20 страница. Astronauci pierwszych wypraw odkrywczych muszą się zadowolić mieszkaniem w „puszkach tuńczyka

Astronauci pierwszych wypraw odkrywczych muszą się zadowolić mieszkaniem w „puszkach tuńczyka". Stała baza na Marsie, do której przybędą grupy naukowców oraz przyszłych

236 • CZAS MARSA

kolonizatorów, powinna jednak wyglądać inaczej. Wybudowanie większych konstrukcji mieszkalnych będzie jednym z pierwszych zadań, którego realizacja przyczyni się do rozwoju samej bazy i umożliwi wysłanie na Marsa następnych grup ludzi. Zgodnie z zasadą wykorzystywania lokalnych zasobów, dzięki której wysłanie ludzi na Marsa stanie się w ogóle możliwe, do budowy dużych konstrukcji powinny zostać użyte mars-jańskie materiały.

Krypty z cegły

W serii prac opublikowanych pod koniec lat osiemdziesiątych inżynier Bruce MacKenzie szczegółowo przeanalizował ów problem i doszedł do wniosku, że optymalnym lokalnym materiałem do budowy na Marsie pierwszych większych konstrukcji jest cegła.l

Na pierwszy rzut oka propozycja wykorzystania równie starej i nieskomplikowanej technologii wydaje się dość zaskakująca, lecz w istocie ma solidne uzasadnienie. Wytwarzanie cegieł jest stosunkowo proste, dlatego z nich właśnie zbudowano część najstarszych ziemskich miast. Być może z cegieł powstaną też pierwsze ludzkie osady na Marsie. Do produkcji cegieł potrzebujemy drobno zmielonej ziemi, którą moczymy i, lekko ściskając, umieszczamy w formie odlewniczej, następnie suszymy i wypalamy. Temperatura wypalania nie musi koniecznie być bardzo wysoka - na Ziemi wciąż jeszcze stosowane są cegły osuszane na słońcu. Zupełnie przyzwoite cegły powstają w piecu o temperaturze 300°C, zwłaszcza jeśli do błota dodamy resztki materiału poprawiającego spoistość mieszaniny, na przykład skrawki tkaniny spadochronowej. (Przywodzi to na myśl biblijny opis Egipcjan, wytwarzających cegły z mieszaniny słomy i błota. Znana, od czasów starożytnych metoda sta-

1 B. MacKenzie: Building Mars Habitats Using Local Materials, AAS 87-216. [W:] C. Stoker (red.): The Case for Mars III, tom 74, Science and Technology Series of the American Astronautical Society, Univelt, San Diego, Kalifornia 1989.

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 237

nowi jeden z najwcześniejszych przykładów produkcji kompozytów). Na Marsie bez trudu można rozgrzać piec do 900°C (temperatury stosowanej współcześnie do produkcji cegieł najwyższej jakości), wykorzystując palenisko ze zwierciadłem słonecznym lub ciepło odpadowe z reaktora jądrowego bazy. Co prawda proces produkcyjny wymaga obecności wody, lecz w poprawnie skonstruowanym piecu prawie całą potrzebną wodę będzie można odzyskać z pary wodnej, która powstanie podczas osuszania cegieł w temperaturze 200°C przed rozpoczęciem wypalania. Prawie wszędzie na Marsie występuje pod dostatkiem doskonały materiał do produkcji cegieł: drobno zmielony, bogaty w żelazo, gliniasty pył, pokrywający powierzchnię planety warstwą grubości co najmniej kilkudziesięciu centymetrów. Poza tym po zmieszaniu z wodą rumiany marsjański pył świetnie nadaje się na zaprawę murarską, służącą do zlepiania cegieł. Na podstawie prowadzonych pod koniec lat osiemdziesiątych w firmie Martin Marietta doświadczeń z wykorzystaniem substancji imitującej glebę z Marsa inżynier Robert Boyd stwierdził, że w wyniku bardzo nieskomplikowanego procesu, wymagającego jedynie zmoczenia i osuszenia marsjańskiej ziemi, powstaje materiał, zwany duri-kretem, o wytrzymałości wynoszącej ponad 50% wytrzymałości ziemskiego betonu.2

Zgodnie z wynikami pomiarów, wykonanych przez sondę Yiking, zawartość w marsjańskiej glebie wapnia (około 5%) i siarki (2,9%) jest bardzo wysoka, natomiast analiza pochodzących z Marsa meteorytów SNC prowadzi do wniosku, że na Czerwonej Planecie pierwiastki te występują w postaci gipsu (CaSO4 • 2H2O). Na Ziemi gips stosowany jest do robienia tynku oraz, po wypaleniu, wapna. Po dodaniu wapna do zaprawy murarskiej powstaje standardowy cement portlandzki o dużo większej wytrzymałości na rozciąganie.

2 R. Boyd, P. Thompson i B. Clark: Duncrete and Composites Construction on Mars. AAS 87-213. [W:] C. Stoker (red): The Case for Mars III, tom 74, Science and Technology Series of the American Astronautical Society, Univelt, San Die-go, Kalifornia 1989.

238 • CZAS MARSA

Każdy materiał konstrukcyjny charakteryzują dwa rodzaje wytrzymałości: wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na ściskanie. Na przykład liny i przewody mają zwykle dużą wytrzymałość na rozciąganie, a brak im wytrzymałości na ściskanie; natomiast stalowy dźwigar jest zarazem bardzo wytrzymały na rozciąganie i na ściskanie. Z kolei wykonane z cegieł ściany i kolumny charakteryzują się bardzo dużą wytrzymałością na ściskanie oraz niewielką odpornością na rozciąganie: cegły bardzo trudno zgnieść, lecz prawie zupełnie się nie nadają do łączenia elementów. A jednak konstrukcje z cegieł i zaprawy zbudowane trzy tysiące lat temu w starożytnym Egipcie wciąż stoją niewzruszone. Na Marsie budowle z cegieł będą równie trwałe, jeśli marsjańscy architekci zastosują się do głównej i uniwersalnej zasady starożytnej architektury: konstrukcje z cegieł muszą być ściśnięte.

Budowę hermetycznej konstrukcji na Marsie zaczynamy od wykopania rowu, wewnątrz którego stawiamy kryptę w stylu rzymskim, czy, jeszcze lepiej, szereg krypt lub może nawet atrium w stylu rzymskim (rys. 7.1). Krypty przykrywamy warstwą ziemi, powodującą znaczne obciążenie skierowane w dół, i dopiero wtedy wprowadzamy pod wyższym ciśnieniem powietrze do oddychania (wytworzone albo w instalacjach chemicznych do produkcji tlenu, znanych z rozdziału 6, albo w cieplarniach, opisanych w dalszej części niniejszego rozdziału). Grubość warstwy gleby zależy od tego, jaką wartość ciśnienia powietrza założono dla wnętrza krypty. Przy wartości 5 psi (3,5 psi tlenu i 1,5 psi azotu, jak na stacji Skylob), która odpowiada standardowemu marsjańskiemu powietrzu, zaproponowanemu przeze mnie, na krypty z dołu będzie wywierana siła, zmierzająca do wyrzucenia ich w górę, o przybliżonej wartości 3,5 tony na m2. Gdy przyjmiemy, że średnia gęstość marsjań-skiej gleby jest cztery razy większa od gęstości wody, warstwa mułu o grubości 2,5 m nad kryptami wystarczy, by zapewnić hermetyczność konstrukcji. (Nie zapominajmy, że marsjańska grawitacja wynosi zaledwie 0,38 siły ciążenia na Ziemi. W warunkach ziemskiej grawitacji wystarczyłaby warstwa gleby grubości tylko l m). Dla osób żyjących w podobnej podpo-

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 239

iii

//

Rys. 7.1. Pojedyncze lub szeregowe (a) krypty w stylu rzymskim, a nawet przestrzenne konstrukcje atrialne (b), mogą pełnić rolę dużych podpo-wierzchniowych hermetycznych modułów mieszkalnych na Marsie. (Projekt: B. MacKenzie, 1987).

