Колонизация Титана

[Rattus]

Все в мире регулируется деньгами, а не энергией, а те - порой весьма иррациональным спросом.

Только до момента дефолта валюты. Облигации - не очень питательная пища, не очень калорийное топливо и не очень прочная ткань.

Сколько энергии было потрачено на лунную программу, а можно было вместо этого перевезти дохрениллион тонн грузов судами. Просто был "спрос"!

Так и перевозили - не только судами, но и самым топливозатратным транспортом - вертолётами. Напомню, что параллельно с реализацией программы Апполон во всю шла война во Вьетнаме, где были задействованы и потеряны ТЫСЯЧИ вертолётов. Что примечательно - и то и другое весьма быстро было свёрнуто вскоре после топливного кризиса 1973 года. Так что была бы доступная энергия - а спрос всегда найдётся.

порой весьма иррациональным спросом.

Пока автоматика ещё не могла в полной мере заменить человека в космосе, а реальных знаний о других планетах солнечной системы у людей было крайне мало, спрос на пилотируемую и дальнюю космонавтику был достаточно рационален.

Так и с космосом, будет спрос на бейс-джамп на Миранде или на полеты на крыльях на Титане - найдутся и средства.

И "пулемёт застрочит вновь". А пока просто "зелен виноград". Дададад. Уже даже не смешно.

[Vavanzer]

В моей примитивной модели добыча урана стартовав с сегодняшнего уровня добычи в 50 тыс. тон/год в течении 230 лет равномерно нарастает равными долями до уровня 50 млн. тон в год. На этом уровне она останавливается на 40 лет после чего за 30 оставшихся лет падает до 0. Собственно это сорокалетие, когда добыча держится на уровне 50 млн. тон урана в год это и есть «ЗОЛОТОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЕК»

Это каменный век по космическим меркам энергетики!
Тот же термоядер гораздо доступнее будет. Воды в спутниках гигантов немеряно. Всяких там дейтериев, тритиев, гелиев 3-4 тоже полюбому (бомбардировка высокоэнернетическими частицами и лучами Солнца без атмосферы... К тому времени много чего будет изобретено, когда надумают базы на Титане строить.
А пока что до Луны людей доставить не могут)))

[AlexAV]

Интересно посмотреть, что на Титане всё же есть.

Титан - тело с плотной атмосферой и естественно посмотреть, а как там будет обстоять дело с ветровой энергетикой.

Судя по имеющимся данным (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103513001644) ветра у поверхности Титана исключительно слабые:



В целом обычно не более 0.8 м/с, а обычно значительно меньше. Даже не смотря на то, что из-за более высокого давления и низкой температуры атмосфера титана имеет плотность в 4 раз больше земной, всё равно плотность потока мощности <1.3 Вт/м2 для генерации энергии не годится категорически. Т.е. строить там ветрогенераторы на поверхности нет абсолютно никакого смысла.

Куда интереснее обстоит дело с высотными зональными ветрами. Для тела получающего так мало солнечной энергии они удивительно сильные (https://www.nature.com/articles/nature04060):



На высоте ~60 км их скорость равна вполне солидной величине около 37 м/с. Это уже что-то.

Теперь возьмём профиль температур в атмосфере (https://www.researchgate.net/publication/221910195_The_Atmosphere_and_Internal_Structure_of_Saturns%27s_Moon_Titan_a_Thermodynamic_Study):



И посчитаем зависимость плотности потока мощности ветровой энергии от высоты там, т.е. величину \( \epsilon = \frac{\rho V^3}{2} \) . Получается такой график:



По оси абсцисс - высота в метрах. По оси ординат - плотность мощности ветровой энергии в Вт/м2. Видно, что максимум достигается на высоте 60 км и составляет величину около 5 кВт/м2. Это эквивалентно ветру со скоростью 20 м/с у поверхности Земли. И это очень хороший показатель. Такой ветер действительно можно использовать как источник энергии.

