Por otro lado, para hacer agua también necesitamos hidrógeno .
Es casi seguro que el hidrógeno está allí, porque este es un planeta rocoso , por lo que se formó a partir de la sección "rocosa" de una nube de acreción estelar o nebulosa planetaria. Salvo circunstancias cosmológicas exóticas, el hielo y los hidrocarburos tenían que haber estado allí . Pero el hidrógeno de la superficie probablemente se desvaneció cuando la atmósfera se evaporó eones antes ; por lo tanto, sus colonos deberán perforar agujeros profundos para llegar al agua, los grupos hidroxilo, los hidrocarburos y los hidroácidos atrapados en el núcleo del planeta . A menos que el planeta sea lo suficientemente joven y lo suficientemente tectónicamente activo para tener respiraderos volcánicos o fumarolas; en ese caso, los compuestos de hidrógeno podrían componer hasta el 1% de los humos.
En el vacío, los protones pueden capturarse mediante humos ionizantes utilizando cualquier fuente de radiación ionizante, por ejemplo, rayos X, y empleando una rejilla de alambres de cobre cargados positivamente y platino cargados negativamente. Los protones (núcleos de hidrógeno) serán atraídos por el platino y adsorbidos , y luego podrán recuperarse mediante calentamiento. Si la emisión no es demasiado violenta, tal vez se pueda "tapar" todo el sitio y toda su salida se pueda capturar y comprimir.
Por otra parte, si el planeta experimentó un período "acuoso" significativo, entonces se habrán formado varios óxidos y silicatos hidratados estables a largo plazo (por ejemplo , jennitas ) y aún deberían estar disponibles sin demasiada perforación; si el planeta ha albergado formas de vida CHON en el pasado remoto, los hidrocarburos biogénicos podrían incluso estar disponibles.
Las técnicas de producción de hidrógeno , no muy eficientes con la tecnología actual, incluyen la espalación de protones inducida y requieren isótopos fuente adecuados, que son raros .
Si su planeta tiene metano, entonces puede trabajar con eso. Aparecerá en el lado oscuro del planeta y muy probablemente en forma congelada.
Después de tener en sus manos este metano, tiene algunas opciones.
Si tiene oxígeno para gastar y / o necesita absolutamente el agua, simplemente puede quemar el metano que liberaría agua.
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
Esto requiere que puedas usar hidrógeno para extraer agua de las rocas (ya que ya contienen oxígeno), lo cual se explicará más adelante. Aunque esto es una apuesta, será mejor que la técnica del oxígeno a largo plazo.
Tendrás que usar una técnica para extraer hidrógeno del metano sin tener que usar oxígeno.
CH 4 + H 2 O (+ calor) → CO + 3H 2
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (+ pequeña cantidad de calor)
Después de tener todo ese hidrógeno, tendrás que extraer roca y hacer que reaccione con el hidrógeno, según este documento .
FeTiO 3 + H 2 → Fe + TiO 2 + H 2 O
Un problema es que su roca debe ser la misma o reaccionar de manera similar, sin embargo, cuando obtiene esta agua, puede usarla en el primer paso para obtener más hidrógeno y seguir generando más agua hasta que se quede sin metano. .
Si tiene algo de oxígeno de sobra, entonces lo usa para quemar metano y obtener un poco de agua para comenzar la técnica del agua, aliviando a las personas en el barco (aunque solo sea por un poquito) de tener que vivir con escasez de agua.
Como señaló LSerni , también puede usar una técnica llamada craqueo de metano. Sin embargo, necesitaría una gasa de níquel (una malla fina hecha de níquel).
Aunque también existen otras técnicas como usar Tin .
CH 4 → C + 2H 2
Esto te daría el hidrógeno necesario para reaccionar con las rocas.
Editar: si está buscando formas de crear agua simplemente porque su gente la necesita, entonces probablemente debería reciclar el agua en lugar de confiar en la suerte y las apuestas.