240 • CZAS MARSA

wierzchniowej konstrukcji tak gruba warstwa ziemi stanowi zarazem potężną osłonę przed promieniowaniem: obniży otrzymywane dawki promieniowania kosmicznego do mniej więcej ziemskiego poziomu. Ponadto pokrywa gleby zapewni doskonałą izolację termiczną, dzięki której mieszkańcy podpo-wierzchniowej budowli właściwie nie odczują dużych dobowych wahań temperatury, jak również spowoduje znaczne zmniejszenie zużycia energii na ogrzewanie modułu mieszkalnego. Z przykrytych warstwą gleby konstrukcji z cegieł będzie się zapewne ulatniać powietrze (choć bardzo powoli). Rozwiązaniem problemu jest cienka warstwa szczeliwa, wykonanego ze sztucznego tworzywa, rozpylona na ścianach bądź przyczepiona jak tapeta. Powolne ulatnianie powietrza z czasem samo powinno ustać, ponieważ stosunkowo wilgotne powietrze wydostające się z konstrukcji powoduje powstawanie w okolicznej glebie, na drodze dyfuzji, zmarzliny lub lodu. Przy zastosowaniu opisanych technik, stosunkowo prostych i znanych od czasów starożytnych, budowa na Marsie hermetycznych konstrukcji o rozmiarach podmiejskich centrów handlowych staje się możliwa (rys. 7.1).

Dom pod kopułą

Choć w porównaniu z modułami mieszkalnymi Mars Direct, mającymi kształt puszek z tuńczykiem, podpowierzchniowe budowle, przypominające centra handlowe, są niewątpliwie sporym osiągnięciem (moja nastoletnia córka pewno skakałaby z radości, mogąc mieszkać w centrum handlowym), życie na Marsie nie musi się do nich ograniczać. Nie musimy za-grzebywać się w ziemi ze strachu przed promieniowaniem (jak na Księżycu), ponieważ marsjańska atmosfera jest wystarczająco gęsta, by zabezpieczyć ludzi żyjących na powierzchni przed konsekwencjami rozbłysków słonecznych. Będziemy mogli przebywać na powierzchni planety; nawet podczas budowy bazy można wykorzystać duże, nadmuchiwane konstrukcje, wykonane z przezroczystego tworzywa sztucznego

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 241

i osłaniane przez cienkie kopuły z mocnego tworzywa sztucznego, odpornego na ścieranie i nie przepuszczającego promieniowania nadfioletowego. Powstałyby w ten sposób duże przestrzenie, nadające się do zamieszkania oraz uprawy roślin. Należy zwrócić uwagę, że na Księżycu - pomijając nawet kwestię rozbłysków słonecznych i cyklu dobowego, trwającego ziemski miesiąc3 - proste, przezroczyste konstrukcje powierzchniowe byłyby niewskazane, gdyż powodowałyby powstawanie wewnątrz zbyt wysokich temperatur. Natomiast na Marsie silny efekt cieplarniany w tego rodzaju konstrukcjach prowadzi do wytworzenia się pod kopułami klimatu umiarkowanego.

W trakcie budowy bazy można używać kopuł o średnicy do 50 m, z wewnętrzną atmosferą 5 psi, odpowiednią dla ludzi. Kopuła wykonana z mocnego tworzywa sztucznego, takiego jak kevlar (granica plastyczności tego tworzywa wynosi 200 000 psi -jest ono zatem dwukrotnie wytrzymalsze od stali), mimo grubości zaledwie l mm trzykrotnie przekraczałaby wymaganą wytrzymałość na rozerwanie i ważyłaby tylko 8 ton (łącznie z częścią podpowierzchniową), przy czym dalsze 4 tony przypadałyby na niehermetyczną osłonę z pleksiglasu. (Prawdopodobieństwo, że kopuła modułu mieszkalnego wykonana z wytrzymałego kevlaru spadnie, powodując katastrofę, jest bardzo małe. Po przestrzeleniu kopuły o średnicy 50 m kulą o dużym kalibrze upłynęłyby dwa tygodnie, zanim z wnętrza ulotniłoby się całe powietrze - starczyłoby więc czasu na naprawę). W początkowym okresie osadnictwa gotowe kopuły przywożono by z Ziemi. Z czasem na Marsie rozpocznie się produkcja kopuł, i to coraz większych (masa hermetycznej kopuły rośnie proporcjonalnie do sześcianu promienia, natomiast masa nieherme-tycznej osłony rośnie proporcjonalnie do kwadratu promienia, a zatem kopuła o średnicy 100 m ważyłaby 64 tony i wymagałaby 16-tonowej osłony z pleksiglasu).