Вполне очевидно, что башню высотой 60 км построить невозможно. Единственный способ его взять - ставить ветрогенератор на воздушном змее. Такие опыты предпринимаются и на Земле, при этом на Титане с его ускорением свободного падения 1.352 м/с2 аэродинамическому аппарату летать куда проще, чем на нашей планете.  Однако, тем не менее, не плохо бы это проверить и посмотреть величину параметра  \( P = \frac{\rho V^2}{2} \), позволяющего оценить максимальное значение нагрузки на крыло воздушного змея (реалистичный C_y крыла воздушного змея 1 - 1.5, т.е. величина порядка единицы). Зависимость параметра P от высоты получается:



На высоте 60 км он около 130 Н/м2. С учётом ускорения свободного падения Титана это значит, что крыло воздушного змея там сможет нести что-то порядка 100 кг/м2. Солидно. С такой несущей способностью крыла создание летающей ВЭС выглядит вполне реальным мероприятием.

Таким образом, в отличие от солнечной энергии и приповерхностной ВЭС летающая ВЭС (подвешенная в потоке по принципу воздушного змея) выглядит вполне реалистичным источником энергии на Титане, причём энергии возобновляемой. Что примечательно, строительсто такой ВЭС не Титане требует минимум редких элементов. По сути нужен только пластик (сырья для его производств на Титане навалом), алюминий, железо, и чуть-чуть хрома и никеля для подшипниковой стали, способной работать при криогенных температурах и материал для постоянных магнитов (или РЗЭ или стронций/барий).

На сколько перечисленное доступно на Титане - не очень понятно. Ясно, что алюминий и железо - элементы не редкие. Но вот какая доля в коре Титана алюмосиликатный - не понятно. Если алюмосиликаты там достаточно распространены, то практически гарантированно будет и хром с никелем (хром и никель становятся относительно редкими на больших и хорошо дифференцированных планетах, как Земля, где они попросту тонут в ядре, а на Титане, если силикатные породы в коре вообще есть, то там соотношение Fe:Ni почти гарантированно будет близко к этому соотношению в хондритах, для хрома аналогично). С РЗЭ, барием и стронцием - сложнее. С РЗЭ - точно будут проблемы, а вот со стронцием (в магнитах он может заменить РЗЭ) - вопрос. У щелочноземельных металлов довольно много хорошо растворимых в воде соединений, поэтому образование его месторождений при криовулканических процессах исключать нельзя.

Но в целом ситуация тут безнадёжной не выглядит. Хотя для того чтобы судить уверенно - пока мало данных, у нас сейчас практически нет никакой фактической информации о петрологии и минералогии Титана.   

[RAMON]

Это каменный век по космическим меркам энергетики!
Тот же термоядер гораздо доступнее будет. Воды в спутниках гигантов немеряно. Всяких там дейтериев, тритиев, гелиев 3-4 тоже полюбому (бомбардировка высокоэнернетическими частицами и лучами Солнца без атмосферы... К тому времени много чего будет изобретено, когда надумают базы на Титане строить.

То есть вы считайте что 50 млн. тон урана в год маловато? Ну чем богаты. Большего солнечной системе для вас нечего предоставить. Надейтесь на термояд? Уже триста раз обсосали, что даже если там получится "зажечь" дейтерий тритиевую реакцию (о других речь даже не идет и ни будет идти никогда) всё равно промышленная электростанция будет очень сложной, завязанной на дефицитный бериллий (на планете Земля запасы всего 300000 тон) и проблемный тритий поручаемый искусственно за бешеные деньги. Вообщем не будет это ни дешево, ни доступно по используемым материалам, ни компактно, короче ни одного достоинства по сравнению с замкнутым ядерным циклом на быстрых нейтронах.  Надежды на то, что там что-то придумают ещё наивны.  Миллионы людей поумней нас с вами уже много десятилетий думают и пока ничего.

[crazy_terraformer]

Тот же термоядер гораздо доступнее будет. Воды в спутниках гигантов немеряно. Всяких там дейтериев, тритиев, гелиев 3-4 тоже полюбому (бомбардировка высокоэнернетическими частицами и лучами Солнца без атмосферы...

Бериллия мало.

- пока мало данных, у нас сейчас практически нет никакой фактической информации о петрологии и минералогии Титана.   

И дна Энцелада.

