Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Bliżej załogowego lotu na Marsa. Po raz pierwszy na Czerwonej Planecie wytworzono tlen

Rekomendowane odpowiedzi

Łazik Perseverance dokonał kolejnego ważnego kroku w kierunku załogowej eksploracji Marsa. Znajdujący się na nim instrument MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) wykorzystał bogatą w węgiel atmosferę Marsa do wytworzenia tlenu. Udany eksperyment przeprowadzono przed dwoma dniami, 20 kwietnia. Bez możliwości produkcji i przechowywania tleny na Marsie trudno będzie myśleć o załogowej misji na Czerwoną Planetę.

To krytyczny krok w kierunku zamiany dwutlenku węgla na tlen na Marsie. MOXIE ma jeszcze sporo do roboty, ale uzyskane właśnie wyniki są niezwykle obiecujące, gdyż pewnego dnia chcemy wysłać ludzi na Marsa. Tlen to nie tylko coś, czym oddychamy. Napędy rakietowe zależą od tlenu, a przyszłe misje załogowe będą uzależnione od produkcji na Marsie paliwa, które pozwoli astronautom wrócić do domu, mówi Jim Reuter dyrektor w Space Technology Mission Directorate (STMD).

Inżynierowie obliczają, że do przywiezienia 4 astronautów z Marsa na Ziemię rakieta będzie potrzebowała 7 ton paliwa i 25 ton tlenu. To znacznie więcej, niż potrzeba ludziom do oddychania. Ci sami astronauci podczas rocznego pobytu na Marsie zużyją może 1 tonę tlenu, mówi Michael Hecht z Massachusetts Institute of Technology.

Przewożenie 25 ton tlenu z Ziemi na Marsa byłoby bardzo trudnym i kosztownym przedsięwzięciem. Znacznie łatwiej będzie przetransportować większą wersję MOXIE, 1-tonowe urządzenie, które na miejscu wyprodukuje tlen potrzebny do powrotu.

Atmosfera Marsa w 96% składa się z dwutlenku węgla. MOXIE oddziela atomy tlenu od molekuł dwutlenku węgla, uwalniając do atmosfery Marsa tlenek węgla. Konwersja odbywa się w temperaturze około 800 stopni Celsjusza, dlatego MOXIE jest zbudowany ze specjalnych materiałów, w tym wydrukowanych w 3D stopów aluminium, w których odbywa się ogrzewanie i chłodzenie gazów oraz aerożelu działającego jak izolacja. Z zewnątrz MOXIE pokryte jest cienką warstwą złota, które zatrzymuje promieniowanie podczerwone wewnątrz urządzenia, chroniąc w ten sposób inne elementy łazika Perseverance.

Podczas pierwszego testu MOXIE wytworzył około 5 gramów tlenu, co wystarczyłoby człowiekowi na około 10 minut oddychania. Urządzenie jest w stanie wytworzyć do 10 gramów tlenu na godzinę.

Przeprowadzony właśnie test miał pokazać, czy urządzenie bez szwanku przetrwało start, podróż i lądowanie na Marsie. NASA chce jeszcze co najmniej 9-krotnie prowadzić testy MOXIE. To nie jest po prostu pierwsze urządzenie, które wyprodukowało tlen na innej planecie. To pierwsza technologia tego typu, która ma wspomóc przyszłe misje wykorzystując lokalnie występujące zasoby, stwierdza Trudy Kortes odpowiedzialna w STMD za demonstracje technologii.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czy oddychanie czystym tlenem, nawet pod obniżonym ciśnieniem, jest bezpieczne na dłuższą metę? Czy aby nie jest konieczna jednak mieszanka tlen-azot?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tak chyba jest. Wiem, że nurkowie potrzebują innych mieszanek do nurkowania na większych głębokościach z powodu narkozy azotowej i zatrucia tlenem. Do mieszanek są dodawane gazy szlachetne. Ale wygląda, że jest to powiązane z ilością tlenu i ciśnieniem.

Pamiętam, że podczas programu Apollo, przynajmniej tak było na początku podczas testów, zanim doszło do wypadku oddychali tlenem. Obecnie w przestrzeni kosmicznej oraz podczas startów, astronauci oddychają czystym(?) tlenem, co pozwala obniżyć ciśnienie w kombinezonie, a co idzie zmniejszyć wagę i wymogi wytrzymałościowe oraz wycieki, bo wszystko cieknie i cieknie tym bardziej im wyższe ciśnienie, szczególnie kombinezony do spacerów w kosmosie. Doczytałem trochę i ISS ma skład powietrza zbliżony do atmosferycznego, ale Skylab miał powietrze o składzie 75% tlen i 25% azot.

