Марсианские технологии.

[Arkadiy]

Жидкий метан гораздо лучше жидкого водорода -у него межмолекулярная масса больше, еще лучше каккой-нибудь фторуглерод

[Максим0]

11 минуту назад, Arkadiy сказал:

Жидкий метан гораздо лучше жидкого водорода -у него межмолекулярная масса больше, еще лучше каккой-нибудь фторуглерод

Жидкий метан в СПД даст коксовые отложения.

С фторуглеродами...  травления электродов и камеры в ионизационной камере не будет? К примеру у СПД ионизационная камера - нитрида бора на связке из кварцевого стекла с температурой стенок около 500^оС, с молибденовым электродом... представляешь как бодро она будет травится при наличии фтора в плазме?

Так что фторсодержащее рабочее тело для применения в СПД потребует также стойкого к эррозии изоляционного материала для стенок камеры.

[Максим0]

Межпланетный Буксир.

Заточка под траекторию Земля - Марс:

В грузопассажирском обороте предлагаю пользоватся двумя типами траекторий - гомановской для грузов и субпараболической (суб- - из-за существенного непараболического участка вначале) для пассажиров (за 70 дней пассажиры облучатся гораздо меньше чем за 259). Причём на Фобосе предлагаю устроить склад топлива для заправки в пассажирские рейсы на Землю.

Земля и Марс принципиально отличаются - У Земли есть радиационные пояса, а у Марса - Фобос. Что это значит для МБ?

0) Людей нужно беречь от радиации их - значит пояса нужно проходить быстро. Если при полёте на низкую околоземную орбиту можно затормозить об атмосферу, то стартовать с низкой околоземной орбиты нужно тратя топливо, причём с относительно большим для электрореактивных двигателей ускорением, набирая разницу между первой и второй космическими скоростями (3,3 км/с) за характерное время оборота вокруг Земли (108 минут), что приводит к ускорению масштаба 0,5 м/с².

1) Фобос идеально подходит на роль базы техобслуживания, гостиницы и склада. Это очень привлекательное место для промежуточных остановок. Было бы очень полезно уметь на него приземлятся и взлетать. Ускорение свободного падения на Фобосе до 6,3 мм/с², вторая космическая скорость до 13 м/с. Таким образом чтоб улететь с Фобоса требуется к примеру взлетать с перегрузкой в 0,001 g в течении 33-х минут.

Кроме того везти по гомановской траектории людей нельзя! - Они переоблучатся галактическими космическими лучами, нужно лететь быстрее и по более короткой траектории. Тут уже нужна субпараболическая траектория. С другой стороны на гиперболические траектории выходить нельзя - иначе скорость входа в атмосферу Марса превысит 21 км/с или придётся тормозить до атмосферы тратя драгоценное топливо. В силу симметрии задач чтоб с низкой околомарсианской орбиты по субпараболической траектории отправится на Землю, потребуется около тех же 21 км/с, но их можно распределить по томуже характерному времени, которое для субпараболической траектории составляет 70 дней. Отсюда приходим к масштабу ускорения 3,5 мм/с². Можно заметить что по порядку величины требования к взлёту с Фобоса и к тяге при межпланетном полёте совпадают.

Отсюда можно сформулировать требования к МБ для пассажирского оборота:

0) Возможность аэродинамического торможения на скоростях масштаба 20 км/с. Тут потребуется ювелирная точность управления чтоб не отскочить на скорости больше второй космической и не свалится на планету.

1) Запас хода с ускорением 1 см/с² в 21 км/с.

2) Запас хода от низкой околоземной орбиты с ускорением 1 м/с² в 4 км/с.

Требования получаются довольно противоречивые... что из них следует:

0) Кратковременная жаростойкость всех внешних поверхностей заставляет забыть об ажурных солнечных батареях, они смогут выжить лишь на теплоотводах. В точках остановки атмосферного потока неизбежно понадобится выводить наружу легкоионизирующийся хладагент - иначе буксир будет каждый раз серьёзно обгорать. Пожалуй лучший ионизирующийся хладагент для 20 км/с - литий, в углекислоте при этом гораздо важнее будет его ионизация чем банальное химическое горение.

1) С этим условием справится только электроракетный двигатель... но он для столь серьёзной тяги потребует могучий источник электроэнергии, который исходя из (0) может быть только ядерным. Учитывая что на борту будет литий, полезно на нём сделать и двигатель - магнитоплазмодинамический, на удельный импульс около 3000 с.

2) Такую тягу может дать и ЖРД, но коль на борту неизбежен реактор, то водородный ТФЯРД будет гораздо лучше, да и жидкий водород можно доставить с Земли - для отлёта от которой он потребуется.

В итоге получается буксир с баками для жидкого водорода и лития, трёхрежимным ТФЯРД (двигатель, мощный электрогенератор, маломощный электрогенератор) , потеющей литием теплозащитой, литиевым же МПДД и аэродинамическими формами заточенными на гиперзвук.

В предложениях космических агентств я о подобной комбинации не слышал, хотя по-отдельности такие технические решения предлагались (кроме ионизирующегося литиевого хладагента)... может они почему-то несовместимы? А что вы об этом думаете?

