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火星殖民地可能是一個氫工廠,為內太陽系提供推進劑

火星殖民地可能是一個氫工廠,為內太陽系提供推進劑

馬薩諸塞大學洛厄爾分校的Mikhail Shubov 博士發表的一篇新論文討論了這種可能性。氫氣可用於無數應用。從製造水到作為火箭燃料爆炸,宇宙中最豐富的元素肯定有很多用途。問題是在更廣闊的太陽系中相對難以進入。

在木星甚至太陽中都有很多這樣的物質,但是從這些巨大的重力井中提取物質的光並不是特別划算。較小的軌道天體,例如小行星,有一些水可以用作氫源,但它們的體積不足以滿足太陽系的所有需求。

太陽系中的一個特殊地方確實擁有豐富的潛在氫源和相對較弱的重力井。不可否認,紅色星球上的氫是以水的形式存在的。然而,水解是一種相當常見的反應,需要能量,並且具有產生純氧的額外好處,純氧本身就很有價值。

然而,水在火星上還有很多其他用途,其中最重要的是維持任何最初希望進行氫輸出的殖民地。然而,在任何群體的早期,水回收可能是一種常見的技術,因此一旦收集到足夠的水,額外的輸入只需要與任何水回收系統的損失相匹配。

雖然乍一看可能不像,但火星有很多水。衛星已在其表面或附近探測到超過 500 萬平方公里的冰。如果將其中的一小部分用於殖民地的用水,它可以無限期地支援數萬居民。

這就引出了另一個問題,在滿足殖民地的需求後,如何處理留在表面的水。它可以用於任何未來的地球改造工作,但如果直接轉化為氫,它可能對太陽系的中期經濟更有價值。

Shubov 博士建議正是這樣做,但前提是周圍經濟增長到足以保證在太空中大規模使用氫氣。這不僅包括軌道基礎設施,如閘道器空間站,還包括火星殖民地本身。在整篇論文中,他重複的一個建議是,只有當未來的火星殖民地中大約有 10,000 人居住時,才開始進行氫氣提取過程。他甚至估計了建造足夠大的殖民地以支援所有這些殖民者所需的鋼鐵和塑膠總量。

然而,這些並不是唯一的規定,在地球上擁有發射基礎設施是提出將氫氣運出世界的經濟論證的關鍵。一個潛在的基礎設施解決方案是質量驅動器,一種非常長的軌道炮,可以直接從火星表面將氫氣包發射到軌道上。雖然甚至有在地球上建造這樣一個系統的計劃,但火星的物理學更適合建造大規模驅動器或其他可以顯著降低軌道發射成本的基礎設施所需的大規模工程。

火星殖民地可能是一個氫工廠,為內太陽系提供推進劑

藝術家對火星上可能的殖民地的概念。

將氫送入環繞火星的軌道是件好事,但它從那裡去哪裡呢?地球是最可能的答案,至少在太陽系中的其他基地開始需要自己的氫之前。將大量天然氣輸送到地球不需要燃燒其中的一些燃料。然而,已經討論了各種潛在的迴圈解決方案,最著名的是奧爾德林迴圈儀。

無論選擇哪種解決方案將有價值的火箭燃料帶回家,舒博夫博士都提出了這種氫輸出系統如何工作的論點。即使在地球上,我們也離對這樣一個氫市場的需求還很遠,更不用說在太空中了。但這永遠不會阻止一些夢想家提出可能從根本上改變太陽系經濟的情景。