3 Ponieważ Księżyc krąży dokoła Ziemi w ten sposób, że zawsze jest zwrócony ku niej tą samą półkulą, księżycowa doba trwa tyle, ile wynosi czas obiegu Księżyca wokół naszej planety (przyp. red.).

242 • CZAS MARSA

Głównym problemem, wiążącym się z użyciem kopuł, jest kwestia fundamentów. Elastyczny pojemnik z gazem pod ciśnieniem przybiera w sposób naturalny kształt kuli, by równomiernie rozmieścić zawartość w całej objętości. Kształt kuli jest prosty i sensowny, stwarza jednak bardzo poważne problemy, gdyż budowa sferycznej kopuły wymaga wykonania wielkich prac ziemnych. Wyobraźmy sobie, że chcemy zakopać piłkę w piasku na plaży tak, by jej dolna połowa była zagrzebana w ziemi, a górna - wystawała. Trzeba w tym celu wykopać dziurę o objętości dolnej połowy piłki. Schowanie w piasku połowy piłki jest trywialnie proste, ale w przypadku wznoszenia na Marsie kopuły o średnicy 50 m zadanie wymagałoby wielkiego wysiłku. Tym bardziej że po wykopaniu odpowiednio dużej jamy i złożeniu w niej sferycznej kopuły konieczne byłoby dodatkowo umieszczenie wykopanej ziemi z powrotem w pierwotnym miejscu, w dolnej półkuli wnętrza kopuły. Chociaż otrzymalibyśmy w ten sposób ogromną przestrzeń, o średnicy 50 m i wysokości 25 m (rys. 7.2a) -niestety, wymagałoby to wydobycia, a potem umieszczenia z powrotem około 260 000 ton ziemi. Niewykluczone, że, szczęśliwym trafem, uda się znaleźć naturalny krater o potrzebnych rozmiarach; jest to jednak bardzo mało prawdopodobne, zwłaszcza że krater ów musiałby się znajdować w miejscu wybranym na stałą bazę, a poza tym jeden taki krater to za mało.

Pewnym rozwiązaniem problemu jest konstrukcja o różnym promieniu krzywizny górnej i dolnej półkuli. Umieśćmy dzie-sięciogroszówkę na pięćdziesięciogroszówce, a przekonamy się, że moneta pięćdziesięciogroszowa ma większy promień od dziesięciogroszowej, a co za tym idzie - również większy promień krzywizny. Łuk zakreślany przez dolną połowę pięćdzie-sięciogroszówki jest znacznie bardziej spłaszczony niż łuk zakreślany przez dolną połowę dziesięciogroszówki. A zatem pod-powierzchniowa część kopuły może być fragmentem sfery o promieniu większym od półkuli górnej (rys. 7.2b), co pozwoli ograniczyć prace ziemne. Gdyby na przykład półkula górna miała średnicę 50 m (promień krzywizny wynosi wówczas 25 m),

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 243

Rys. 7.2. Metody budowy kopuł na powierzchni Marsa: (a) zakopanie dolnej półkuli kopuły sferycznej; (b) zakopanie dolnej półkuli o promieniu krzywizny dwukrotnie większym od promienia krzywizny górnej półkuli kopuły; (c) zakotwiczenie kopuły typu „namiot"; (d) sferyczny kompleks mieszkalny, który znajduje się całkowicie nad powierzchnią planety, zawierający pokłady, zawieszone na kablach z kevlaru {rys. Michael Carroll).

promień krzywizny podpowierzchniowej części tej kopuły mógłby wynosić 50 m; w ten sposób zamiast dziury w ziemi w kształcie półkuli o promieniu 25 m, wystarczyłby płytki basen o głębokości 3,35 m, a ilość wykopanej marsjańskiej gleby zmniejszyłaby się z 260 000 do 6500 ton. Wersja ta jest bez wątpienia bardziej praktyczna - gdybyśmy dysponowali sprzętem, który w godzinę może usunąć ziemię, wypełniającą typową wywrotkę (20 m3), na wykonanie całej pracy wystarczyłoby 10 ośmiogodzinnych zmian.

