Освоение астероидов

[LonelyWanderer]

Высота геостационарной орбиты - 864 над центром или 377 км над поверхностью. На этой высоте скорость движения будет около 166 м/с.

Снова ошибки.
...

Спасибо за поправки и точные расчеты, которые, только подтверждают реализуемость дешевого, легкого космического лифта из такого дешевого материала, как сталь  даже для такого большого астероида, как Церера

[shuricos]

Торможение вращения можно осуществлять посредством тормозных механизмов, или еще лучше - через обычную рекуперацию кинетической энергии в электроэнергию через тот же самый двигатель, которым мы раскручивали трос.

Не получится. Тормозиться будет только ближайшая к башне (или противовесу) часть троса. Дальняя часть троса, на которой будет находиться груз, будет продолжать двигаться с прежней скоростью и в итоге намотается на башню (или на противовес).

Хотя, конструкция может нормально сработать в том случае, если сделать хотя бы небольшой рычаг, отходящий перпендикулярно оси башни. Тогда трос, на котором повиснет груз, будет почти под прямым углом отходить от этого рычага и тянуть его за собой. А когда груз полностью остановится, то он повиснет на этом рычаге и не будет касаться стенок башни.

[LonelyWanderer]

Честно говоря не совсем понял про рычаг, тут лучше бы схематично. Но идею преподнесли (хотя может быть то, о чем я напишу ниже и есть ваше же предложение).
На самом деле если ротор подтормаживать, то остановить вращение рано или поздно удастся. Но, возможно, это очень длительный процесс из за неэффективности передачи тормозящего углового момента от ротора к грузу на тросе, который будет иметь солидную длину. В попытке торможения ротором он будет повернут на 90 градусов относительно троса, но при тросе, допустим, километров 50 и радиусе ротора от его оси вращения, допустим, 1 метр, нетрудно посчитать отношение длин : 50 000  к 1. Торможение будет, но очень медленным. Возможно несколько недель мы его тормозить так будем. И вот тут может помочь рычаг, который в момент начала торможения будет присоединяться к тросу с грузом. Силовая его часть будет направлена от ротора вдоль троса метров на 10, и две усиливающие его арматуры будут треугольником крепиться к краю ротора и дальней части рычага. Таким образом получается конус с медианой (рычагом), параметрами - высота 10 метров, основание - 2 метра, нижние его углы крепятся к краям ротора, основание медианы (рычага) совпадает с осью вращения ротора, а высота конуса совпадает с дальним концом рычага. Таким образом мы значительно увеличиваем тормозящий угловой момент - раз в 10 (для еще большего увеличения придется увеличивать  диаметр ротора, т.к. увеличение высоты конуса ослабляет его конструкцию).
Можно и по другому представить силовую конструкцию, не в виде жесткого конуса. А например в 10 метрах от начала троса, т.е. в 10 метрах от ротора к тросу присоеденено прочное крепление, и к заднему (в какую сторону тормозим) краю ротора тоже крепление. К этим креплениям присоединяется очень прочный трос, который образует все тот же треугольник. Трос будет испытывать нагрузку на растяжение, т.е. ту же самую, что и трос с грузом.
Таким образом, при длине троса с грузом допустим 50 км, мы имеем 10 метров тормозящего рычага, и соотношение  5000/1. И тормозиться груз уже вполне эффективно будет.

Хотя все эти способы заметно усложняют намотку троса на ротор для изменения его длины для упрощения ловли груза. И хорошо бы просчитать  как быстро может сам ротор остановить груз, в общем то это довольно несложная физическая задача, можно будет как нибудь заняться

[shuricos]

Вот тут https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,70035.msg2578497.html#msg2578497 утверждают, что равновесная температура на расстоянии 1 а.е. от Солнца получается примерно 250^оС, а на расстоянии 3 а.е. (это как раз орбита Пояса астероидов) - 27^оС, т.е. комфортная для человека температура.

Это может означать, что колония, размещённая в поясе астероидов и обращённая к Солнцу обитаемой стороной, не потребует ни дополнительного нагрева, ни охлаждения, ни подсветки в ночное время (ночи просто не будет).
Выше я уже говорил о том, что поступающей энергии света (150 Вт/кв.м.) достаточно как для комфортного пребывания человека (нет психологических и физиологических проблем от недостатка света), так и для роста растений.
По сути дела, пояс астероидов оказывается наиболее удобным местом для внепланетной колонии.

[Андрей Курилов]

Облако астероидов около точки L4 Юпитера можно в первом приближении считать эллипсоидом с осями 2 АЕ (касательная к орбите), 0.2 АЕ (радиальный поперечник) и 0.9 АЕ (наклонение до 10^o). Тогда, зная, что кол-во объектов больше 2 км оценивается в 63 тыс., можно оценить среднее расстояние между "греками" в облаке L4 - получается чуть более 2 млн. км (в 6 раз больше, чем до Луны). В сердцевине этого облака, соответственно средние расстояния между астероидами ещё меньше - около 1 млн. км.
Использованные для этих рассчётов источники:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0004117
http://pasj.oxfordjournals.org/content/60/2/293

Благодаря тому, что "греки" разделяют практически идентичные орбиты, относительные скорости (что является проблемой для транспорта в главном поясе астероидов) будут очень малы. При скорости перелёта между соседними астероидами порядка 100 м/с (ещё необязательно ракетный разгон/торможение, но уже достаточно для преодоления относительной скорости астероидов) перелёт будет занимать 4..8 месяцев, что для грузопотока, нечувствительного к радиации вполне приемлимо. Для пассажирских перевозок придётся использовать что-то более быстрое, например МПД-двигатели.

С энергетической точки зрения есть 50 Вт/м² солнечной энергии.

[shuricos]

Колонизация возможна тогда и только тогда, когда колония может предоставить что-то метрополии или поселенцам.
По этой причине большинство островов Курильской гряды не заселены, а многие города и посёлки в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке опустели. И это при том, что условия даже на Новой Земле несравненно лучше, чем условия где бы то ни было ещё за пределами Земли.
Поэтому самый главный вопрос в том, какая польза от внеземного поселения? Что оно может дать Земле или колонистам такое, чего они не могут получить на Земле?

Пока основная движущая сила - престиж, в т.ч. научный.
Но этого не достаточно для устойчивого развития колонии. Должно быть что-то ещё! А именно - экономическая выгода.

Пока пояс астероидов может быть интересен только как сырьевой придаток для Земли. Тут есть только 2 интересных ресурса - металлы и вода.

Металлы могут быть востребованы, если на астероидах будут обнаружены месторождения редких металлов с высокими концентрациями.

А вода может быть полезна для её разделения на водород и кислород с последующим использованием в качестве топлива или без диссипации- в качестве рабочего тела. Воду надо будет доставить на низкую околоземную орбиту для заправки ею космических аппаратов.

[Андрей Курилов]

Поэтому самый главный вопрос в том, какая польза от внеземного поселения? Что оно может дать Земле или колонистам такое, чего они не могут получить на Земле?

Для таких философствований есть другие темы. Писатель, попробуйте сначала почитать эту тему, здесь всё это уже было рассмотрено. Я не намерен возвращаться здесь к этим вопросам и продолжение в том же духе будет интерпретироваться как оффтоп.

[shuricos]

Вы, как всегда, в своём духе - резко, дерзко и не разобравшись.

Разве я являюсь противником освоения астероидов? Если Вы так считаете, предлагаю Вам, молодой человек, самому перечитать тему с начала. Да вот хотя бы предыдущую страницу.

Если мы хотим серьёзный разговор вести об освоении астероидов, а не разводить тут художественную литературу на тему "не знаю как и зачем, но тут будет город!", то надо понимать всю последовательность событий - предпосылки, причины, экономические и прочие основы для освоения астероидов.

Зачем (хотя бы теоретически) нужно поселение в Главном поясе астероидов - я могу себе представить, о чём и написал.
Зачем нужно поселение в точках Лагранжа Л4 и Л5 Юпитера - пока не вижу. Если у Вас есть на этот счёт соображения - прошу поделиться ими.

Тут даже вариант создания "заправочной станции" для межпланетных станций или кораблей, следующих во внешнюю Солнечную систему, не оправдан - гораздо выгоднее на пролётной траектории совершить гравитационный манёвр возле Юпитера.

[Андрей Курилов]

Зачем нужно поселение в Главном поясе астероидов - я могу себе представить, о чём и написал.
Зачем нужно поселение в точках Лагранжа Л4 и Л5 Юпитера - пока не вижу. Если у Вас есть на этот счёт соображения - прошу поделиться ими.

Затем же, зачем и в главном поясе. Разница в меньшем в 2-3 раза кол-ве доступной солнечной энергии и в решении проблем транспортировки между соседними объектами (в главном поясе это серьёзная проблема).

Тут даже вариант создания "заправочной станции" для межпланетных станций или кораблей, следующих во внешнюю Солнечную систему, не оправдан - гораздо выгоднее на пролётной траектории совершить гравитационный манёвр возле Юпитера.

Этот вариант не оправдан в том числе и для главного пояса.

[shuricos]

Затем же, зачем и в главном поясе.

Вы там полагаете добывать редкие металлы путём переработки почв бактериям.
Я прав?
Что ещё?

[Андрей Курилов]

Вы там полагаете добывать редкие металлы путём переработки почв бактериям. Я прав? Что ещё?

Это не цель существования колонии, а способ её выживания. О целях я бы предпочёл не говорить. Для этого есть другие темы.

[shuricos]

Это не цель существования колонии, а способ её выживания.

Если верить этой формуле:

Вообще ХС выхода на переходную орбиту довольно легко вычисляется. Собственно довольно просто получить следующую формулу:

то получается, что скорость для перехода с орбиты 3 а.е. на орбиту Земли - примерно 25,8 км/с, а с орбиты Юпитера - 44,4 км/с.
Поэтому какой-либо грузопоток с греков или троянцев на Землю - вопрос значительно более сомнительный, чем с орбиты Главного Пояса астероидов!

Кстати, с орбиты Меркурия проще поднять на Землю груз (ХС 20 км/с), чем спустить с орбиты астероидов.

Прошу извинить, обсчитался:
ХС с 3 а.е. на 1 а.е. = 8,6 км/с,
ХС с 5 а.е. на 1 а.е. = 8,88 км/с.
Разница несущественная.

А вот в обратную сторону разница существенная:
ХС с 1 а.е. на 3 а.е. = 13,86 км/с,
ХС с 1 а.е. на 5 а.е. = 19,48 км/с.

[shuricos]

Тут даже вариант создания "заправочной станции" для межпланетных станций или кораблей, следующих во внешнюю Солнечную систему, не оправдан - гораздо выгоднее на пролётной траектории совершить гравитационный манёвр возле Юпитера.

Этот вариант не оправдан в том числе и для главного пояса.

Отчего же? Очень даже оправдан!

Если мы летим с Земли до Юпитера, то должны придать космическому аппарату характеристическую скорость 19,48 км/с. Далее космический аппарат сможет совершить гравитационный манёвр возле Юпитера и направиться дальше. Причём, сначала придётся разогнать до скорости 13,86 км/с не только аппарат, но и топливо, необходимое для последующего разгона аппарата до 19,48 км/с. Разница - 5,62 км/с.

Если использовать "заправочную станцию" на орбите 3 а.е., то до скорости 13,86 км/с потребуется разогнать только сам аппарат.
Получив дополнительное топливо на астероидной заправочной станции, аппарат сможет направиться дальше к Юпитеру. При этом ему потребуется ХС = 4,22 км/с.

[Кремальера]

Разве я являюсь противником освоения астероидов?

А это совершенно не имеет значения.Являетесь ли вы,я,ув.vsevolodson, сторонниками или противниками.Вон ув.bob,на что матерый человечище, а сделать с этими транжирами из NASA ничего не в состоянии ,сорят гринами,подлые.,что хлеб выбрасывают.Как сказал Семенов,вселенная -крыса.Бултыхаются эти крысячьи ошметки в виде главного пояса-значит хомо рано или поздно подберет их.,а в свете имеющихся целевых векторов для воплощения  идеи по колонизации системы,это не такой уж аховый вариант.

[Андрей Курилов]

Поэтому какой-либо грузопоток с греков или троянцев на Землю - вопрос значительно более сомнительный, чем с орбиты Главного Пояса астероидов!

Никаких грузопотоков на Землю. Даже внутри главного пояса астероидов он лишён смысла, о чём, собственно говорилось пол темы. Тема называется "колонизация", а не "отпуск на астероиде".  Выживание и размножение исключительно на подножном  корме.

[shuricos]

Никогда поселения не создавались с целью "чтобы было"!
Поселения создавались по двум причинам:
- там был редкий ресурс,
- там был военный форпост.

В 19 веке поселенцы заполонили Южную и Северную Америку, потому что могли найти там то, чего не было в Европе - свободные плодородные земли.

В советское время появилось много посёлков, занятых добычей редких ресурсов. Например, Кадыкчан. Как только добыча перестала быть выгодной, посёлок исчез.

В качестве примера военного форпоста  могу привести пос.Кратерный на Курилах.  Вообще же имя им легион.

Вы же предлагаете создать поселение, не имеющее ни экономической, ни военной ценности. Такого поселения не получится!

Чтобы поселение/колония/общество могло изолированно существовать с таким уровнем науки и техники, каковые требуются для поддержания астероидной колонии (а это не ниже, чем уровень современного нам общества), требуется как минимум 300 млн. жителей с высоким уровнем человеческого и материального капитала. Вы берёте сразу вариант сформировавшегося такого общества. Мне же интересен процесс его формирования: как 300 млн.человек оказались на астероидах и образовали автаркию?

Есть ещё вариант (весьма вероятный) разрастания колонии из научно-исследовательской станции.
В Главном поясе астероидов тысячи тел. Запускать исследовательские аппараты типа "Новых Горизонтов" стоимостью в полмиллиарда долларов, к каждому из них - непозволительное расточительство! Более разумным было бы использовать один аппарат десятками лет, чтобы он посещал астероиды один за другим, совершал посадки на них, производил сейсмические исследования и бурение, брал пробы грунтов и доставлял их на обитаемую  исследовательскую базу на Церере. Там пробы будут анализироваться, аппарат пройдёт техническое обслуживание и ремонт, будет заправлен новой порцией топлива (водород и кислород из церерианской воды) и отправлен к новой цели.

Так как возить астронавтов туда-сюда не выгодно, колонисты будут жить там всю жизнь. Во избежание генетического вырождения, им время от времени будет доставляться генетический материал с Земли. Также с Земли будут поступать необходимые сложные приборы, изготовление или ремонт которых на Церере будет невозможен технически. Это будет плата церерианцам за их научные данные.

Возможно, аналогичная исследовательская база могла бы появиться в точках Л4 и Л5 Юпитера для исследования греков и троянцев.

[Андрей Курилов]

Никогда поселения не создавались с целью "чтобы было"!

Да, никогда, но темы на форумах, выносящие за скобки философские вопросы - вполне.

Вы же предлагаете создать поселение, не имеющее ни экономической, ни военной ценности. Такого поселения не получится!

Нет, это - неверное утверждение.

Чтобы поселение/колония/общество могло изолированно существовать с таким уровнем науки и техники, каковые требуются для поддержания астероидной колонии (а это не ниже, чем уровень современного нам общества), требуется как минимум 300 млн. жителей с высоким уровнем человеческого и материального капитала.

Необоснованное утверждение. Названное число требует доказательства.

Возможно, аналогичная исследовательская база могла бы появиться в точках Л4 и Л5 Юпитера для исследования греков и троянцев.

Точнее, для исследования всей СС. Ибо стартуя оттуда, не потребуется преодолевать гравитацию и атмосферу.

[shuricos]

Названное число требует доказательства.

http://awas.ws/OIKONOM/MARKETNF.HTM

[Diman]

Низкая сила тяжести на астероидах разве не является препятствием?
Люди, долго живущие там, приобретут атрофию мышц и остеопороз.

[Андрей Курилов]

Низкая сила тяжести на астероидах разве не является препятствием?
Люди, долго живущие там, приобретут атрофию мышц и остеопороз.

Этот идиотизм уже по крайней мере трижды опровергался в этой теме.