שְׁאֵלָה:
האם יש דרך כלכלית כלשהי להעביר את המים מקטבי המאדים לאנשים?
uhoh
2018-06-11 17:06:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

עדכון: למים בקוטבים יש חדשות חדשות עדכניות:


פשוט כתבתי תגובה הכוללת את המשפט הבא:

אני חושב שה J. פ. מורגן ממאדים יקבל מיובלים עשירים מהקרח ליד הקטבים לאנשים ליד קו המשווה שם שטוף שמש.

אבל הייתי גחמני ולא חשבתי על זה דרך.

בעוד שיש חמצן בכל מקום באטמוספירה (בצורת CO2), מים לשתייה וגידול מזון (פחמימות!) ולמימן לדלק (ואולי גם שימושים אחרים) במאדים עשויים באמת להזדקק לבוא מקרח מים ליד הקטבים.

אם נאחסן בקוטב ליד הקטבים פי 20 יותר מאשר ליד קו המשווה שם הוא "חם ושטוף שמש" (חשוב גם לגידול מזון), האם יש אפילו מרחוק , דרך חסכונית פוטנציאלית להעביר את המים מהקטבים לאנשים?

Canali? צינורות? רכבות? בלוני מימן? טרקטורונים? משהו?

"חסכוני" אני מניח שפירושו פי 20 פחות משאבי חפירה ועיבוד לק"ג מים, אך יותר משאבים כדי להעביר אותו למקום הדרוש. אפילו יותר מכיוון שאולי קשה יותר באופן לא ליניארי להפיק מים מסלעים כמעט יבשים של 2% מאשר מווריד עסיסי יפה או שכבה של קרח קוטבי.

להלן: הנה העלה לוויקימדיה; לחץ לגודל מלא.

enter image description here

ההערות אינן לדיון מורחב; השיחה הזו הועברה לצ'אט (https://chat.stackexchange.com/rooms/78880/discussion-on-question-by-uhoh-is-there-any-economical-way-to-move-the- מים קדימה).
האם זו לא שאלה של Worldbuilding SE? האם יש סיבה מדוע אתה מעדיף לשאול כאן ולא שם?
@Conelisinspace כאן אני שואל לגבי בניית צינור או מבנה משותף אחר של כדור הארץ שמובן היטב כיום על סמך מידע שכבר יש לנו על מאדים כיום. [שם] (https://space.stackexchange.com/q/29903/12102) אתם שואלים על שינוי בקנה מידה פלנטרי גם על פני המאדים וגם על האטמוספירה שלו.
אתה שואל על מערכת הובלה דמיונית של מאדים, וזה בדיוק מה שעוסק Worldbuilding SE בבניית עולמות דמיוניים והגדרות.
@Conelisinspace אני רואה שאתה מנסה לפתוח [ויכוח] שני (https://space.stackexchange.com/questions/29903/will-global-dust-storms-disappear-on-mars-when- uncovering-the-ice -deposit-in-uto? noredirect = 1 & lq = 1 # comment88602_29903) גם כאן. זו לא הדרך הנכונה להשתמש ב- Stack Exchange. אם תמשיך כך אני יכול לשקול לסמן אותך. השתמש ב * חדר צ'אט לדיון *, ולא בזרמים מקבילים של תגובות על שני פוסטים שאינם קשורים בו זמנית
האם תשובות לשאלה זו לא נוטות להתבסס כמעט לחלוטין על דעות, אלא על עובדות? האם ראית חישובים כלכליים בתשובות שמצדיקים את ** הדעות ** שמובאות שם?
שמונה תשובות:
#1
+29
MSalters
2018-06-11 20:20:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

לא אכפת לך מהובלת H₂O. אתה רוצה להעביר מימן וחמצן אטומים, ואם זה כולל כמה אטומים אחרים כמטען, זה לא עניין גדול. אטום אחד הזמין בקלות הוא פחמן, מכיוון שניתן לחלץ אותו מ CO₂.

