Освоение астероидов

[Ремвер]

Но не факт, что сейчас не набегут столбомеры из темы о колонизации Луны и всё опровергнут. 

Да, не забывайте, что прежде чем расстилать на поверхности Цереры плёнку, нужно "подрезать" её ледяную мантию на несколько км.  Водички на Луне маловато. И не с Земли же её завозить.

[LonelyWanderer]

Но не факт, что сейчас не набегут столбомеры из темы о колонизации Луны и всё опровергнут. 

Да, не забывайте, что прежде чем расстилать на поверхности Цереры плёнку, нужно "подрезать" её ледяную мантию на несколько км.  Водички на Луне маловато. И не с Земли же её завозить.

Транспортировать воду с Цереры на Луну?  Дороговато это, особенно если вы хотите приземлять его, а не заниматься бомбардировкой Луны, в ходе которой лед будет распылен в космосе и по поверхности, откуда он снова диссоциирует в космос.

[Ремвер]

Верно. Я здесь уже забежал вперёд, в эпоху терраформирования, последующую за эпохой колонизации. Эти эпохи друг от друга будет отделять существенный скачок в энерговооружённости, связанный с переходом на иные физические принципы. Допустим, холодный термояд - эпоха колонизации, управление гравитацией - эпоха терраформирования. Кто знает, быть может удастся и астероиды терраформировать, установив в их недрах гипотетический гравигенератор для создания земной силы тяжести даже на километровых объектах...

[Крупин]

Ну в этом случае проблем никаких. Включить антигравитацию на всю Луну, отправить её в кометную зону, чтоб там нахлебалась воды и всяческих замёрзлых газов, а затем возвратить её на прежнее место.

[LonelyWanderer]

Немного о том, как можно создавать герметичные помещения на Церере.
Можно использовать прочность льда.
На глубине метров 400 -500 (примерно на той, где давление пород составляет 1 атмосферу) нужно растопить лёд, поместив нагревательные элементы, питаемые от солнечных батарей на поверхности. Образуется линза жидкой воды - подледное озеро, скажем, несколько сотен метров в поперечнике. Затем даём ему начать замерзать. Замерзать вода начнет, естественно, с краев, образуя кору сплошного льда. Если высота линзы будет метров 100, то можно наморозить кору толщиной метров 30 (оставляя пространство высотой в 40 метров). Затем по трубе, устроенной в потолке линзы и ведущей к поверхности вся остальная вода выкачивается наружу.  И мы получаем пустое пространство в массивном ледяном куполе, которое накачиванием атмосферой. Т.к. глубина залегания его такова, что внешнее и внутреннее давления уравновешиваются, то ледяной купол этот будет иметь небольшие нагрузки при своей большой толщине.
Получаются изначальные материалозатраты на создание герметичного помещения равные нулю.
На дно купола укладывается слой грунта, который будет служить теплоизоляцией. Так как воздух внутри купола должен иметь отрицательную температуру, то нужно будет строить хорошо теплоизолированные здания, чтобы снизить выделение тепла, а также сделать радиатор на поверхности и осуществить охлаждение. Но лучше внутри купола построить ещё один купол, несущий функцию теплоизоляции. При слабой гравитации, отсутствии ветра, он будет нематериальное, тем более, что можно крепить его можно прямо ко льду ледяного купола.
Небольшой такой купол на несколько десятков метров можно было бы создать уже в ближайшее время.

[shuricos]

Наверняка на Церере случаются "цереротрясения" наподобие существующих лунотрясений.
Сложно сказать - будут ли такие цереротрясения слабее, чем лунотресения, но сооружение должно быть рассчитано на то, чтобы выдержать их без единой трещинки, иначе разгерметизация может вызвать не только гибель людей, но коллапс стенок купола. Либо надо по стенкам купола разместить прочную герметизирующую плёнку, чтобы она предотвращала потерю атмосферы и была достаточно прочной, чтобы края трещин купола не порвали её.

[crazy_terraformer]

В поясе полно астероидов содержащих силикаты, железо и никель, углерод. Как вариант можно делать вращающиеся базы и колонии из аналога преднапряженного железобетона - переплавленных силикатов армированных металлом или иными материалами.
Заливать расплав силикатов подходящего состава в съёмные металлические формы под давлением, а после остывания их снимать и переносить на новое место.

[shuricos]

... можно делать вращающиеся базы и колонии из аналога преднапряженного железобетона ...

