Γαιοπλασία του Άρη: Μεταβολή της ατμόσφαιρας με μετατροπή του CO2 μέσω των αντιδράσεων Bosch & Sabatier και ταυτόχρονη παραγωγή νερού και θερμότητας

Terraforming Mars: Changing the atmosphere by converting CO2 through Bosch & Sabatier reactions and simultaneously producing water and heat (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Φάκος, Γεώργιος
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 22 Σεπτεμβρίου 2019 [2019-09-22]
  5. Ελληνικά
  6. 161
  7. Ματραλής, Χαράλαμπος
  8. Κοντογιάννης, Χρήστος | Μπουρίκας, Κυριάκος
  9. Γαιοπλασία | Terraforming | Αναγωγή | Reduction | Διοξείδιο του Άνθρακα | Carbon Dioxide | Υδρογόνο | Hydrogen | Ηλεκτρόλυση | Electrolysis | Bosch | Sabatier
  10. 4
  11. 69
  12. Περιέχει: εικόνες, σχήματα, πίνακες
  13. "Κατάλυση"-Αλέξης Σ. Λυκουργιώτης, Χρήστος Κορδούλης-Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος-Τόμος Α'
    • Προκειμένου να εξασφαλιστεί η επιβίωση του ανθρωπίνου είδους και του πολιτισμού που έχει αναπτυχθεί από κάποιο γεγονός μαζικής καταστροφής της Γης (όπως π.χ. πτώση αστεροειδούς ή κομήτη) από εκτεταμένη περιβαλλοντική ρύπανση αέρα, υδάτων και εδάφους ή ακόμα από έλλειψη αναγκαίων φυσικών πόρων, έχει αναπτυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες ένα έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την εποίκηση άλλων πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος. Τέτοιοι υποψήφιοι πλανήτες είναι ο Άρης και η Αφροδίτη. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εποίκησή τους είναι να τροποποιηθούν με κατάλληλες τεχνικές παρεμβάσεις το έδαφος και η ατμόσφαιρά τους, ώστε να εξασφαλιστούν παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες με τη Γη και να καταστεί έτσι δυνατή η υποστήριξη της ανθρώπινης ζωής (terraforming). Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζεται στην απόπειρα μεταβολής της ατμόσφαιρας του Άρη και ειδικότερα της μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που επικρατεί στο μεγαλύτερο ποσοστό σε αυτή, σε στοιχειακό άνθρακα και μεθάνιο μέσω των εξώθερμων αντιδράσεων Bosch και Sabatier αντίστοιχα. Λόγω του ότι οι συγκεκριμένες αντιδράσεις απαιτούν τροφοδοσία υδρογόνου (στοιχείου που είναι σε έλλειψη στον πλανήτη Άρη) διερευνάται η παραγωγή του με μεθόδους όπως η φωτοκαταλυτική διάσπαση του νερού μέσω ηλεκτρόλυσης ή η ενζυμική κατάλυση βιομάζας σακχάρων από φυτικές καλλιέργειες στον πλανήτη. Επίσης προτείνονται λύσεις για την αποκατάσταση των απαιτούμενων υψηλών θερμοκρασιών των αντιδράσεων αλλά και των γενικότερων ενεργειακών αναγκών μιας μελλοντικής αποικίας με τη χρήση πυρηνικής ενέργειας. Το στάδιο μετατροπής της ατμόσφαιρας του Άρη σε ατμόσφαιρα παρόμοια σε σύσταση και περιεκτικότητα αερίων με εκείνη της Γης, αποτελεί ένα εξαιρετικά δύσκολο και απαιτητικό επιστημονικό εγχείρημα. Ερευνητικές ομάδες αισιοδοξούν στην ολοκλήρωση αυτού του σταδίου γαιοπλασίας σε χρονικό ορίζοντα μερικών εκατοντάδων ετών. Με την υπάρχουσα όμως τεχνολογία, μια βιώσιμη λύση υφίσταται στην ατμοσφαιρική μετατροπή «υπό την σκέπη» του προστατευμένου περιβάλλοντος των θολωτών αποικιών του πλανήτη, οι οποίες μπορούν να επεκταθούν σε μεγάλο μέρος της επιφάνειάς του.
    • In order to ensure the survival of the human species and civilization that has been developed from a massive earth-destroying event (such as an asteroid or comet fall) due to extensive environmental pollution of the air, water and soil or even lack of necessary natural resources, a strong research interest has been developed over the last decades to colonize other planets of our Solar System. Such candidate planets are Mars and Venus. A prerequisite for their colonization is to modify their soil and atmosphere with appropriate technical interventions to ensure similar environmental conditions to the Earth and thus to support human life (terraforming). This diploma thesis focuses on the attempt to change the martian atmosphere and in particular to convert most of the carbon dioxide (CO2) into elemental carbon and methane through the exothermic reactions of Bosch and Sabatier respectively. Due to the fact that these particular reactions require hydrogen supply (an element deficient on the planet Mars), its production is being investigated by using methods such as the photocatalytic water splitting via electrolysis or by enzymatic digestion of sugar biomass from crops on the planet. Solutions are also proposed to restore the required high reaction temperatures and the overall energy needs required for a future colony using nuclear energy. The state of transforming the atmosphere of Mars into an atmosphere similar to Earth’s regarding of gas composition and content, is an extremely difficult and demanding scientific endeavor. Research teams are optimistic about completion of this terraforming stage in hundreds of years time. Considering though the existing technology, a viable solution would be the atmospheric conversion under the wing of the protected environment of the domed colonies of the planet, which may expand in a large part of its surface.
  15. Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές