Ученые разработали метод получения кислорода и водорода из жидкого солевого раствора в условиях марсианских озер с помощью электролиза. Особенностью эксперимента стало использование оксида свинца-рутения в качестве электрокатализатора выработки кислорода. Выработка кислорода с помощью такой установки оказалась в 25 раз энергоэффективнее, чем в случае MOXIE, запущенной к Красной планете в рамках миссии «Марс-2020», а размер и вес устройства для жизнеобеспечения на основе описанной технологии будет меньше, чем у аналогов. Статья опубликована в журнале PNAS.
Условия на Марсе далеки от благоприятных для человека: атмосфера разрежена и на 95 процентов состоит из углекислого газа, а перепады температур превышают 100 градусов Цельсия при средней температуре минус 63 градуса. Поэтому колонизация Красной планеты невозможна без создания системы жизнеобеспечения, которая бы в таких суровых условиях смогла бы обеспечить людей кислородом для дыхания и топливом (к примеру, водородом) для энергообеспечения и, в идеале, обратного полета. Для решения первой задачи в NASA создали MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment) — экспериментальную установку для получения кислорода из атмосферного углекислого газа путем электролиза. Для проверки эффективности такого метода в полевых условиях установка стала частью марсохода «Персеверанс» (Perseverance), запуск которого осуществили 30 июля 2020 года в рамках миссии «Марс-2020».
КАК ПРОИЗВОДИТЬ КИСЛОРОД НА МАРСЕ?! — MINECRAFT MARS SURVIVAL #3 (монтаж)
Альтернативным источником не только кислорода, но и водорода на Марсе может стать вода, первые прямые доказательства существования которой на Красной планете были получены еще в 1971 году. Особо привлекательными для использования в прикладных целях, однако, были бы запасы соленой воды, примеси в которой позволили бы ей оставаться в жидком состоянии даже при низких температуре и давлении. Первые следы такого рассола (жидкого соляного раствора) с перхлоратом магния в качестве основного компонента обнаружили на Марсе в 2015 году, а в 2018 году под полярным льдом планеты нашли водоем диаметром около 20 километров, которой мог образоваться из-за вулканической активности. Позже планетологи подтвердили, что такие озера на Марсе правда существуют и могут быть многочисленными.
Теперь же Пралай Гайен (Pralay Gayen) из Университета Вашингтона в Сент-Луисе вместе с коллегами создал установку по получению кислорода и водорода из соляного раствора, близкого по составу и температуре к таковому в марсианских озерах. В качестве рассола в эксперименте использовался раствор перхлората магния в воде с концентрацией 2,8 моль на литр, охлажденный до минус 36 градусов Цельсия и продуваемый углекислым газом (последний играл роль марсианской атмосферы). В качестве электрокатализатора выработки кислорода ученые использовали оксид свинца-рутения Pb2Ru2O7-δ, эффективность которого они ранее показали для щелочных растворов. В роли электрокатализатора выработки водорода выступала платина на активированном угле — стандартный в этом случае катализатор, а в качестве сепаратора использовалась коммерчески выпускаемая анионообменная мембрана.
Minecraft как сделать кислород на луне или марсе
В ходе исследования ученые показали, что оксид свинца-рутения как электрокатализатор действительно в разы эффективнее обычно используемого в подобных установках оксида рутения. После поведение созданной установки изучили в широком диапазоне температур от −36 до 21 градуса Цельсия и не увидели радикальных колебаний в эффективности и темпе выработки. Выход по току экспериментальной установки составил 70 процентов, а энергоэффективность оказалась в промежутке между 36 и 70 процентами (в зависимости от напряжения, подаваемого на пластины). Кроме того, установка оказалась устойчива к деградации катализатора: ученым не удалось найти следы рутения в растворе после 300-минутной работы устройства.
Также исследователи сравнили достигнутые темпы выработки кислорода с показателями MOXIE в 10-22 грамм в час: оказалось, что при той же подаче энергии созданная установка производит в 25 раз больше кислорода, чем эксперимент на марсоходе «Персеверанс». Чтобы иметь те же темпы выработки кислорода, что и у MOXIE, устройство должно было бы обладать электродами с площадью 28-62 квадратных сантиметра, а для обеспечения жизнедеятельности спящего и активно двигающегося человека этот параметр должен был бы составить 375 и 1235 квадратных сантиметра соответственно. При этом масса и объем установки будет меньше, чем если использовать технологию, заложенную в MOXIE. Более того, разработанный способ получения кислорода не требует его последующей очистки, в то время как в ходе электролиза в MOXIE вырабатывается и монооксид углерода, который необходимо отфильтровывать.
Ранее мы рассказывали о еще одном методе получения кислорода из углекислого газа в марсианской атмосфере (как MOXIE): ученые предложили делать это с помощью низкотемпературной плазмы. А о том, какова роль марсохода «Персеверанс» помимо проверки метода выработки кислорода, можно почитать в нашем материале «Марс, туда и обратно».
Источник: nplus1.ru
Космическая загадка: ученые не могут объяснить странные колебания уровня кислорода на Марсе
Изучив результаты анализа атмосферных газов, астрономы попытались объяснить таинственные колебания уровня кислорода в атмосфере Красной планеты. Сегодня мы расскажем о том, как обстоят дела с кислородом на Марсе.
Василий Макаров
Getty Images
Состав атмосферы Марса служит источником постоянных сюрпризов для астрономов. Сначала – загадочные перемещения метана, который то исчезает, то появляется вновь. На Марсе не так много кислорода. 95% его атмосферы составляет углекислый газ, а остаток приходится на 2,6% молекулярного азота (N2), 1,9% аргона (Ar), 0,16% молекулярного кислорода (O2) и 0,06% оксида углерода (CO).
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Как насытить атмосферу Марса кислородом?
В 2021 году марсоход Perseverance смог впервые добыть кислород из атмосферы красной планеты. Перед отправкой робота снабдили семью научными устройствами. Наиболее интересным для нас в рамках сегодняшней темы является девайс MOXIE. Он представляет собой целую систему, направленную на переработку местных ресурсов в кислород.
MOXIE создает кислород на Марсе по принципу деревьев, «вдыхая» углекислый газ. Давайте разберемся в принципах работы MOXIE по созданию кислорода на Марсе. Аппарат втягивает в себя «воздух» красной планеты насосом, затем с помощью электрохимического процесса отделяет один атом кислорода от каждой молекулы углекислого газа.
Для успешного выполнения этой операции нужны высокие температуры — около 800 °C. Пока газы проходят через систему, аппарат анализирует, сколько кислорода произведено и насколько. После каждого теста все газы вентилируются обратно в атмосферу Марса.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В первом заходе MOXIE произвел довольно скромную массу кислорода на Марсе — около 5 г, чего хватит на 10 минут дыхания одному человеку.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Колебания уровня кислорода на Марсе
Недавно исследователи засекли череду повышений и понижений уровня кислорода на Марсе над кратером Гейла в количествах, которые попросту не может объяснить ни один из известных нам химических процессов. Данные об этом поступили на Землю в 2020 году благодаря марсоходу Curiosity, который методично исследовал кратер у подножия горы Шарп. Робот взял пробы не только грунта, но и атмосферных газов, анализируя их с помощью встроенной лаборатории. Отслеживая результаты его работы, ученые не могли не заметить, что с кислородом на планете творится что-то странное.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Атмосферное давление на красной планете меняется в течение года, потому что на зимнем полушарии CO2 замерзает и баланс газов смещается для выравнивания давления воздуха на Марсе. Весной же, когда полярные шапки тают, происходит обратный процесс. Таким образом, колебания атмосферных газов можно легко предсказать.
В данном же случае все они вели себя как полагается, и один лишь кислород проявлял аномальную активность. Дело в том, что весной и летом уровень кислорода повышается примерно на 30%, а осенью возвращается к норме. Из года в год количество кислорода растет, и астрономы никак не могут понять, с чем это связано.
Первую версию, связанную с помехами в оборудовании ровера, астрономы отметают – серия проверок показала, что все работает нормально. Другая возможность заключается в распаде воды и углекислого газа, но и это не соответствует действительности: вода в атмосфере Марса в большом дефиците, а CO2 распадается слишком медленно, чтобы соответствовать наблюдаемым колебаниям.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Кстати, таинственные исчезновения метана могут быть ключом к разгадке тайны. Исследователи не исключают, что фактор, вызывающий колебания метана, также влияет и на кислород на Марсе. Правда, науке не известен ни один химический процесс, который мог бы объяснить подобные смещения. Что это – результат жизнедеятельности некой неизвестной нам органической массы?
Геологическая активность? Что-то, что скрывается в глубинах планеты? Нам остается лишь гадать, пока ученые строят теории и последовательно проверяют их с помощью зондов и роверов.
Как думаете, удастся ли ученым выяснить, что происходит с кислородом на Марсе?
Не думаю, что получится в ближайшее время
Через много-много лет
Конечно, у нас есть все технологии!
Даже если выясним, останется слишком много загадок
35 обсудить
Александр Макеев 13 Декабря 2021, 02:02
А на Марсе живут фотосинтезирующие кристаллы! А что, железа на Марсе вдоволь, для хлорофилла хватит!
