Освоение астероидов

[LonelyWanderer]

Альтернатива ракетному -кинетический движок, работающий как раз на разнице скоростей двух или более тел.

И как оно работать будет?

[Проходящий Кот]

Помнится доклад Подвысоцкого был в этом плане.

[noxx77]

И каковы выводы Подвысоцкого?

[noxx77]

Стукать корабль для разгона пролетающим астероидом - прикольная идея.

Ну, если астероид распылить на струю пыли, то импакт будет "размазанным". Здесь интересно, что  для обнуления взаимных скоростей, например, астероида и корабля, можно использовать пыльные пушки на самих астероидах. Да и для жертвенного слоя тормозной плиты местные реголиты, думаю, вполне подойдут.

Альтернатива ракетному -кинетический движок, работающий как раз на разнице скоростей двух или более тел.

И как оно работать будет?

http://alboros.livejournal.com/364013.html
Примерно так. Обычный движок на материальном луче))))

[Андрей Курилов]

Альтернатива ракетному -кинетический движок, работающий как раз на разнице скоростей двух или более тел.

И как оно работать будет?

Видимо речь об этом:
http://m.geektimes.ru/post/261300/

[noxx77]

Альтернатива ракетному -кинетический движок, работающий как раз на разнице скоростей двух или более тел.

И как оно работать будет?

Видимо речь об этом:
http://m.geektimes.ru/post/261300/

Андрей, а по ссылке сложно сходить? Нет, это работает не так. В "Орион-2" предполагается создание струи-импакта, которая передает импульс аппарату. По сути - луч материи. Другой вариант - передача импактом энергии РТ на борту корабля, но это уже ракетный. Ничего принципиально нового.

Хотя NASA'вский проект по Вашей ссылке порадовал)

[OratorFree]

Видимо речь об этом:
http://m.geektimes.ru/post/261300/

Я жеж как-то в вашей же теме делал грубые прикидки. Нереально получилось. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg3113788.html#msg3113788  Либо ускорение слишком большое, либо тросы слишком длинные.

[Андрей Курилов]

Про тросы помню, выжать из них можно порядка 1 км/с, для 10 км/с потребуется наномагия.

Луч материи - имхо - ересь. Частицы должны быть заряжены, из чего следует что такой луч быстро расфокусируется и разуплотнится.

[noxx77]

Про тросы помню, выжать из них можно порядка 1 км/с, для 10 км/с потребуется наномагия.

Луч материи - имхо - ересь. Частицы должны быть заряжены, из чего следует что такой луч быстро расфокусируется и разуплотнится.

Можно предусмотреть способы нейтрализации. К тому же о каком расстояние и время взаимодействия можно варьировать, особенно в грузовом варианте.

Другой путь - импакт в виде шнура, растягиваемого по траектории. Здесь ещё больше вопросов, т.к. напоминает кумулятивную струю...

По идее, если рассуждать о наномагии, то луч должен быть активным. Например, самонаводящимся с лучом подсветки. Такие микролепестки-паруса с примитивной схемой управления.

[Андрей Курилов]

Всё это уже ничем не лучше классической ракеты

[noxx77]

У Майбороды есть вариант с раскрытием контейнера непосредственно перед "Орионом" или "орбитроном" тогда до места назначения импакт компактный, а на месте не успевает разлететься. Проблема, если контейнер не успеет убраться с траектории...

В вариантах кроме "умного" выигрыши есть.
1) использование вещества и кинетической энергии астероидов.
2) обход формулы Циолковского.

Хотя, даже в ракетном варианте, выигрыш может быть солидным, т.к. топливо, полученное на астероиде из местного материала обладает кинетической энергией. Но это зависит от условий поставленной задачи.

[LonelyWanderer]

Я тут как-то предлагал уже, и решил развить тему для астероидов - на Луне создать гигантский глобальный купол, посыпанный сверху примерно 30-метровым слоем реголита для создания во-первых давления, во-вторых - радиационной защиты, в третьих - метеорная безопасность (30-метровый слой реголита будет защищать от довольно крупных метеоров, а более крупные будут заранее предсказаны, и против них должна разработана защита. Малый наклон лунной орбиты позволяет разработать довольно простые световые колодца. Такой купол может быть в принципе на любой высоте, вплоть со десятков километров. Под ним, соответственно будет целая атмосфера со всеми явлениями - облаками, дождями, грозами, а может даже с циклонами и торнадо
Такой купол на Марсе был бы хуже из-за того, что его гравитация сделает меньший необходимый слой грунта - т.е. хуже противометеоритная защита, а Марс к тому же ближе к поясу астероидов.

С помощью такого купола можно организовать атмосферу даже на астероидах. К примеру Церера. На ней нужно для создания давления в 1 бар насыпка слоя около 200 метров реголита. При таком слое даже нахождение Цереры в поясе астероидов относительно безопасно. Только очень крупные столкновения, предсказанные намного заранее смогут пробить этот купол. Естественно будут приниматься меры.
Что такое атмосфера на Церере? Это планета-океан 100-километровой глубины!  Однако при гравитации Цереры будет вполне достижимо дно планеты, откуда можно будет добывать твердые материалы. Цивилизация на Церере будет находиться на плавучих искусственных островах, которые будут занимать примерно половину площади для комфортного климата. Там будет всё как на земле - облака, дожди, ясная погода и т.д.
Высота такого купола на Церере с учётом её размеров - до нескольких десятков километров.

Веста раза в 2 меньше, но она и намного плотнее, гравитация там не намного уступает Церере, и потому купол там будет сходных параметров, но только его высота будет поменьше, не более 20-30 километров.  Если воду не привезти с Цереры, то будет пустыня, потому это всё-же лучше сделать. И можно получить райский уголок.

Есть такой ещё крайне интересный объект - Психея, астероид неправильных размеров с размерами от 145 до 253 километров. Интересен он своим классом - М, он металлический, видимо часть ядра расколовшейся планетоземали.  Кладовая металлов.
Он может обмениваться ими с Церерой (вода на металл). Гравитация там в 163 раза слабее земной, поэтому купол там будет (при средней плотности 2 г/см³ около 800 метров толщины. Много, но с другой стороны и противометеорная защита ещё серьёзнее. Высота купола должна быть не выше 10-20 километров.

Такие искусственные атмосферы в 1 бар можно создавать на всех крупных астероидах, начиная с размеров километров в 100, а то и меньше.
Вот взять https://ru.wikipedia.org/wiki/(21)_Лютеция - другой металлический астероид размерами от 75 до 121 км.
Гравитация там в 196 раз слабее земной, т.е. там нужен купол, нависающий на высоте километров в 10, толщиной около 1 километра. При этом из-за неправильной формы купол может быть не вполне глобальный (где-то будет выступать из под него), либо выступающие части могут быть использованы для насыпки купола, сделав купол глобальным.

В принципе создание таких атмосфер возможно даже на совсем маленьких астероидах, даже 50-километровых.

Вот 52-х километровая https://ru.wikipedia.org/wiki/(253)_Матильда, с огромным кратером, занимающим значительную часть поверхности.
Там гравитация почти в 1000 раз слабее земной. Значит можно создать купол, обеспечивающий 1 бар толщиной  в 5 километров, и примерно на высоте 3-4 километра. Местного материала хватит для купола, это будет расход лишь нескольких процентов вещества.
С помощью воды с Цереры можно наполнить этот 20-километровый кратер, который станет местным небольшим морем, обеспечивающим влажный климат  на планетке.

Теперь по поводу тепла (про свет я уже сказал - световые колодцы, а также возможно искусственное освещение, питаемое внешними солнечными батареями). Благодаря толщине мощного купола теплоотдача будет невелика и подогревать всё подкупольное пространство вполне возможно с помощью внешних солнечных батарей.
Думаю, при грамотной теплоизоляции такие небольшие миры можно создать даже на внешних спутниках Юпитера - Ганимед, Каллисто, Гималия, Элара. Ганимед и Каллисто станут планетами-океанами с практически недоступным дном. Но твердым веществом для плавучих островов можно снабжаться с других маленьких спутников.

[LonelyWanderer]

Для хорошей теплоизоляции спутников Юпитера лучше применять 2-х слойный купол. Например, нижний купол будет держать атмосфера в 0.9 бар, а верхний купол будет ещё возвышаться на высоте в несколько десятков метров и держаться на давлении 0.1 бар (для Каллисто это примерно 4 метра реголита).
К тому же при этом увеличивается не только удержание тепла, но и улучшается противометеорная защита. При попадании метеора, способного пробить его, он взорвётся в толще верхнего купола, и не пробьёт толстый нижний купол, а верхний начнёт выпускать воздух и будет очень медленно (учитывая размеры купола) оседать на нижний, вследствии чего нижний будет по-прежнему обеспечивать нужное давление. Ремонт будет заключаться в латании герметичной части (какая-то плёнка или что-то вроде того), выравнивании грунта и открывания клапанов, через который воздух с нижней обширной атмосферы будет запускаться под верхний купол, после чего он обретёт прежнюю форму.

[crazy_terraformer]

ля хорошей теплоизоляции спутников Юпитера лучше применять 2-х слойный купол. Например, нижний купол будет держать атмосфера в 0.9 бар, а верхний купол будет ещё возвы

Зачем эти купола?
 Расставить на плавучих платформах КВС-реакторы, выпустить суперпарниковые газы и греть теплом от КВС. При достаточном количестве суперпарниковых газов вероятно получится отказаться от КВС-подогрева, а будет достаточно Солнца. Для защиты от заряженных частиц - кольца с током сверхпроводниковые параллельно экватору.

[LonelyWanderer]

ля хорошей теплоизоляции спутников Юпитера лучше применять 2-х слойный купол. Например, нижний купол будет держать атмосфера в 0.9 бар, а верхний купол будет ещё возвы

Зачем эти купола?
 Расставить на плавучих платформах КВС-реакторы, выпустить суперпарниковые газы и греть теплом от КВС. При достаточном количестве суперпарниковых газов вероятно получится отказаться от КВС-подогрева, а будет достаточно Солнца. Для защиты от заряженных частиц - кольца с током сверхпроводниковые параллельно экватору.

Суперпарниковых газов вряд-ли хватит для таких далёких от Солнца тел, как спутники Юпитера. А касательно возможности создания искусственного магнитного поля везде пишется что это просто нереальная астроинженерия. Хотя нужно посчитать.
 Магнитное_поле_Земли
 - 0.5 Эрстед (от 0.34 на экваторе до 0.66 на магнитных полюсах).
Эрстед равен:

H = 2 *  I / ( c *l ),

где H — напряжённость магнитного поля в эрстедах;
I — ток;
с — скорость света;
l — расстояние от точки наблюдения до проводника в сантиметрах.

Т.е. все данные есть, попробуем рассчитать, сколько нужно металла и сколько нужно энергии, чтобы обеспечить магнытным полем  планету.

Выведем неизвестную величину из формулы, это ток I. Возьмём примерно 2000 км расстояние от проводника. Здесь точно сложно вычислить из-за кривизны проводника и сгущения силовых линий у полюсов планеты, т.к. формула эта для бесконечного прямолинейного проводника:

I = H * c * l / 2
I = 0.5 эрстед * 300000000 м/с * 200000000 см / 2 = 150000000000000 ампер = 15 * 10¹⁵ А

Теперь важное. Нужно понимать, что имеет значение именно амперы, а не напряжение. Если мы проведём провод, он будет иметь сопротивление, и тогда придётся повышать напряжение для избежание потерь. Но если мы сделаем очень большое напряжение, то тогда и мощность получится очень большой.

Например, при напряжении в 1000 кВ будут потери в 30-40% энергии для экватора Каллисто (навскидку, как-то интересовал этот вопрос). Тогда необходимая мощность будет 15*10²¹ Вт.

Или 15000000000000 ГВт

Что то здесь не так Этот расчёт пока приблизительный, первоначальный, нужно его дорабатывать.

[crazy_terraformer]

Берите кабели потолще из алюминия или из стали , вот такое вам Ц.У.
Заодно и выделившимся теплом спутник подогреем  .
Т.к. здесь постоянный ток, а что если использовать ВТСП. Можно здесь спросить http://tnenergy.livejournal.com/

[Dem]

А можно не ВТСП, а просто заряженное кольцо на орбите раскрутить.

