Непознатият Марс: на гости на Червената планета

[Малоум 2]

Има един закон на Болцман за разпределение на газовите молекули по скорости при дадена температура. Според този

закон, ако максималната скорост на газова молекула (съгласно разпределението), умножена по 5, не надвишава Втора

космическа скорост, въпросната молекула няма да бъде загубена от съответната планета. Например, максималната скорост

на водородна молекула (съгласно разпределението) при 0^о С е около 2,5 km/s. Това като го умножим по 5 става 12,5 km/s,

което е повече от Втора космическа скорост на Земя-та и съответно в земната атмосфера би трябвало да няма водород.

И е така, и ... не съвсем.

Атмосферата на Земята е смес от много газове. В зависимост от количеството им е и парциалното (частично) налягане на всеки от газовете.

Скоростта е вектор - посоката е от значение , заради възможните "удари" в други. В смес от газове, максималната скорост на отделни молекули е с ограничено значение за състава на сместа. По-важна характеристика е средната скорост, а тя е по-ниска от ... особено от тая, на "чистия" водород.

"И е така,..." - водородът е малко като количество в земната атмосфера, в сравнение с другите газове.

...

[nik1]

Редактирано Април 28, 2015 от nik1

[nik1]

Това е за Земята:

http://ruc.noaa.gov/AMB_Publications_bj/2009%20Schlatter_Atmospheric%20Composition%20and%20Vertical%20Structure_eae319MS-1.pdf

The integral in square brackets yields to integration by parts. The final result is 2 2 1 2 2 2 1 exp 2 e p e e e p p n v v v π v v    Φ= + −       . (25) This is called the Jeans thermal escape flux. We will calculate the thermal escape flux for a relatively heavy gas, nitrogen, and the lightest of all neutral gases, atomic hydrogen.

Hydrogen is present only in trace amounts in the lower atmosphere, but its relative abundance among atmospheric gases becomes substantial above 500-km altitude because high-energy photons from the sun dissociate water vapor, methane molecules, and molecular hydrogen to produce atomic hydrogen. The probability that a hydrogen atom (molecular weight 1.0 kg kmol-1 ) reaches the escape velocity is calculated in the same way as for the nitrogen molecule. The most probable velocity is 4.08 km s-1 , and e p v v is 2.65 in Equation (25). With this information, we find that the flux of escaping hydrogen molecules is about 5.3ne. From the U.S. Standard Atmosphere, 1976, one finds that the number density of hydrogen atoms at 500 km altitude is 8.0 x 1010 m-3 ; thus the thermal escape flux of hydrogen atoms is roughly 4.2 x 10 11 m-2 s -1 . The size of this flux is sensitive to temperature, here assumed to be 1000K. During solar storms, to be discussed later, the temperature could be substantially higher and the escape flux much larger. If there were no source of atomic hydrogen in the atmosphere, how long would it take for this gas to escape entirely? A rough estimate comes from the fact that the average number density of atomic hydrogen from 200- to 1000-km altitude, where much of it is concentrated, is 8.2 x 1011m-3 (U.S. Standard Atmosphere, 1976). The time for depletion is thus approximately the number in a square meter column 800 km high (6.6 x 1017 m-2 ) divided by the escape flux above. The answer is 1.9 x 10 6 s or about 22 days. Evidently, the thermal escape of atomic hydrogen from the atmosphere is significant, which explains why so little of it is left in the atmosphere and most of that is in the heterosphere, where production occurs in the presence of sunlight. Thermal escape of helium ( M = 4 kg kmol-1 , vp = 2.04 km s-1 ) is orders of magnitude less than for hydrogen but still significant.