Илья Аксенов 26 Сентября 2021, 10:14
Если у объекта есть электромагнитное поле, а, следовательно, есть в центре его термоядерная реакция синтеза, инициатором, которой является черная дыра, значит, — это планета или звезда. Земля, например, планета, а Луна, Венера — это астероиды — они мертвые тела, просто куски остывшей материи, которым удаётся вертеться на своих местах до сих пор.
Мифический Фаэтон, так тот взорвался в результате резонансного эффекта, но, обломки, которого ещё вращаются на той орбите, где был он. Я подозреваю, что и пояс Койпера тоже обломки чего грандиозного, что разрушилось в результате резонансного эффекта.
Ведь образование черных дыр, новых звезд и планет происходит в результате резонанса фракталов уровня Вселенных, только всё зависит от масштаба этих компонентов. Марс имеет слабое электромагнитное поле, и это следствие того, что там термоядерная реакция синтеза практически прекратилась, её хватает только на сдерживание прорыва черной дыры в нашу Солнечную систему, поэтому на Марсе нет высокого давления.
В отличие от Венеры, у которой нет термоядерного реактора синтеза совсем, там черная дыра напрямую противоборствует Солнечной системе, поэтому на Венере такое большое давление. Живые организмы не могут жить без электромагнитного поля на клеточном уровне. Впрочем, электромагнитное поле Солнца там всё-таки есть, но, вероятно для полноценной жизни этого не достаточно.
Тут интересно другое в этой ситуации, вы, заметили, что там очень много локальных электромагнитных полей, которые в основном находятся в районе экватора и южнее его? Так я думаю, что это искусственные электромагнитные поля, которые инициированы ядерными реакторами, созданные марсианами и именно эти поля являются лучшим доказательством жизни на Марсе. Так, что поздравляю вас, мы нашли доказательства жизни на Марсе!
Татьяна Попова 26 Февраля 2022, 14:15
вы, заметили — тут надо не зомпентуйу, а точку с зомпентой.
пожаловаться
Татьяна Попова 26 Февраля 2022, 10:05
инициатором . которой именно эти поля являются доказательством жизни — доказательством жизни поля быть НЕ могут. Доказательством жизни могут быть только леса.
пожаловаться
Илья Аксенов 26 Февраля 2022, 14:20
Татьяна Попова
инициатором . которой именно эти поля являются доказательством жизни — доказательством жизни поля быть НЕ могут. Доказательством жизни могут быть только леса.
Наш энергетический мир – это один из уровней гармоничного состояния покоя колебаний и амплитуд Вселенской Разумной Энергетической Системы (ВРЭС), в пределах одного энергетического поля. Остальные миры имеют другой уровень состояния покоя колебаний и амплитуд, отличный от нашего мира.
Миры вплетаются и пересекаются между собой, но почти никогда не конфликтуют из-за разности уровней колебаний и амплитуд волн и корпускул. Места, где они пересекаются, называются в народе местами силы, они обладают повышенным источником аномальных явлений.
Вероятно, в тех точках, где пересекаются одновременно несколько уровней эта сила очень мощная, вся эта конструкция напоминает перепутанную рыбацкую сеть и матрешку в пространстве и движении. А, при конфликте, резонансе колебаний и сбое происходят аномалии, привидения и НЛО в результате проникновения одного мира в другой. Количество миров бесконечно на всех уровнях.
Все процессы, происходящие в нашем мире цикличны, и предыдущий цикл отличается от следующего наличием новой информации и, конечно, последствиями, связанными с этим. А фракталы уровня Вселенных, которые входят в резонанс становятся инициаторами образования черных дыр с одной стороны и новых звезд, планет и галактик с другой стороны.
Вселенскую Разумную Энергетическую Систему (ВРЭС), люди называют именем Бог. А деление мира на материальный и идеальный вообще древнее заблуждение. Наш энергетический мир материален, в нем всё материально, в том числе и слова, и мысли и человеческий взгляд, и сны, просто тут вопрос уровней.
У меня был опыт убедиться, что и зеркала имеют энергетическое воздействие на окружающую среду. Идеализм низшего уровня является материализмом высшего уровня. И так до бесконечности, как вверх, так и вниз по уровням. По сути, это подтверждение фрактальности всего мира.
Это является главным в понимание сути мироздания – всё в нашем энергетическом мире материально, только всё зависит от уровней. А невозможность это подтвердить говорит о нашей слабой контрольно-измерительной аппаратуре. Материализм идеального мира доступен нам, пока, на подсознательном уровне.
Источник: www.techinsider.ru
НАСА предлагает восстановить атмосферу Марса при помощи магнитного щита
Марс, как и Венера — землеподобные планеты. У них очень много общего, но есть и отличия. Ученые не теряют надежды найти жизнь на Марсе, а также терраформировать этого «родственника» Земли, пускай и в далеком будущем. Для Красной планеты эта задача выглядит более простой, чем для Венеры. К сожалению, у Марса очень слабое магнитное поле, что усложняет ситуацию.
Дело в том, что из-за почти полного отсутствия магнитного поля солнечный ветер оказывает очень сильное влияние на атмосферу планеты. Он вызывает диссипацию атмосферных газов, так что в сутки в космос уходит около 300 тонн атмосферных газов.
По мнению специалистов, именно солнечный ветер стал причиной рассеивания около 90% марсианской атмосферы в течение миллиардов лет. В итоге давление у поверхности Марса составляет 0,7-1,155 кПа (1/110 от земного, такое давление на Земле можно увидеть, поднявшись на высоту в тридцать километров от поверхности).
Атмосфера на Марсе состоит, преимущественно, из углекислого газа (95%) с небольшими примесями азота, аргона, кислорода и некоторых других газов. К сожалению, давление и состав атмосферы на Красной планете делает дыхание земных живых организмов невозможным на Красной планете. Вероятно, некоторые микроскопические организмы и смогут выжить, но и они не смогут чувствовать себя в таких условиях комфортно.
Состав атмосферы — не такая уж и проблема. Если бы атмосферное давление на Марсе составило бы половину или треть от земного, то колонисты или марсонавты смогли бы находиться в определенное время суток и года на поверхности планеты без скафандров, используя лишь аппарат для дыхания. Более комфортно на Марсе почувствовали бы себя и многие земные организмы.
В НАСА считают, что повысить давление атмосферы на соседе Земли можно, если защитить Марс от солнечного ветра. Такую защиту обеспечивает магнитное поле. На Земле оно существует благодаря так называемому механизму гидродинамического динамо.
В жидком ядре планеты постоянно циркулируют потоки электропроводящего вещества (расплавленного железа), благодаря чему возбуждаются электрические токи, которые создают магнитные поля. Внутренние потоки в ядре земли ассиметричны, что обуславливает усиление магнитного поля. Магнитосфера Земли надежно защищает атмосферу от «выдувания» солнечным ветром.
Диполь по расчетам авторов проекта создания магнитного щита для Марса будет генерировать достаточно сильное магнитное поле, которое не допустит к планете солнечный ветер
К сожалению для человека, на Марсе (и Венере) нет постоянного мощного магнитного поля, фиксируются лишь слабые следы. Благодаря Mars Global Surveyor удалось обнаружить магнитное вещество под корой Марса. В НАСА считают, что эти аномалии образовались под влиянием некогда магнитного ядра и сохранили магнитные свойства даже после того, как сама планета утратила свое поле.
Где взять магнитный щит
Директор научного отдела НАСА Джим Грин считает, что естественное магнитное поле Марса восстановить нельзя, во всяком случае, сейчас или даже в очень отдаленном будущем человечеству это не по силам. А вот создать искусственное поле можно. Правда, не на самом Марсе, а рядом с ним.
Выступая с докладом «Будущее окружающей среды Марса для исследований и науки» на мероприятии Planetary Science Vision 2050 Workshop, Грин предложил создать магнитный щит. Этот щит, Mars L1, по замыслу авторов проекта, закроет Марс от солнечного ветра, и планета начнет восстанавливать свою атмосферу. Расположить щит планируется между Марсом и Солнцем, где он находился бы на стабильной орбите. Создать поле планируется при помощи громадного диполя или же двух равных и противоположно заряженных магнитов.
На схеме НАСА показано, как магнитный щит будет защищать Марс от воздействия солнечного ветра
Авторы идеи создали несколько симуляционных моделей, каждая из которых показала, что в течение нескольких лет после запуска магнитного щита давление на Марсе достигнет половины земного. В частности, углекислый газ на полюсах Марса будет испаряться, переходя в газ из твердой фазы. С течением времени проявит себя парниковый эффект, на Марсе начнет теплеть, лед, который находится близко к поверхности планеты во многих ее местах, растает и планета покроется водой. Считается, что такие условия существовали на Марсе около 3,5 млрд лет назад.
Конечно, это проект не сегодняшнего дня, но, возможно, в будущем столетии люди смогут реализовать эту идею и терраформировать Марс, создав себе второй дом.
- Научно-популярное
- Будущее здесь
- Астрономия
Источник: habr.com