El aire en la Tierra es aproximadamente un 20% de oxígeno y un 78% de nitrógeno. En el mejor de los casos, parece haber suficiente oxígeno (en el agua) para sustentar la colonización en los casquetes polares. ¿Qué pasa con los otros 4/5 de la atmósfera? Demasiado oxígeno puede ser dañino . En la Tierra, logramos el equilibrio por la proporción de oxígeno y nitrógeno.
Según la NASA, la atmósfera marciana tiene un 2,7 % de nitrógeno (N2) y un 0,13 % de oxígeno (O2) .
Tenga en cuenta que el nitrógeno desempeña otras funciones importantes en el ecosistema y también debe tenerse en cuenta.
Creo que es bastante seguro asumir que Marte tiene mucho nitrógeno encerrado en sus depósitos minerales, ya que es uno de los elementos más abundantes del sistema solar y el planeta se formó a partir del mismo disco protoplanetario que tiene la Tierra. Algunos minerales ricos en nitrógeno son una apuesta segura, especialmente los de origen magmático que podrían ser fácilmente accesibles en las capas superiores del suelo marciano en regiones que eran volcánicamente más activas. Dado que conocemos muchas regiones de este tipo, esto no debería ser un problema. Por ejemplo, se sabe que los minerales de silicato bloquean cantidades sustanciales de nitrógeno ambiental cuando se sobrecalientan (lava/magma), y las condritas pueden bloquear hasta un 27,96 % de nitrógeno por peso (p. ej . , sinoita Si2N2O ).
Dichos depósitos minerales ricos en nitrógeno podrían usarse directamente como fertilizante y dejar que las plantas y las bacterias enriquezcan lentamente la atmósfera con él a través de su ciclo de nitrógeno, o extraerlo químicamente, con sobrecalentamiento u otros procesos, posiblemente como un subproducto de extraer otros buscados. después de minerales y menas, quizás el mineral de titanio osbornita (TiN) que consiste en 22,63 % de nitrógeno por peso.
Entonces, esta extracción de nitrógeno depende de la cantidad que necesite. Como gas atmosférico, no es realmente esencial y podría sustituirse con otros gases inertes no tóxicos (¿quizás el argón que ya representa aproximadamente el 2% de la atmósfera marciana?) para, por ejemplo, aumentar la presión atmosférica. Las plantas naturalmente no toman nitrógeno del aire (aunque ahora tenemos la tecnología para permitirles eso), por lo que no es esencial para eso, y las necesidades de la industria podrían satisfacerse a través del ya mencionado subproducto de gas nitrógeno de otros procesos, como como extracción de minerales.
El nitrógeno generalmente se considera el elemento clave que falta para terraformar Marte. Puede que exista algo en alguna parte, pero sí, Marte necesitaría mucho más nitrógeno del que tiene actualmente en su atmósfera. Según este artículo , es muy difícil detectar nitratos mediante espectroscopia y, por lo general, solo existirían al menos 1 metro por debajo de la superficie. Hasta que empecemos a excavar en Marte, no sabremos si tiene suficiente nitrógeno para ser autosuficiente. Pero sí, el nitrógeno será la clave para la vida tal como la conocemos en Marte, sabemos que todo lo demás que necesita la vida lo podemos encontrar allí.
La atmósfera marciana puede recogerse con buenos compresores. Tal compresor es una tecnología centenaria y es muy barato.
Después de eso, el nitrógeno se puede extraer por destilación fraccionada , más o menos como lo hacemos en la Tierra (el enfriamiento hará solidificarse rápidamente, se gastará un esfuerzo de descanso para separarlo del parte).
Todo esto no requiere alta tecnología, y ni siquiera demasiada energía.
Es incluso más fácil que los siguientes pasos (convertir el nitrógeno en amoníaco o fertilizantes).
Todo esto es mucho más fácil que importar nitrógeno de otros cuerpos (como de la Tierra).
Probablemente también hay varios minerales nitrogenados en el suelo marciano, porque también es uno de los elementos más comunes en el Sistema Solar, pero nuestras muestras/sondas actuales aún no califican como una investigación minera.
