Per ottenere aria respirabile su Marte in un locale chiuso, si puó usare come base la stessa atmosfera marziana a cui aggiungere la giusta quantità di ossigeno e portandola a pressione e temperatura adeguate?
Ciao @Leprotto,
considerato che l’atmosfera marziana è composta quasi esclusivamente da anidride carbonica (circa il 95%) credo ci sia ben poco che si possa prendere da questa, nel contesto della tua ipotesi.
Praticamente ti servirebbe iniettarci… tutta l’aria respirabile, e possibilmente non solo ossigeno 
Sarebbe invece più realistico pensare di usare metodi elettrochimici per estrarre acqua e ossigeno dall’atmosfera marziana (ad esempio attraverso il ciclo di Sabatier e poi elettrolisi), che ti risparmierebbe di portarli dalla Terra.
In generale, ti consiglio, essendo nuovo, di spendere qualche tempo a navigare il forum spulciando le discussioni esistenti sulla colonizzazione marziana, che sono tanti e ricchi di spunti.
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Mi associo a quanto scrive @marcozambi, il problema non è solo nella composizione atmosferica ma anche e soprattutto per la pressione che è una frazione infinitesima di quella terrestre.
Per cui anche se fosse della giusta composizione di azoto e ossigeno non sarebbe comunque respirabile per noi, come non lo è l’atmosfera terrestre alla quota di 20 km.
Inoltre, anche se fosse della giusta composizione e pressione l’assenza di un campo magnetico per Marte ( come le fasce di van Allen sulla Terra) renderebbe l’atmosfera marziana vulnerabile al vento solare, che la porterebbe via un po’ alla volta così come già successo proprio all’atmosfera primordiale di Marte miliardi di anni fa.
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Ti do anche io il mio contributo visto che mi stavo leggendo degli interessanti articoli sull’atmosfera, in particolare quella della Terra nell’Adeano e nell’Archeano.
Leprotto diceva in un “ambiente chiuso”, per il resto i colleghi del forum hanno ragione ma volendo fare un ragionamento puramente teorico vediamo come è composta l’atmosfera di Marte:
Anidride carbonica: 95%
Azoto: 2,6%
Argon: 1,6%
Ossigeno: 0,13%
Monossido di carbonio: 0,07%
Vapore acqueo: 0,03%
Ossido di azoto: 0,01%
L’ossigeno, come diceva Marco lo si puo’ estrarre dall’abbondante anidride carbonica con la reazione:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
e poi con l’elettrolisi separi l’idrogneo dall’ossigeno e ricicli l’idrogeno separato per ripetere la reazione con altra CO2.
Di azoto ce n’è il 2,6% che non è malissimo, è la seconda sostanza per abbondanza nell’atmosfera di Marte. Questo, sulla Terra lo puoi estrarre per frazionamento dell’aria, su Marte non sarebbe esattamente la stessa cosa vista la diversa composizione atmosferica, ma in linea di principio si dovrebbe poter separare (qualcuno mi confermerà o smentirà!).
Quindi un po’ d’aria respirabile, in linea teorica la puoi fare ma, appunto, con dei processi di estrazione.
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Quoto quanto sopra. Tieni presente che il fabbisogno di ossigeno è tra 0,5 e 1 mc/giorno a persona alla pressione atmosferica terrestre, che sarebbe verosimilmente circa il doppio di quella presente in una ipotetica base marziana.
Corrisponde a circa 0,7-1,5 kg/giorno a persona. Poco o tanto secondo i punti di vista. Se pensi di portarlo da terra in forma liquida, ammesso di riuscire a mantenerlo liquido per lunghi mesi, un viaggio andata-ritorno più permanenza minima necessita di circa 1 tonnellata a testa. A noi basta avere circa il 20% di concentrazione, ed anzi è meglio non salire troppo perché l’ossigeno è reattivo. L’azoto che fornisce la restante componente, a meno di qualche frazione di anidride carbonica, non si consuma quindi a meno di una scorta per reintegrare le perdite non è un problema, poco verosimile estrarlo dall’atmosfera di marte se non come sottoprodotto.
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Considerato il dato fornito da @sinucep, 95% anidride carbonica e 2,6% azoto, pressurizzando l’atmosfera esistente a circa un bar e raffreddandola a -80°C non dovrebbe essere “facile” estrarre l’azoto necessario per creare, ovviamente in ambiente chiuso, una atmosfera compatibile con le nostre necessita’?
Con energia e macchinari adatti dovrebbe essere relativamente meno costoso che importare da Terra grandi quantita’ dei gas necessari.
Con l’abbondanza di anidride carbonica gassosa esistente, ottenere l’ossigeno sfruttando la coltivazione idroponica di vegetali a scopo nutrizionale, e microalghe, non eviterebbe ulteriori consumi energetici per l’estrazione dall’acqua?
Non solo conviene ma, se si vuole rimanere stabilmente, diventa necessario prodursi l’aria da respirare sul posto.
Per quanto riguarda usare le piante per produrre ossigeno dalla CO2: sulla ISS non lo fanno bechè sia in orbita da un bel po’. Forse conviene l’altro metodo o è più sicuro o è piu compatto.
C’e ancora da sperimentare e perfezionare le tecniche per usare le piante. Altre risposte non so darne.
eh, ma i vincoli sono opposti, sulla ISS c’è penuria di spazio ma disponibilità di rifornimenti, su Marte l’esatto opposto.
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Forse non lo fanno per problemi legati alla microgravita’, anche se esperimenti di coltivazione so che ne stanno facendo.
Inoltre avevo visto un video in cui veniva evidenziato che per fornire la quantita’ di ossigeno necessaria ad una singola persona sono necessari un bel po’ di mq piantumati, e sulla Iss di spazio non ce n’e’ molto?
Se lo trovo lo “linko”.
Per l’ossigeno è molto probabile che sia richiesta almeno una parte del totale necessario con produzione sul posto. Per l’azoto come dicevo mi sembra poco sensato, ne servono alcune decine di kg in tutto.
La fotosintesi ha un bilancio netto di ossigeno molto piccolo, per supportare la fissazione del carbonio nei tronchi e rilascio di ossigeno per una missione marziana di 4 persone servirebbero come ordine di grandezza una trentina di alberi ad alto fusto, alle condizioni di illuminamento, pressione, gravità etc della Terra. Su Marte con pressione ed illuminamento ridotto sarebbe tutto da vedere, non mi risultano prove scientifiche riguardo il bilancio della fotosintesi di alberi a grandezza naturale in condizioni modificate. Visto che la luce è determinante nello spostare la reazione tra consumo di ossigeno e consumo di biossido di carbonio sospetto che sarebbe ben difficile realizzare un bosco su marte
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