[Vavanzer]

На высоте 60 км он около 130 Н/м2. С учётом ускорения свободного падения Титана это значит, что крыло воздушного змея там сможет нести что-то порядка 100 кг/м2. Солидно. С такой несущей способностью крыла создание летающей ВЭС выглядит вполне реальным мероприятием.

Таким образом, в отличие от солнечной энергии и приповерхностной ВЭС летающая ВЭС (подвешенная в потоке по принципу воздушного змея) выглядит вполне реалистичным источником энергии на Титане, причём энергии возобновляемой. Что примечательно, строительсто такой ВЭС не Титане требует минимум редких элементов.

  А масса троса и прочих конструкций? Часть троса будет составлять провод или сверхпроводник...

Кстати там горы есть? Мож на их вершинах и перевалах скорость будет единицы м/с и более?)

[Vavanzer]

То есть вы считайте что 50 млн. тон урана в год маловато? Ну чем богаты. Большего солнечной системе для вас нечего предоставить. Надейтесь на термояд?

Я не надеюсь на термоядер. Он до сих пор толком не продвигается. Хоть и интересную идею микровзрывов для полетов встречал недавно... Аналогичных тем, что в нынешних установках получают.

  По счет 50млн тонн урана - вы добавьте к ним в разы большую массу конструкций реактора, теплообменник, паровые турбинные преобразователи и пр. И еще ко всему этому добавим ракеты, рабочее тело и источник энергии, на котором они будут поднимать все это с Земли)))  Потому я и сравнил что ядерное топливо это каменный уголь, в космическом применении. Его вагонами надо добывать, и непрерывным потоком поездов возить...

Добавим фактор аварийности (100% запусков без осечек и падений не бывает). Т е такая масштабная разработка урана ради сомнительной колонии на Титане скорее убьет Землю)))

[Vavanzer]

Бериллия мало.

  Он легкий, и неизвестно сколь его на дальних планетах, куда все легкие элементы и вещества выдувались из протопланетного диска. .. Мож там его наоборот навалом, в различных соединениях. На тех же астероидах

[RAMON]

Хоть и интересную идею микровзрывов для полетов встречал недавно

Дорогой Vavanzer, вы только не обижайтесь на вопрос-Вы в интернет давно заходить стали? Что значит "недавно встречал идею микровзрывов для полета..." Эта идея нарисованная в проекте Дедал уже обрасти легендами успела. Ну и ожидаемо протухнуть тоже успела, как технически не реализуемая. Подробности в теме о двигателях для межзвездных перелётов.

По счет 50млн тонн урана - вы добавьте к ним в разы большую массу конструкций реактора, теплообменник, паровые турбинные преобразователи и пр. И еще ко всему этому добавим ракеты, рабочее тело и источник энергии, на котором они будут поднимать все это с Земли)))  Потому я и сравнил что ядерное топливо это каменный уголь, в космическом применении. Его вагонами надо добывать, и непрерывным потоком поездов возить...

Добавим фактор аварийности (100% запусков без осечек и падений не бывает). Т е такая масштабная разработка урана ради сомнительной колонии на Титане скорее убьет Землю)))

Поймите, эту цифру я вывел для того чтобы понять какую максимальную (предельно максимальную) энергетическую пайку может задействовать человечество для рывка в космос. Это вообще на всё освоение космоса, а не только Титана. Вообще же 50 млн. тон урана в год это громадная цифра. 1 тонна уран при полном распаде дает около 23 триллионов ват/час. Умножьте это ещё на 50 000 000 и получите цифру название которой я даже не знаю. Думаю на этом можно построить вполне приличную цивилизацию масштаба на всю солнечную систему.

[crazy_terraformer]

На минуточку....Во мне неожиданно проснулся grammar Nazi.
Ватт с двумя "т" пишется.  Был такой Джеймс Ватт.
1 Вт=1 Дж/сек
W=A/t
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%82%D1%82

Из-за схожих названий киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к бытовым электроприборам. Следует, однако, учитывать, что это две различных единицы измерения, относящиеся к различным физическим величинам. В ваттах и киловаттах измеряется мощность — скорость изменения (передачи, преобразования, потребления) энергии. В то же время ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения самой энергии (работы). В ватт-часах и киловатт-часах выражается энергия, произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) за определённое время. Если мощность прибора постоянна, то произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) прибором энергия равна произведению мощности прибора на время работы прибора.

