-69

Как тебе такое, Элон Маск, или Грядущий Космос. Часть 1. Марс. Защита от радиации.

В этом цикле текстов надумал я изложить свое видение того, как будет происходить освоение космоса, которое, как я уверен, случится в ближайшие 20 лет. Я имею в виду настоящее освоение дальнего космоса, с постоянными, развивающимися, экономически выгодными колониями на Луне, Марсе и т. п., а не как сейчас.

Конечно, нет никаких сомнений, что первыми в этом процессе будут американцы, китайцы, может еще кто присоединится, но никак не наши — слишком много упущено и развалено, наверстывать придется минимум 20 лет — которые как раз и станут решающими. Тем не менее, я не думаю, что все будет происходить так, как запланировал Маск, НАСА и прочие колонизаторы — уже сейчас понятно, что многие их планы неосуществимы с текущим уровнем развития технологии, промышленности, экономики. Например, я совершенно уверен, что сначала колония будет основана и развита на Луне, и только затем на Марсе, хотя Марс не особо и нужен будет в ближайшие 20-50 лет. Кроме того, я совершенно уверен, что главным способом создания тяги для транспортировки грузов в дальний космос однозначно станут лазерно-зеркальные ускорители, описанные в известной инициативе Любина-Мильнера-Хокинга (вики: https://ru.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot ), а не Биг Факин Рокет, как думает Маск. И хотя у Л.-М.-Х. этот способ ускорения КА (космического аппарата) предназначался для микрокораблей из одного чипа и весом в несколько граммов, совершенно ясно, что этот способ отлично подойдет и для больших КА с человеком на борту. Даже поверхностный анализ всех возможных способов создания тяги показывает, что у лазерного разгона в принципе нет альтернативы - на начальном периоде развития колонизации как минимум. И некоторые значимые шаги в этом направлении делаются уже сейчас, если кому будет интересно, позже расскажу, о чем речь.

Для начала я хочу разобраться с некоторыми реальными, но совсем на такими значимыми препятствиями для освоения космоса, как нам говорят «знатоки космоса» на протяжении последних лет. В этом материале я начну с космической радиации, которая на первый взгляд делает почти невозможным полет на Марс и длительное на нем проживание. Действительно — и галактическое излучение, и излучение Солнца во время его повышенной активности имеет большую мощность — вот только состоит оно по большей части из заряженных частиц, которые отлично могут отклоняться от защищаемых объектов обычным магнитным полем. Главный вопрос тут — как сделать, чтобы ТЗЧ (тяжелые заряженные частицы), отклоняемые магнитным полем, ушли в сторону от защищаемого объекта и не попали в него, вызвав ливень частиц следующего поколения? Для этого магнитное поле должно быть очень интенсивным и одновременно протяженным. В плане итенсивности проблем давно нет — это решается применением магнитов на справах с редкоземельными элементами (неодим). Для создания протяженного поля нам поможет схема т. н. разомкнутого магнитного поля — это поле, создаваемое магнитом с максимально разнесенными в противоположные стороны (на 180 град.) магнитопроводами. В условиях космоса при перелете создать такой магнитопровод по ряду причин сложновато — но это и не надо, если перелет продлится не месяцы, а дни или недели, что и случится благодаря лазерным ускорителям. А вот при длительном проживании на Марсе такая магнитная защита вполне возможна и необходима, и мы даже можем просчитать минимальный вес необходимых для этого компонентов. Для создания разомкнутого магнитного поля вполне подойдет железный провод диаметром даже порядка единиц миллиметров. Посчитаем, сколько будет весить магнитопровод длиной в километр, к примеру — его будет вполне достаточно для защиты колонии в первое время. Примем площадь сечения железной проволоки в 4 кв. мм (стандартное сечение), диаметр будет примерно 2,2 мм, по таблице для такого провода (есть в интернете) узнаем, что вес 1 км провода будет примерно 30 кг. Прибавим вес редкоземельного магнита в 1-2 кг — итого вполне приемлемо, я считаю. Кроме защиты от заряженных частиц космической радиации мы получим еще ряд приятных опций. Например, протяженный магнитопровод вполне можно использовать как проводник для передачи электричества от генерирующей мощности (на Марсе это будет мини-АЭС), в паре с еще одним проводником для замыкания цепи. Кроме того, магнитное притяжение будет притягивать с окружающей магнитопровод поверхности содержащую железо марсианскую пыль, которую можно регулярно собирать и переплавлять для получения железа и стройматериалов для колонии. Учитывая, какие бывают на Марсе пылевые бури, можно смело ожидать налипания на магнитопровод толстенного слоя пыли, под которым его и не видно будет. Это вполне может стать началом вполне окупаемой металлургической индустрии на Марсе. Кроме того, как правило, железосодержащие породы также часто содержат в своем составе различные ценные редкоземельные элементы — это значит, что полет за астероидом из золота вполне можно отложить — проще и дешевле будет добывать золото на Марсе. Точно такая же защитная отклоняющая магнитная система возможна и на Луне, и с такими же дополнительными функциями — передача электроэнергии к колонии с генерирующих мощностей (на Луне это будут солнечные электростанции) и сбор железосодержащей пыли. На Луне металлургическая индустрия станет окупаемой гораздо быстрее, чем на Марсе по ряду причин — Луна гораздо удобнее для создания на ней индустрии производства стали и алюминия и производства из них космических кораблей для колонизации того же Марса и других целей. При этом при сборе лунной пыли для переплавки и получения из нее кислорода и гелия-3 возникнут большие сложности, связанные с отсутствием там атмосферы и высокой электризации этой пыли, а значит, и ее слипания. Не засосешь ее пылесосом, как на Земле, и не счистишь потом с инструмента и скафандра или робота-сборщика. А вот магнитная сепарация и сбор железосодержащей пыли исключительно удобен и малозатратен, и, несомненно, будет использован на Луне. С лунной пылью связана еще одна проблема, описанная еще в ходе миссий «Аполлонов» - она вредна для человека и легко проникает в скафандры и обитаемый объем, вызывает повышенный износ механизмов, покрывает со временем солнечные батареи и снижает выработку электроэнергии. Несомненно, будет она мешать и будущим оптическим телескопам на Луне, которые там обязательно появятся, а также другим научным проектам. Все это значит, что встанет проблема очистки от пыли поверхности Луны в районе обитаемой колонии и научных объектов, чем и займется металлургическая лунная индустрия. При этом получать энергию для восстановления и плавки металлов на Луне исключительно просто — достаточно построить солнечный концентратор, который будет направлять солнечный свет целиком или только часть его спектра в солнечную печь, где будет находится шихта из лунной пыли и породы. На Луне можно получать из пыли при ее восстановлении кислород для дыхания колонистов и окисления топлива, титан, алюминий, железо, кремний высокой чистоты и многое другое (включая пресловутый гелий-3). На Марсе, к сожалению, фокус с солнечной печью не пройдет — солнечный свет там слишком слабый, да еще и пылевые бури бывают. Придется там Маску строить мощные АЭС, и не где нибудь, а на полюсах — там это зайдет лучше всего. Об этом и других интересных вещах я напишу в следующем материале.

Вернемся к магнитной отклоняющей системе. Концы магнитопровода, подсоединенного к магниту, нужно будет разнести в разные стороны от магнита, как я уже писал выше, и обязательно закрепить на грунте, потому что иначе они будут притягиваться друг к другу, извиваться и двигаться, пока наконец не замкнутся. По этой же причине такая схема не очень подходит для открытого космоса, для защиты космонавтов и оборудования летящих КА — для удержания концов разомкнутого магнитного контура в оппозитном положении придется делать какую-то поддерживающую силовую конструкцию из ферм и растяжек — а это большой вес. Хотя в некоторых случаях — для защиты от радиации долговременной обитаемой станции где-то в дальнем космосе, вне радиационных поясов Земли такую схему все же придется реализовать. Ну а на Марсе или на Луне тем более — сам бог велел, там магнитопровод можно прямо к грунту крепить.

На этом пока все, продолжение следует.