244 • CZAS MARSA

Kolejne rozwiązanie to kopuła w postaci półkolistego namiotu - wystarczy zakopać jego brzeg w kształcie koła (rys. 7.2c). I tu nie obeszłoby się bez konieczności usunięcia dużej ilości ziemi - kopuła o średnicy 50 m, zawierająca powietrze o ciśnieniu 5 psi, byłaby poddana działaniu skierowanej ku górze siły 6926 ton, zmierzającej do oderwania kopuły od marsjańskiej powierzchni; czyli 44 tony na metr obwodu. Przymocowanie brzegu kopuły-namiotu do pasa ziemi szerokości 3 m, rozciągającego się wokół całego obwodu namiotu, oznacza - przy założeniu, że marsjańska gleba ma czterokrotnie większą gęstość od wody - konieczność wykonania wykopu głębokości 10 m, gdyż dopiero wtedy namiot będzie zabezpieczony przed oderwaniem od ziemi. Osadzenie namiotu wymaga wykopania rowu szerokości 3 m, głębokości 10 m i o obwodzie 157 m, zakopania brzegu namiotu i wypełnienia na powrót ziemią rowu nad zakotwiczeniem. Wykopanie takiego rowu wiąże się z koniecznością usunięcia 18 800 ton marsjańskiej ziemi. Ten sam efekt można jednak osiągnąć przy mniejszym nakładzie pracy: wykopując stosunkowo wąski, płytki rów w kształcie okręgu (powiedzmy, szerokości l m i głębokości 3 m - co oznacza konieczność usunięcia 1900 ton gleby), mocując brzeg namiotu do ziemi długimi, głęboko wbitymi palami owiniętymi drutem kolczastym. W środku pali biegłyby rury do przesyłania w dół pary wodnej, która po zamarznięciu pod powierzchnią utworzyłaby bardzo mocny pierścień zmarzliny - doskonały fundament kopuły.

Czwarta możliwość polega wprawdzie na wykorzystaniu sferycznej kopuły, lecz nie zakopanej w ziemi (rys. 7.2d). Mogłaby ona zawierać pokłady podwieszone do kabli z kevlaru, które opasywałyby kopułę na różnych równoleżnikach. W sferycznej kopule o średnicy 50 m pierwszy pokład byłby zawieszony 4 m nad dołem sfery, następny 7 m, potem 10 m, 13 m itd.; w sumie 15 pokładów co 3 m, czyli ostatni znajdowałby się 14 m nad powierzchnią planety. Taka kopuła zawierałaby bardzo dużą powierzchnię mieszkalną - w przybliżeniu 21 000 m2. Względy konstrukcyjne nakazują nie obciążać zbytnio budowli; lekkie materiały, takie jak wytłumiające dźwięk pianki z tworzyw sztucznych, nadawałyby się do podziału dostępnej

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 245

przestrzeni na mieszkania, laboratoria, bary, sale gimnastyczne i konferencyjne oraz inne pomieszczenia. Wejście do kopuły z powierzchni planety prowadziłoby przez tunel i śluzę powietrzną, znajdującą się w „południowym biegunie" sfery. Zwały ziemi wokół podstawy kopuły pomogłyby rozłożyć odpowiednio ciężar kopuły. Ustawienie kolumny z cegieł, biegnącej przez środek sfery, poprawi udźwig pokładów oraz ułatwi zastosowanie wind. Wolno stojąca sfera, sięgająca tak wysoko nad powierzchnię Marsa, musiałaby być osłaniana przez ni-skociśnieniową sferę z pleksiglasu, znacznie większą niż w innych rozwiązaniach, choć ważącą zaledwie 16 ton.

