Частина ІІІ. Техніка, яка працює замість героїзму. Розділ 10. Атмосфера і кисень

На Землі людина прокидається, відкриває очі й робить вдих.

Без дозволу.

Без попередньої перевірки.

Без авторизації.

Без щомісячної підписки.

Без повідомлення:

«Ваш пакет “Базове дихання” автоматично продовжено до наступного розрахункового періоду».

Земля в цьому питанні непристойно щедра.

Навколо нас лежить океан газу завтовшки в десятки кілометрів, і майже ніхто не замислюється про нього, поки не починає задихатися, підніматися високо в гори або отримувати рахунок за балон кисню в лікарні.

Марс працює інакше.

На Марсі ви прокидаєтеся лише тому, що десь у технічному секторі працюють компресори, клапани, адсорбери, електролізери, газоаналізатори, вентилятори, фільтри й десятки датчиків, чиї назви більшість мешканців міста ніколи не вивчить.

І це прекрасно.

Людина не повинна щодня знати, як виробляється її повітря.

Вона повинна знати лише одну річ:

якщо система перестала працювати, у вас почався дуже короткий дедлайн.

Саме тому атмосфера марсіанського поселення — це не просто технічна система.

Це штучне небо.

Невидимий океан.

Продукт промисловості.

Стратегічний запас.

Медичний ресурс.

Пожежний ризик.

Політичне питання.

І, звичайно, ще одна річ, через яку люди зможуть посваритися навіть за сотні мільйонів кілометрів від Землі.

Перші колоністи швидко зрозуміють: на Марсі «повітря» не існує само по собі.

Повітря виробляють.

Очищують.

Розподіляють.

Сушать.

Зволожують.

Підігрівають.

Охолоджують.

Повертають у цикл.

Контролюють.

І дуже нервово слухають, якщо воно раптом починає виходити крізь стіну.

1. Повітря за вікном є. Просто не ваше

Марс не є вакуумом.

Це важливо.

У нього є атмосфера.

Просто людина має приблизно стільки ж користі від неї, скільки від холодильника, наповненого виключно бетонними блоками.

Щось усередині точно є.

Але вечерю з цього не приготуєш.

Марсіанська атмосфера переважно складається з вуглекислого газу.

Є азот.

Аргон.

Слідові кількості інших газів.

Кисню — надзвичайно мало.

Загальний тиск біля поверхні дуже низький порівняно із земним.

Тому навіть якби Марс раптом вирішив подарувати колоністу трохи більше кисню, проблема не зникла б.

Людині потрібен не просто кисень.

Потрібна правильна кількість кисню при правильному парціальному тиску в правильній газовій суміші.

Тіло досить вибагливе.

Мільйони років еволюції на Землі привчили його до певного середовища, після чого людство подивилося на Марс і вирішило:

— А що, якщо забрати організм звідси й поставити туди?

Організм не консультували.

Тому техніці доведеться імітувати частину Землі навколо кожної людини.

Постійно.

2. Перша марсіанська фабрика повітря

Одна з перших систем, яка повинна працювати ще до прибуття людей, — комплекс виробництва атмосферних газів.

Ми вже зустрічали «Небосій-М».

Тепер настав час зрозуміти, що він насправді робить.

Його величезні повітрозабірники не схожі на земні вентиляційні системи.

Марсіанська атмосфера настільки розріджена, що для отримання значної кількості газу потрібно прокачувати великі об’єми.

Компресори втягують зовнішню атмосферу.

Пил відділяється.

Газ стискається.

Охолоджується.

Потім починається хімічне чаклунство, яке насправді є нормальною інженерією, просто звучить менш романтично.

CO₂ відокремлюється й направляється до відповідних реакторів.

Азот і аргон збираються окремо.

Домішки аналізуються.

Жоден газ не потрапляє до житлової системи просто тому, що він приблизно схожий на потрібний.

«Приблизно кисень» — це словосполучення, яке не повинно існувати в технічній документації.

Так само як «майже герметично».

3. Кисень із вуглекислого газу

На перший погляд Марс поводиться майже знущально.

Його атмосфера майже вся складається з молекул, які містять кисень.

А дихати ними не можна.

Кисень захований у CO₂.

Тобто він буквально є всюди.

Просто видається разом із вуглецем і в неправильній упаковці.

Тому один із ключових напрямів — електрохімічне розділення вуглекислого газу.

Спеціальна установка отримує CO₂.

Нагріває.

Пропускає через твердооксидний електролізер або іншу високотемпературну систему.

На виході утворюється кисень.

Паралельно — чадний газ або інші продукти залежно від технології.

Кисень очищується.

Аналізується.

Компресується.

Йде до резервуарів.

На ранньому етапі такі установки можуть виробляти частину потреб колонії.

На зрілому Марсі — тисячі тонн.

Це дуже символічно.

Планета дає людям атмосферу, яка їх убиває.

Люди пропускають її через машину й отримують те, чим можуть дихати.

На цьому фундаменті можна побудувати всю філософію колонізації:

якщо Марс дає проблему, спочатку перевірте, чи не є вона погано упакованим ресурсом.

4. Кисень із води

Другий великий шлях — електроліз.

Вода розкладається на кисень і водень.

Кисень — людям.

Водень — паливу, хімічній промисловості й паливним елементам.

Це дуже зручне поєднання.

Але вода надто цінна, щоб бездумно перетворювати її на газ.

Саме тому киснева й водна економіка завжди будуть пов’язані.

Колонія повинна вирішувати:

скільки води залишити як воду;

скільки перетворити на кисень;

скільки використати для виробництва палива;

який резерв потрібен на випадок аварії.

Кисень із води має велику перевагу: чистота отриманого продукту може бути дуже високою.