Дубликаты не найдены

+15

"Конечно, нет никаких сомнений, что первыми в этом процессе будут американцы, китайцы", "Например, я совершенно уверен, что сначала колония будет основана и развита на Луне, и только затем на Марсе", "Кроме того, я совершенно уверен, что главным способом создания тяги для транспортировки грузов в дальний космос однозначно станут лазерно-зеркальные ускорители,", "Даже поверхностный анализ всех возможных способов создания тяги показывает", ". Все это значит, что встанет проблема очистки от пыли поверхности Луны в районе обитаемой колонии ". Вы меня конечно извините, но ваши утверждения не научны. Не вдаваясь в детали о рентабельности и возможности переработки лунной и марсианской пыли, лазерных двигателей, защиты от радиации магнитным полем и т.д., "поверхностный анализ" "я уверен" и т.д. не допустимы в научной статье, либо ставьте тег "фантастика" или приводите ссылки на ваши утверждения. Или же это не научная статья, а просто ваши фантазии.

ещё комментарии
+8
Это ж какой нужен будет мощности лазер для того , чтобы разогнать комический корабль с колонистами. Думаю в ближайшие десятилетия такой не создадут , а вот корабль на реактивной тяге самый нормальный и оптимальный вариант в ближайшие 20 - 30 лет . Не зря ведь ведущие космические компании ( Space x , Роскосмос , HASA) разрабатываю именно корабли на реактивной тяге . А вот после реактивных двигателей , буду корабли не на лазерном разгоне , а на термоядерном двигателе.
раскрыть ветку 22
+2

>а вот корабль на реактивной тяге самый нормальный и оптимальный вариант в ближайшие 20 - 30 лет

Для долговременных полетов уже сейчас рулят ионные двигатели, см. АМС "Даун". Им бы ещё записку от ядерного реактора, а не солнечных батарей.


> а на термоядерном двигателе

В обозримом будущем можно даже не рассматривать за отсутствием самих термоядерных реактором. Если речь про взрыволет а-ля бумажный "Орион", то до реальности ему ещё дальше.

ещё комментарии
-9

на днях на хабре читал уже не новую статью как раз по этой теме. Там чувак все по полочкам разложил почему это невозможно - и вправду пока невозможно. Главная причина - быстрый перегрев и перегорание зеркала. Еще нужен будет очень мощный кластер лазеров порядка 100 ГигаВатт - и этого не избежать именно потому, что в инициативе ЛХМ подразумевается наноаппарат весом в 1 грамм и все что там далее подразумевается. НО! В том то и дело, что с тяжелым обычным КА весом порядка тонн или десятков тонн ни той ни другой проблемы не будет! Догадайтесь - почему? Я потом в конце цикла статей выложу правильный ответ.

раскрыть ветку 19
+6

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%BD...

А с лазерным разгоном связан один интересный момент - что его будет питать? Во сколько обойдется такой "дешевый" стартовый стол?

Да и вообще статья ээээ... странная. О каком освоении космоса может идти речь если не готовы даже простейшие системы замкнутого цикла? Какие миниаэс могут быть если первый реактор для космоса еще даже не сделан до конца? Какие магнитные поля для защиты если радиация это не основная проблема освоения космоса, а основная проблема - что сырье полученное на другой планете будет стоить на порядке больше добытого на Земле, то есть нерентабельно?

раскрыть ветку 16
+4
Вот именно . Для разгона маленького аппарата весом в 1 грамм нужен лазер с мощностью в 100 ГВт (Breakthrough Starshot Initiative ) , а для многотонных болванок в 1000 раз большей мощностью . Так что эти лазерный двигатели никому и даром не нужны .
ещё комментарии
ещё комментарии
+5

обеспечение станции "Восток" в Антарктиде представляет собой ебаный пиздец большую часть года, а до нее хуйня совсем от ближайшей цивилизации и там воздух есть, какой нахер Марс

ещё комментарии
+2

Нейросеть можно обучить выполнению узкоспециализированных задач на уровне человека, это не ИИ  но этого хватит для промышленного освоения космоса роботами, за этим будущее им не нужна система жизнеобеспечения и полная защита от радиации, пока нет транспорта для массовой миграции населения с земли в космос рассчитывать не на что.