Ale tlen na Marsie będzie potrzebny także jako utleniacz do paliwa rakietowego. Wydaje mi się, że ewentualna misja będzie przebiegać w ten sposób, że kilkanaście - kilkadziesiąt rakiet wyniesie stopniowo sprzęt i materiały na orbitę Marsa, które będą do dyspozycji przyszłej misji załogowej. Część być może wyląduje na powierzchni, gdzie zacznie działać automatyka. Zanim rozpocznie się lot załogowy, musi też być działająca produkcja tlenu na powierzchni, być może z już pełnymi zbiornikami tlenu, bo urządzenie MOXIE działa na kameralną skalę. Będzie mu siało zostać przeskalowane odpowiednio.

Edit: Jajcenty jest na wątku, może coś dopisze o nurkowaniu :)

Edytowane przez cyjanobakteria

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

w nurkowaniu to właśnie azot jest przeszkodą bo nasyca krew który przy wynurzaniu bąbelkuje. Dlatego zamiast azotu dodaja helu lub czegoś tam. W apollo, fakt, był czysty tlen pod 1/3 atm, ale oddychali nim kilka dni. Swoją drogą musieli przecież przejść na "normalne" powietrze przed rozhermetyzowaniem po wylądowaniu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

To też, ale narkoza azotowa powoduje, że nurkowie na dużych głębokościach zachowują się, jakby byli napróci alko. Nie są w stanie wykonać prostych czynności manualny i nie myślą trzeźwo, o ile nie oddychają właściwą mieszanką, na przykład trimix poniżej 50m. Hel z resztą też pod wysokim ciśnieniem wywołuje objawy neurologiczne. Właśnie zauważyłem Twój nick, wcześniej nie zwróciłem na to uwagi :)

Kiedyś czytałem, że na Marsa planują zabrać wodór, żeby na miejscu wytworzyć metan jako paliwo rakietowe. Chociaż w sumie, jak jest tam woda to i wodór można by uzyskać, aczkolwiek priorytetem będą potrzeby astronautów. MOXIE zapewni C i O2 z CO2.

Edytowane przez cyjanobakteria

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Widziałem niedawno video Scotta, gdzie wspomniał, że tlenek węgla CO+O2 może być wykorzystany jako paliwo rakietowe na Marsie. Trochę pogrzebałem i wyszukałem więcej informacji, na ten temat. Aczkolwiek udzielone odpowiedzi podają różne Isp, a nie chce mi się teraz przedzierać się przez zalinkowany papier ;)

https://space.stackexchange.com/questions/21207/use-of-carbon-monoxide-as-propellant-on-mars

Edytowane przez cyjanobakteria

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 23.04.2021 o 01:37, KopalniaWiedzy.pl napisał:

MOXIE oddziela atomy tlenu od molekuł dwutlenku węgla, uwalniając do atmosfery Marsa tlenek węgla. Konwersja odbywa się w temperaturze około 800 stopni Celsjusza

Doczytałem trochę, na wiki oczywiście, i jestem odrobinę sceptyczny. Mam co najmniej trzy wątpliwości:

- filtr HEPA - to się zapycha

- spreżarka spiralna - to się zużywa podobno powoli, ale jednak

- elektrolit - tlenek cyrkonu - tu jest trochę lepiej (oceniam trwałość na podstawie żywotności sond lambda), ale docelowo to ma wyprodukować wiele ton tlenu więc degradacja struktury krystalicznej jest pewna.

Przydałby się jakiś robocik (Boston Dynamics?) do utrzymania ruchu :) Na pewno do wymiany filtrów, albo ustrojstwo powinno mieć filtr wielorazowy z możliwością 'odkurzania'.

 

55 minut temu, cyjanobakteria napisał:

Widziałem niedawno video Scotta, gdzie wspomniał, że tlenek węgla CO+O2 może być wykorzystany jako paliwo rakietowe na Marsie.