Можно. Но только для того, чтобы использовать их в качестве циклеров или долговременных орбитальных станций. Сами по себе они не нужны.
Пояс астероидов - кладовая или рудник Солнечной системы. Он нужен для того, чтобы использовать его ресурсы, но не как обитель.

[crazy_terraformer]

... можно делать вращающиеся базы и колонии из аналога преднапряженного железобетона ...

Можно. Но только для того, чтобы использовать их в качестве циклеров или долговременных орбитальных станций. Сами по себе они не нужны.
Пояс астероидов - кладовая или рудник Солнечной системы. Он нужен для того, чтобы использовать его ресурсы, но не как обитель.

Неиспользованной породы останется предостаточно, даже если использовать металлы и кремний для терраформирования Венеры, хватит и на флот звездолетов-поколений, кроме того можно немного прошерстить литосферу Меркурия, определённо там определённо металлов больше как и энергии. Если Меркурий потеряет массу равную поясу астероидов, его g сильно не изменится. И не надо мне говорить о затратах энергии для запуска грузов с него и затрат на отправку их на более высокие орбиты от Солнца. От Меркурия до Земли солнечной энергии буксирам хватит, в конце концов их можно запитывать дистанционно от сети космических СЭС.
Расстояние от Солнца астероидов пояса достаточно, чтобы собирать энергию с помощью зеркал разумных размеров и чтобы рассеивать тепло нет необходимости размещать радиаторы в тени.

[shuricos]

Когда и астероидов вытрясут всё полезное, их покинут:

http://mindmix.ru/tag/%C7%E0%E1%F0%EE%F8%E5%ED%ED%FB%E5%20%EF%EE%F1%E5%EB%EA%E8/

[crazy_terraformer]

Когда и астероидов вытрясут всё полезное, их покинут.

Сомневаюсь, что всё вытрясут, ведь люди не саранча, они в конце концов перейдут на  рециклинг хим.элементов, там или где эти вещества не теряются в космос, так что после этого туда станут поставлять в основном редкие элементы и небольшое количество на восполнение рассеянных в окружающей среде.

[shuricos]

Рециклинг - хорошо.
Только это будет рециклинг всей межпланетной цивилизации, а не одного только Пояса астероидов. Сейчас тоже есть отдельные индивиды, живущие на заброшенных нефтяных платформах. Так и на астероидах могут остаться отдельные романтики. Но тратить ресурсы на создание в поясе астероидов автаркической цивилизации никто не будет: максимум - будут пользоваться тем, что было создано в период освоения ресурсов астероидов.

[Dem]

Когда и астероидов вытрясут всё полезное, их покинут:

В астероиде всё полезное. Даже оксид кремния как конструкционный материал пойдёт.

[shuricos]

Даже оксид кремния как конструкционный материал пойдёт.

Я о том и говорю - лепить из кремнезёма космические колонии можно, но не столько "для себя" (обитания в поясе астероидов), сколько "на экспорт" (для использования их в качестве циклеров, например).

[LonelyWanderer]

В противовес "Колонизации Деймоса" решил оживить данную тему.

Самые энергетически выгодные объекты космоса - не Луна, не Марс и не Деймос с Фобосом, а околоземные астероиды, и в особенности - квазиспутники Земли.

Выделю 4 основных класса астероидов, которые наиболее удобны:

- потенциально опасные астероиды, двигающиеся по разным орбитам;
- резонансные с Землёй, двигающиеся по подковообразным орбитам;
- резонансные с неподковообразными орбитами, с соотношением, например 1:1;
- квазиспутники.


Первый класс потенциально опасных астероидов многочисленен, нет смысла перечислять. Не очень удобны для освоения, т.к. сближения бывают обычно раз во много лет, но удобны для перевода астероида на орбиту вокруг Земли или Луны, после чего их можно осваивать на максимально удобной орбите. Т.е. недостаток - необходимость перевода орбиты для освоения (без чего осваивать трудно), достоинство - возможность этого перевода, а также широкий спектр выбора астероидов по размеру и составу..

Резонансные  с Землёй астероиды с подковообразной орбитой имеют минимальные относительные скорости при сближениях. Их использование на своих орбитах вообще невозможно, т.к. после серии подходов к Земле, где их можно достичь с минимально возможными энергозатратами, они уходят по подкове примерно на 100 лет (как, например, (54509) YORP - был в окрестностях Земли 7 лет, но ушёл на 100 лет, чтобы через это время вернуться). Зато эти астероиды, вероятно, могут быть захвачены с минимальными энергозатратами (как и разово посещены).

Резонансные с неподковообразными орбитами, с соотношением, например 1:1, уже регулярно встречаются с Землёй (1:1 - это раз в год). Их удобно использовать на существующих орбитах благодаря ежегодным сближениям, но будет неудобно переводить на околоземную орбиту.

И последний класс - квазиспутники Земли. Это обобщение всех резонансных астероидов, но я их отделяю от других - при малых значениях эксцентриситета и наклонения орбит. Эти спутники находятся постоянно рядом с Землёй (по-крайней мере сотни лет).  Эти спутники по своим орбитальным характеристикам - лучшие для использования на существующих орбитах. И также могут быть захвачены (хотя по этому параметру, возможно, уступают потенциально-опасным, т.к. хоть относительная скорость минимальна, но сложнее, а может невозможно применить гравитационный манёвр при захвате).
На последнем классе остановлюсь в следующем посту.

[LonelyWanderer]

Среди квазиспутников хочу особо выделить следующий:

https://ru.wikipedia.org/wiki/(469219)_2016_HO3

Данный астероид практически является спутником Земли, вторым после Луны, хоть он и находится дальше сферы Хилла - его расстояние колеблется от 38 до 100 расстояний от Земли до Луны (14.6 - 38.4 млн.км) и ближайшее время не удалится дальше этого расстояния - по разным оценкам от сотен до миллионов лет.
Он маленький, всего 30-100 метров в диаметре, поэтому его использовать для добычи полезных ископаемых и производства чего-то - невозможно. Однако он может стать первой крупной базой на дальнейшем пути в космос, если максимально эффективно использовать его вещество  - в первую очередь для защиты от радиации и микрометеоритов.
Если взять среднюю предполагаемую величину астероида 67.5 метра в диаметре, то его объём получается 161 031 м³. Этот объём можно использовать для создания экрана космической базы. Если взять   толщину экрана в 3 метра (это при плотности 2.0 получается эквивалент толщины 0.6 земных атмосфер), то можно из материала этого астероида создать полую сферу диаметром в 130 метров. Т.е. примерно как 45-этажный дом, только такой дом не будет иметь такую же толщину, а следовательно в этот объём можно поместить жилья на несколько тысяч человек. К примеру, у меня в стране норма обеспеченности жильём - 15 квадратов на человека (в противном случае являешься нуждающимся со льготами на строительство и т.д.), и на человека приходится, следовательно, 40 кубометров. Тогда объём этой сферы эквивалентен жилому объёму на 4000 человек. Понятно, что нужно располагать не только жилые помещения под защитой от радиации, но и рабочие места, поэтому в реальности этот маленький астероид может обеспечить жильём несколько сотен человек. Что вполне достаточно для крупной перевалочной, исследовательской и т.д. базы со сменным персоналом.
Уже на поверхности, вне этой сферы - могут располагаться терминалы, склады, оранжереи  и т.д.

Затраты на достижение этого астероида - гораздо меньше, чем на Луну, Марс, Фобос или Деймос.

Обустройство станции я вижу так. Нужно отправить надувной шар указанного размера (предположим, 130 метров) в этому астероиду. Надуть его минимальным давлением (хватит считанных паскалей), на что потребуется газа совсем немного по весу, можно посчитать сколько, но думаю, речь идёт о килограммах. И начать разборку этого астероида и укладывания грунта, а затем камней на этот шар. Для чего потребуется космический аппарат с экипажем в несколько человек и некоторым оборудованием.  Оболочка должна быть армирована металлической сеткой с узлами крепления - после начала строительства  станции внутри сферы, её придётся разгерметезировать, а следовательно микрогравитация астероида заставит сферу схлопнуться. Следовательно нужно применить растяжки - наружный каркас с тросами, крепящимися к узлам сетки, армирующей оболочку.  Вся это конструкция может быть очень лёгкой, буквально несколько тонн  (например эти тросики могут иметь толщину доли миллиметра), т.к. микрогравитация крайне слаба и от схлопывания полой сферы удержат минимальные усилия - гравитация этой сферы будет приблизительно в 2 млн.раз слабее земной, и вес всего вещества составит всего около 160 кг.
Ну а далее строим станцию внутри этой сферы. Получается станция, защищённая от радиации и от метеоров с максимальной вместимостью до сотен человек и с доступностью не в пример лучшей по сравнению с другими космическими объектами.
А со временем можно постепенно перегнать эту станцию вообще на околоземную, окололунную или резонансную по отношению к Луне орбиту, для этого потребуется минимальный импульс и использование небольшой части грунта.

[Зануда]

Идея мне нравится, но трудностей вижу много.

