Astronomie

Gibt es auf dem Mars permanentes Trockeneis?

Gibt es auf dem Mars permanentes Trockeneis?



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Gibt es auf dem Mars Orte mit permanentem Trockeneis (Kohlendioxid-Eis)?

Gibt es Trockeneis an den Polen?


Ja.

Die südliche Polarkappe hat eine Bedeckung von $mathrm{CO_2}$ ca. 8 m dick, die im Sommer nicht ganz verschwindet. Es verbleibt in "Gruben" von bis zu etwa 1 km Durchmesser. Die dünnere Trockeneisschicht im Norden sublimiert im Sommer vollständig in die Atmosphäre. [Quelle]


Wie kam der Mars zu seinen polaren Eiskappen?

Es ist eine ziemlich trockene und staubige Welt, also wie hat der Mars seine frostigen Pole bekommen?

Die Existenz der Pole des Roten Planeten unterstützt die Theorie, dass der Mars einst eine nasse und warme Geschichte hatte. Bildquelle: NASA

Die Durchschnittstemperatur auf dem Mars beträgt etwa -60 Grad Celsius (-76 Grad Fahrenheit) und kann an den Polen noch kälter werden. Dadurch erhält der Mars permanente polare Eiskappen, die hauptsächlich aus Wassereis bestehen.

Wie auf der Erde gibt es auf dem Mars jahreszeitliche Schwankungen, die zu jährlichen Veränderungen der Mars-Eiskappen führen. Während des Winters des Roten Planeten wird in längeren Dunkelperioden ein Pol existieren. Dadurch ist es kalt genug, um Kohlendioxidschichten gefrieren zu lassen und die Eiskappen aufzubauen. Im Sommer sublimiert dieses Kohlendioxideis und die polare Eiskappe schrumpft. Die Existenz dieser Pole stützt die Theorie, dass der Mars einst eine nasse und warme Geschichte auf seiner Oberfläche hatte.

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Rinnen auf dem Mars, die eher aus Trockeneis als aus flüssigem Wasser geformt wurden?

Beispiele für Mars-Schluchten. Bis vor kurzem dachte man, sie seien durch fließendes flüssiges Wasser geformt worden, aber sie könnten durch das Auftauen von Trockeneis am Ende des Winters entstehen. Oben, Rinnen auf Dünen im Russel-Krater (54,3°S, 12,9°E) sind teilweise von CO . bedeckt2 Eis. Unten, sinusförmige Rinnen in einem Krater im Newton Basin (41°S, 202°E). Bildnachweis: NASA/JPL/University of Arizona. Seit 2000 haben die Kameras im Orbit um den Mars zahlreiche Bilder von kleinen Tälern übertragen, die in Hänge geschnitten sind, ähnlich wie Rinnen, die von fließendem Wasser auf der Erde gebildet werden. Die Rinnen scheinen weniger als ein paar Millionen Jahre alt und manchmal weniger als ein paar Jahre alt zu sein. Dies deutete darauf hin, dass sich heute auf dem Mars erhebliche Mengen an flüssigem Wasser bilden könnten.

Dieses Szenario wurde kürzlich durch die häufige Überwachung der Marsoberfläche durch die HiRISE-Kamera an Bord des NASA Mars Reconnaissance Orbiter in Frage gestellt. Dies zeigte, dass auf dem heutigen Mars zu Jahreszeiten, in denen die Oberflächenumgebung des Mars viel zu kalt ist, um flüssiges Wasser zu fließen, eine Gully-Bildung stattfindet. Die beobachtete Gully-Aktivität scheint jedoch aufzutreten, wenn CO2 Eis (im Winter aus der Atmosphäre kondensiert) taut auf der Marsoberfläche ab. Können die beiden Phänomene zusammenhängen? Wenn ja, wie könnte eine dünne saisonale Trockeneisschicht über dem Regolith die Bildung von Murgängen im Dekameterbereich auslösen, die sich wie von Flüssigkeit geschmiert verhalten?

Um die Wechselwirkung zwischen den CO2 Frost und die Oberflächenmaterialien haben Cédric Pilorget, Forscher am Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) und François Forget, CNRS-Wissenschaftler am Laboratoire de météorologie dynamique (UPMC/ENS Paris /CNRS/Ecole polytechnique) entwickelt ein numerisches Modell zur Simulation der Umgebung an einem Hang. Vom darunterliegenden Regolith bis zur darüber liegenden Atmosphäre berücksichtigt das Modell den Energieaustausch aufgrund von Strahlung, Wärmeleitung oder durch CO2 Phasenwechsel.

Ein wesentliches Merkmal der Standorte, an denen CO2 Eis kondensiert ist, dass sich einige Zentimeter unter der Oberfläche immer eine Permafrostschicht aus wassereiszementierten Körnern befindet. Wenn also CO2 kondensiert im Winter an der Oberfläche, die im porösen oberflächennahen Bereich vorhandene Luft wird zwischen der darunter liegenden undurchlässigen Permafrostschicht und dem CO . eingeschlossen2 Eisschicht darüber. Wie Murgänge, die wie von Wasser geformte Rinnen aussehen, durch Trockeneisprozesse an Marshängen ausgelöst werden können. Bildnachweis: Cédric Pilorget, François Forget, et al. Unter solchen Bedingungen haben die numerischen Simulationen von Cedric Pilorget und François Forget ein überraschendes Verhalten gezeigt. Am Ende des Winters oder im Frühjahr dringt das Sonnenlicht in das durchscheinende CO . ein2 Eisschicht und erwärmt sie von unten. Das CO2 Eis schmilzt nicht, sondern “sublimiert” (es geht direkt in den Dampfzustand über). Dieses Gas diffundiert nach unten durch den oberflächennahen porösen Boden. Ein Teil kann dort wieder kondensieren, während sich der Rest des Gases im porösen Volumen ansammelt. Dadurch kann der oberflächennahe Druck bis auf das Mehrfache des atmosphärischen Druckwertes erheblich ansteigen. Das CO2 Die Eisschicht reißt schließlich auf und führt zu einer heftigen Dekompression. Innerhalb weniger Sekunden und bis zu einigen Minuten müssen dann mehrere Kubikmeter Gas (und möglicherweise mehrere Dutzend Kubikmeter um die Schlote herum) durch den Boden strömen. Solche Flüsse sind in der Lage, die Bodenkörner zu destabilisieren, um körnige Ströme zu bilden. Darüber hinaus können sie die Lawine, die sich wie eine viskose Flüssigkeit verhalten kann, auch fluidisieren.

Obwohl dieser Prozess auf der Erde kein genaues Analogon hat, kann er mit terrestrischen pyroklastischen Strömen in Verbindung gebracht werden, bei denen es sich um Gas-Partikel-Gemisch handelt, die bei Vulkanausbrüchen entstehen. Solche Strömungen können selbst bei sehr moderaten Steigungen mehrere Kilometer zurücklegen. Sie können metergroße Felsen transportieren und weisen seitliche “Deiche” auf, die in ihrer Größe denen an der Seite der Mars’-Rinnen sehr ähnlich sind. Wie auf der Erde, wo durch Regen oder Schneeschmelze ausgelöste Murgänge selten sind, ist es wahrscheinlich, dass eine ungewöhnliche Kombination von Bedingungen erforderlich ist, um die Hänge zu destabilisieren.

Das von den beiden französischen Wissenschaftlern erstellte Modell kann auch erklären, warum die Rinnen des Mars hauptsächlich im Breitenbereich von 30° bis 60° liegen &ndash mit einigen Stellen in höheren Breiten &ndash und warum die meisten Rinnen an polwärts gerichteten Hängen zwischen 30° gefunden werden und 45° Breite. Das CO2 Es wird vorhergesagt, dass induzierte Druckbeaufschlagung und Fluidisierung genau dort auftreten, wo Rinnen beobachtet werden.

All diese Ergebnisse legen nahe, dass die solare Erwärmung des saisonalen Trockeneises, das sich im Winter an den Marshängen ablagert, der Ursprung eines Bruchteils und möglicherweise aller der auf dem Planeten Mars beobachteten Rinnen ist. Dieser Prozess hat keine terrestrischen Analoga und erfordert kein flüssiges Wasser. Laut dieser Studie bietet das Gully-Gebiet in der jüngsten Vergangenheit des Mars möglicherweise keine potenziell bewohnbaren Umgebungen.