El artículo de Wikipedia 'Atmósfera de Marte' enumera la fracción de nitrógeno de la atmósfera de Marte en 2,6%. Es posible entonces que se pueda obtener nitrógeno de la atmósfera usando un compresor, con otros componentes como el CO2 eliminado.
El artículo de Wikipedia sobre presurización de cabina; La nave espacial indica que los programas Mercury, Gemini y Apollo de EE. UU. no usaron nitrógeno y que los trajes espaciales modernos usan oxígeno puro a baja presión sin nitrógeno mezclado para mantenerse flexibles.
Sin embargo, la ISS moderna y los programas rusos utilizan nitrógeno, un gas inerte.
El artículo de Wikipedia casquetes polares marcianos dice:
Durante el invierno de un polo, se encuentra en una oscuridad continua, enfriando la superficie y provocando la deposición del 25-30% de la atmósfera en bloques de hielo de CO2 (hielo seco).
Describe la deposición como 'escarcha' y no como nieve, pero no estoy seguro de si tiene una descripción exacta de la misma. No he podido encontrar mucho sobre si existe amoníaco sólido o líquido mezclado con hielo de agua o hielo seco de dióxido de carbono.
Noté que no mencionó la terraformación en la pregunta, así que asumo que está preguntando sobre respirar gas para una colonia de Marte. ¿Posiblemente la fijación de nitrógeno también para la agricultura de invernadero?
Según https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html , la atmósfera de Marte es
95,1% Dióxido de Carbono (CO2),
2,6% Nitrógeno (N2) y
2% Argón (Ar). No te olvides del Argón.
A corto plazo, se puede usar O2 puro como gas respirable a una presión parcial fisiológica (alrededor de 5 psi). Para uso prolongado (semanas o más) es necesario mezclarlo con un gas inerte para prevenir atelectasias (colapso de las bolsas de aire en los pulmones). N2 y Ar son intercambiables como gases diluyentes inertes para respirar O2. Además, ambos son reciclables en circuitos de rebreather. Como no se consumen, se requiere un suministro muy pequeño.
Para extraer gases de la atmósfera, la criogenia es una tecnología madura a escala industrial. Si se va a fabricar metano in situ a partir de CO2 en Marte, habrá una sobreabundancia gloriosa de N2, Ar y O2 disponibles.
Para la purificación del aire respirable, las trazas de CO2 se separan fácilmente del nitrógeno y el argón mediante la adsorción por oscilación de presión, otro proceso maduro de ingeniería química.
No te preocupes, compañero, para colonias presurizadas. Si planea terraformar, no tiene suerte.
La atmósfera de Marte tiene aproximadamente un 2,6 % de nitrógeno. Esto significa que, sólo en la atmósfera, hay unos 6,5e14kg de nitrógeno.
Cualquier colonia o incluso explorador a largo plazo en Marte ya estará extrayendo gases de la atmósfera. CO2 para combustible y oxígeno, como mínimo.
El nitrógeno es igualmente abundante en el aire de Marte como el argón en el aire de la Tierra. Fácilmente disponible, fácil de alcanzar, pero requiere una buena cantidad de maquinaria y mucha energía para llegar. Y casi un subproducto gratuito si ya estás comprimiendo y licuando el aire.
PS Mars también tiene Argon, en cantidades muy similares. Consíguelo mientras obtienes el N2, es algo útil.
6,5e14kg totales.
Por lo tanto, como gas amortiguador para cualquier cantidad de domos y como parte del fertilizante para cualquier ecosistema de invernadero contenido, es más que suficiente.
No necesitaremos importar Nitrógeno para las colonias, pero necesitaremos invertir en la infraestructura de concentración y extracción del mismo.
Pero no seríamos capaces de usarlo frívolamente. El uso de N2 como gas de lavado desechable, o como propulsores de gas frío para operaciones de superficie comunes, probablemente no sea aconsejable. Pero hay mucho CO2 para usar en esos roles.
Primero aquí está la gran respuesta de lo que tenemos que empezar en Marte. Esto es del artículo de Wikipedia Atmósfera de Marte .