Jak widać, umieszczenie na powierzchni Marsa dużych kopuł mieszkalnych wymaga mistrzowskiego opanowania nowatorskich, nietrywialnych technik inżynierii lądowej w zupełnie nowym otoczeniu. Dlatego spodziewam się, że początkowo mar-sjańska architektura zostanie zdominowana przez proste, podziemne krypty z cegieł w rzymskim stylu. Gdy już jednak opanujemy odpowiednie technologie, będziemy mogli postawić konstrukcje mieszkalne w kształcie kopuł o średnicach 50-100 m; uzyskamy w ten sposób dużą powierzchnię mieszkalną (wewnątrz kopuł będzie można chodzić w koszulach z krótkim rękawem) i gospodarczą (uprawa roślin). W przypadku kopuł częściowo zagrzebanych pod powierzchnię planety (rys. 7.2 a, b, c) ludzie będą żyli w konwencjonalnych (choć pozbawionych dachów) domach, wykonanych z cegły. Lżejsze konstrukcje kopuł posłużą jako tereny rolnicze, ponieważ roślinom wystarczy atmosfera o ciśnieniu 0,7 psi. Wydaje się, że właśnie z uwagi na mniejsze wymagania co do ciśnienia i bezpieczeństwa, pierwsze marsjańskie kopuły zostaną przeznaczone pod szklarniową uprawę roślin; dopiero później przekształcą się w przestrzenie dostępne marsjańskim osadnikom.

Produkcja tworzyw sztucznych

Pamiętamy, jak w Absolwencie przyjaciel rodziny wyjawił Du-stinowi Hoffmanowi, że we współczesnym świecie najważniej-

246 • CZAS MARSA

sze materiały są wykonane z plastiku, więc powinien zająć się czym prędzej tworzywami sztucznymi, a wówczas będzie mógł spokojnie patrzeć w przyszłość. Na Marsie nie brakuje węgla oraz wodoru i tak jak na Ziemi można tam rozpocząć produkcję tworzyw sztucznych.

Kluczem do produkcji tworzyw sztucznych na Marsie jest synteza etylenu, którą można przeprowadzić jako rozszerzenie odwróconej reakcji przemiany woda-gaz (RWGS), omówionej w rozdziale 6 podczas przedstawiania metody otrzymywania tlenu. Oto reakcja RWGS:

H + CO

H2O

CO.

(D

Dzięki niej otrzymamy potrzebne ilości tlenu, doprowadzając do reakcji marsjańskiego atmosferycznego dwutlenku węgla z wodorem, pozbywając się tlenku węgla i wykonując elektrolizę powstałej wody; następnie tak uzyskany tlen należy przechować, a wodór ponownie wykorzystać do produkcji większych ilości wody i tlenu itd. Rozważmy nieco inny sposób przeprowadzenia tych reakcji - dostarczmy wodór i dwutlenek węgla w stosunku ilościowym 3:l zamiast 1:l, jak w równaniu (1), czyli następującą reakcję:

6H2 + 2CO2 -> 2H2O + 2CO + 4H2.

(2)

(Zdaję sobie sprawę, że obie strony tego równania można podzielić przez dwa; pozwólcie mi jednak zachować taką jego postać). Wodę powstałą w wyniku reakcji (2) usuwamy z reaktora i skraplamy. Przeprowadzamy elektrolizę lub nie, zależnie od tego, czy bardziej potrzebujemy wody, czy osobno wodoru i tlenu. Główna różnica polega jednak na wykorzystaniu pozostałych produktów, już po usunięciu wody. Mieszaninę tlenku węgla i wodoru możemy przenieść do innego reaktora, by w obecności katalizatorów zawierających żelazo poddać ją następującej reakcji:

2CO + 4H

C2H4

2H2O.

(3)

BUDOWA BAZY NA MARSIE • 247

Bingo! C2H4 to właśnie etylen, wspaniałe paliwo, a zarazem klucz do rozwoju przemysłu petrochemicznego i produkcji tworzyw sztucznych. Reakcja (3) jest silnie egzotermiczna i -podobnie jak omawiana w rozdziale 6 reakcja Sabatiera, prowadząca do wytworzenia metanu - może służyć jako źródło energii cieplnej, potrzebnej do zainicjowania i podtrzymywania endotermicznej reakcji RWGS. Ponadto reakcja (3) charakteryzuje się wysoką stałą równowagi, nadaje się więc jako efektywna metoda otrzymywania etylenu. Układ wykorzystujący tę reakcję, choć bardziej złożony niż w przypadku reakcji Sabatiera, ma sporo zalet.