Например, если лампочка мощностью 100 Вт работала на протяжении 1 часа, то она потребила (входящая энергия) и выделила в виде света и тепла (исходящая энергия) 100 Вт·ч или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит (выделит) такое же количество энергии за 2,5 часа. Сказанное справедливо и для производимой электроэнергии. Так, мощность электростанции измеряется в киловаттах (мегаваттах), но количество поставленной потребителям в течение некоторого времени электроэнергии равно произведению мощности электростанции на упомянутое время и выражается в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Сказанное справедливо для любого вида энергии: электрической, тепловой, механической, электромагнитной и так далее

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%82-%D1%87%D0%B0%D1%81

Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа. Поскольку 1 Вт⋅с = 1 Дж, 1 кВт⋅ч = 1000 Вт ⋅ 3600 с = 3,6 МДж.

Пример: Электрическая плита мощностью 2 кВт за 15 минут потребит из электросети и преобразует в тепло электроэнергию, равную 2 кВт ⋅ 0,25 ч = 0,5 кВт⋅ч.

Написание
Правильное сокращённое написание — «кВт⋅ч» (мощность, умноженная на время) или полностью словами: «киловатт-час». Написание «кВт/ч» (киловатт в час), часто употребляемое во многих СМИ и даже иногда в официальных документах, неправильно.

Физический смысл единицы измерения «кВт/ч» — скорость изменения мощности: «на сколько киловатт изменится потребляемая или генерируемая устройством электрическая мощность за 1 час». Если провести аналогию с механическими величинами — различие между единицами измерения «кВт⋅ч» и «кВт/ч» такое же, как между расстоянием и ускорением. Хотя такой параметр может иметь практическое применение — например, характеризовать способность электростанции быстро подстраиваться под изменения нагрузки — но служить единицей измерения количества энергии он не может по определению.

Столь же распространённая ошибка — использовать «киловатт» (единицу мощности) вместо «киловатт-час».

(23*10^12)*5*10^6=1,15*10^20 ватт-часов=115 эксаватт-часов(ЭВт•ч)=0,115 зеттаватт-часов(ЗВт•ч)
1,15*10^20 ватт-часов=1,15*10^17 киловатт-часов=(1,15*10^23)*3,6джоуль=4,14*10^23 Дж=414 зеттаджоуль(ЗДж)=0,414 иоттаджоуль (ИДж)

[Rattus]

у нас сейчас практически нет никакой фактической информации о петрологии и минералогии Титана.

У нас есть главная информация о петрологии Титана - что он на сотни километров в глубину покрыт подповерхностным океаном и льдами высокого давления из лёгких элементов. Так что если там и есть алюминий, силикаты и железо - то там это даже более редкий и исчерпаемый ресурс на доступных для добычи глубинах, чем вода на Марсе. Если уж там и начинать строить что-то, то, полагаю, куда проще было бы пригнать адекватных размеров металлический астероид из главного пояса, чем пытаться что-то такое добывать на месте.

[AlexAV]

У нас есть главная информация о петрологии Титана - что он на сотни километров в глубину покрыт подповерхностным океаном и льдами высокого давления из лёгких элементов.

Ну строго говоря сейчас нет точных данных похожа ли кора Титана на кору Европы (из почти чистого льда) или кору Каллисто, где лед смешан с силикатами.  Если там в какой-то момент его геологической истории было полное плавление льда коры - то действительно за силикатами проще будет лететь на астроиды, на поверхности кроме льда с примесью аммиака и растворимых в воде солей ничего не будет. Если лед коры никогда не плавился, то силикаты на поверхности Титана, скорее всего будут достаточно распространены.