Затраты на достижение этого астероида определённо меньше, чем для Марса, но вот для Луны - надо считать. Сила тяжести его ничтожна, это да, но расположен он дальше Луны и потому для достижения его надо набрать почти вторую космическую.

Каркас станции должен быть достаточно прочным - ей же придётся корректировать орбиту, испытывая при этом в целом ускорение, а в местах крепления двигателей - значительные нагрузки.

Просто набрасывать камни нельзя - летающие вокруг астероида и станции под действием микрогравитации пылинки, песчинки и булыжники будут создавать опасность для прибывающих и убывающих космических судов. Первое, что приходит в голову - габионы, иначе говоря, мешки из сетки. Сетку для первого обзаведения придётся везти с Земли, а потом можно будет делать на месте, переплавляя материал астероида и формируя из него волокна типа хорошо известного нам стекловолокна и базальтовой ваты.

И что делать с гравитацией? Человеку, скотине этакой, без силы тяжести плохо.

[LonelyWanderer]

Да, эта проблема легко решается сеткой. Не нужно мешки - сетка, целиком охватывающая шар, состоящая из долей, как если шар разрезать по линиям мередианов. На этапе сооружения для упрощения укладки материала на шар можно применить сеть с внешней стороны для предотвращения его разлета в космос, т.е. попросту бросать с небольшой скоростью - реголит, камни будут сталкиваться с сетью и постепенно оседать на шар, а потом разравнять.
По поводу  гравитации. Ввиду крайне малой гравитации этого астероида, оболочку из его материала можно сделать любой в принципе формы - как я прикинул, вес всей оболочки под собственной гравитацией будет порядка 160 килогнамм. Например в виде цилиндра. И внутри поместить вращающийся цилиндр. Но цилиндр не классический, а из модулей - т.е. в виде дисков, нанизанных на ось, причем диски также должны состоять из колец-модулей, а кольца - из сегментов. В этом случае строительство может осуществляться постепенно, сколь угодно долго. Также, как и ремонт и замена модулей.
Например в цилиндре диаметром 100 метров и длиной 100 метров поместится 30 дисков со внутренний полезной шириной 3 метра (ширина помещения) и каждый диск будет состоять из 15-20 колец уменьшающим с я к центру диаметром (и гравитацией).
Вообще реализовывать можно по разному,  самый простой в постройке - из модулей цилиндрической формы, соединённые в кольца, затем в диски и в конечном счёте - в общую форму цилиндра, что, правда, скрадет часть полезного объема.

[LonelyWanderer]

Часть вещества этого астероида, или же другого околоземного астероида можно взять для создания "ангара" для преодоления радиационных поясов Земли. Можно из реголита сформировать цилиндрическую или сферическую пустотелую форму размерами метров 50 с толщиной стенок метров 5 и проёмом для входа пилотируемого космического корабля. На это потребуется несколько процентов материала рассматриваемого выше квазиспутника.  Этот "ангар" вывести на орбиту с перигелием внутри радиационных поясов (около 500 километров) и апогелием - вне их, идеально вблизи геостационарной орбиты (высота 35 786 километров, можно взять апогелий, например 35 750 километров). Тогда данный "ангар" может быть использован не только для межпланетных полетов, но и для доступа к геостационарным спутникам.
Хотя, я думаю, не обязательно  создавать именно пустотелую форму шара или цилиндра: т.к. частицы в радиационных поясах двигаются по силовым линиям, то будет достаточно создать 2 разнесенных щита, состоящих из грунта астероида несколько метров толщиной, укрепленных сеткой и лёгкой арматурой, соединенные какой-нибудь перемычкой.

[Зануда]

Хотя, я думаю, не обязательно  создавать именно пустотелую форму шара или цилиндра: т.к. частицы в радиационных поясах двигаются по силовым линиям, то будет достаточно создать 2 разнесенных щита, состоящих из грунта астероида несколько метров толщиной, укрепленных сеткой и лёгкой арматурой, соединенные какой-нибудь штангой.

Есть ещё излучение Солнца и космические лучи с произвольных направлений.

С другой стороны, радиационные пояса - результат накопления частиц в течении длительного времени (для электронов, если верить эницклопедии, 10^5-10^7 сек,т.е 1-100 дней, для протонов - до 10^9 сек, т.е. 30 лет). Поэтому достаточно массивный поглотитель (а точнее поглотители) может уменьшить интенсивность радиации в нём (радиационном поясе). Эффективость поглощения можно увеличить, если разместить на спутнике-поглотителе магниты, постоянные или электро- с питанием от солнечных батарей.