Szybkie porównie entalpii (ciepła tworzenia jako miara kopa) CO->CO2 6kJ/g , H2->H2O jakies 16 kJ/g. Czyli prawie 3 razy mniej z niż z wodoru. Tylko dlatego, że to produkt uboczny i można go zagospodarować. Ja jednak kombinowałbym dalej żeby uboczny tlenek węgla wzbogacić nieco, o ile gdzieś jest jakieś źródło wodoru.

Edytowane przez Jajcenty

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Woda w stanie stałym jest na Marsie, nie tylko na biegunach, więc wodór się znajdzie :)

https://www.sciencemag.org/news/2017/08/water-ice-found-near-mars-s-equator-could-entice-colonists-and-life-seekers

https://www.reuters.com/article/us-space-mars-idUKN2045326920080620

?m=02&d=20080620&t=2&i=4850711&r=2008-06

 

Niesamowite zdjęcia rzeczy, które na Ziemi są przyjmowane za rzecz oczywistą :)

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Water_ice_in_crater_at_Martian_north_pole

Colour_view_of_crater_with_water_ice_pil

Edytowane przez cyjanobakteria

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Góra Jezero Mons, znajdująca się na obrzeżach krateru Jezero, w którym pracuje łazik Perseverance, to prawdopodobnie wulkan, donoszą naukowcy z Georgia Institute of Technology. Góra jest niemal połowy wielkości krateru Jezero, a jej zbadanie mogłoby nam wiele powiedzieć o wulkanizmie na Marsie i zdolności planety do potrzymania życia. Odkrycie dokonane przez naukowców z Georgii pokazuje, jak mało wiemy nawet o jednym z najlepiej zbadanych regionów Marsa.
      Badanie wulkanizmu Marsa to niezwykle interesujące zagadnienie. Możemy dzięki niemu poznać geologię i historię Czerwonej Planety. Krater Jezero to jedno z najlepiej zbadanych miejsc na Marsie. A jeśli dopiero teraz znaleźliśmy tam wulkan, to wyobraźmy sobie, jak dużo może ich być na Marsie. Być może jest ich więcej, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy, mówi profesor James J. Wray.
      Wray zauważył górę w 2007 roku, gdy był świeżo upieczonym magistrem. Oglądałem zdjęcia tego regionu wykonane w niskiej rozdzielczości i zauważyłem górę na krawędziach krateru. Dla mnie wyglądała jak wulkan, ale trudno było zdobyć dodatkowe zdjęcia, mówi. Było to niedługo po odkryciu Jezero Crater i był on badany pod kątem obecności w przeszłości wody, wykonywano więc głównie fotografie innego obszaru, znajdującego się kilkadziesiąt kilometrów dalej.
      Później krater został wybrany celem misji Mars 2020 i wylądował w nim łazik Perseverance, poszukujący śladów dawnego życia na Marsie. Okazało się jednak, że jednymi z pierwszych próbek przeanalizowanych przez łazik, był nie materiał osadowy – jakiego należałoby się spodziewać po działalności wody – a wulkaniczny. Wray podejrzewał, skąd ten materiał mógł się wziąć, jednak najpierw musiał wykazać, że zauważona przed laty góra rzeczywiście jest wulkanem. Uczony wraz z zespołem wykorzystał wcześniejsze badania profesor Briony Horgan, która również sugerowała, że Jezero Mons to wulkan, oraz użył danych z orbiterów Mars Odyssey, Mars Reconnaissance, ExoMars Trace Gas i łazika Perseverance.
      Nie możemy odwiedzić Marsa i bezsprzecznie udowodnić, że to wulkan, ale możemy wykazać, na ile góra ta ma takie same właściwości jak inne wulkany na Ziemi i Marsie, wyjaśnia Wray. Udało się tego dokonać między innymi dzięki danym zebranym już wcześniej przez wspomniane orbitery. To pokazuje, że dane ze starszych pojazdów kosmicznych mogą być niezwykle cenne nawet długo po zakończeniu ich misji. Te dawne misje wciąż mogą przyczynić się do dokonywania nowych odkryć i pomogą nad udzielić odpowiedzi na trudne pytania, dodaje uczony.
      Jeśli Jezero Mons jest wulkanem, to jego obecność zaraz przy kraterze Jezero, w którym znajdowała się niegdyś woda, może dostarczyć nam niezwykle istotnych informacji na temat źródła energii na Marsie, w tym na temat potencjalnego istnienia tam zjawisk hydrotermalnych. Perseverance zebrał próbki niezwykłych skał osadowych, które mogą pochodzić z regionu, gdzie w przeszłości mogło istnieć życie, oraz próbki skał magmowych o niezwykle dużej wartości naukowej, wyjaśnia Wray. Jeśli udałoby się te próbki przetransportować na Ziemię, skały magmowe można by niezwykle precyzyjnie datować. To zaś pozwoliłoby na skalibrowanie dat dla krateru Jezero i dałoby naukowcom niezwykły wgląd w przeszłość geologiczną Marsa.
      Źródło: Evidence for a composite volcano on the rim of Jezero crater on Mars, https://www.nature.com/articles/s43247-025-02329-7

