酸素生成方法について比較や大気などについて記載している。

デュプリカント(複製人間)は、毎秒100gの酸素を消費する(1サイクルあたり60kg)、口呼吸の特性を持つ場合は2倍の200g/s消費する、ダイバーの肺の特性持ちは75,25g/s消費する。50g/m²未満では呼吸できず、50〜500g/m²では呼吸ができるが複製人間はストレスを受ける。

最初期の酸素は、オキシライト鉱石から酸素を得ることができる、オキシライトは周辺気圧が1800.9g/m²になるまで自身の質量を減らして、同量の酸素を生成する。オキシライト鉱石は1つおおよそ200kgのため、最初の数サイクルはコロニー運営に問題ないが次第に酸素の気圧が低くなり始めるためその前に対策が必要であり、最初期から使える緑藻脱酸素装置やテラリウムを作っていくことになる。

テラリウム

最も簡単な解決策である。緑藻および水から酸素を生成する。緑藻を30g/s消費して、通常は40g/sの出力であるが光源下に設置することで44g/sに上昇する。1人のデュプリカントに対して2.5台のテラリウムが必要になるため、最初期の3人でさえ8台(一応、製造ポット両側三マス計6つ+1つでギリギリ3人分足りる)も必要になる。

• メリット
  • 電力を一切消費せず、呼吸に邪魔な二酸化炭素を消費してくれる、そのため電力供給が困難な遠征先に向いてるかもしれない。
  • 周囲に二酸化炭素が存在するならば、同時に消費してくれる。
• デメリット
  • 上にも書いたがこれだけで酸素生成を賄うためには大量に設置する必要がある
  • 同量の水と緑藻を電気分解装置と緑藻脱酸素装置の併用して酸素を作る場合に比べて、テラリウムは非常に効率が悪い。(テラリウムからでる汚染水を浄化して再利用すれば4.15g/sの効率よく生成する)

緑藻脱酸素装置

電力の供給体制を整えれば最初から使える。緑藻を550g/sと電力120Wを消費して、酸素500g/s出力する。比較的容易に過密状態になり一時的に供給が止まってしまう、複数個設置する場合にはある程度離す必要がある。性能上、一台で5人の酸素供給を賄えるが、一台で3人賄えると考えるのが良い選択になる(英語Wikiより)

• メリット
  • ほかの方法と比べ酸素以外を生成しないのでめんどくさい処理機構を必要としない。
  • 重要な資源である、水を一切使用することはない。
• デメリット
  • 緑藻を多く使用する(一サイクル165kg/s)が緑藻は有限資源である。ヘドロから緑藻を作ることも可能だかそれも有限資源である。(バフとモーブの組み合わせでヘドロを無限資源として扱うことはできる。)

電解装置

複数の研究を必要とする。水素ガスも発生するため対処の必要も出てくる、最も簡単な方法は水素発電機であり、その研究もしなくてはならなくなる。水1000g/sと電力120Wで70℃の酸素888g/sと70℃の水素112g/s生成する、一台で8人の供給ができる。酸素は緑藻脱酸素装置よりも速く移動するため過圧の心配は緑藻脱酸素装置と比べ少ない。

• メリット
  • 一台で賄える複製人間は最も高い。
  • 一度装置を作ってしまえば複製人間は手を加えることなく動き続いてくれる(修理が必要な場合を除いて)
  • 水の安定供給ができれば、酸素に困ることはなくなる。
  • 水素発電機を使用すれば装置を十分に動かすだけの電力を作り出せるため、初期電力さえ持ってくれば(人力発電機などで)永久的に動いてくれる。
• デメリット
  • 酸素の流れが速いといっても、過圧状態になる可能性は十分にある、空気を効率よく移動させるためには2台の吸気ポンプでちょうど間に合う。
  • 水素ガスはコロニー上部に集まり複製人間の呼吸を邪魔してしまう恐れがある、特に何も対策しないのは賢い選択とは言えない。
• 水不足に対する回答
  • 手っ取り早い方法として、汚染水を浄化して使用する方法がある。無菌の汚染水ならば問題ないが、食中毒菌に汚染されている場合は気体にも、わずかながら残ってしまうが、気体中なら29%/サイクルの割合で減少する、過密状態(2kg/m²)なら75%/サイクルの割合になる、ホワイトコロニーーを目指すなら気を付けるべきである。
  • もう一つの方法は間欠泉(蒸気間欠泉、間欠泉、雪氷間欠泉)からの水を得る方法である。無限に水を得ることができる。雪氷間欠泉を除いて出てくる水は90℃以上と高温のため、そのまま使えばコロニーは即刻温暖化で運営はできなくなるであろう。解決策は出てきた酸素を冷やすか、元の熱水を冷やすかである、液体を冷やすためには莫大な電力(1.2kW)かかる、気体であれば240Wで済む。それぞれ14℃冷やすことができるが、その分の熱量は外へ放出されるため、コロニーから離れた所か宇宙空間に捨てられる構造が必要である。
  • 最後の方法として間欠泉から十分な水を得られないなどの場合、汚染水を気化させて蒸気にして冷やして水を作る方法である、これならば病原菌の問題は解消される。