אז אתה צריך שני צינורות. למימן יש את התכונה הנבזית של צינורות בורחים, אז אתה צריך לקשור אותו לפחמן כדי לייצר CH₄. (מתאן). זה קופא רק מתחת ל- 90K, מה שלא יקרה אפילו על הקטבים. ניתן להעביר חמצן כסתם O₂. גם זה לא יקפא.

אז אתה צריך H₂O, CO₂ והרבה אנרגיה כדי לייצר את CH₄. שם אתה זקוק לאנרגיה גרעינית; אנרגיה סולארית אינה אפשרות טובה ליד הקטבים. בצד החיובי, בבסיסך אתה מקבל זרם CH₄ + O₂ שתוכל לשפוך ישר לתא דלק. זה משחזר את H₂O ו- CO₂. אתה גם מקבל חשמל וחום, שגם הם בעלי ערך, מבלי שיהיה לך כור גרעיני ליד הבסיס שלך.

שים לב שגם CH₄ ו- O₂ שימושיים להפליא להרבה תהליכים כימיים אחרים. יהיה צורך לייצר פלסטיק, ו- CH4 הוא חומר מקור סביר לכך.

לפחמן משקל אטומי של 12 ומימן 1. אז תצטרך 3 טון פחמן לכל טון מימן. מה יכול לשמש מקור לכל כך הרבה פחמן בקוטב? או לחלופין, איך מחזירים את הפחמן לקוטב אחרי שפוצלים את המתאן?
@Philipp: יש הרבה CO2 בקטבים (כמו גם H2O). אין צורך להחזיר אותו, להפוך אותו לסיבי פחמן או דברים שימושיים אחרים בבסיס המשווה שלך. הבעיה הגדולה ביותר היא למעשה האנרגיה שאתה צריך, היווצרות CH4 ו- O2 היא שלילית אנרגטית. בצד החיובי, אתה יכול לקבל חלק מהאנרגיה בחזרה בבסיס על ידי רפורמה של H2O ו- CO2 בתא דלק. אז זרוק כור גרעיני בקוטב, במרחק בטוח מאוד, וקבל חום + כוח + H2O בבסיס שלך.
אנא שימו לב כי במסגרתכם, הכור הגרעיני בקוטב עשוי להיות "במרחק בטוח מאוד" מאנשים אך לא מאספקת המים שלכם.
נראה כי זה יהיה חסכוני יותר להעביר גושי קרח בתוך מסוע / צינור משולב, במקום להשתמש באלקטרוליזה כדי להפריד את המולקולות. יהיה עליך להתמודד עם הצורות הנוזליות, המוצקות והגזיות בו זמנית, אך סביר להניח שניתן יהיה לטפל בהן באופן מכני, בתוך מארז יחיד ("צינור").
אם יש לכם אנרגיה גרעינית, פשוט התיישבו בקטבים. אם החקלאות שלך בחלל דורשת אור שמש מכיוון שאין לך כור, אתה יכול לספור אותי.
נראה לי שתוכל לחסוך לעצמך הרבה מאוד אנרגיה רק ​​על ידי הובלת אותה כמים. המים צפופים טיפשים (1 מטר * טון * למטר בקוביות), הרבה יותר מאשר מתאן נוזלי (0.42 ט / מ"ק). חמצן אלמנטרי הוא גם חומר מאכל ומסוכן ביותר, ואילו מים הם כמעט אינרטים. ארוכות וקצרות, אל תבזבזו את זמנכם בפיצוח מים, ופשוט הובילו אותם בצינורות מבודדים היטב ומחוממים מעט.
@UIDAlexD: היית מסתכל בין 1W ל 10W / m2, אני חושב. עבור צינור בקוטר של 3 מ ', צינור של 5000 ק"מ ששטחו 100.000.000 מ"ר, כך ש- GW באיבוד חום.
@MSalters צינור 3m יכול לשאת כמות עצומה של מים. הכנסתי את זה למחשבון מקוון ובמהירות של 5 מ 'לשנייה (מהירות טובה לצינורות למגורים) זה מספק 120,000 טון מים לשעה. במהירות של 50 מ 'לשנייה (אני לא בטוח לגבי סוג צינורות המשטר המהיר) שעומדים על 1,200,000 טון לשעה. ממה שהצלחתי למצוא, אלקטרוליזה מעשית דורשת כ -140 מגה-ג'י לק"ג, כך שג'יגה-וואט של הספק יביא לך ~ 7 ק"ג מימן לשנייה, או 25 טון לשעה. עם המספרים האלה, אני מעדיף להוציא גיגה וואט על חימום.
@UIDAlexD: זה נראה סביר בהשוואה למשל. צינור אלסקה, שקוטרו 1.2 מטר ומשתרך רק שמן. אולי אתה קצת אופטימי לגבי מהירות הזרימה. מבחינה גיאומטרית, רוב הצינור קרוב לקצה, ובקצה מהירות הזרימה היא אפס. העניין הוא שזרימת נוזלים אינה לינארית. ב 50 מ 'לשנייה אתה עלול לקבל זרימה סוערת הרבה יותר (אצטרך לעשות את המתמטיקה) מה שגורם לערבוב רב יותר.
@MSalters אופטימי? בטח, פשוט חיברתי מספרים למחשבון ללא שם. אבל זה אופטימי בפקטור של * 48,000 * גם אם העכירות תוקעת 90% מהזרימה אני עדיין 3 או 4 סדרי גודל מעל הכמות שאפשר אפילו לייצר - שלא לדבר על שאיבה - באמצעות אלקטרוליזה.
#2
+12
Philipp
2018-06-11 17:56:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Canals?

