¿Se podría usar ozono en un biodomo en Marte?

¿Cuánto ozono se necesitaría para bloquear la radiación solar en Marte si se colocara en una cámara de vidrio o material de doble panel? Dicho O 3 se rompería por los rayos ultravioleta. Aplicaría electricidad en O y O 2 hacer O 3 ¿otra vez? El vidrio pesa demasiado y no es una opción a menos que se fabrique en Marte. Propongo el gas porque no se descompone como la película UV.

¿Podría un dirigible albergar una colonia entera en Marte?

¿Una jaula de Faraday hecha de gas bloquearía la radiación?

¿Se puede acumular la presión del aire de esta manera para un biodomo o un traje espacial?

No se puede bloquear con nada parecido al ozono puro, los rayos ultravioleta lo romperían rápidamente. Necesita una pequeña cantidad de ozono mezclado con mucho oxígeno, de modo que cuando se divide un ozono, el O suelto se une a otro O2, no a un O3.
Las frecuencias que bloquea el ozono son, como ya dijo @peterh, fácilmente bloqueadas por el vidrio de la ventana o muchas otras cosas. Los tipos de radiación solar que preocupan a las personas que diseñan las colonias de Marte son diferentes, y la Tierra está protegida de ellos por su campo magnético, no por el ozono.
@SteveLinton porque hay otras formas de radiación no significa que "las personas que diseñan colonias en Marte" no estén preocupadas por los rayos UV. Uno no necesariamente excluye al otro. La parte sobre algunos tipos de vidrio o polímeros, pero no sobre otros, es por supuesto cierta. No todos los vidrios bloquearán con seguridad los rayos UV. Vea cómo el renovado jardín botánico Tropenhaus de Berlín usa vidrio especial transmisible por UV o solo su trama: i.stack.imgur.com/J2yf2.jpg
@LorenPechtel Actualicé mi pregunta haciendo que su comentario no sea aplicable. La electricidad se puede utilizar para hacer O 3

Respuestas (2)

si tenemos O 2 iluminados con UV, en realidad tenemos muchas reacciones trabajando juntas:

  1. O 2 + γ → 2 O
  2. O 2 + O → O 3
  3. O 3 + γ → O 2 + O
  4. O + O 3 → 2 O 2
  5. O 3 + O 3 → 3 O 2
  6. O + O → O 2

(1) produce oxígeno naciente. Esto es lento, y su velocidad depende de la concentración de UV.

(2) construye ozono a partir de oxígeno naciente. Esto es rápido.

(3) significa la descomposición del ozono a oxígeno normal y oxígeno naciente. Esto se puede hacer muy fácilmente con luz ultravioleta (tiene una sección transversal muy grande).

(4), (5) y (6) dan como resultado la descomposición del ozono (u oxígeno naciente) de vuelta al oxígeno normal. Todos ellos requieren que múltiples O o O 3 las moléculas deben encontrarse . Por lo tanto, puede ocurrir rápidamente solo si hay una alta presión parcial de ozono.

El resultado neto es que si enciendes O 2 con UV, se obtiene una concentración equilibrada de O y O 3 también. Si comienza con todo el ozono, o sin una sola molécula de ozono, la concentración de ozono decaerá debido a (4)-(6), o se acumulará debido a (1), hasta que alcance esta concentración de equilibrio. Esta concentración equilibrada dependerá de la intensidad UV.

(2) y (3) no afecta.

Sin eso, el O 3 y O + O 2 los estados solo se cruzarán entre sí, mientras que consumirán una gran cantidad de radiación ultravioleta. Pero sólo puede funcionar si hay mucho O 2 también.

En la Tierra, incluso en la ionosfera, la concentración de ozono es muy baja: es aproximadamente 1:100000, y se encuentra entre 20 y 30 km aproximadamente. (Hay grandes diferencias aquí, por ejemplo, hay mucho menos ozono en el polo sur).

Un cálculo rápido: la presión del aire disminuye a la mitad cada 5 km de elevación aproximadamente. Así, a 20 km de altura, la presión es de alrededor de 1/16 atm. En 30 km, es alrededor de 1/64 atm. Calculando con una media de 1/32, y 10km de altura, podemos comprimirlo a 1atm y 300m de altura. Este cálculo no es exacto, pero no hay diferencias de magnitud.

Por lo tanto, necesitaríamos una capa de oxígeno puro de unos 300 m de altura para obtener la misma defensa UV que tenemos en la Tierra.

Observación: una sola ventana de vidrio tiene una mejor defensa contra los rayos UV que la que tendría esta capa de ozono, por eso las personas de piel clara no se broncean ni se queman detrás de ellas.

Por lo tanto, la mejor defensa UV de este biodomo sería si tuviera simplemente paredes de vidrio. Aparte de eso, no se necesita una capa de ozono.

Gracias, tanto los de piel clara como los de complexión clara están bien. Para mí, "piel clara" me recuerda a "piel fina", mientras que tez es una palabra más específica y neutra.
¡Esta es una súper respuesta por cierto! La química de la capa de ozono es complicada, ¡felicitaciones por asumirla y hacer un gran trabajo!
No todos los vidrios bloquearán con seguridad los rayos UV. Vea cómo el renovado jardín botánico Tropenhaus de Berlín usa un vidrio especial transmisible a los rayos UV o considere agregar la imagen desde ese enlace: i.stack.imgur.com/J2yf2.jpg
uhoh - No creo que agregar un enlace que se refiera a un vidrio especializado hecho para no bloquear explícitamente los rayos UV sea relevante aquí.
Es un comentario breve, sobre el vidrio, destinado a ser útil, y puede ignorarse o recordarse fácilmente según el nivel de interés. He movido los comentarios a un chat .

La capa de ozono de la Tierra tiene unos 10 km de altura. Una capa de ozono de algunos metros no bloqueará la luz ultravioleta. El uso de ozono a alta presión requeriría cúpulas muy pesadas. Se necesita un filtro delgado Y eficiente para la luz ultravioleta.

¿Qué pasa si el gas se electrifica como una jaula de Faraday, entonces se bloquearía mejor?
@Muze ¿Qué significa aquí "electrificado"? ¿Ionizado? La jaula de Faraday principalmente no ioniza los gases.
@peterh Perdón, ¿cómo dirías que aplicas electricidad como una bombilla de neón al gas?
@Muze No es una jaula de Faraday, hay un arco eléctrico que ioniza el gas (quita continuamente los electrones de los átomos). Obtienes la luz cuando los electrones encuentran un ion y se convierten nuevamente en átomos (recombinación). En una bombilla de este tipo, una parte del gas es plasma. El plasma suele reaccionar mucho mejor con cualquier tipo de luz, por lo que, en teoría, podría ser un sombreador UV. En la práctica, creo que es muy probable que nada pueda competir con una pared de vidrio estático de 3 mm de espesor.
@peterh, como se dijo antes, a menos que el vidrio especial se pueda hacer en Marte usando caucho para albergar el gas para un biodomo, pesaría mucho menos. No existe tal dispositivo y la jaula de Faraday es el dispositivo más cercano al que podría compararlo. Gracias por ayudar +++1
Además, el gas no se descompondrá como la película con el tiempo.
¿No hay un vidrio balístico que pueda ser doblemente pintado para contener Ozono líquido? ¿Se podría electrificar el Ozono líquido para que no se rompa sino que funcione como una jaula de Faraday y bloquee más la radiación?
¿Se podría usar ozono en un biodomo en Marte?
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