Frühlingsboten auf dem Mars

Ein Mars-Orbiter hat saisonale Fußspuren des Frühlings entdeckt, die auf dem roten Planeten auftauchen.

Saisonale Polkappen, die aus Kohlendioxid gebildet werden, haben begonnen, zu verdampfen oder sich direkt von festem Eis in Gas zu verwandeln, und haben eine Kette von Ereignissen ausgelöst, die vom MarsReconnaissance Orbiter (MRO) der NASA entdeckt wurden.

"Der Frühling auf dem Mars ist ganz anders als der Frühling auf der Erde, weil der Mars nicht nur permanente Eiskappen hat, sondern auch saisonale Polarkappen aus Kohlendioxid, die uns auf der Erde als Trockeneis bekannt sind", sagte CandiceHansen-Koharcheck, MRO-Wissenschaftlerin bei der NASA Jet Propulsion Labor in Pasadena, Kalifornien.

Eiskappen bilden sich jeden Mars-Winter, wenn Kohlendioxid direkt in Frost übergeht und Trockeneisschichten mit einer Dicke von mehr als einem Meter bildet. Die Ankunft der wärmeren Frühlingstemperaturen taut das feste Kohlendioxid auf und verdünnt die Eiskappe sowohl von oben als auch von unten.

Das Kohlendioxidgas unter der Eiskappe strömt oft jedes Jahr an denselben Stellen und bildet schließlich Kanäle oder Tröge in der Oberfläche des Planeten. MRO hat viele solcher spinnenartigen Netzwerke von Rissen entdeckt, die auch nach dem Verschwinden der Eiskappen bestehen bleiben.

Auch unter der dünner werdenden Eiskappe baut sich Druck durch das frisch aufgetaute Gas auf, was zu Gas- und Staubwolken austreten kann, wo die Eiskappe aufgebrochen ist.

"Was auf dem Mars passiert, denken wir, ist, dass Gas unter der Kappe einen Druck aufbaut, wenn diese saisonale Eiskappe von unten dünner wird", sagte Hansen-Koharcheck. "Und wo Gas unter dem Eis eine Schwachstelle oder einen Riss findet, strömt es aus der Öffnung und trägt oft etwas Staub von der Oberfläche darunter."

Dieser Staub wirbelt im Wind herum, bevor er sich in fächerartigen oder sternförmigen Mustern absetzt und in die Richtung des jeweils vorherrschenden Windes zeigt. Jedes Muster stellt einen Gasstrahl dar, der zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv war.

Der Marsprozess unterscheidet sich vom Auftauen im Frühjahr auf der Erde, wo gefrorenes Wasser von fest zu flüssig schmilzt und abläuft. Wissenschaftler haben noch kein fließendes Wasser auf der Marsoberfläche entdeckt, obwohl einige verdächtige Flüssigkeiten unter der Oberfläche oder sogar in einem Vulkan liegen könnten.


#55 2021-03-31 08:30:55

Re: Druckluftwerkzeug für Trockeneis

Google fand diese Diskussion, als ich nach einem stationären Kessel fragte, der mit Propan betrieben wird

Re: Kleiner Propangaskessel
Zitat
Beitrag  von Fender » So 05.12.2010 21:16

Timotheus,
Ein Propantank ist zu dünn, um einen richtigen Boiler daraus zu machen. Es ist wahrscheinlich auch aus dem falschen legierten Stahl hergestellt. Diese Tanks sind nicht der Hitze und Korrosion eines Kessels ausgesetzt. Ein Kessel hat eine "Korrosionstoleranz", was bedeutet, dass er auch dann noch sicher zu betreiben ist, wenn der Kesselmantel etwas von seiner Dicke verliert. Außerdem muss der Kesselstahl sehr duktil sein, damit er sich biegen und die wiederholten thermischen Zyklen ohne Rissbildung überstehen kann. Der Bau eines Kessels ist viel Arbeit, und Sie müssen von Anfang an die richtigen Materialien verwenden.
Wenn Ihr Motor wirklich klein ist, kann ein Kupferkessel ein guter Weg sein.

Diese Diskussion erinnerte mich daran, dass Dayton Engineer ziemlich gut mit gasbetriebenen Motoren um 1870-1920 vertraut ist, und sein Wissensfundus umfasst einige Überschneidungen mit dampfkesselbetriebenen Motoren. 

