화성에서 생명체가 생존할 수 있는
온도를 만들기 위해 조성해야 하는 대기 환경
2023-17885 안연수
2020-12683 이유성
2020-15618 박진현
2020-18586 장근혁
9조
INDEX
01. 목표
02. 화성 온도를 올리기 위한 방법
03. 필요한 가정
04. 화성에 One-Layer model 적용하기
05. 결론
06. About N-Layer Model
08. 참고문헌
07. 정리
1. 목표
화성 대기의 조성 변화
화성 지표 온도
288K(15도)까지 상승 목표
2. 화성의 온도를 올리기 위한 방법
온실기체를 이용하여
화성 대기의 조성을 변화시킴
One-Layer Model
3. 가정
| 95.10% |
| 2.59% |
Ar | 1.94% |
| 0.16% |
CO | 0.06% |
기타 | 0.15% |
화성의 현재 대기는 CO2로만
구성되었다고 가정
이산화탄소는 장파만
흡수한다고 가정
3. 가정
가정 2) 를 다양한 온실기체에 대한 관계식으로 표현
지구온난화 지수: 이산화탄소를 기준으로 하여 다른 온실가스의 지구온난화 기여도를 계산한 지수
| 1 |
| 21 |
| 310 |
HFCs(수소불화탄소) | 140~11,700 |
PFCs(과불화탄소) | 6,500~9,200 |
| 23,900 |
주 흡수파장대가 장파에 해당하는 온실기체 사용
3. 가정
가정 3) One-Layer Model 에서의 가정
화성 표면의 방출률 = 1, 반사도 = 0
4. 화성에 One—Layer model 적용하기
Sun
E
M
태양-화성 사이의 거리 = 1.524AU
화성의 태양상수
Sun
E
M
화성의 유효온도
=225.7K
1) 화성의 알베도를 고려하지 않을 때
2) 화성의 알베도를 고려할 때
화성의 알베도 = 0.25
화성의 유효온도
=210.0K
4. 화성에 One—Layer model 적용하기
화성의 실제 표면온도 = 213K
4. 화성에 One—Layer model 적용하기
2) 화성의 알베도를 고려하지 않을 때 =
=268.4K (섭씨 -4.6도)
1) 화성의 알베도를 고려할 때 =
=249.7K (섭씨-23.3도)
4. 화성에 One—Layer model 적용하기
5. 결론
화성의 알베도를 고려하지 않을 때
=268.4K (섭씨 -4.6도)
화성의 알베도를 고려할 때
=249.7K (섭씨-23.3도)
목표한 288K(섭씨 15도)보다 낮음
One-layer Model로 구한 화성의 최대 지표온도
One-Layer Model로는 화성 지표온도 상승에 한계
Model의 불완전성? or 온실효과의 한계?
6. About N-Layer Model
식을 간단히 하기 위한 가정
1) Layer 1, Layer 2는 단파복사에 대해 Transparent
2) 지표의 방출률 = 1
2-layer Model
방출
흡수
2-layer Model
화성의 알베도를 고려했을 때
층을 나눌 경우 더 큰 온실효과 표현 가능!
6. About N-Layer Model
가정1. N-Layer Model -> 온실 효과 통해 화성 지표 온도 적정 수준으로 상승 가능
가정2. One-layer Model에서 구현 불가 -> 실제 환경에 적합 x
6. About N-Layer Model
6. About N-Layer Model
강력한 온실효과의 대표적 예시 -> 금성
금성의 알베도를 고려했을 때,
One-Layer Model로 설명 불가능한 수준의 온실효과가 실재!
7. 정리
결론 | One-Layer Model로는 원하는 수준의 온실효과 화성에 적용 불가 |
한계 | 최초 목표: 화성을 생명체 생존에 적합한 온도로 만들기 위한 대기조성 -> N-Layer Model 활용 난이도가 높아 목표 달성 실패 |
의의 |
|
8. 참고문헌
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/venusfact.html
https://www.space.com/perseverance-rover-mars-weather-report
https://science.nasa.gov/blogs/daily-records-of-atmospheric-temperature-with-perseverance/
https://biocycle.atmos.colostate.edu/shiny/2layer/
https://biocycle.atmos.colostate.edu/shiny/Layers/
Peng-Sheng Wei, Yin-Chih Hsieh, Hsuan-Han Chiu, Da-Lun Yen, Chieh Lee, Yi-Cheng Tsai, Te-Chuan Ting.
(2018). Absorption coefficient of carbon dioxide across atmospheric troposphere layer, Heliyon, 4(10).
Paul Birch.(1992). Terraforming Mars Quickly, Journal of The British Interplanetaru Society, 45, p 331-340.
감
사
합
니
다