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Mars jest planetą szczególną. Od tysiącleci fascynuje ludzkość, setki lat temu pojawiły się przypuszczenia o istnieniu tam cywilizacji, a od bez mała stu lat ludzie chcą się tam wybrać. I o tym jest ta książka. O fascynacji i planach. Andrew May opisuje, co takiego jest w Marsie, że przykuwa uwagę kolejnych pokoleń, kultur i cywilizacji. Ale przede wszystkim mówi o tym, jak na Marsa się dostać. Jak można to zrobić w prosty sposób i dlaczego jest to tak trudne. Jak to się stało, że przez 60 lat od lądowania na Księżycu ludzka stopa wciąż nie stanęła na Marsie, kto się chce tam wybrać i po co.
      Osobiście jestem sceptykiem, nie widzę sensu misji załogowej na Marsa, nie mówiąc już o osadnictwie na Czerwonej Planecie. May jednak podaje rzeczowe argumenty, w prosty sposób wyjaśnia piętrzące się trudności i opisuje korzyści. Przekonać do wysłania tam ludzi mnie nie przekonał, jednak z pewnością pozwolił mi poszerzyć horyzonty i lepiej dojrzeć szanse – oraz problemy – kryjące się nie tylko za misjami marsjańskimi, ale misjami poza orbitą Księżyca.
      Załogowa wyprawa na Marsa będzie największą przygodą ludzkości od czasu wielkich odkryć geograficznych. Czy zmieni ona historię tak bardzo, jak wyprawy XV- i XVI-wiecznych żeglarzy? Wątpię. A czy jest sens w przygodę tę się angażować?
      Przeczytajcie sami i sami wyróbcie sobie opinię. "Mars: Nowa Ziemia. Historia eksploracji i plany podboju Czerwonej Planety” Andrew Maya to kolejny wydawniczy strzał w dziesiątkę Helionu. Mamy zaszczyt być patronem medialnym tej książki. I z tej okazji już jutro rozpoczniemy konkurs, w którym będziecie mogli wygrać jeden z jej 2 egzemplarzy.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W przeszłości Mars posiadał silne pole magnetyczne. Obecnie pozostały po nim ślady w marsjańskich skałach. Są to jednak ślady nietypowe. Sonda Mars Global Surveyor już w 1999 roku zauważyła, że skały na południowej półkuli Marsa noszą ślady silnego oddziaływania pola magnetycznego. Na półkuli północnej tak silnych sygnałów nie zauważono. Zjawisko to od dawna zastanawiało naukowców. Teraz uczeni z Instytutu Geofizyki University of Texas zaproponowali rozwiązanie zagadki.
      Ostatnie pomiary wykonane przez misję InSight pokazują, że jądro Marsa jest mniej gęste niż sądzono. To wskazuje, że Mars prawdopodobnie nigdy nie miał stałego jądra, czytamy na łamach Geophysical Research Letters. Zespół Chi Yana opisał wyniki swoich symulacji komputerowych, z których wynika, że całkowicie płynne jądro, bez części z ciała stałego, dobrze wyjaśnia widoczną różnicę w zapisie oddziaływania pola magnetycznego na różnych półkulach. Jeśli nie ma sztywnego wewnętrznego jądra, ze znacznie większą łatwością powstaje pole magnetyczne obejmujące tylko jedną półkulę. To zaś mogło mieć wpływ zarówno na działanie pola magnetycznego Marsa oraz jego możliwość utrzymania atmosfery, wyjaśnia Yan.
      Dotychczas większość badaczy zakładała, że jądro Marsa jest podobne do ziemskiego i składa się ze stałego jądra wewnętrznego oraz otaczającego je płynnego jądra zewnętrznego. Badania misji InSight pokazały, że jądro Marsa składa się z lżejszych pierwiastków niż się spodziewano. To zaś oznacza, że jego temperatura topnienia jest inna niż temperatura topnienia jądra Ziemi i prawdopodobnie jest ono całkowicie płynne. Jeśli zaś jądro Czerwonej Planety jest płynne obecnie, to niemal na pewno było płynne 4 miliardy lat temu, gdy Mars posiadał silne pole magnetyczne, wyjaśnia profesor Sabine Stanley z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