Edit#1:Hier sehen Sie das obere Ende des Felds .

Ich schließe aus dem anhaltenden Erfolg/Verkauf dieses Unternehmens, dass im Jahr 2021 eine erhebliche Nachfrage nach Dampfkraft auf der Erde besteht.

Indien betreibt (nach meinem besten Wissen) immer noch Dampfmaschinen auf vielen seiner Eisenbahnen.

Edit#2: Es gibt einen YouTube-Kanal, der von MyFordBoy eingerichtet wurde, um Anleitungen zur Shop-Praxis anzubieten

Es gibt vier Videos, die zeigen, wie man einen kleinen Kupferkessel baut, um eine Modelldampfmaschine anzutreiben.

Der Prozess umfasste die Verwendung einer Drehbank, einer Bügelsäge, eines Schreibers, eines Hammers, einer Feile, eines Brenners (zum Glühen), einer Bohrmaschine und verschiedener anderer Werkzeuge.


Alte Seen

Die Rover (Geist, Gelegenheit, und Neugierde), die auf der Marsoberfläche operiert wurden, wurden verwendet, um nach zusätzlichen Wasserspuren zu suchen. Sie konnten die interessantesten Stellen, wie die Rinnen, die an steilen Hängen liegen, nicht erreichen. Stattdessen erforschten sie Orte, die ausgetrocknete Seebetten sein könnten, die aus einer Zeit stammen, als das Klima auf dem Mars wärmer und die Atmosphäre dicker war – so dass das Wasser an der Oberfläche flüssig war.

Geist war speziell darauf ausgerichtet, etwas zu erforschen, das wie ein alter Seegrund im Gusev-Krater aussah, in den ein Ausflusskanal mündet. Als die Raumsonde jedoch landete, stellte sie fest, dass der ehemalige Seeboden von dünnen Lavaströmen bedeckt war und den Rover den Zugang zu den Sedimentgesteinen versperrte, die er zu finden hoffte. Jedoch, Gelegenheit hatte mehr Glück. Er spähte an die Wände eines kleinen Kraters und entdeckte geschichtetes Sedimentgestein. Diese Gesteine ​​enthielten chemische Hinweise auf Verdunstung, was darauf hindeutet, dass es an dieser Stelle einen flachen Salzsee gegeben hatte. In diesen Sedimentgesteinen befanden sich auch kleine Kugeln, die reich an dem Mineral Hämatit waren, das sich nur in wässrigen Umgebungen bildet. Anscheinend war dieses sehr große Becken einst unter Wasser gewesen.

Das Neugierde Rover landete im Gale-Krater, wo auch Fotos aus der Umlaufbahn auf vergangene Wassererosion schließen ließen. Sie entdeckte zahlreiche Sedimentgesteine, zum Teil in Form von Tonsteinen aus einem alten Seegrund, sie fand auch Hinweise auf Gesteine, die zum Zeitpunkt der Sedimentbildung durch Flachwassereinwirkung entstanden sind (Abbildung 10.30).

Abbildung 10.30. (a) Diese vom Curiosity-Rover fotografierte Szene zeigt ein altes Seebett aus gebrochenen Tonsteinen. (b) Geologen, die mit dem Curiosity-Rover arbeiten, interpretieren dieses Bild von gekreuztem Sandstein im Gale-Krater als Beweis dafür, dass flüssiges Wasser zu der Zeit, als sich dieses Gestein bildete, über ein lockeres Sedimentbett strömte. (Credit a: Änderung der Arbeit von NASA/JPL-Caltech/MSSS Credit b: Änderung der Arbeit von NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Menschen mögen menschliche Gesichter. Wir Menschen haben eine große Fähigkeit entwickelt, Menschen zu erkennen und Mimik zu interpretieren. Wir neigen auch dazu, Gesichter in vielen natürlichen Formationen zu sehen, von Wolken bis zum Mann im Mond. Eine der Kuriositäten, die aus der globalen Kartierung des Mars durch die Wikinger-Orbiter hervorging, war die Entdeckung einer seltsam geformten Mesa in der Region Cydonia, die einem menschlichen Gesicht ähnelte. Trotz späterer Gerüchte über eine Vertuschung wurde das „Gesicht auf dem Mars“ tatsächlich von Wikinger-Wissenschaftlern erkannt und in eine der frühen Pressemitteilungen der Mission aufgenommen. Bei der geringen Auflösung und der schrägen Beleuchtung, unter der das Wikingerbild aufgenommen wurde, hatte die Mesa-breite Mesa etwas von einem Sphinx-ähnlichen Aussehen.

