Энергоносители на Марсе

Привет, всем!
Выскажите, пожалуйста, кому не лень :), свои мысли на предмет того, какую собственную энергетику (без завоза чего-либо с Земли) можно развернуть на Марсе? Наличие каких энергоносителей можно ожидать? Нефть? Каменный уголь? Месторождения с хорошей концентрацией радиоактивных элементов? В каких природных условиях всё это богатство образуется? Что может дать ветер и солнечное излучение? Или, пока не будет приручен термоядерный синтез, постоянная (или хотя бы долговременная) колония на Марсе обречена быть зависимой от постоянных завозов в том числе и какого-либо топлива? Всем заранее спасибо!

ChiefPilot>Нефть? Каменный уголь?
Какая, нафиг, нефть? Какой, нафиг, каменный уголь???
Атмосферу, кислород, где взять, чтобы всё это добро жечь???

ChiefPilot>Что может дать ветер и солнечное излучение?
Ну, ветра там знатные... До 200 м/с (как не больше). Вот только плотность атмосферы 3% земной.
Боюсь, что плотность энергии никакая будет.
Примерно то же самое и с солнечной энергией. Солнечная постоянная там - 60% от земной. Т.е. максимум 0,5 кВт на квадратный метр (без учета капэдэ).

ChiefPilot>Или, пока не будет приручен термоядерный синтез, постоянная (или хотя бы долговременная) колония на Марсе обречена быть зависимой от постоянных завозов в том числе и какого-либо топлива?
И даже после этого. Т.к. для того, чтобы сделать ТВЭЛ нужен завод, размером с город.
Маяк вспомним...
Сколько там народу тусуется? Тысяч 10, если брать только основное производство? (я правда не в курсе).

uagg> Какая, нафиг, нефть? Какой, нафиг, каменный уголь???
uagg> Атмосферу, кислород, где взять, чтобы всё это добро жечь???
Ну дык, кислород будет! Дышать-то надо как-то. Возобновлять его может биосферка какая-нибудь под куполом. Просто представьте, купол, под ним лес (можно водоросли в чанах), а рядом печка на местном каменном угле - обогревает помещение ну и даёт углекислый газ, который водоросли опять же в кислород превращают за счёт фотосинтеза. Разве такая уж невероятная картина? Мы просто берём как бы естественную солнечную батарею - чан с водорослями - которая запасает солнечную энергию в виде биомассы и даёт кислород, да ещё вклиниваемся в систему с местным топливом, добавляя тепла и углекислого газа (ну и воды до кучи - там придётся всё считать).
Кроме того, возможно можно использовать какие-то другие и тоже местные окислители для топлива. Главное, чтобы оно там было. Главное, чтобы Марс что-то мог запасти за свою геологическую историю. Мог он это для нас сделать?

uagg> Ну, ветра там знатные... До 200 м/с (как не больше). Вот только плотность атмосферы 3% земной.
uagg> Боюсь, что плотность энергии никакая будет.
Может глупость скажу, но и всё же - а если какие-то диффузоры делать? Воронки для увеличения скорости (и плотности?) ветра?
uagg> Примерно то же самое и с солнечной энергией. Солнечная постоянная там - 60% от земной. Т.е. максимум 0,5 кВт на квадратный метр (без учета капэдэ).
Ну, 60% это не плохо! Тем более, что площадей для установки батарей там пока много - землю там ещё не раскупили. Можно это как-то большой площадью компенсировать или это на 60% от земной мощности уже не рентабельно?

uagg> И даже после этого. Т.к. для того, чтобы сделать ТВЭЛ нужен завод, размером с город.
uagg> Маяк вспомним...
uagg> Сколько там народу тусуется? Тысяч 10, если брать только основное производство? (я правда не в курсе).
Ну, это да. Но это уже на отдалённое будущее, на перспективу. Я потому про уголь, ветер и Солнце и спрашиваю.

Ну вообще то на Марсе обнаружено немало солей - хлоридов, сульфатов и тд. Некоторые из них (CaCl2, MgCl2 и др) при растворении в воде дают значительный экзотермический эффект - 200-600 кал/г, то есть до 2.5 МДж/кг. Это конечно не бензин, но энергию получить можно, ну там для обогрева здания, может быть удастся преобразовать в электричество с невысоким кпд. Правда надо еще найти воду, но ее итак придется искать.

uagg> Маяк вспомним...
uagg> Сколько там народу тусуется? Тысяч 10, если брать только основное производство? (я правда не в курсе).
Поменьше чем... Да и занимаются они не производством, а утилизацией ТВЭЛов
В качестве варианта предлагаю CANDU Нужен будет комбайн для извлечения урана, установка для получения ТВЭЛов. А графит и тяжелую воду можно и с Земли привезти.
Вот только если на Марсе не будет месторождений урана боюсь, что все это будет энергетически невыгодно.