קר על מאדים מכדי שמים יהיו נוזלים, אז התעלות לא הולכות לעבוד.

צינורות?

... יהיה צורך לחמם כל הזמן, כך שהם ידרשו די הרבה אנרגיה.

בלוני מימן?

האווירה במאדים רזה מאוד. זפלין מימן יעבוד בתיאוריה, אך הם היו מייצרים עודף כוח הרמה עודף בהשוואה לגודלם מאשר בכדור הארץ. אבל יש כמה הצעות מעניינות לשימוש בבלונים לחקר המאדים. הנה מאמר על הנושא.

טרקטורונים?

אתה מתכוון ל רכב ההעברה האוטומטי מ- ESA? אולי עדיף להשתמש במודול מטען שנועד בפועל לנחות.

אך טיסות רקטות תת-עירוניות להובלת מטענים עשויות למעשה לא להיות טיפשות כמו שזה נשמע. הכבידה הנמוכה והאווירה הדקה יותר במאדים הופכים אותם ליותר קיימא מאשר על כדור הארץ. ואתה יכול להשתמש מחדש בחומרת הרקטיקה שהביאה אותך למאדים מלכתחילה.

... או שאתה מתכוון למעשה ל"כל כלי השטח "? הובלת מטען באמצעות רובר תהיה ככל הנראה פיתרון ברירת המחדל לזמן מה. משוטט אוטונומי ייקח כשבוע להביא עומס קרח מהקוטב לקו המשווה. אך יהיה קשה לתכנן רובר עם טווח של 5000 ק"מ, במיוחד ללא דלקים מאובנים.

רכבות?

בניית פסי רכבת יכולה להיות רווחית אם אתה רוצה להעביר כמויות גדולות מאוד של חומר. אבל קשה לחשב את נקודת השוויון בהשוואה למשאיות חסרות מסלול, במיוחד משום שקשה לחשב את עלות מסילות הייצור על מאדים.

אבל אם יש לך מושבה של מאדים ברמת פיתוח מספקת, יש לך מטלורגיה רחבת היקף המסוגלת לייצר אלפי ק"מ של מסילות פלדה וצורך מספיק בקרח כדי להצדיק את הפרויקט, אז כדאי לשקול.

ההערות אינן לדיון מורחב; השיחה הזו הועברה לצ'אט (https://chat.stackexchange.com/rooms/78882/discussion-on-answer-by-philipp-is-there-any-economical-way-to-move-the- מים-פר).
#3
+4
loa_in_
2018-06-12 15:06:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

צינורות

בנוסף לתשובות אחרות, בעוד שרוב הזמן הטמפרטורות של המאדים ממוצעות מתחת לאפס, הן מגיעות לצד החיובי של סולם צלזיוס בכל יום על רוב פני השטח . פירוש הדבר שצינורות עם מספיק מיכלי אחסון קפואים המשולבים לאורך הריצה שלהם, ושאיבה פעילה (ניקוז צינורות יבשים בלילה) אמורה לאפשר תיאורטית הובלה זולה ואמינה, אך איטית של מים צעד אחר צעד, או ליתר דיוק - מיכל אחר טנק. .