4.9 Hydrogen The total mass of molecular hydrogen (H2) in the Earth’s atmosphere is very roughly 2 x 10 11 kg (което е 200 милиона тона; По-горе грешката е моя когато написах 2, 5 милиарда тона, защото беше дадена обемната концентрация, която аз погрешно я приех за тегловна; Иначе сметката би показала същото тегловна маса, която се цитира в тази публикация ) Estimates of the H2 fluxes into and out of the atmosphere vary by a factor of three from 0.4 to more than 1.3 x 1011 kg yr-1 , giving a residence time of a few years. Natural sources of H2 are emission from the oceans, biological processes, and perhaps geothermal steam and volcanoes. Photochemical oxidation of methane in the stratosphere, mentioned earlier, is a substantial source, as is the release of isoprene and terpenes (hydrocarbons) from plants, accelerated by photosynthesis and when leaf temperatures rise. Photochemical reactions produce H2 from these substances. Anthropogenic sources are internal combustion engines and biomass burning. Soils extract the bulk of H2 from the atmosphere. Other substantial losses occur in the troposphere and stratosphere in two ways. 1) The reaction of molecular hydrogen with the hydroxyl radical forms water and atomic hydrogen: OH + H2 → H2O + H. 2) Molecular hydrogen reacts with an electronically excited oxygen atom O(1 D) to form the hydroxyl radical and atomic hydrogen: O(1 D) + H2 → OH + H. The loss of molecular hydrogen thus results in a gain of atomic hydrogen, which becomes the dominant species of hydrogen beyond the top of the homosphere (100-km altitude). As discussed in section 3, the escape of atomic hydrogen from the exosphere is significant. Two excellent references for much of the material in this section are Hobbs (2000, pp. 143-152) and Brasseur et al. (1999, pp.159-203).

[nik1]

Защо проектът Mars One претърпя провал

Проектът за колонизиране на Червената планета Mars One почти със сигурност няма да се състои, но ние можем да се поучим от уроците. Image credit : Mars One

24 март 2015 г. 22:25 ч.

Светослав Александров. Проектът на Бас Лансдорп за колонизиране на Марс с име Mars One започна с голямо медийно внимание през 2012 година. За пръв път изглеждаше, че най-накрая е намерено решение на проблема с прословутото финансиране на амбициозна колонизаторска програма на Червената планета. Всичко изглеждаше, че е гениално замислено. Маскирай мисията до Марс като риалити формат и парите непременно ще дойдат! Лансдорп бе убеден, че първият човешки крак ще стъпи на Марс още през 2023 година.

Оттогава изминаха три години. Съответно и първият пилотиран полет до Марс беше отложен от 2023 до 2026 година - също с три години. Mars One претърпя сериозна критика както отвън, така и отвътре. И ако някога към проекта се гледаше с оптимизъм, сега преобладаващ е скептицизмът и вече малцина са тези, които вярват, че има хляб в цялата тази работа. Mars One се превърна просто в един от десетките проекти за мисии до Марс, обречен от самото си начало.

Защо това е така? Преди две седмици Майкъл Листнър и Кристофър Нюман написаха детайлна статия в TheSpaceReview (източник) защо Mars One е провален проект. Още в самото начало на статията двамата автори предупреждават: това не е опит да бъдат дискредитирани Лансдорп и неговия екип. Това не е поредното журналистическо оплюване. Напротив, авторите се прекланят пред искрения ентусиазъм на тези пионери. Тук става въпрос по-скоро за проблеми, които касаят всички опити да бъде достигнат Марс. Всяка пилотирана мисия до Марс ще се изправи пред тези проблеми. А от своя страна екипът на Mars One няма нито капацитета, нито ресурсите да преодолее тези сериозни проблеми.

На първо място, пишат авторите, проектът допуска грешка още разчитайки наилюзията, че нужната технология да се достигне до Марс е вече налична. Че няма нужда от разработването на никакви нови технологии. За съжаление единственият космически кораб, който редовно изпраща хора в космоса, е руският "Союз". Mars One от своя страна твърди, че ще се разчита на капсулата на СпейсЕкс "Драгън", която все още не се използва в пилотируем вариант. Нито пък можем да кажем, че "Драгън" е готов за дългогодишно пътешествие в междупланетното пространство. Да наречем проучванията в тази насока с израза "съществуваща технология" е силно подценяване на проблема.