[LonelyWanderer]

Немного посчитал теплопроводность глобальных куполов и слоя реголита, компенсирующего атмосферное давление.
Теплопроводность лунного реголита меняется от тысячных долей на поверхности до 0.03 Вт/(м·K) на глубине несколько метров ( http://moongeo.ru/publics/123.pdf ).
Т.е., если создать газонепроницаемый купол на Церере, покрытый 200-метровым слоем реголита, то теплопотери будут  следующими:

( 293 - 167 ) * 0.03 / 200 = 0,0189 Вт/м²,
где 293 - 167 - разность (К) между комнатной температурой и средней температурой на поверхности Цереры.

Это очень и очень низкие теплопотери.

Т.е. разогреть планету очень просто, обеспечив передачу солнечной энергии в подкупольное пространство. Фактически для поддержания баланса достаточно будет одного лишь светодиодного освещения поверхности, питаемого солнечными батареями на поверхности. И то, даже со значительным избытком.
Конечно, для доведения до баланса нужно будет разогревать довольно долго.
Но в итоге мы получим тёплую планету-океан.

Если купол разместить на достаточной высоте, скажем, километров 50, то слой атмосферы будет столь мощный, что купола жителям Цереры будет просто не видно из-за рассеяния света воздухом (как не видно далёкого горизонта моря, если забраться на гору, что я наблюдал на Чёрном море). Над их головами будет голубое небо, очень похожее на земное. Не будет видно и источников света, если они будут не слишком мощными и точечными, а более-менее распределёнными.

Исходя из таких показателей теплопроводности реголита можно заселить не только Цереру, но даже спутники Юпитера и Сатурна.

Интересная ситуация с Титаном, уже  имеющим атмосферу. Купол можно сделать, компенсирующим давление 0.5 бар, это примерно толщина 20 метров. Тогда давление на поверхности возрастёт до 2-х бар.

Средняя температура поверхности купола была бы около 80 К
Тогда теплопотери на Титане были бы следующими:

( 293 - 80 ) * 0.03 / 20 = 0,3195 Вт/м²

При этом солнечная постоянная на Титане около 15 Вт/м². Таким образом для поддержания баланса нужно извне перебрасывать вовнутрь купола лишь 0,3195 / 15 = 2% солнечной энергии. При нынешних КПД солнечных батарей нужно ими покрыть около 10% поверхности купола Титана (опять же, для первоначального разогрева придётся забирать всю имеющуюся энергию).

После разогрева Титана до земных температур увеличится мощность атмосферы до нескольких бар, растопится водяной лёд и сама планета превратится в планету-океан.
Используя выборочное освещение (в основном будет лишь дежурное, сумеречное освещение), обеспечить в некоторых местах яркое освещение для обеспечения фотосинтеза, после чего начнутся естественные процессы преобразования, аналогичные земным  времён архея, правда, конечно, куда более медленные из-за сильно ограниченной энергетики.

[LonelyWanderer]

Возможно, с этими расчётами я где-то ошибаюсь, потому что на примере Луны, получаемой довольно большое количество и приливной энергии, и энергии распада радиоактивных элементов, можно было бы ожидать раскалённого грунта уже на глубине несколько десятков метров благодаря низкой теплопроводности реголита, но этого нет.
Хотя проверка расчёта теплопроводности на примере тех же стен из строительных материалов, показывает их правильность - действительно должно получиться так и должно быть тепло.

И тогда можно и Титан, и Ганимед, и Каллисто, и Рею, Тефию и прочие-прочие сделать планетами-океанами (просто потому что все они содержат много льда и непременно там всё затопит,  и каменные породы утонут).

PS. Нашёл тепловыделение Земли, оно равняется 42-46 терават. Поделив эту мощность на площадь Земли получилось всего  0,086 Вт/м2. У Луны, соответственно, ещё гораздо меньше. Поэтому градиент температур такой низкий даже не смотря на плохую теплопроводность реголита, и всё сходится.

Таким образом, не проблема разогреть даже далёкие ледяные тела до комфортных для жизни температур.

[noxx77]

Для спутников гигантов было бы интересно, сколько энергии можно извлечь из радиации, радиоволн и градиентов магнитного поля...