¡Estás de suerte! Muchas, muchas, muchas reacciones químicas fáciles dan como resultado el agua. Esta es la razón por la cual los programas de ciencia ficción que muestran a personas con poderosas naves estelares luchando por el agua son un poco tontos, es química del siglo XIX.
Algunos de ellos son exotérmicos (generan calor y, por lo tanto, energía) y otros son endotérmicos (requieren energía). Dependiendo de los materiales que tenga, producir agua puede consumir energía o ser un subproducto de la generación de energía. Siempre que tenga energía y una fuente de hidrógeno y oxígeno, puede producir agua.
Un lado del planeta siempre está a la luz del sol, lo que le brinda una fuente MUY confiable de energía solar. Y no hay atmósfera para bloquear el sol. El principal problema será la disipación de calor, que se puede solucionar colocándolos cerca del terminador día/noche. Incluso pueden estar en el lado nocturno para refrescarse, pero colocados en lo alto para mirar por encima del horizonte.
Otra fuente de energía es el diferencial de calor. Dado que el planeta está bloqueado por mareas con su estrella y no hay atmósfera, los dos lados tendrán enormes diferencias de temperatura. Esto se puede utilizar para generar energía. Un termopar simple que se extiende a lo largo del terminador día-noche generará energía. De manera similar, un motor térmico que atraviesa el terminador puede generar energía.
Una vez que uno de los medios más simples para obtener energía sería instalar un colector solar térmico. No requiere mucho en cuanto a materiales de lujo. Coloca una torre de sal u otro material con un calor específico alto y una temperatura de fusión alta, justo en el lado nocturno. La torre es lo suficientemente alta como para asomarse por encima del horizonte. En el lado diurno, instale reflectores solares para concentrar la luz solar en la torre. Esto calienta la sal que ahora se puede utilizar como fuente de energía. La diferencia de temperatura extrema entre la sal fundida y el frío lado nocturno hace que todo sea muy eficiente, y el vacío es un gran aislante. Un ejemplo de tal cosa hoy en día es la instalación de energía solar de Ivanpah .
El agua es 2 hidrógenos y un oxígeno. Si tienes gas hidrógeno y oxígeno, reaccionan para formar agua... bastante explosivamente. Si pasas una corriente a través del agua, obtienes hidrógeno y oxígeno.
El hidrógeno es extremadamente abundante en el universo, es el elemento más abundante. El oxígeno también es muy abundante en el universo, ¡genial! ¡Grandes noticias para nuestro equipo! Lo más probable es que encuentren muchos compuestos con mucho hidrógeno y oxígeno en su planeta.
Al oxígeno le encanta reaccionar con las cosas para formar compuestos estables, esto no es tan bueno para nuestra tripulación. Al oxígeno le encanta despojar a los electrones y aferrarse a ellos, oxidándose , haciendo que los compuestos de oxígeno sean muy, muy estables y liberando mucha energía. La quema es oxidación.
No es suficiente simplemente encontrar compuestos ricos en oxígeno e hidrógeno, necesitan encontrar compuestos que puedan ser inducidos a reaccionar para formar agua. Y una vez que el oxígeno ha formado un compuesto, no le gusta soltarlo.
Por ejemplo, como han señalado otros, "planeta desértico" implica arena que es principalmente dióxido de silicio . El problema es que es muy estable y no le gusta reaccionar con otros químicos. La arena no se quema porque la quema es oxidación y la arena ya está oxidada.
¡Pero el flúor ama aún más a los electrones! Si tiene cerca una fuente de fluoruro de hidrógeno , reaccionará con el dióxido de silicio para formar ácido hexafluorosilícico y agua.
SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O + Heat
Dado que el flúor está involucrado, probablemente será una reacción muy energética que produzca calor que se puede usar para generar energía.
Otra reacción es usar una base fuerte como el hidróxido de sodio, más calor, para producir agua.
SiO2 + 2 NaOH + Heat → Na2SiO3 + H2O
Esos son solo dos ejemplos simples. Hay muchas formas de producir agua con diferentes compuestos y cantidades de energía. Hay tantos que no tiene mucho sentido enumerarlos a todos, el hidrógeno y el oxígeno son tan abundantes, y su raza está lo suficientemente avanzada como para tener un vuelo espacial interplanetario, la gente de su planeta encontrará algo que funcione. En el peor de los casos, pueden reciclar sus propios desechos.
El siguiente problema es la purificación. El agua no es de mucha utilidad para las personas si contiene ácido hexafluorosilícico.
Afortunadamente, con suficiente potencia, la purificación del agua es fácil: destilarla. Para nuestro ejemplo de una solución de ácido hexafluorosilícico, se descompone a 108C justo por encima del punto de ebullición del agua. Hervir la solución y condensar el vapor en un recipiente nuevo. Te queda un frasco de agua limpia y una solución concentrada de ácido hexafluorosilícico.
Ahora que lo pienso, ni siquiera necesitas el poder. El punto de ebullición del agua depende de su presión. Baja la presión y el punto de ebullición también baja. Como no hay atmósfera, es trivial hacer un vacío todavía . Esto requiere menos energía y la temperatura más baja evita la desnaturalización de los compuestos disueltos.
En química no hay "residuos", solo subproductos que esperan ser utilizados en otra reacción. En el caso de nuestra solución concentrada de ácido hexafluorosilícico, podemos reaccionar con otro químico para obtener más agua. Digamos, óxido de aluminio, también muy abundante.
H2SiF6 + Al2O3 → 2 AlF3 + SiO2 + H2O
Eso nos deja trifloruro de aluminio y dióxido de silicio. Podemos usar el dióxido de silicio con más fluoruro de hidrógeno para hacer más agua. Y el trifloruro de aluminio probablemente se puede hacer reaccionar con otra cosa y así sucesivamente.
Mientras tenga energía y material, puede mantener estas cadenas de reacción indefinidamente, extrayendo hidrógeno y oxígeno en forma de agua.
Resulta que hay mucha agua flotando por ahí, el universo no está tan seco como pensábamos. Tu tripulación podría literalmente extraer agua de los asteroides.
Dado que el planeta no tiene atmósfera, no hay que preocuparse por la resistencia y es mucho más fácil salir del planeta. Necesita mucha, mucha menos energía y no hay problemas de calefacción de los que preocuparse.
Los cohetes convencionales necesitan grandes impulsores para atravesar la atmósfera. Van directamente hacia arriba para atravesar la espesa atmósfera inferior lo más rápido posible, luego giran hacia los lados para aumentar su velocidad orbital. Esto es ineficiente, toda esa energía gastada en ir directamente hacia arriba podría usarse para alcanzar la velocidad orbital. Pero resulta que es más eficiente llegar alto y disminuir la resistencia primero.
Sin atmósfera no hay resistencia. Sin arrastre significa que se requiere menos potencia. Sin arrastre significa que el cohete puede seguir la trayectoria más eficiente a la órbita, lo que también significa menos energía. Menos potencia significa motores más pequeños y menos combustible. Motores pequeños y menos combustible significan motores aún más pequeños y aún menos combustible. Esta es la Ecuación de la Tiranía del Cohete al revés.
Por lo tanto, a su tripulación le resultará mucho más fácil salir de su planeta sin aire que salir de la Tierra. Dependiendo de cuán dañada esté su nave, podrían salvar una pequeña nave espacial de ella, volarla a un asteroide cercano, moverla a la órbita alrededor de su planeta (o simplemente estrellarla contra el planeta, no es como si hubiera un ecosistema para destruir), y extraer agua y otros elementos.
Catalizador
Malkev
Catalizador
moborg
Malkev
John
Carlos
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