 

[Nil admirari]

Второй сезон сериала Марс доступен для просмотра.

http://seasonvar.ru/serial-20096-Mars_SSHA-2-season.html

[Максим0]

В 24.12.2018 в 01:31, Nil admirari сказал:

Второй сезон сериала Марс доступен для просмотра.

http://seasonvar.ru/serial-20096-Mars_SSHA-2-season.html

Посмотрел. Проблемы затронуты конечно интересные, но:

0) Инфекция. Кроме архей из земных форм жизни ничему на Марсе не выжить, поэтому в соответствии с бритвой Оккама из допуска существования там жизни, следует считать что там - археи. А на сегодняшний момент доказанных прецендентов паразитизма у архей неизвестно. Поэтому проблема в случае Марса надуманная.

1) Подминание корпорациями государств. Если государство признаёт капитализм, то есть высшую власть за капиталом, эта проблема нерешаема. Но она легко решается в некапиталистических системах.

2) Марсотрясение после небольшого взрывчика. На Марс регулярно падают камушки с гораздо большим тротиловым эквивалентом. Списать смоделированное на терраформирование невозможно, поскольку по геоогическим меркам недавно на Марсе были реки и моря - его ось-то нечему стабилизировать, Луны у него нету, а потому колебания климата от ледниковий-междедниковий гораздо сильнее. Поэтому и эта проблема в случае Марса надуманная.

В сухом остатке имеем: капиталистам на Марсе делать нечего! Но к примеру социализм с его единовластием и сквозным планированием всего что только возможно спланировать будет очень кстати.

[antabu]

Вышла книжка Митио Каку. БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия.

 

Изменено 30 Декабря, 2018 в 10:24 пользователем Nil admirari

[Максим0]

Закину ещё пару идей по строительству на Марсе:

0) Метеоритное железо. Когда по Марсу ездили марсоходы, железные метеориты им попадались в среднем на 10 км пути. Что это даёт? Если разработать систему обнаружения и откапывания неглубоко зарытых метеоритов, то отпадёт необходимость восстанавливать железо - дотаточно будет его переплавить в электроды, подвергнуть электролитическому рафинированию и переплавить чистейшие железо и никель.

1) Гипс. На Земле его не применяют для несущих конструкций из-за нестойкости к осадкам и малой прочности. Но на Марсе нет дождей, пониженное тяготение снижает нагрузки и холод его упрочняет. К тому же после небольших добавок пластификаторов не только в разы снижается требуемое количество воды, но и в разы вырастает его прочность!

[dmr]

А там есть гипс? 

Метеорит на 10км, это однако крутая рентабельность)) 

Но идея хорошая 

[yatcheh]

1 час назад, dmr сказал:

Метеорит на 10км, это однако крутая рентабельность)) 

Но идея хорошая 

 

10 кв км - это  100 гектаров. И 100 метеоритов. Пусть один метеорит = 10 кг железа, это же тонна на гектар! 

Бро, да в каком колхозе ты найдёшь такие жалезы зележа!

Средний колхоз = 20000 гектаров = 20 тысяч тонн железа! 

 

Не, это - тонна на 100 гектаров.

Ну, пусть будет 200 тонн на колхоз! Тоже на молотилку хватит...

Изменено 4 Января, 2019 в 17:03 пользователем yatcheh

[Максим0]

21 час назад, dmr сказал:

А там есть гипс? 

Метеорит на 10км, это однако крутая рентабельность)) 

Но идея хорошая 

Гипс на Марсе повсеместно распространён, причём в каньоне Гебы его относительно много. И гипс, в отличии от цемента не боится сульфатной коррозии.

Это те метеориты, которые торчат из пыли, если же копнуть, то их будет гораздо больше! Вот только нужно средство обнаружения и копания в поверхностном слое.

Посмотрел технологии упрочнения гипса, и пришёл к выводу, что лучший вариант в условиях Земли - смешивать гипс с небольшим количеством извести и затворять раствором фракционированного лигносульфоната (по сравнению с прочими пластификаторами в наибольшей степени снижает водопроницаемость после отверждения и в наибольшей степени увеличивает деформацию разрушения отливок), после отверждения пропитывать раствором сульфата железа (реагирует с известью забивая поры) средней концентрации.

Всё это кроме фракционированного лигносульфоната можно будет добыть и на Марсе, а вот фракционированному лигносульфонату нужна замена - ведь там деревьев ещё долго не будет.

Как я понимаю в фракционированном лигносульфонате для гипсолития ценно:

0) Водорастворимость.

1) Полимерность.

2) Сульфогруппы.

3) Ароматичность.

4) Худшая растворимость кальциевой соли чем у гипса.

Пытаясь совместить всё это приходим к полимеру типа поли-3-сульфо-м-фениленоксида... вот только как его (или подобный) сделать в условиях Марса?

Напоминаю что там предполагается производство разнообразной простой органики для ЖРД, чёрной металлургии, конструкционного полимера и ВВ: угарного газа, муравьиной килоты, формальдегида, метана, ацетальдегида, пентаэритрита. Кроме того возможно будет и органика связанная с химическим синтезом глюкозы.