Doom 3

Со второй страницы тему в сон разума перенести надо будет.

На первое время - разумеется реактор. А на попозже (идейка конечно та еще...) - не поискать ли местности, где можно будет использовать геотермальную (ареотермальную) энергию? Бурение понятно потребуется глубокое - ну так им ведь все равно придется заниматься...

uagg>Ну, ветра там знатные... До 200 м/с (как не больше). Вот только плотность атмосферы 3% земной. Боюсь, что плотность энергии никакая будет.

Скоростной напор от плотности зависит пропорционально, а от скорости во второй степени. Так что плотность энергии похоже не меньше земной будет.

Mathieus>Некоторые из них (CaCl2, MgCl2 и др) при растворении в воде дают значительный экзотермический эффект - 200-600 кал/г, то есть до 2.5 МДж/кг. Это конечно не бензин, но энергию получить можно.
Если найти, в чем растворять .
Кроме того, это тепло - низкопотенциальное. Как утилизировать-то?

ChiefPilot>Ну дык, кислород будет! Дышать-то надо как-то. Возобновлять его может биосферка какая-нибудь под куполом. Просто представьте, купол, под ним лес (можно водоросли в чанах), а рядом печка на местном каменном угле - обогревает помещение ну и даёт углекислый газ, который водоросли опять же в кислород превращают за счёт фотосинтеза. Разве такая уж невероятная картина?
Более чем невероятная, с учетом того, сколько потребуется водорослей, чтобы выделить такое количество кислорода.
Опыты с хлорелловыми жабрами проводятся давно, как бы не с 60х годов. Были даже системы типа замкнутого скафандра, в котором исследователи жили месяцами. Про американский проект "Биосфера-2" слышали? Так вот, аналогичный проект, только менее красочный, без пальм под куполом, у нас был еще в начале 60х, в рамках космической программы.
Вот только водорослей нужно около 100 кг (вместе с раствором), чтобы одного человека "продышать" . А вы хотите ими кислород для печки создавать.
Кстати - водоросли сами по себе очень неплохое топливо. Нефтеподобная органика из них синтезируется - только в путь. только энергии надо прорву.
Кстати, прорва энергии нужна и на поддержание процесса производства кислорода с помошью водорослей.

ChiefPilot>Можно это как-то большой площадью компенсировать или это на 60% от земной мощности уже не рентабельно?
Вообще, солнечная энергетика нерентабельна даже на Земле, где проблема массогабаритных характеристик солнечных батарей не стоит. Она, с учетом всех расходов, где-то в 1000 раз дороже энергии ТЭС.
Для крупной колонии-поселения на Марсе вообще понадобятся квадратные километры солнечных батарей (если не десятки). Сколько они будут весить? Как их обслуживать, если даже на Земле это проблема?

marata>В качестве варианта предлагаю CANDU Нужен будет комбайн для извлечения урана, установка для получения ТВЭЛов. А графит и тяжелую воду можно и с Земли привезти.
Вот только если на Марсе не будет месторождений урана боюсь, что все это будет энергетически невыгодно.
Даже если имеются - всё равно, чтобы пустить производство топлива на поток нужно несколько тысяч человек. Для добычи, обслуживания производства топлива, обслуживания реактора и т.д.
Даже если просто складывать отработанное топливо на пустыре, а в реактор грузить уран в виде слитков.

alex_ii>А на попозже (идейка конечно та еще...) - не поискать ли местности, где можно будет использовать геотермальную (ареотермальную) энергию? Бурение понятно потребуется глубокое - ну так им ведь все равно придется заниматься...
Марс менее сейсмоактивен, чем Земля. И даже на земле нужно пробуриться километров на 10, чтобы добраться до разогретых слоёв (вариант, когда слои подходят прямо к поверхности земли, как на Камчатке - не расматриваем. На Марсе, вроде, такого нет. Хотя бог его знает).

alex_ii>На первое время - разумеется реактор.
Причем не абы-какой, а на высокообогащенном топливе, с металлическим теплоносителем (из-за массогабаритов). Причем даже ля маленькой исследовательской станции, типа как в Антарктиде, их потребуется сразу 3-4.
Один - основной, второй - резервный, третий - ждёт топлива с Земли для перезагрузки.

ED>Скоростной напор от плотности зависит пропорционально, а от скорости во второй степени. Так что плотность энергии похоже не меньше земной будет.
Ну... Это в бурю. А какие там ветра обычно. Если такие-же, как на Земле - то с плотностью швах. 3%. Даже если в среднем в 2 раза быстрее (т.е. не 3-5, а 6-10 м/с) - то тогда получается 10 % от земного аналога.
Знаете как выглядтит поле ветряков на мегаватт?

Нефть или что подобное на Марсе возможно и есть. Только жечь её не в чем. Свободных окислителей на Марсе скорей всего нет.
Так что остаётся:
1) ареотермальная - есть, но где и в каком объёме - непонятно
2) солнечная - вероятно с помощью всяких водрослей
3) ядерная - но оно сильно непросто.

Повесьте на орбите пару SPS, и на поверхности разложите антенну, и будет вам щастя на Марсе. Можете даже к Фобосу SPS прицепить, чтобы не потерялся. Постоянного питания не получится наверное, но с аккумуляцией и подпиткой от SPS вполне можно смириться.
Среди прочих преимуществ: не нужно ничего хрупкого садить, SPS можно вывести заранее — всё это уменьшает риск. Антенна тоже садится заранее где надо и раскладывается сама. Вся система будет полностью работоспособна прежде чем какие-то дорогостоящие перевозки начнутся.

uagg> Вот только водорослей нужно около 100 кг (вместе с раствором), чтобы одного человека "продышать" . А вы хотите ими кислород для печки создавать.
А в чём тут проблема? Что везти с собой много надо? Зачем? Они же очень быстро размножаются. Привезли несколько килограммов, создали подходящие условия и очень быстро получили необходимое количество.
Или вопрос в том, что много места надо? Так купол подразумевается достаточно большой! Или система мелких куполов. Это уж как угодно. Это не лимитирует.
uagg> Кстати - водоросли сами по себе очень неплохое топливо. Нефтеподобная органика из них синтезируется - только в путь. только энергии надо прорву.
Тут можно и не тратить энергию (на производство топлива) - их лучше прямо сразу кушать. А организм сам из них и запасённую энергию получит и строительные материалы для себя.
uagg> Кстати, прорва энергии нужна и на поддержание процесса производства кислорода с помошью водорослей.
Ну так я и говорю - уголь местный надо искать!


To au: А что такое SPS?

А если не секрет, зачем на Марсе нужна колония? А с энергией всё просто - выложить поверхности Фобоса и Деймоса солнечными батареями и посылать на поверхность Марса направленной антенной в виде лазерного, а не микроволнового излучения, поскольку атмосфера Марса разрежённее Земной.

ChiefPilot> To au: А что такое SPS?

"И ты, Брут?!"

А сколько надо энергии?

uagg> Марс менее сейсмоактивен, чем Земля. И даже на земле нужно пробуриться километров на 10, чтобы добраться до разогретых слоёв (вариант, когда слои подходят прямо к поверхности земли, как на Камчатке - не расматриваем. На Марсе, вроде, такого нет. Хотя бог его знает). uagg>

у Марса кора наверное тоньше - т.е. и
бурить так глубоко не нужно (особенно на
дне больших кратеров) и температурный
градиент побольше ...

au> Space-based solar power - Wikipedia, the free encyclopedia
Ага, я понял, спасибо! Только вот мне кажется, что простая солнечная батарея рядом с колонией гораздо проще, чем SPS. А проще - значит надёжнее! Разве это не важнее для колонии?

Странно, что до сих пор никто не написал одно короткое слово: Метан

Это типа :CH4+CO2=CO+H2O + примерно
20Мдж на 1кг.метана ?

еще нужно учитывать что из-за слабой
гравитаци и низкой плотности атмосферы
некоторые работы типа копания или
перемещения будут гораздо менее
энергоемки ...

Где вы такие цифры берете - солнечная энергия в 1000 раз дороже ТЭС? Даже если в каком-то году это было так - то сейчас даже на Земле солнечная энергия догоняет тепловую. Не равна по стоимости, но и не в 1000 раз... И дороговизна солнечных не в последнюю очередь обусловлена их нераспространенностью.
Не обязательно выплавлять тонны сверхчистого кремния - вот такое Аризона строит крупнейшую солнечную электростанцию на Земле можно строить. Причем на Марсе отражатели можно наверное делать надувные, если ветровые нагрузки там невелики. Или там метеоритов много?

Я на выходных вполуха слушал наши местные новости, оказывается у нас есть "солнечная" деревня и киловатт "солнечной" электроэнергии стоит 1,5рубля. Тариф энергосетей для населения не имеющего электрических плит 2,07руб.

D.Vinitski> Странно, что до сих пор никто не написал одно короткое слово: Метан
А тут как - можно ожидать каких-то локальных месторождений? Или его прямо из воздуха как-то фильтровать? Вымораживать? насколько это (второе) эффективно?

Так что - солнечная энергия, согласно данным alex_zeed и Alexandrc, тоже не отбрасывается, а вполне можно на неё всерьёз рассчитывать?