電解装置と周辺設備を一つの部屋にまとめ、水素を他の空間に漏らさないようにする。
水素をコロニー内に充満させないメリットがあるが、開放型と比べ消費電力が気体フィルターの分だけ増えるデメリットがある。
電解装置で気体1000g/sを出力(酸素888g/s、水素112g/s)したのを、吸気ポンプ2台で吸い込む(500g/s×2)ことで出力された気体をちょうど気体パイプに送ることができる。
施設の消費電力は電解装置120W、吸気ポンプ240W×2、気体フィルター120Wの合計720W、で酸素888g/sと水素112g/s出力する。
水素発電機は100g/sで800Wの電力生産を可能にするため、水素12g/sと余剰電力80Wがまだ残る、初期電力とバッテリーさえあれば水がある限り永遠に動いてくれる。
余った水素は反エントロピー熱無効化装置1台を動かすことができる(それでも2g/s余るがパイプがわずかにつまり酸素生成速度がわずかに落ちるだけなので気にしなくて良いと思われる)。
下に施設の写真を貼っています。吸気ポンプを左右に設置することで効率よく吸気できる。

水素が最も軽い気体ということを利用して、水素を上部に集めて処理する考え。
原子センサーを吸気ポンプの下に設置して水素を選択する、空気がある程度溜まっていれば安定して水素だけ吸ってくれる。不安なら気体フィルターを挟んでもいい。
電力は電解装置2台、吸気ポンプ1台、元素センサー1台、吸水ポンプを入れても745W、水素発電機を二台以上動かせる(安定性はわからない)少なくとも+55W、二台動かせば+855Wも得られる。
デメリットとしてある程度のスペースがいる、水素発電機に素材誤りダメージが入る可能性がある。
メリットは、電解装置を二台動かせているので閉鎖型と比べ酸素が倍得られる。

設備名	入力資源	1台あたりの 酸素生成量	廃棄物	複製人間1人に 必要な台数	1台で賄える 複製人間数
テラリウム	緑藻30g/s 水300g/s	40g/s 光源下44g/s	汚染水290.33g/s	2.5台 光源下2.28台	0.4人 光源下0.44人
緑藻脱酸素装置	緑藻550g/s 電力120W	500g/s	-	0.2台	5人
電解装置	水1000g/s 電力120W	888g/s	水素112g/s	0.113台	8.88人

数さえ揃えさせれば、バフの数の維持と電力450Wの電力さえあれば永続的に酸素を生成できるが、その数を揃えるのが大変。ただ、ロマンはある。アップデートにより、バフが入力に対し出力が50%になってしまったため、以前の倍はモーブが必要になった。

設備	数	入力	出力	電力
緑藻脱酸素装置	1台	緑藻550g/s	酸素500g/s	120W
蒸留機	2.75台	ヘドロ1650g/s	緑藻550g/s 汚染水1100g/s	330W
バフ	66匹	汚染酸素3300g/s	ヘドロ1650g/s	なし
モーブ	132匹	なし	汚染酸素3300g/s	なし

入力は450Wのみで酸素500g/sと汚染水1100g/s得られる。汚染水を浄化して電解装置(2台)を使えば14人分の酸素を得られる。

汚染酸素を-183℃まで冷やすと液化する、それを気体に戻すと通常の酸素になる。空調設備で液化させるとパイプが破損してしまうのでこの方法は使えない。別な凝縮点がより低いものを冷してその冷たい温度を汚染酸素に渡すことで液化させる方法が有効。現在存在する元素で酸素未満の凝縮点は水素のみである。複製人間1人に対してモーブ4匹で足りる。