Leider entschied eine kleine Gruppe von Einzelpersonen, dass diese Formation eine künstliche, geschnitzte Skulptur eines menschlichen Gesichts war, die von einer alten Zivilisation auf dem Mars platziert wurde, die dort vor Hunderttausenden von Jahren gedieh. Eine Schar „wahrer Gläubiger“ wuchs um das Gesicht herum und versuchte, die Natur der „Bildhauer“ abzuleiten, die es schufen. Diese Gruppe verband das Gesicht auch mit einer Vielzahl anderer pseudowissenschaftlicher Phänomene wie Kornkreisen (Muster in Getreidefeldern, hauptsächlich in Großbritannien, die heute als das Werk von Scherzen bekannt sind).

Mitglieder dieser Gruppe beschuldigten die NASA, Beweise für intelligentes Leben auf dem Mars zu vertuschen, und sie erhielten viel Hilfe bei der Veröffentlichung ihrer Perspektive durch Boulevardmedien. Einige der Gläubigen haben das Jet Propulsion Laboratory zum Zeitpunkt des Scheiterns der Mars-Beobachter Raumschiff, kursieren Geschichten, dass das „Versagen“ der Mars-Beobachter selbst eine Fälschung war und seine wahre (geheime) Mission darin bestand, das Gesicht zu fotografieren.

Das hochauflösende Mars-Beobachter Kamera (MOC) wurde auf dem Mars Global Surveyor Mission, die 1997 den Mars erreichte. Am 5. April 1998 erhielt das MOC in Orbit 220 ein Schrägbild des Gesichts mit einer Auflösung von 4 Metern pro Pixel, eine Verbesserung der Auflösung um den Faktor 10 gegenüber dem Viking-Bild . Ein weiteres Bild aus dem Jahr 2001 hatte eine noch höhere Auflösung. Die neuen Bilder, die sofort von der NASA veröffentlicht wurden, zeigten einen niedrigen Mesa-ähnlichen Hügel, der quer durch mehrere ungefähr lineare Grate und Vertiefungen geschnitten wurde, die auf dem Foto von 1976 fälschlicherweise als Augen und Mund eines Gesichts identifiziert wurden. Nur mit einer enormen Portion Vorstellungskraft können die neuen Bilder eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Gesicht erkennen und zeigen, wie dramatisch sich unsere Interpretation der Geologie mit großen Verbesserungen der Auflösung ändern kann. Das Original und die höher aufgelösten Bilder sind in Abbildung 10.31 zu sehen.

Abbildung 10.31. Das sogenannte „Gesicht auf dem Mars“ sieht man (a) in niedriger Auflösung von Viking (das „Gesicht“ befindet sich im oberen Teil des Bildes) und (b) mit 20-fach besserer Auflösung vom Mars Global Surveyor. (Kredit a: Änderung der Arbeit NASA/JPL Credit b: Änderung der Arbeit von NASA/JPL/MSSS)

Können die „Face on Mars“-Gläubigen nach 20 Jahren der Förderung pseudowissenschaftlicher Interpretationen und verschiedener Verschwörungstheorien nun die Realität akzeptieren? Leider scheint es nicht so zu sein. Sie haben der NASA vorgeworfen, das neue Bild gefälscht zu haben. Sie schlagen auch vor, dass die geheime Mission der Mars-Beobachter enthalten eine Atombombe, mit der das Gesicht zerstört wurde, bevor es von den by Mars Global Surveyor.

Weltraumforscher finden diese Vorschläge unglaublich. Die NASA gibt zunehmende Summen für die Erforschung des Lebens im Universum aus, und ein Hauptziel der aktuellen und bevorstehenden Marsmissionen besteht darin, nach Beweisen für früheres mikrobielles Leben auf dem Mars zu suchen. Ein schlüssiger Beweis für außerirdisches Leben wäre eine der großen Entdeckungen der Wissenschaft und könnte übrigens zu einer erhöhten Finanzierung der NASA führen. Die Vorstellung, dass die NASA oder andere Regierungsbehörden eine Verschwörung aufbauen würden (oder könnten), um solche willkommenen Beweise zu unterdrücken, ist wirklich bizarr.