Същото е положението и с проблемите около самото кацане на Марс. Да, вярно е, че през последните 15 години беше постигнат забележителен напредък и в рамките на този период няколко безпилотни апарата кацнаха успешно на Червената планета един след друг, без провал. Проблемът е, че тази надеждна технология, която се използва за роботизирани кацания, е неподходяща за пилотирани мисии. Невъзможно е просто да бъдат мащабирани спускаемите капсули и спускаемите апарати, както е правено в периода между "Сървеър" и "Аполо". Луната няма атмосфера, за да се кацне на луната са нужни само ретроракети. А пък атмосферата на Марс е изключително тънка и предоставя сериозна пречка пред разработката на голям спускаем апарат - колкото по-голям е той, толкова по-голям парашут е необходим, толкова повече време е нужно на този парашут да се разтвори и когато се разтвори. За този проблем вече съм писал в книгата "Космическа колонизация - неосъществената мечта". За всеки проблем има решение и свръхзвуковата ретропропулсия, пишат двамата автори, засега изглежда най-предпочитаната възможност за решение. Но тази технология още не е доразработена. С други думи: трябват нови технологии!

Mars One не просто недоглежда технологичните предизвикателства, но и етичните предизвикателства. През 2010-2011 година беше проведена симулативна мисия до Марс с име "Марс 500". Проектът като цяло приключи с успех и показа, че при строга дисциплина полетът до Марс е преживяем от психологична гледна точка. Но при този проект бяха открити сериозни пречки относно запазването на душевното здраве на участниците. Тази заплаха непрекъснато зрее при космическите полети и един конфликт на борда на космическия кораб може да се окаже толкова опасен, колкото и технически проблем. За съжаление начинът, по който Mars One разчита на финансиране, т.е. телевизионният риалити формат, изисква спектакъл, изисква драматизъм, изисква екстраполиране на проблемите. Всичко ще стане под надзора на телевизионните камери и милионите зрители. Как биха се почувствали астронавтите при това нашествие в личното им пространство? Дългосрочните космически мисии с тяхната изолация в тесни космически кораби са предизвикателство по принцип, а методът на Mars One добавя много опасен психологичен микс!

Като изключим етичните и технологичните предизвикателства, имаме проблем и със законодателството. Има твърде много нерешени правни и политически въпроси. Mars One говори не просто за полети до Марс, а за колонизиране. Може ли Mars One да стане изобщо колония в правен и исторически аспект? На пръв поглед тук не става въпрос за колония в истинския смисъл на думата - частниците казват: ами то проектът е частен и не може да подлежи на юрисдикцията на никое правителство. Но това е в конфликт с настоящия международен космически закон, според който проектът Mars One, който е започнал в Нидерландия, подлежи на нидерландска юрисдикция. Ако Mars One работи и в САЩ, той ще е под юрисдикцията и на Щатите. Това означава, че Mars One ще се възприема като колония както на САЩ, така и на Нидерландия. Но на колониализма не се гледа с добро око в обществото. Ще се решат ли двете държави да се натоварят със стигмата да бъдат колонизатори?

Наближава 50-годишнината от пилотираните полети на НАСА до Луната. Измина твърде много време, а оттогава до ден днешен все още никой не е полетял до Марс. Не е като да кажем, че не се работи по въпроса. Работи се, но от първата голяма стъпка до втората голяма крачка има много сериозно пространство. Луната не е Марс. Марс е многократно по-сложен за усвояване от Луната. "Международната космическа станция" е създадена като тестов полигон, където в близкия космос могат да бъдат отработени нужните технологии за по-нататъшното усвояване на Слънчевата система, в това число и на Марс. На 27 март ще излети първият екипаж на целогодишна мисия и резултатите от тая мисия ще са критично важни. Нито досегашните полети до околоземна орбита (с малки изключения), нито предишните полети на хора до Луната не са се сблъскали с истинското измерение на дългосрочността, на това да живееш в космоса. Една мисия до Марс ще отнеме години. На много въпроси предстои да бъде отговорено, много предизвикателства решени преди човек наистина да полети до Марс.

Едно е сигурно - няма да стане в близките десет години.

[Moon_Watcher]

Законът за скоростите не е ли на Максуел ("Закон на Максуел за разпределение на молекулите в газовете по скорости и енергии")?

Законът на Болцман не беше ли "Закон на Болцман за разпределение на молекулите в потенциално поле".

Да, закон на Максуел е. Извинявам се за грешката.

Водородът, който все още е в земната атмосфера е заварено положение и продължава да я напуска.

След достатъчно дълго време вече няма да го има. Не и в измерими количества.

[nik1]

Да, водородът продължава да напуска земната атмосфера (аз пропонирам същото тук).

[Joro-01]

Няма спор, аз просто бих се повторил, затова не взех досега отношение по темата.