Po pierwsze, cząsteczka etylenu zawiera tylko dwa atomy wodoru na jeden atom węgla, podczas gdy metan składa się z czterech atomów wodoru i jednego atomu węgla. Stosowanie jako paliwa etylenu zamiast metanu oznacza zmniejszenie o połowę zapotrzebowania na wodór przywożony z Ziemi lub wydobywany pod postacią wody spod powierzchni Marsa.

Po drugie, przy ciśnieniu l atmosfery temperatura wrzenia etylenu wynosi -104°C, czyli jest znacznie wyższa od -183°C, temperatury wrzenia metanu. Przy ciśnieniu paru atmosfer etylen można bez konieczności zamrażania przechowywać w średnich marsjańskich temperaturach; natomiast temperatura krytyczna dla metanu jest dużo niższa od temperatury marsjańskich nocy. W przeciwieństwie do metanu etylen nadaje się do przechowywania na Marsie bez stosowania zamrażarki kriogenicznej. Zmniejsza to mniej więcej o połowę zapotrzebowanie na energię ze strony instalacji wytwarzającej paliwo etylen/tlen zamiast metan/tlen oraz ogranicza grubość izolacji zbiorników z paliwem etylenowym (a także ułatwia obchodzenie się z nim).

Po trzecie, gęstość ciekłego etylenu jest większa o 50% w stosunku do ciekłego metanu, co pozwoli na stosowanie mniejszych i lżejszych zbiorników paliwowych w marsjańskich pojazdach startujących (MAY) i roverach terenowych przystosowanych do spalania etylenu. Po czwarte, etylen służy nie tylko jako źródło energii dla rakiet, roverów czy prac spawalniczych; ma także inne zastosowania: jako środek znieczulający,

248 • CZAS MARSA

czynnik przyspieszający dojrzewanie owoców oraz czynnik skracający czas biologicznego spoczynku nasion. Etylen we wszystkich zastosowaniach będzie przydatny podczas budowy marsjańskiej bazy.

Wszystkie te możliwości wykorzystania etylenu bledną jednak zupełnie w porównaniu z fundamentalną rolą, jaką odgrywa on w wielu procesach produkcji polietylenu, polipropylenu i innych tworzyw sztucznych. Można je wytwarzać w postaci folii lub włókien i używać do budowy sporych nadmuchiwanych konstrukcji (m.in. kopuł mieszkalnych), jak również wyrobu ubrań, toreb, materiałów izolacyjnych, opon i rozmaitych innych rzeczy. Takie tworzywa sztuczne mogą mieć formę sztywnej substancji o dużej gęstości, służącej do produkcji butelek i lekkich pojemników (zarówno małych, jak i ogromnych), zastawy stołowej, narzędzi, aparatury medycznej oraz niezliczonych małych, lecz potrzebnych rzeczy, takich jak pudełka, sztywne konstrukcje różnej wielkości i o różnym przeznaczeniu, w postaci przezroczystej i nieprzezroczystej. Opracowanie produkcji tworzyw sztucznych na bazie etylenu sprawi, że lista dostępnych materiałów nie ma końca - smary, szczeliwa, kleje, taśmy i wiele innych. Opanowanie marsjańskich technologii produkcji tworzyw sztucznych z etylenu będzie miało bardzo poważne konsekwencje, gdyż otworzy przed osadnikami na Czerwonej Planecie nowe możliwości.

Tworzywa sztuczne są najważniejszymi materiałami we współczesnym świecie. Wszechobecność węgla i wodoru pozwoli rozwinąć ich produkcję na Marsie. To jeszcze jeden argument przeciwko tezie, że bardziej od Marsa do kolonizacji nadaje się Księżyc. Na Księżycu węgiel i wodór występują w ilościach śladowych, rzędu jeden atom na milion, czyli mniej więcej równie często jak złoto w wodzie morskiej. Z tego względu na Księżycu nigdy nie będzie warunków do taniej produkcji tworzyw sztucznych - przez długi okres po przybyciu człowieka na Srebrny Glob tworzywa sztuczne byłyby tam dosłownie na wagę złota.

Дата добавления: 2015-10-28