Leider ist die „Face on Mars“-Geschichte nur ein Beispiel für eine ganze Reihe von Verschwörungstheorien, die von engagierten Gläubigen, von Menschen, die auf das schnelle Geld aus sind, und von unverantwortlicher Medienaufmerksamkeit vor der Öffentlichkeit gehalten werden. Andere beinhalten die „urbane Legende“, dass die Air Force die Leichen von Außerirdischen auf einer geheimen Basis hat, der weit verbreitete Bericht, dass UFOs in der Nähe von Roswell, New Mexico, abgestürzt sind (eigentlich war es ein Ballon mit wissenschaftlichen Instrumenten, um Beweise für sowjetische Atomtests zu finden). , oder die Vorstellung, dass außerirdische Astronauten beim Bau der ägyptischen Pyramiden und vieler anderer alter Denkmäler geholfen haben, weil unsere Vorfahren zu dumm waren, dies allein zu tun.

Als Reaktion auf die zunehmende Bekanntheit dieser „fiction science“-Ideen hat eine Gruppe von Wissenschaftlern, Pädagogen, Gelehrten und Magiern (die einen guten Scherz kennen, wenn sie einen sehen) das Committee for Skeptical Inquiry gebildet. Zwei der ursprünglichen Autoren Ihres Buches sind im Ausschuss aktiv. Weitere Informationen über seine Arbeit, die sich mit den rationalen Erklärungen für paranormale Behauptungen befasst, finden Sie in ihrem ausgezeichneten Magazin, Der skeptische Fragesteller, oder besuchen Sie ihre Website unter www.csicop.org/.


Der Mars kühlt oder erwärmt sich wie die Erde aufgrund seiner Beziehung zur Sonne. Auch hier gibt es Jahreszeiten, die im Winter kälter und im Sommer wärmer werden. Wie bereits erwähnt, hat der Mars neben Rinnen, die anscheinend vom Wasser geschaffen wurden, auch Eiskappen. Die Form der Rinnen ähnelt denen auf der Erde, die durch Flüsse und Überschwemmungen gebildet werden. Trockeneis kann jedoch die Ursache sein.

Was die Eiskappen betrifft, so bildet sie ein fester Eisstreifen. Im Winter sammelt sich Trockeneis schnell über den Polen und über der Oberfläche des Planeten. Wissenschaftler der NASA entdeckten 2018 auch, dass auf dem Mars Schnee fällt, der nur nachts fällt, aber hauptsächlich sublimiert, bevor er auf die Oberfläche trifft. Im Frühjahr sublimiert das Trockeneis, das vom Winter auf der Oberfläche verbleibt, und wirft die roten Sanddünen auf, um den dunkleren Sand darunter freizulegen (un-mars?).


Trockeneis auf dem Mars könnte helfen, den roten Planeten zu kolonisieren, sagt die Forschung

Eine neue Art der Energiegewinnung könnte potenziell menschliche Kolonien auf dem Mars mit Energie versorgen, behauptet eine neue Studie. Dies ist nichts anderem als Trockeneis zu verdanken, das nach neuesten Forschungen auf dem Roten Planeten reichlich vorhanden ist.

Da der Mensch in den nächsten Jahrzehnten mit der Kolonisierung des Ortes beginnen möchte, brauchen wir jede Hilfe, die wir bekommen können. Dies könnte auch tiefgreifende Auswirkungen auf die Planung haben. Wegen des enormen Energiebedarfs ziehen wir derzeit nur Einwegfahrten in Betracht. Dies könnte sich ändern.

Der Kern der neuen Energietheorie, die von einem Forscherteam der Universitäten Northumbria, Edinburgh und Newcastle vorgeschlagen wurde, liegt im Kohlendioxid. Wissenschaftler sagen, dass sich das Prinzip nicht von dem unterscheidet, was passiert, wenn man die Wirkung eines Wassertropfens auf einem kochend heißen Herd beobachtet. Die Energie, die durch diesen Prozess erzeugt wird, der den Wassertropfen bewegt, ähnelt dem bahnbrechenden neuen Ansatz, der in der Zeitschrift Nature Communications beschrieben wird.