0

АЭС на полюсах, а колонии где, на экваторе? Уважаемый, а вы в курсе какие потери бывают на таких расстояниях? Самая длинная HVDC ЛЭП на Земле - 2400км, на переменке ещё ниже, а тут предлагается около 5000км. А из чего строить ЛЭП будем и как?

раскрыть ветку 1
-1

потери это плохо - но не смертельно. Кроме ЛЭП было бы очень неплохо построить трубопровод с полюса для подачи к экваториальному поселению водорода и кислорода, полученных от разложения электролизом полярной воды. Вот это реально сложно - гораздо сложнее ЛЭП. Но без этого вряд ли обойдешься - в этом весь смысл колонизации Марса - сделать из него космическую заправку.

0

А варп/подварп двигатели вообще не рассматриваются? Тут конечно вопрос в гравитационном поле, но вроде уже есть успехи - вполне возможно в ближайшее десятилетие ждать практического применения. Собственно гравитационная технология (если бросить все силы и средства) может стать первым и главным шагом к переселению

Для скептиков - ещё в 20ом веке шли исследования ЭМ-полей, из рассекреченного уже можно собирать вундервафли. Про закрытую информацию - там наверняка есть грандиозные вещи...

Для консерваторов - я с вами, пока люди не научатся жить в мире на одной планете, нехер их пускать дальше.

раскрыть ветку 1
+1
А варп/подварп двигатели вообще не рассматриваются?

Не рассматриваются, потому что С — инвариант.

но вроде уже есть успехи - вполне возможно в ближайшее десятилетие ждать практического применения.

Никаких успехов нет и не предвидится.

0
главным способом создания тяги для транспортировки грузов в дальний космос однозначно станут лазерно-зеркальные ускорители

не станут, ибо ими заебёшься ускорять хоть сколь-нибудь массивное тело, вроде корабля с людьми, в виду невозможности создать источник точечного лазерного излучения, либо идеальной системы фокусировки, чтобы предотвратить рассеивание луча с пройденным расстоянием. Т.е. на относительно небольшом отдалении от Земли, достаточное ускорение от давления света лазерного луча ещё возможно, пока ширина луча не превышает площадь отражателя, но по мере отдаления космического аппарата от Земли (источника лазерного излучения), он будет всё дальше и дальше отходить от фокуса, а следовательно и упадёт эффективность установки и снизится ускорение, пока не станет практически незаметным. На данном этапе развития технологий, не думаю, что удастся достигнуть скорости даже сравнимой со скоростью космических аппаратов выводимых только посредством химических ракетных двигателей. Куда эффективнее и менее энергозатратно - это использовать ионные/плазменные и прочие электрические ракетные двигатели.


магнитное поле должно быть очень интенсивным и одновременно протяженным. В плане интенсивности проблем давно нет — это решается применением магнитов на сплавах с редкоземельными элементами (неодим).

если проблема радиации и будет решаться созданием искусственного магнитного поля, то уж точно без использования постоянных магнитов, ибо такой интенсивности магнитного поля, как со сверхпроводящими магнитами, с ними не удастся достигнуть.

-1

А грунт чем не угодил в качестве защиты от радиации?

раскрыть ветку 1
+1

это слишком просто и скучно. веселее же обмотать Марс железной проволокой, раскидать всюду неодимовые магниты и всё это возить дирижаблями, приводимыми в движение реактивными двигателями на сжатом СО2. феерический бред)))

-1

Хрен его знает как будет но мысли интересные

-4
Маск, НАСА бла-бла-бла... Еще один сектант элонофил на Пикабу. Эти конторы даже человека на орбиту который год закинуть немогут.
раскрыть ветку 2
-1

Я бы очень хотел, чтобы первыми были наши. Но этого не будет в ближайшее время по всем известным причинам.

раскрыть ветку 1
-1
Причин как таковых нет. Пилотируемая космонавтика дело сложное и затратное. Пока только Россия способна на отправку регулярных пилотируемых миссий на орбиту. Что касается ближнего и дальнего космоса это дело далёкого будущего при условии совместной интернациональной работы.
-5
Да вы тут между собой подружились? Какой нахуй космас. Вы и там бардак замутить хотите?
ещё комментарий
Похожие посты
Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: