Экономика космической экспансии

[AlexAV]

1-е что хочу сказать. Разговоры о том, что, дескать, масса астероидов меньше, чем масса Луны - бред. Добудьте хотя бы килограмм железа из ядра Луны.

Можно привести другое сравнение. Масса всего пояса астероидов меньше верхнего трёхкилометрового слоя литосферы Земли, доступного для разработки шахтами и скважинами. При этом литосфера Земли постоянно обновляется, а новых астероидов уже не завезут никогда. Уже из этого понятно, что ресурсы астероидов малы по сравнению с ресурсами Земли. Распределение кларков там другое. Некоторые элементы редкие на Земле широко распространены на астероидах и, наоборот, некоторые элементы обычные в Земной коре в астероидах редки. Но для общей картины это значения не имеет.

2. Азот. Зачем перерабатывать астероиды на извлечение азота, если его можно завезти из внешних областей Солнечной Системы? Если человеческая цивилизация сможет выйти в космос и поселиться на астероидах, то она сможет и завозить азот (или аммиак) извне. Его там - сколько душа пожелает.

Чтобы что-то добывать - нужен стабильный источник энергии. Солнце там таким быть не может быть принципиально. Что ещё? Уран (и торий)? Тогда это не решение проблемы, а только переименование. Уран вещь в Солнечной системе очень редкая.

Можете считать, что на Земле тоже нет геологической активности. Сколько новых месторождений в год на Земле возникает?

Нельзя так считать. Многие ресурсы, доступность которых мы считаем тривиальной, на самом деле совсем такими тривиальными не являются. И их количество поддерживается именно этой геологической и биогеохимической активность. Пресная вода, органический углерод,  кварцевый песок (это ресурс на самом деле совсем нетривиальный, на астероидах его не будет и извлечение диоксида кремния пригодного для стекольного производства из вещества астероидов превратится в настоящее бедствие), поваренная соль, известняк, керамические глины и т.д. Всё это на Земле возобновляется со вполне заметной скоростью и всё это критически важно для промышленности. Мы привыкли не обращать внимание на такие тривиальные вещи вещи, но они совсем нетривиальные, если речь о месте за пределами Земли.
 

Золота, серебра, лития, циркония, беррилия и т.д.?

Тут сложнее. Многие элементы, пусть и в количестве на один-два порядка меньше современных потребностей, можно извлекать из вполне возобновляемых источников. Скажем несколько десятков тысяч тонн лития (в пересчёте на карбонат) можно извлекать попутно с поваренной солью из морской воды, миллионы нет, это практически невозможно, а тысячи можно. Минералы циркония - обычный компонент почти любых песков, с учётом скорости образования песков вообще этот источник ежегодно пополняется цирконием на несколько сотен тысяч тонн. Если его добывать из рядового песка в меньших количествах - это можно делать практически вечно. Даже с золотом и серебром картина чуть сложнее, чем кажется. Они довольно часто встречаются в геотермальных и фумарольных водах. Т.е. извлекать оттуда 22 тыс. тонн серебра (которые потребляются сегодня) совершенно невозможно, но тонн 10 - 20 в год (на всю планету) - вполне. С бериллием действительно всё плохо, нормальных возобновляемых источников у него по сути кажется нет.

Но тут есть такая замечательная вещь. Все ресурсы жизненно необходимые для человека на планете есть в изобилии, а то что редко - без того в целом можно жить. Ну допустим закончится бериллий (совсем), или добыча серебра упадёт до этих 10 тонн в год. И что? Да, некоторые технологии станут недоступны, да, технологический уровень упадет. Но без всего того, что станет недоступно можно прекрасно жить. Айфон - жизненно важным предметом не является. А вот без чего жить нельзя - на Земле не кончится никогда.

С астероидами хуже. Там может закончиться не только то, без чего жить станет лишь немного менее комфортно, но и то без чего нельзя жить вообще, никак. На Земле прекрасно может обходится без серебра, золота, бериллия, вольфрама, даже никеля и хрома. Но никакая жизнь не сможет жить без азота, хлорида натрия или воды. И второе на Земле закончится не может принципиально, а на астероидах, при их активном освоение, это только вопрос времени.

Тут есть очень существенно отличие.   

Возьмите старую тетрадку, выньте оттуда две металлические скобы, тоже положите их.

Скрепки чем Вам не угодили. Железо и алюминий на планете Земля закончиться не могут принципиально. С редкими металлами будет проблемы, причём крайне сложнорешаемые, но на Земле всё же есть список элементов, которые кончиться не могут никак (плюс ещё дополнительный список того, что может быть доступно, но в ограниченных количествах, лимитированных этими самыми геохимическими потоками).

[bob]

Если вас поселить куда-нибудь на Колыму и запретить вам оттуда выезжать...

Нет уж. Лучше вы к нам. (с) 

[AlexAV]

Я думаю, что утечки азота не проблема для товарищей белтеров, так как в поясе Койпера и Облаке Оорта полно мелких и крупных объектов его содержащих, не забудем о спутниках Урана и Нептуна и об атмосферах этих планет.

Проблема в том, что чтобы что-то делать - энергия нужна.  И тут проблема - там где в есть осмысленный поток энергии  от звезды мало летучих элементов, там где много летучих элементов - энергии звезды можно считать, что нет. Источники же ядерной энергии так или иначе упираются в те или иные ограниченный ресурсы. С ядерной энергетикой деления - тут всё ясно, без урана/тория никак, стандартная термоядерная (та, которая на D-T реакции) упирается в литий. Относительно D-D и He-3-D перспективы весьма туманны, кроме того есть сильные подозрения, что они упрутся в доступность бериллия, уж очень горение в такой плазме чувствительно к примесям с высоким Z. Впрочем даже D-T может упереться туда же раньше, чем в вопрос доступности лития. Все современные установки дающие лучшие параметры имеют бериллиевую внутреннюю облицовку.

[AlexAV]

Вы понимаете, что слово в слово повторяете аргументы времен Екатерины Великой по поводу того, что не стоит тратить ресурсы на освоение Сибири, Приморья, Аляски, и так далее? Теперь вы знаете, зачем это было надо?

Да не очень-то их тратили на это. Экспансия туда скорее шла за счёт частной инициативы и приводилась в движение отчасти тем, что это было выгодно экономически (пушнина тогда являлась весьма ценным ресурсом), отчасти переселением туда людей мотивированных тем, чтобы жить подальше от начальства. И шла она туда вообще лишь по той причине, что там условия, особенно на юге Сибири, более-менее благоприятны для жизни. Туда где условия были совсем неблагоприятными - никакой экспансии не было. Вот в 1820 году  Беллинсгаузен и Лазарев открыли Антарктиду. Большой поток колонистов туда направился (никаких договоров по Антарктиде тогда естественно не существовало)?

Но вы, однако уверены, что эти проблемы будет решать кто-то кроме нас?

Удобоваримого решения этих проблем может не существовать вовсе.

 

Это так, если процесс экспансии остановить на внутренних планетах Системы. Но этот довод принимает ещё большую остроту, если ограничиться только Землёй.

Не совсем. На Земле всё же работает то, что все жизненно необходимые ресурсы здесь есть в достаточных количествах и возобновляются естественными геохимическими потоками в достаточных объёмах. А того, чего недостаточно - без того, в принципе, можно жить (тонкий и сложный вопрос имеется только относительно геохимического цикла фосфора, но это не только наша проблема, а проблема всей биосферы суши, и то что она существует уже сотни миллионов лет подсказывает, что тут решение есть, а истощение источников остального, из того что может кончиться, приведёт только к некоторой деградации сложных технологий, что не смертельно, айфон - жизненно важным устройством не является ). За пределами Земли это, вообще говоря, работать не будет. Это весьма принципиальное различие.
 

Вы так уверены в уникальности состава земной коры....
Сколько планет вы посетили и обследовали?

По луне, Марсу и астероидам информации достаточно. По сравнению с ними литосфера Земли актиноидами очень богата. По Меркурию и Венере информации действительно немного. Существует вероятность, что на Венере картина похожа на земную. А вот на Меркурии -  скорее будет лунная, маленький он.

Вы хотите оспорить вывод, озвученный ещё в семидесятые в докладе "Пределы роста"? Современная человеческая цивилизация устойчива только в режиме роста.

А я и не думаю, что современная постиндустриальная цивилизация проживёт сколько-нибудь долго. Цивилизация способная жить только в режиме роста, "поезд без тормозов", как назвал эту ситуацию Дж. Тейнтер, заведомо обречена.  Ей на смену придёт друга, такая, которая сможет.

Средневековый Китай жил в режиме долговременных периодических колебаний практически без системного роста (постепенный вековой рост плотности населения в следствие улучшения сортов возделываемых культур всё же был, но это совсем не то, что под ростом обычно понимается сейчас), средневековая Европа в общем тоже. Так что жить можно и без систематического роста. Собственно большую часть истории человечество жило в условиях, когда долговременный экономический рост был едва заметен, т.е. в ситуации не сильно отличающейся от его отсутствия.

[AlexAV]

Раз есть сода - значит нет проблемы извести, кокс, если его необходимо использовать в процессе - на самом деле тот же углерод.

С этого места поподробнее. Как из соды сделать металлургический кокс? Металлурги всего мира ждёт с нетерпением.

Но кокс ладно... А известь - вообще алхимия нужна. Формула соды - Na2CO3, а извести CaO. Как Вы первое собрались превращать во второе - загадка.

Утверждение об отсутствии щелочей на астероидах в свете недавнего сообщения, что белые пятна на Церере оказались содой - внушает. https://habr.com/post/416199/

Церера - не астероид, а малая планета. Дифференцированная и, пусть и с небогатой, но геологической историей. А в хонритах - нет и быть не может.

В очередной раз поможет сода, залежи которой обнаружены на Церере.

Э... Как? Вот у вас есть силикат маловменяемого состава, близкий к ряду оливинов. Из него нужно получить диоксид кремния с содержание железа не более 0.25%. Как Вы это будите делать.

P.S. Если бы дело происходило на Земле я бы предложил хлорирующий обжиг и очисткой хлористого кремния ректификацией с последующим гидролизом (впрочем на Земле указанная проблема вообще не стоит, естественные месторождения песка практически неисчерпаемы, снижение же содержание железа в сырье до требуемых уровней возможно простыми методами оптического обогащения песков). Но вот беда, на астероидах нет ни нормальных источников хлоридов для производства хлора, ни месторождений каменных углей для производства кокса.

[viesis]

P.S.

Оливин как бы и кислотами разлагается...

[AlexAV]

Оливин как бы и кислотами разлагается..

Да, но потом осадок надо как-то очищать, он очень далёк будет от сырья пригодного для производства прозрачного стекла.

[petrovich1964]

Никто же не говорит, что нужно этого добиться за 100 лет.

Да хоть из тыщу лет. Смысл в экспансии?

[sharp]

Да хоть из тыщу лет. Смысл в экспансии?

Штоп не окочуриться когда этой планете настанет 2012.

[snickers]

Вы тему прочитайте .. она про ЭКОНОМИКУ...

1-е что хочу сказать. Разговоры о том, что, дескать, масса астероидов меньше, чем масса Луны - бред. Добудьте хотя бы килограмм железа из ядра Луны.

2. Азот. Зачем перерабатывать астероиды на извлечение азота, если его можно завезти из внешних областей Солнечной Системы? Если человеческая цивилизация сможет выйти в космос и поселиться на астероидах, то она сможет и завозить азот (или аммиак) извне. Его там - сколько душа пожелает.

3. Люди не живут в высоких широтах не потому, что не могут, а потому что там менее удобно. Это плоды глобализации и капиталистической экономики.

.. а не как выжить любой ценой за счет налогоплательщиков и ресурсов Земли и в итоге навернуться медным тазои).
Где профит в ваших идеях?? Его нет.. тогда все это к теме не имеет отношения.

[Valerij56]

Раз есть сода - значит нет проблемы извести, кокс, если его необходимо использовать в процессе - на самом деле тот же углерод.

С этого места поподробнее. Как из соды сделать металлургический кокс? Металлурги всего мира ждёт с нетерпением.

Но кокс ладно... А известь - вообще алхимия нужна. Формула соды - Na2CO3, а извести CaO. Как Вы первое собрались превращать во второе - загадка.

   
Я не предлагал делать кокс из соды, это ваша идея, вы и выкарабкивайтесь. Известь - самая доступная и дешевая /на Земле/ техническая щёлочь, в большинстве случаев вполне заменимая каустической содой. Кокс используется двумя способами. Первый - как топливо, более эффективное, чем каменный уголь. Проблема решается солнечными, электрическими и электродуговыми печами. Кроме того Кокс - это углерод с повышенной, благодаря пористой структуре, площадью контакта, порошкообразный графит, подаваемый не мешками, а тонкими струйками вполне его заменит. Естественно, что технологии будут адаптироваться под местные возможности.
       

Утверждение об отсутствии щелочей на астероидах в свете недавнего сообщения, что белые пятна на Церере оказались содой - внушает. https://habr.com/post/416199/

Церера - не астероид, а малая планета. Дифференцированная и, пусть и с небогатой, но геологической историей. А в хонритах - нет и быть не может.

   
Вам шашечки или ехать? Важно то, что месторождение соды в поясе уже нашли, и оно доступно планируемыми транспортными методами.
       

В очередной раз поможет сода, залежи которой обнаружены на Церере.

Э... Как? Вот у вас есть силикат маловменяемого состава, близкий к ряду оливинов. Из него нужно получить диоксид кремния с содержание железа не более 0.25%. Как Вы это будите делать.

P.S. Если бы дело происходило на Земле я бы предложил хлорирующий обжиг и очисткой хлористого кремния ректификацией с последующим гидролизом (впрочем на Земле указанная проблема вообще не стоит, естественные месторождения песка практически неисчерпаемы, снижение же содержание железа в сырье до требуемых уровней возможно простыми методами оптического обогащения песков). Но вот беда, на астероидах нет ни нормальных источников хлоридов для производства хлора, ни месторождений каменных углей для производства кокса.

Не знаю. Но, думаю, что способ есть, тем более, что вы опять требуете кокса, когда у вас под ногами сырьё для производства графита.

[sharp]

Где профит в ваших идеях?? Его нет.. тогда все это к теме не имеет отношения.

Нужно все-таки понимать различие между понятиями экономики и коммерческой деятельности. В определении ЭКОНОМИКИ ни слова про профит/прибыль нет...

[AlexAV]

Известь - самая доступная и дешевая /на Земле/ техническая щёлочь, в большинстве случаев вполне заменимая каустической содой.

Каустическая сода - это NaOH. Получить из Na2CO3 - NaOH, кстати, не столь уж тривиальная задача (вариант обменной реакции с Сa(OH)2 по понятной причине не рассматриваем ).

Первый - как топливо, более эффективное, чем каменный уголь. Проблема решается солнечными, электрическими и электродуговыми печами. Кроме того Кокс - это углерод с повышенной, благодаря пористой структуре, площадью контакта, порошкообразный графит, подаваемый не мешками, а тонкими струйками вполне его заменит.

Кокс - важнейший восстановитель в промышленности. Некоторые вещи, скажем получение SiCl4 или AlCl3 без него сделать весьма затруднительно (для этого используются реакции SiO2 + 2C + 2Cl2 = SiCl4 + 2CO; Al2O3 + 3C + 3Cl2 = 2AlCl3 + 3CO).

когда у вас под ногами сырьё для производства графита.