Wissenschaftler nennen das Herzstück dieses Prozesses den Leidenfrost-Effekt. Dies geschieht, wenn eine Flüssigkeit mit einer viel heißeren Oberfläche in Berührung kommt. Und es passt perfekt zum Beispiel Kohlendioxid – oder Trockeneis.

Im Fall von Kohlendioxid können Blöcke des Materials aufgrund des Schutzes durch die verdampfte Gasschicht über einer heißen Oberfläche schweben. Forscher schlagen vor, die Kraft dieses Gases zum Antrieb von Motoren zu nutzen – das erste Mal, dass jemand vorgeschlagen hat, den Leidenfrost-Effekt zur Energieerzeugung zu nutzen.

„Indem wir Wassertröpfchen und kleine Trockeneisblöcke auf heiße, turbinenähnliche Oberflächen platziert haben, haben wir den Leidenfrost-Effekt genutzt, um eine Rotationsbewegung zu erzeugen. Die Turbinen kanalisieren den freigesetzten Dampf, dessen Strömung wiederum die darüber schwebende Oberfläche zur Rotation antreibt“, sagt Dr. Rodrigo Ledesma-Aguilar, Co-Autor der Forschung in einem verwandten Artikel.

Wenn es Wissenschaftlern gelingt, diese Energie zu ernten, gibt es keinen Grund, warum Reisen zum Mars nur in eine Richtung gehen sollten. Im Jahr 2013 entdeckte die Wissenschaft, dass es auf dem Mars massive Trockeneisablagerungen gab.

Die auf dem Mars beobachteten Rinnen waren ein Diskussionsthema, als Wissenschaftler nach Beweisen für das Wasser suchten, das sie einst geschaffen hat. Aber neuere Studien sprechen sich überwiegend für Kohlendioxid aus.

Die Experten sind sich nicht ganz sicher, wie genau gefrorenes Kohlendioxid zur Bildung von Rinnen führen kann. Dieses Phänomen ist auf der Erde nicht natürlich anzutreffen, daher gab es nichts, was die Prozesse auf dem Mars vergleichen konnte. Ein möglicher Mechanismus besteht darin, dass der Boden gefrorenes Kohlendioxid sublimiert, wodurch es fließen kann. Ein anderer ist die Ansammlung von gefrorenem Gas, das steile Hänge zum Rutschen bringt.

Und laut Rodrigo Ledesma-Aguilar in der Pressemitteilung der Universität: „Kohlendioxid spielt auf dem Mars eine ähnliche Rolle wie Wasser auf der Erde. Es ist eine weit verbreitete Ressource, die unter den natürlichen Temperaturschwankungen des Mars zyklische Phasenänderungen durchmacht.“

„Vielleicht werden zukünftige Kraftwerke auf dem Mars eine solche Ressource nutzen, um Energie zu gewinnen, wenn Trockeneisblöcke verdampfen, oder um die chemische Energie zu kanalisieren, die aus anderen kohlenstoffbasierten Quellen wie Methangas gewonnen wird“, sagte er auch und fügte hinzu, dass „eine“ Fest steht: Unsere Zukunft auf anderen Planeten hängt von unserer Fähigkeit ab, unser Wissen an die Zwänge fremder Welten anzupassen und kreative Wege zu finden, natürliche Ressourcen zu nutzen, die hier auf der Erde nicht natürlich vorkommen.“

Die Gewinnung der Ergebnisse wird laut den Forschern die größte Herausforderung der Menschheit im 21. Jahrhundert sein.

Ein Motor, der auf dem Leidenfrost-Effekt basiert, unterscheidet sich von den dampfbasierten, die wir hier auf der Erde gewohnt sind. „Durch die Hochdruck-Dampfschicht entstehen frei rotierende Rotoren, deren Energie lagerlos in Leistung umgewandelt wird, was dem neuen Motor reibungsarme Eigenschaften verleiht“, sagt Dr. Gary Well, ein weiterer Co-Autor.