[alex_semenov]

Интересно посмотреть, что на Титане всё же есть.
Титан - тело с плотной атмосферой и естественно посмотреть, а как там будет обстоять дело с ветровой энергетикой.
Судя по имеющимся данным (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103513001644) ветра у поверхности Титана исключительно слабые:

В целом обычно не более 0.8 м/с, а обычно значительно меньше. Даже не смотря на то, что из-за более высокого давления и низкой температуры атмосфера титана имеет плотность в 4 раз больше земной, всё равно плотность потока мощности <1.3 Вт/м2 для генерации энергии не годится категорически. Т.е. строить там ветрогенераторы на поверхности нет абсолютно никакого смысла.

И это прекрасно. Что у поверхности такой слабый ветер. Был бы он сильней, поверхность Титана для потенциальных колонизаторов оказалась бы можно сказать недоступной. При плотности атмосферы у поверхности в 4 раза большей чем на Земле и при гравитации в 1/7, любой сильный ветер у поверхности можно было бы рассматривать уже не как ветер а как ТЕЧЕНИЕ. Водяное течение, которое бы несло всех и вся. За грунт пришлось бы буквально цепляться (есть подозрение что очень редко что-то подобное все же у поверхности происходит как климатическая аномалия-шторм, но крайне редко).
Главное. И ценное. Слабая ветровая нагрузка у поверхности (до 10 км высотой) создает прекрасные перспективы для пластиковой аэростатической архитектуры (то есть сооружений, которые опираются не на грунт, а поддерживают свою массу и форму архимедовой силой). Так называемые "сады Титана". Сильный ветер (и вообще бурная погода) у поверхности, нельзя сказать, чтобы совсем делала подобные прожекты невозможными, но сильно осложняли бы инженерно-архитектурные решения.

Куда интереснее обстоит дело с высотными зональными ветрами. Для тела получающего так мало солнечной энергии они удивительно сильные (https://www.nature.com/articles/nature04060):

На высоте ~60 км их скорость равна вполне солидной величине около 37 м/с. Это уже что-то.
Теперь возьмём профиль температур в атмосфере (https://www.researchgate.net/publication/221910195_The_Atmosphere_and_Internal_Structure_of_Saturns%27s_Moon_Titan_a_Thermodynamic_Study):

И посчитаем зависимость плотности потока мощности ветровой энергии от высоты там, т.е. величину \( \epsilon = \frac{\rho V^3}{2} \) . Получается такой график:

По оси абсцисс - высота в метрах. По оси ординат - плотность мощности ветровой энергии в Вт/м2. Видно, что максимум достигается на высоте 60 км и составляет величину около 5 кВт/м2. Это эквивалентно ветру со скоростью 20 м/с у поверхности Земли. И это очень хороший показатель. Такой ветер действительно можно использовать как источник энергии.

Гм... Действительно интересно. Для сравнения. Солнечная постоянная у Земли   1320 Вт/м2. На поверхности Земли (с учетом облаков и ночи) в среднем падает до 300-250 Вт/м2. Это - солнце.
Ветер. Не знаю насколько адекватный этот график:



Но мы видим что на высоте 40 метров плотность потока энергии ветра у Земли (усредненный?) 130 Вт/м2, на высоте 90 метров ~ 160-170 Ватт.
Даже поднявшись на высоту пол километра-километр (примерно) мы получаем поток  примерно 1000 Ват/м2. Правда так высоко забираться ветряки пока только пробуют. И вот что мы видим. Плотность пресловутой "зеленой" энергии ветра у поверхности в ~2 раза ниже чем солнечная. Но, как мы знаем, именно ветряки из всего спектра "зеленой энергетики" оказываются самыми "рентабельными" (то есть вся "зеленая" энергетика - фигня но у этой фигни есть сорта фиговости). Почему ветер лучше солнца при меньшей плотности? Да потому что ВЗЯТЬ (утилизировать и преобразовать) этот пусть и жиденький но УПОРЯДОЧЕННЫЙ поток энергии проще чем размазанные по солнечному спектру фотоны.
Ясно что ветер - это та же солнечная энергия, но уже "уплотненная" в атмосферой Земли. Некая жиденькая форма шары (не бог весть какой). Но как ни крути именно эта "шара" обеспечивала морские перевозки тысячелетиями.
Что на Титане. Если это так, 5 000 ватт/м2 - это очень хороший поток!
Откуда?
Я думаю вот что...