Esta presión está muy por debajo del límite de Armstrong para el cuerpo humano sin protección. La masa atmosférica de Marte de 25 teratoneladas se compara con los 5148 teratoneladas de la Tierra; Marte tiene una altura de escala de 11,1 kilómetros (6,9 millas) [2] frente a los 8,5 kilómetros (5,3 millas) de la Tierra. [3]
La atmósfera marciana se compone de aproximadamente 96 % de dióxido de carbono, 1,9 % de argón, 1,9 % de nitrógeno y trazas de oxígeno libre, monóxido de carbono, agua y metano, entre otros gases, [1] para una masa molar media de 43,34 g/mol. [4] [5] Ha habido un renovado interés en su composición desde la detección de rastros de metano en 2003 [6] [7] que pueden indicar vida pero también pueden ser producidos por un proceso geoquímico, actividad volcánica o hidrotermal. [8]
Hay varias formas que podrían funcionar.
Aquí hay un experimento de la NASA para hacer precisamente eso.
http://sciencenordic.com/scientists-are-trying-brew-oxygen-mars
Cómo preparar oxígeno en Marte
Prácticamente no hay oxígeno en la atmósfera de Marte, pero el dispositivo MOXIE "elaborará" oxígeno a partir del dióxido de carbono (CO2), que abunda en la atmósfera del planeta.
Una molécula de dióxido de carbono consta de un átomo de carbono (C) y dos átomos de oxígeno (O2), y el trabajo del aparato MOXIE será separar las moléculas de dióxido de carbono.
El proceso de división requiere energía, pero el resultado final serán moléculas de oxígeno y un subproducto en forma de monóxido de carbono (CO).
"MOXIE funciona como una especie de celda de combustible al revés. Una celda de combustible produce energía al fundir hidrógeno y oxígeno para producir agua. En cambio, usaremos energía para eliminar un átomo de oxígeno del CO2", dice Madsen.
Explica que MOXIE obtendrá su energía de un generador térmico de radio (RTG) que genera electricidad a partir del calor desarrollado en plutonio radiactivo.
Proporcionará oxígeno a la gente en Marte
Alrededor del 96 por ciento de la atmósfera marciana consiste en dióxido de carbono, por lo que hay suficiente materia prima para la producción de oxígeno.
Los portavoces de la NASA han declarado que MOXIE es solo el comienzo de la producción de oxígeno en Marte.
"Tener la capacidad de producir oxígeno en la superficie de Marte es un gran paso adelante en lo que respecta a la futura exploración de Marte por parte de la humanidad", dijo Michael Meyer, científico líder del Programa de Exploración de Marte de la NASA, a Space.com.
El plan es construir una fábrica de oxígeno completa en el planeta rojo, que será unas 100 veces más grande que el primer prototipo MOXIE que se lanzará desde la Tierra con la misión Mars 2020.
El prototipo de fábrica de oxígeno tendrá que estar listo cuando la NASA envíe a los primeros humanos a Marte en algún momento de la década de 2030.
Marte ha perdido su atmósfera con el tiempo a medida que se disipaba en el espacio. Para sustentar la vida humana, la atmósfera necesitaría ser restaurada, no generada. No hay suficientes recursos en Marte para regenerar suficiente atmósfera para sustentar la vida humana. La restauración atmosférica tendría que hacerse DESPUÉS de crear una magnetosfera artificial para proteger a Marte del viento solar y la radiación cósmica del Sol.
Para restaurar la atmósfera de Marte sería necesario arrojar grandes cantidades de hielo de agua a la atmósfera. ¿De dónde sacaríamos esta agua? Cometas tal vez. Atrápenlos y tírenlos a Marte... Quizá extraigan hielo de agua de Titán... Una empresa monumental que sería... Incluso entonces, tendríamos que encontrar una manera de arrojar grandes cantidades de nitrógeno a Marte. ¿De dónde podríamos obtener tanto nitrógeno en nuestro sistema solar? Incluso si pudiéramos recolectar suficiente nitrógeno de algún lugar, tendríamos que seguir arrojándolo a la atmósfera de Marte hasta que la presión atmosférica aumentara a unos cómodos 14,7 PSI con la proporción correcta de nitrógeno y oxígeno: 78 % de nitrógeno por 21 % de oxígeno. .
Solo si pudiéramos hacer todo eso, seríamos capaces de terraformar Marte.
MercurioPlus
uwe
Óscar Lanzí