Проектът Марс уан е интересен, ако се дискутира тука

[Frujin Assen]

Това с Марс уан си беше още от началото далавера. Без стабилно финансиране, не може да се състои нито един проект. Какво ще стане, ако приходите утре намалеят? Забавяме проекта, после пак го рестартираме... чудно.

[kall]

Точно Mars One е показателен защо науката не може да се остави изцяло на пазарния принцип, напук на твърденията на десните либертарианци( то даже имаше един тука, дето искаше и БАН да се закрива, ако не ме лъже паметта)...

Редактирано Април 30, 2015 от kall

[nik1]

Ееей, и тука ли ще правим политика бре хора?

Малко по-сериозно, моля..

[kall]

Не можеш да отречеш, че НАСА имат къде-къде по-сериозни проекти за пилотиран полет до Марс, и досега те не са успели, какво остава за екипа на Лансдорп, които нямат нито визия как да се стигне до Марс, нито подходящи технологични разработки зад гърба си, че и искат да печелят от евтино шоу... Това е несериозното.

[Малоум 2]

Не можеш да отречеш, че НАСА имат къде-къде по-сериозни проекти за пилотиран полет до Марс, и досега те не са успели, какво остава за екипа на Лансдорп, които нямат нито визия как да се стигне до Марс, нито подходящи технологични разработки зад гърба си, че и искат да печелят от евтино шоу... Това е несериозното.

Мисля, че по-скоро си правят "фин." Пирамида?!, която ... прилича на Сфинкс.

Кой да стане "жертва на славата"?.., че и да си плаща...

Пък може и със "земни" проекти, ама ... Сфинксът е само за "учебни" цели, дет се казва:

ппhttp://www.slovo.bg/showwork.php3?AuID=261&WorkID=9357&Level=2

Жертва на славата

Когато инженер Тръпчо Д. реши да построи втория етаж на Балканския полуостров, цялата световна общественост ахна от възхищение. Да имаш двуетажни градове, да можеш по избор да се печеш на слънце горе или да гледаш работата си на сянка долу, да се открият най-после достатъчно гаражи за хеликоптери, аеромобили и всякакъв друг научнофантастичен превоз! По смелост този проект се равняваше дори на грандиозното преместване на Австралия в Северния ледовит океан, запланувано за следващото тримесечие. А по авторска фантазия той над минаваше предложението за превръщане на всички действуващи вулкани в обществени кухни в комбинация с бани и сервизни помещения.

Името на Тръпчо Д. гръмна по всички предаватели на къси, средни, дълги, ултракъси, ултрасредни и ултрадълги вълни. Фотографията му се появи във всички вестници, а редица прочути поети написаха добре заплатени четиристишия за първите страници. Известността на инженера толкова бързо се разрасна, че дори и собствената му тъща повярва в неговата гениалност. И тази именно слава доведе до катастрофата на гениалния замисъл...

Ей това е ...култово!, значи

Известността на инженера толкова бързо се разрасна, че дори и собствената му тъща повярва в неговата гениалност.

...

Редактирано Април 30, 2015 от Малоум 2

[kall]

Малко критични мнения за проекта от "професионалната гилдия"( взето от англоезичната Уикипедия);

"Бившата канадска астронавтка Julie Payette по време на встъпителна реч на конференция на International Civil Aviation Organization заявява, че не мисли, че Mars One "ще изпрати някого където и да е".^[39]

През Януари 2014 бившият германски космонавт Ulrich Walter отправя силна критика от етична гледна точка към проекта. В интервю пред Tagesspiegel той оценява вероятността за достигане на Марс на приблизително 30%, а тази за оцеляване повече от 3 месеца на по-малко от 20%. Той заявява: "Те печелят парите си чрез това [TV] шоу. На тях не им пука какво се случва с тези хора в космоса... Ако моите данъци ще бъдат използвани за такава мисия, аз ще организирам протест."^[89]

Космическият турист Richard Garriott по отношение на проекта: "Много хора имат интересни възможни начални идеи. Много малко от тях получават парите, за да могат да ги осъществят."^[90]

Buzz Aldrin казва в интервю, че би желал да види хора на Марс до 2035, но не мисли, че Mars One ще са първите, осъществили това.^[91]"