1.水素を空調設備で-183℃よりも低くして汚染酸素がある空間に輻射パイプを張り巡らせる。もしくは冷たい水素の部屋と汚染酸素の部屋を作り、壁を金属タイルで作る。
2.液体酸素を一サイクル中とどめておく、腐敗病菌が1サイクルで死滅するので放置する液体酸素と新しい菌まみれの液体酸素を分けれるようにする。機械式ドアと時刻センサーの組み合わせが便利(下から順に開けていく)。
3.温めて気体にする(パイプ内で気化させないように)。気化してすぐの酸素は冷たすぎて、そのままではコロニーを冷却しすぎるので、間欠泉の水で温めつつ、熱水を冷やすと効率的

• 上記の方法を使用した時の温度を簡単に計算してみた例。
• 熱水を利用して酸素を冷却する機構を作った場合の温度変化を計算したもの。条件として複製人間12人分の酸素を生成してそれを平均2kg/s得られる60℃の水(周りがある程度冷やしたと仮定)と熱交換した場合を考える。
• 酸素が得た熱エネルギーと水が失った熱エネルギーが同じだと考えて、最終的な温度をT℃として、熱が外部に漏れなかったと考える。温度単位は通常ケルビンで計算するがわかりやすく℃(セルシウス温度)で行う。
• 熱量[J]は温度変化[℃]×比熱[J/(g*℃)]×質量[g]で計算できる。これを水と酸素で計算してイコールで結べば求められる。

(60-T)℃×4.179J/g*℃×2000g/s=(T-(-190))℃×1.005J/(g*℃)×1200g/s
T=28.5℃となりそれぞれ28.5℃で利用することが出来る。
※この製造方法では酸素の生産量に含まれないので酸素不足のアラームが出る可能性があるので注意(新しいバージョンアップで対応している可能性があるかもしれない)。

宇宙アップデートにより持続可能になった方法(宇宙空間にある表土を利用する)。モーブが沢山いるモーブ部屋から、汚染酸素を酸素に変換する脱臭部屋、そこでできた酸素を反エントロピー型熱無効化装置で冷却する冷却部屋、冷やした酸素を一定期間放置し無菌にする滅菌部屋、滅菌部屋からコロニーに酸素を巡らせる機構。

モーブ部屋から出た汚染酸素を脱臭剤がたくさんある脱臭部屋へ送る。
汚染酸素を脱臭剤を通すと腐肺病菌付きの酸素が出来る。酸素は汚染酸素よりも軽いので部屋の上に吸気ポンプを設置し、酸素のみを次の冷却部屋に送る。脱臭剤には自動掃除機を使って常時稼働できるようにする。
送られてきた酸素を反エントロピー型熱無効化装置で腐肺病菌が存在出来る10℃を大きく下回る-10℃位まで冷却する。この時通風口は20kg/1マスまで対応出来る高圧通風口を利用する。そうすることで低温によるもの、酸素であること、過密であることの条件で1サイクルもしないうちに消えて無くなってくれる。
あとは滅菌部屋で酸素を無菌か問題ない範囲になるまで放置する。半サイクルほど放置すれば問題ないと思うので吸気ポンプに時刻センサーでアクティブを0〜50%にすれば良いと思う。不安であればもう一部屋滅菌部屋を作りそちらにも同じように吸気ポンプを設置すれば良い。

上の液体酸素にする方法は水素をかなり下げなくてはならず、空調設備からでた排熱の問題や電力の確保など面倒臭い部分があるが、この方法ならば宇宙にある表土を自動掃除機が利用して運び入れれ微量の水素を反エントロピー型熱無効化装置に入力するだけで電力は自動掃除機と吸気ポンプ数台分で永遠に稼働してくれる、かなりハードルが低いと思われる。

肝心の表土を集めるためには宇宙に行かなくてはならないのでかなりの前準備が必要だということ。宇宙に往復で移動するのもかなり時間がかかるので移動チューブを使用した方が良いかもしれないこと。だと思われる、テストでしか作ったことがないので詳しいデメリットはわからない。