„Dies ist der Ausgangspunkt für einen spannenden Forschungsweg im Bereich Smart Materials Engineering. Künftig könnten Leidenfrost-basierte Geräte in weitreichenden Bereichen Anwendung finden, die vom reibungslosen Transport bis zur Erforschung des Weltraums reichen“, erklärt Professor Glen McHale, Executive Dean for Engineering and Environment an der Universität.

Die NASA hat derzeit zwei Roboter-Rover, die auf dem Mars operieren, und drei Sonden im Orbit. Die neueste Sonde erreichte im September 2014 die Marsumlaufbahn, um die obere Atmosphäre des Planeten zu untersuchen. Bemannte Explorationsmissionen plant die Agentur frühestens in den 2030er Jahren.


Astronomie-Bild des Tages vom 26. September – Trockeneis auf dem Mars

Entdecken Sie den Kosmos!Jeden Tag wird ein anderes Bild oder Foto unseres faszinierenden Universums gezeigt, zusammen mit einer kurzen Erklärung eines professionellen Astronomen.

Trockeneisgruben auf dem Mars
Bildnachweis: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA

Erläuterung: Ein Teil des Mars taut auf. Rund um den Südpol des Mars führt das warme Wetter gegen Ende jedes Marssommers dazu, dass ein Teil der riesigen Kohlendioxid-Eiskappe verdunstet. Gruben beginnen zu erscheinen und sich auszudehnen, wo das Kohlendioxid-Trockeneis direkt zu Gas sublimiert. Diese Eisschildgruben scheinen mit Gold ausgekleidet zu sein, aber die genaue Zusammensetzung des Staubs, der die Grubenwände hervorhebt, bleibt tatsächlich unbekannt. Die kreisförmigen Vertiefungen zur Bildmitte haben einen Durchmesser von etwa 60 Metern. Die HiRISE-Kamera an Bord des Mars-Umkreisungs-Orbiters Mars Reconnaissance hat das obige Bild Ende Juli aufgenommen. In den nächsten Monaten, während der Mars seine Reise um die Sonne fortsetzt, werden kältere Jahreszeiten vorherrschen und die dünne Luft wird kühl genug, um nicht nur das Auftauen zu stoppen, sondern noch einmal weitere Schichten von festem Kohlendioxid auszufrieren.


Leben auf dem Mars?

Frühe Spekulationen
Selbst nach der Ablehnung der Idee von Marskanälen dachten viele Wissenschaftler, dass der Mars einfache Lebensformen beherbergen könnte. Vor der Mariner-Mission von 1965 wurde angenommen, dass der Luftdruck 1/10 des Erddrucks und nicht 1/100 beträgt. Farbänderungen nach einem saisonalen Zeitplan deuteten auf die Möglichkeit eines Pflanzenlebens hin, das mit den Jahreszeiten wuchs und nachließ. Es wurde später gezeigt, dass diese Farbänderungen auf die Ablagerung und Entfernung von Staub auf der Oberfläche zurückzuführen sind.

Wikinger-Experimente
Eines der Hauptziele der Wikingermissionen war die Suche nach Lebenszeichen. Es wurden drei verschiedene Suchtechniken verwendet, um nach Mikroorganismen zu suchen, die jeweils auf einem anderen chemischen Indikator für das Vorhandensein von Leben beruhten. (1) Gasaustausch-Experiment (2) Experiment mit markierter Freisetzung (3) Pyrolith-Freisetzungs-Experiment

Viking-Ergebnisse
Anfänglich schienen alle drei Experimente starke positive Ergebnisse zu zeigen. Die Aktivität war jedoch anfangs hoch und nahm mit der Zeit ab, was für eine wachsende Lebensform ungewöhnlich wäre. Auch der Gaschromatograph und das Massenspektrometer an Bord fanden keine organischen Materialien im Boden. Als Erklärung stellte sich heraus, dass der Boden aufgrund seiner UV-Strahlung chemisch aktiver war als terrestrischer Boden. Die dünne Marsatmosphäre konnte die UV-Strahlung von der Oberfläche nicht blockieren. Diese Strahlung spaltet kohlenstoffhaltige Moleküle auf und sterilisiert so den Boden und produziert auch Superoxide im Boden, die mit Wasser oder sogar dem Testbehälter hochreaktiv sind.