אני תוהה איזה נשאר יותר זמן, הקור או החם; ומשך הזמן של כל אחד על סול יחיד? האם טמפרטורות הסביבה הממוצעות יאפשרו להפשרה של צינורות לפני שהן שוב קרירות? אם לא אז זה בזבזני כמו צינורות מחוממים.
על פי ויקיפדיה (אקסטרפולציה מעט) הטמפרטורה חיובית לכל היותר 2-3% מיום המאדים הממוצע. טיפול בשאלה השנייה: מזעור יכולת תרמית הצינור יאפשר להם לפעול ברגע שטמפרטורת הסביבה עולה מעל נקודת ההתכה (טמפרטורת נקודת ההיתוך היא פונקציה של לחץ גם כן)
נראה כי סופות האבק גם יצטרכו להיכנס לכך. יהיה מסריח לבנות מערכת צינורות בהנחה של טמפ 'ממוצע סביבתי של 2-3% ואז לקבל סערת אבק של שנתיים המקפיאה אותם לצמיתות.
#4
+4
Mark Adler
2018-06-18 22:25:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אינך צריך. יש הרבה קרח מים תת קרקעיים באתרים רבים של קו רוחב אמצעי, שם הקרח נגיש בקלות - מטרים ספורים למטה, לפעמים אפילו חשוף, ובעיקר טהור.

כתבה נחמדה! שאלתי זה עתה [מהן הטכנולוגיות שיכולות לזהות, לאמת ולכמת מיקומים עתירי מים במאדים?] (Https://space.stackexchange.com/q/27955/12102)
רק לבדוק פעמיים מכיוון שאיני יכול לגשת למאמר המדע שהוזכר בקישור ה- NGO שלך, האם זה מגיע ממכ"ם או מהדמיית NIR היפר-ספקטרלית? הסיבה שאני שואל היא מכיוון שביקשתי רק [עזרה בהבנת תצפיות ה- MRO המזויפות של מינרלים מיובשים על מאדים] (https://astronomy.stackexchange.com/q/28510/7982)
תמונות גלויות ברזולוציה גבוהה, ומכ"ם. ראה https://phys.org/news/2018-01-deep-glaciers-mars.html
אני מבין שזה * בהחלט * שונה מהתופעה עליה מדברים ב- [מה הראיות המדעיות של מים למתולוקס חזרה במאדים?] (Https://space.stackexchange.com/q/23763/12102) היכן אני מראה קישורים מ- Nature Geoscience ו- NASA בתהליך רמזור על "זה מים!" בזמן. תודה על הקישור החדש !!
#5
+2
Justin Braun
2018-06-12 18:28:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

העברת המים דורשת אנרגיה ותשתיות. אתה רוצה לנזול את המים ולצנרת אותם סביב כדור הארץ כדי לעשות זאת תצטרך לחמם אותם שדורש אנרגיה ותשתית.

הייתי מציע לשים כורים ענקיים LFTR על הקטבים ולבנות צינור גדול סביב כל הקוטר או המאדים. אתה זורק את חום הפסולת מהכורים לאדמה בכדי להעצים את ה- CO2 מהאדמה ולעבות את האטמוספירה (עדיין מתחת לגבול הארמסטרונג אבל כל מעט עוזר). אתה משתמש בצינורות לחמש מטרות:

  1. קווי נתונים
  2. רשת חשמל
  3. צינור אספקה ​​
  4. מאיץ חלקיקים ענק
  5. אלקטרומגנט ענקי