      Uczeni postanowili przetestować tę hipotezę i stworzyli model, który symulował całkowicie płynne jądro Marsa. Uruchomili go kilkanaście razy, za każdym tak ustawiając parametry symulacji, by płaszcz planety na półkuli północnej był nieco cieplejszy niż na półkuli południowej. Okazało się, że przy pewnej różnicy temperatur ciepło uciekające z jądra było uwalniane tylko przez chłodniejszą półkulę południową, co powodowało pojawienie się na niej silnego pola magnetycznego. Nie wiemy, czy to wyjaśnia historię pola magnetycznego Marsa, ale niezwykle ekscytujące jest samo stwierdzenie, że na planecie może istnieć pole magnetyczne obejmujące tylko jej część, a struktura symulowanego jądra pasuje do badań przeprowadzonych przez InSight, mówi Stanley.
      Zdaniem naukowców, ich badania to przekonująca alternatywa dla hipotezy mówiącej, że ślady działania pola magnetycznego na półkuli północnej zostały zniszczone przez uderzenia asteroid.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Przed 11 milionami lat w Marsa uderzyła asteroida, która wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną fragmenty Czerwonej Planety. Jeden z tych fragmentów trafił na Ziemię i jest jednym z niewielu meteorytów, których pochodzenie można powiązać bezpośrednio z Marsem. Kto znalazł ten kawałek Marsa, nie wiadomo. Odkryto go w 1931 roku w jednej szuflad na Purdue University i nazwano Lafayette Meteorite, od miasta, w którym znajduje się uniwersytet. Nie wiadomo bowiem nawet, gdzie dokładnie meteoryt został znaleziony. Jednak jego stan zachowania wskazuje, że nie leżał na ziemi zbyt długo.
      Na kawałek skały jako pierwszy zwrócił uwagę dr O.C. Farrington, który zajmował się klasyfikacją kolekcji minerałów z uniwersyteckich zbiorów geologicznych. I to właśnie Farrington stwierdził, że skała uznana wcześniej za naniesioną przez lodowiec, jest meteorytem.
      Już podczas jednych z pierwszych badań Lafayette Meteorite naukowcy zauważyli, że na Marsie miał on kontakt z wodą w stanie ciekłym. Od tamtego czasu nie było jednak wiadomo, kiedy miało to miejsce. Dopiero teraz międzynarodowa grupa naukowa określiła wiek znajdujących się w meteorycie minerałów, które powstały w wyniku kontaktu z wodą. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Geochemical Perspective Letters.
      Profesor Marissa Tremblay z Purdue University wykorzystuje gazy szlachetne, jak hel, neon i argon, do badania procesów chemicznych i fizycznych kształtujących powierzchnię Ziemi. Uczona wyjaśnia, że niektóre meteoryty z Marsa zawierają minerały, które powstawały na Marsie w wyniku interakcji z wodą. Datowanie tych minerałów pozwoli nam więc stwierdzić, kiedy woda w stanie ciekłym istniała na powierzchni lub płytko pod powierzchnią Marsa. Datowaliśmy te minerały w Lafayette Meteorite i stwierdziliśmy, że powstały one 742 miliony lat temu. Nie sądzimy, by wówczas na powierzchni Marsa było zbyt dużo wody. Uważamy, że pochodziła ona z roztapiania się marsjańskiej wiecznej zmarzliny, a roztapianie się było spowodowane aktywnością magmy, do której sporadycznie dochodzi i dzisiaj, stwierdza uczona.
      Co ważne, naukowcy w trakcie badań wykazali, że ich datowanie jest wiarygodne. Na wiek minerałów mogło wpłynąć uderzenie asteroidy, która wyrzuciła z Marsa nasz meteoryt, ogrzewanie się meteorytu podczas pobytu przez 11 milionów lat w przestrzeni kosmicznej, czy też podczas podróży przez ziemską atmosferę. Wykazaliśmy, że żaden z tych czynników nie miał wpływu minerały w Lafayette, zapewnia Tremblay.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...