Где? Хондрит действительно содержит от 0,14% до 3% углерода преимущественно в виде частиц сажи. Вот только называть это сырьём для производства графита - большая натяжка. Отделять такую небольшую примесь от массы каменного материала занятие не очень простым, если и вообще возможным. С тем же успехом подмосковный суглинок можно назвать коксующимся углем. Содержание органического углерода в нём где-то такое же.

Реально из хондрита углерод извлекать только в виде смеси СO и СO2 (путём прокалки, при этом сажистые частицы будут вступать в реакцию с оксидами железа, давая газообразные продукты). Вот только превратить смесь СO и СO2 обратно в элементарный углерод - дело сложное и чрезвычайно энергозатратное.

В общем куда не кинься - везде то что на Земле делается легко и просто на астероидах потребует каких-то диких извращений и чудовищных затрат. Есть большие сомнения, что в случае, если всё придётся делать такими затратными способами, EROEI и EROMI таких технологических циклов вообще сойдётся.

Вам шашечки или ехать?

Это важно. Геологическое строение Цереры уникально для все тел внутренней части солнечной системы. Опять же наличие рудопроявлений не отвечает на вопрос о запасах. С учётом, что они есть только на очень ограниченной части поверхности планетоида, то скорее всего они будут не такой уж большой величиной.

и оно доступно планируемыми транспортными методами

У Вас какие-то странные представления об орбитальном движение и орбитах астероидов. Вы отчего-то считаете, что с одного астероида на другой долететь очень легко. А это, вообще говоря, совсем не так. Разброс орбитальных параметров астероидов велик и перелететь скажем с Цереры на Палладу намного сложнее, чем с низкой околоземной орбиты на Марс. В реальности для каждого астероида будет лишь небольшой список других тел, до которых можно будет долететь со сравнительно небольшими затратами. И даже до них, при полёте по энергоэффективной траектории, перелёт будет занимать много времени, несколько лет в один конец.

Всё необходимое должно быть в пределах одного тела. Даже для нескольких тел с близкими орбитальными параметрами картина получится не очень хорошей, энергии для перелёта нужно немного, но его время начнёт выходить за все разумные пределы. Если орбиты тел отличаются сильно, особенно наклонение, то перелёт вообще будет очень затратным и сложным.   

[sharp]

У Вас какие-то странные представления об орбитальном движение и орбитах астероидов. Вы отчего-то считаете, что с одного астероида на другой долететь очень легко

Заметил, что оно так очень у многих, и в первую очередь у мечтателей о запредельной легкости освоения астероидов Народ просто крайне смутно представляет себе суть орбитальной механики и как вообще происходит перелет между небесными телами.

[crazy_terraformer]

Я думаю, что утечки азота не проблема для товарищей белтеров, так как в поясе Койпера и Облаке Оорта полно мелких и крупных объектов его содержащих, не забудем о спутниках Урана и Нептуна и об атмосферах этих планет.

Проблема в том, что чтобы что-то делать - энергия нужна.  И тут проблема - там где в есть осмысленный поток энергии  от звезды мало летучих элементов, там где много летучих элементов - энергии звезды можно считать, что нет. Источники же ядерной энергии так или иначе упираются в те или иные ограниченный ресурсы. С ядерной энергетикой деления - тут всё ясно, без урана/тория никак, стандартная термоядерная (та, которая на D-T реакции) упирается в литий. Относительно D-D и He-3-D перспективы весьма туманны, кроме того есть сильные подозрения, что они упрутся в доступность бериллия, уж очень горение в такой плазме чувствительно к примесям с высоким Z. Впрочем даже D-T может упереться туда же раньше, чем в вопрос доступности лития. Все современные установки дающие лучшие параметры имеют бериллиевую внутреннюю облицовку.

Энергия возьмется от КВС, сначала они будут сжигать дейтерий за счёт использования ядерных детонаторов на основе изотопов U-233, U-235, Pu-239; а затем перейдут на сжигание дейтерия с помощью вигглеров.

[crazy_terraformer]

На Марсе подземные помещения можно делать просто огромными

И на Марсе будут яблони цвести. В трёхтысячном году, или по крайней мере в четырёхтысячном.
А в ближайшие сто лет.... Поинтересуйтесь, сколько человекочасов надо затратить чтобы построить одну станцию метро, с использованием разнообразной техники, и массы стройматериалов. И подумайте сколько денег будет стоить аналогичное строительство на Марсе. И пока такой дворец подмарсом не построят, то космонавты будут жить в железных банках. И сколько же лет они будут копать? И всё это время человечество будет их содержать за счёт неимоверных затрат.

Скорей они не будут копать сначала, а будут использовать естественные особенности рельефа и доступ к песку, щебенке, гравию, глинистым породам. То есть будут использовать созданные природой пещеры(укреплять их своды, выравнивать стены и пол, герметезировать посредством шлюзов и герметичных покрытий), с ростом возможностей начнут использовать небольшие кратеры, широкие трещины, каналы, прорезанные водой или лавой, накрывая их сверху сводом из базальта или металла, позже смогут пробивать большие и глубокие в скальных породах.

[bob]

будут использовать созданные природой пещеры(укреплять их своды, выравнивать стены и пол.

Что-то мне в голову сразу не пришло, что начинать надо даже не с энергетики, а с жизни в пещерах. Вот только мамонты там не водятся, увы.

[crazy_terraformer]

Кроме астероидов есть такая милая планета как Меркурий.
Его потрошить можно ошень, ошень долго. Вплоть до раздувания Солнца в красный гигант.
Солнечной энергии полно, плавь и испаряй породу зеркалами. Для накопления холода можно использовать длинную ночь, в качестве его аккумулятора выступит сжижаемый ночами и в вечно тёмных кратерах кислород, главный побочный продукт разложения пород литосферы и мантии. Пустую породу - диоксид кремния можно сбрасывать сначала в низины, а ежели промышленность Меркурия превратится в этакого Гулливера, способного разобрать километровые слои литосферы планеты в исторически обозримые сроки, то пустую породу она сможет сбрасывать в космос в железных болванках с двигателями с помощью эм-катапульт.

[Anatoly]

Где профит в ваших идеях?? Его нет.. тогда все это к теме не имеет отношения.

Нужно все-таки понимать различие между понятиями экономики и коммерческой деятельности. В определении ЭКОНОМИКИ ни слова про профит/прибыль нет...

определение экономики как

совокупность отношений, складывающихся в системе производства, распределения, обмена и потребления.

содержит требование к наличию отношений в процессах ведения некоторой деятельности по операциям с активами - а данная деятельность может вестись только тогда, когда в ее результате количество и агентов взаимодействия и используемых ими активов ненулевое - соответственно, любая деятельность, сокращающая используемый актив и/или операции с ним в итоге выводит из сферы экономики как агента, утратившего свой актив, так нулевой актив - обобщая, получаем, что для ведения деятельности, относимой к экономике - эта деятельность должна быть как минимум рентабельной, а для обеспечения какого-либо развития и/или интенсификации взаимодействия - то и прибыльной.

[crazy_terraformer]

будут использовать созданные природой пещеры(укреплять их своды, выравнивать стены и пол.

Что-то мне в голову сразу не пришло, что начинать надо даже не с энергетики, а с жизни в пещерах. Вот только мамонты там не водятся, увы.

Мамонты дело наживное. А в качестве источников энергии сначала будут привезенные из вне планеты(с Земли или Луны) мобильные ядерные реакторы, уран и плутоний будет тоже сначала привозные, до того момента когда марсианская промышленность станет способной сама добывать и обогащать уран, перерабатывать ОЯТ и изготавливать реакторы и ТВЭЛы. Другой возможным источником энергии на каком-то этапе могут стать КСЭС в точке Лагранжа L1 системы Солнце-Марс транслирующие энергию на приёмники на высочайших вершинах Марса в виде пучков лазерного и мазерного излучения.