האלקטרומגנט יעזור לשמור על האטמוספרה המעובה החדשה ולהגן על אנשים מפני קרינה. קווי הנתונים ישמרו על האזרחים מאינטרנט מהיר. ניתן להשתמש בצינור האספקה ​​להובלת מים, דלקים, מה שלא יהיה ברחבי כדור הארץ, מאיץ החלקיקים יביא למדענים להתעניין יותר ללכת למאדים (קרא: מימון נוסף). תוצרי לוואי של ביקוע של כור lftr מעניקים לך ייצוא תעשייתי (קריפטון -85 הוא דלק מנוע יונים נהדר, יוד -131 וצזיום -137 יש יישומים רפואיים, פלוטוניום -238 שימושי ב- RTG וכו '.) בום. יש לך כלכלה מאדים וכמה יסודות שהונחו לביצוע טרור-פורמטים.

אני לא יודע מה זה כור LFTR. אתה יכול להוסיף קישור? כמו כן, הדבר חורג מתשובה לשאלה כפי שנשאל. שאלתי לגבי הזזת מים, אתה עונה לגבי הוספת אווירה ובניית מאיץ חלקיקים.
https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluoride_thorium_reactor הובלת מים דורשת אנרגיה ותשתית, אשר הצינור פותר.
`+ 1` אני מבין, תודה! בעתיד, השתמש בפונקציה `@ כשאתה מפנה הערות למישהו במיוחד, כך הוא מקבל התראה. בדיוק מצאתי את התגובה שלך במקרה. כמו כן, עדיף לערוך את הפוסט שלך ולהוסיף אליו את המידע ישירות. תגובות נחשבות זמניות (אם תסתכל על השאלה, תבחין ששניים עשר מהן הועברו ממש עכשיו). עדיף תמיד לכלול מידע שימושי ישירות לפוסט המקורי, שם סביר יותר להישאר.
Thx @uhoh אני אעשה את זה עכשיו.
@uhoh כן רע לי. תוקן
#6
+1
Gigaboggie
2018-06-12 10:59:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני רואה שתשובות רבות אחרות או הצעות מציאותיות הועלו. ברצוני להציע רעיון די בחוץ. אז הרעיון הוא שאתה יכול לאסוף קרח בפח כלשהו עם מצנח שניתן לפרוס בגודל מספיק כדי להאט את הגון במהירות מספקת באווירת המאדים. לאחר מכן ניתן היה לשגר את הפח הזה ליד הקטבים באמצעות פיצוץ כלשהו. הניחוש שלי הוא שההימור הטוב ביותר יהיה לבצע אלקטרוליזה כדי להפריד את המים ולשלב אותם מחדש כדי לייצר את הפיצוץ הרצוי או דלק גולמי לדחף. אני מנסה לאסוף מידע על האנרגיה הנדרשת לביצוע משימה כזו כאן. ברגע שזה יושלם, אוכל לבצע ניתוח עלויות גס. אעדכן את התשובה הזו ברגע שאוכל לעשות זאת.

הערה: תשובה זו אינה מיועדת כהצעה ממשית, אלא נוצרת בעיקר במטרה שיהיה מקום להציג את הניתוח שלי על מושג זה. . בהתאם לניתוח העלויות, יתכן שהוא יגלה פיתרון לגיטימי לבעיית תחבורה זו, אולם סביר להניח שהוא רחוק מלהיות היעיל ביותר.

זה פחות או יותר הרעיון של כשות תת-עירוניות שהצעתי בתגובה קודם. כנראה עדיף להשתמש ברובה-אקדח או דומה ולא בפיצוץ, אבל זו אנרגיה בכל מקרה. להאט אותו בקצה השני זו בעיה. האטמוספירה דקה מכדי להעביר משם אנרגיה רבה, והאנרגיה הקינטית לק"ג (בערך 5MJ) מספיקה בכדי לאדות קרח. תהיתי לגבי הכנת אגם מכוסה קרח במכתש ולהכניס אליו גושי קרח. האגם יכול לספוג את האנרגיה ולאבד אותה אט אט לסביבה, בעוד אגם נחמד (אם מעט רועש) יהיה דבר נחמד לבנות לידו.
#7
+1
Magic Octopus Urn
2018-06-15 16:12:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

זהו גם כרטיס בכיוון אחד. אתה רוצה לטפח מערכת אקולוגית והמים שתשאב למערכת האקולוגית הזו ימוחזרו. לא ממש ראיתי מישהו אחר מזכיר את העובדה שברגע שתתחיל להביא קרח מהקטבים (או מכל מקום), יתחיל להיות עודף ממנו לאן שהוא מועבר. עבור כל פתרונות לטווח ארוך של מאדים, מפעלים לעיבוד מים ומתקני הידרוליזה ככל הנראה יידרשו בהחלט. לאחר העברת מים ליישוב ורמות מי העתודה יתייצבו עבור האוכלוסייה הנוכחית, לא יהיה צורך במשאבי מים נוספים עד שתגיע אוכלוסייה נוספת. ה- ISS הוא מקרה נהדר של זה, אין בו אפילו כיפות קרח קוטביות, אבל אתה לא רואה את האסטרונאוטים שמשלמים את האף גם על בקבוקי מים (חח, הם משלמים בפיפי!). p>

זה לא יהיה מפעל בסגנון JP Morgan. אני מניח שזו תהיה יותר מאגר קהילתי משותף של משאבים עד שמשטח מאדים היה מאוכלס מספיק. גם אז, נזילות עשויות להיות מינימליות מבחינת אחסון (H2O נוזלי). אבל אתה צודק, כל מה שעוסק בגזים בצפיפות נמוכה יהיה מלחמה מתחדשת מתמדת. רק ציינתי שכדי להגיע לנקודה שלחברה יש מונופול על מים נצטרך צפיפות אוכלוסייה גדולה מאוד (רמת קולוניזציה, ולא רמת מאחז).

מעולם לא שמעת על דליפות? דלק יצטרך מימן, פסולת מושלכת (פלסטיק, אורגנים בלתי ניתנים לשחזור, כל מיני דברים מגעילים ...) תמיד יהיה צורך בכמות כלשהי של מי איפור, אפילו לאוכלוסייה קבועה.
@uhoh אני מניח שאתה צודק, הנקודה העיקרית שלי הייתה שזה לא יהיה מפעל בסגנון ג'יי.פי מורגן. אני מניח שזו תהיה יותר מאגר קהילתי משותף של משאבים עד שמשטח מאדים היה מאוכלס מספיק. גם אז, נזילות עשויות להיות מינימליות מבחינת אחסון (H2O נוזלי). אבל אתה צודק, כל מה שעוסק בגזים בצפיפות נמוכה יהיה מלחמה מתחדשת. רק ציינתי שכדי להגיע למצב שלחברה יש מונופול על מים נצטרך צפיפות אוכלוסייה גדולה מאוד.
מים יידרשו לדלק הרקטות.
#8
  0
Steve Linton
2018-06-12 18:28:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אולי יהיה זול יותר לכרות מים (קרח) על קרס. העברת דלתא V משטח קרס למאדים היא פחות מזו של הקפיצה התת-קרקעית מקוטב המאדים לקו המשווה (על פי הגיליון האלקטרוני שקיבלתי מ- כאן) ותוכלו להשתמש בכונן יונים או במניע המוני או משהו כזה. עבור הדחיפה העיקרית, מכיוון שאתה לא ממהר לצאת מבאר כוח הכבידה העמוק (בריחת סרס היא כ -500 מ 'לשנייה).

כמובן שיש את הבעיה לעצור שוב. גושי הקרח שלך יירדו במהירות יותר מאשר במהירות הבריחה של מאדים. אני עדיין די אוהב את הרעיון להציף מכתש (ואז לתת כמה מטרים של קרח בחלקו העליון). משלוחי הקרח הנכנסים שומרים על חלק הארי של נוזל האגם (אם תזמן אותם בקפידה) אך קרום הקרח ישתנה די מהר וימנע מכם לאבד יותר מדי מאידוי. אתה יכול כנראה להשתמש בחלק מהחום מהאגם כדי לחמם גם את בית הגידול שלך. כמובן ש מאוד חשוב לפגוע באגם ולהחמיץ את בית הגידול.

זו אמנם הערה מתחשבת, אך זו אינה תשובה לשאלה כפי שנשאל.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...