Видите? В районе тех самых 60 км есть некая "область конденсации". Тут же где-то идет (гипотетически) некий "вечный дождь" (который не долетает до поверхности). В общем это некий ФАЗОВЫЙ слой. Слой упорядоченности в структуре атмосферы. Здесь возникают некие планетарные границы. Термические переходы. В общем пусть разбираются специалисты. Но смысл в том что именно тут жиденькая солнечная энергия (вшивые 13 Вт/м2) собранная всей атмосферой Титана, видимо "конденсируется" и ДИССИПИРУЕТ (тут же) как ветер.
Почему-то на ум приходят "ячейки Бенара" хотя ничего близкого. Но идея именно в том, что видимо тут происходит некая самоорганизация на уровне планетарного механизма и КОНЦЕНТРАЦИЯ поглащенной атмосферой энергии. А раз так, то это форма "шары" как ни крути.
И да. Интересно было бы попробовать к этому "слою" присосаться тем или иным образом.

Опять же. Если мы исходим из 1 миллиона населения с потребление 100 квт/чел, то нам надо добывать из "ветрового слоя" 1E+11 Ватт энергии. Если коэффициент преобразование в ток 0.5, то надо как-то в этом слое собрать энергию с площади "ветросборника" 40 000 000 м2 или квадрат со стороной чуть больше 6 км. Как и в случае с солнечными коллекторами в Сахаре все пока выглядит блестяще! Верно?

Вполне очевидно, что башню высотой 60 км построить невозможно.

Гм... Почему же?
"Нация, не умеющая грамотно мечтать, будущего не имеет!" (с) Я (любимый)
Алекс, при всем уважении. В вашей грамотности нет и тени сомнения. Но вот в способности мечтать...

Был такой генерал у нас. Покровский. Мало кто запомнил. Но он мечтал за всю нацию в свое время. И достаточно грамотно.
Так вот он мечтал о башне высотой в 160 км... НА ЗЕМЛЕ!!!!



Кстати из "бросового" на Титане "пластика". Учитывая плотность и гравитацию, я думаю забытый прожект Покровского имеет все шансы найти воплощение. Я вообще подозреваю, что все "забытые" прожекты (всяких пушек, центонов, гравитационных железных дорог напрямую через недра планет, всякие сильфоны...) все это будет востребовано когда нибудь. И космические лифты. Но не на Земле.
Например, аэростаты не прижились на Земле. Но есть подозрение что для них эта планета - не подходящая.
Но в любом случае, подобное сооружение, если и будет смысл - дело далекого будущего. Действительно, если и когда на Титане будет жить миллион. Хотя бы.
Кстати. Как собирать энергию на вершине такой башни? Не думаю что старые-добрые лопости - хорошая идея. Нужно что-то более тонкое. Нужно какое-то более хитрое решение. Общая идея - использовать "промежуточный конденатор". Скажем использовать тот же самый "вечный дождь" перепад давлений, температур, высот. В общем, я вполне допускаю что хитрое решение найдется для того что бы на вершине такого чудовищного по размеру сооружения (хотя, условно, грубо, оно будет в 7 раз проще, легче, дешевле чем то что нарисовал Покровский для Земли) давало соответствующее количество энергии те самые, условно, 100 Гвт тока (для  миллионного города на Титане).
Но давайте, действительно вернемся к более скромным идеям.

Единственный способ его взять - ставить ветрогенератор на воздушном змее. Такие опыты предпринимаются и на Земле, при этом на Титане с его ускорением свободного падения 1.352 м/с2 аэродинамическому аппарату летать куда проще, чем на нашей планете.  Однако, тем не менее, не плохо бы это проверить и посмотреть величину параметра  \( P = \frac{\rho V^2}{2} \), позволяющего оценить максимальное значение нагрузки на крыло воздушного змея (реалистичный C_y крыла воздушного змея 1 - 1.5, т.е. величина порядка единицы). Зависимость параметра P от высоты получается:

На высоте 60 км он около 130 Н/м2. С учётом ускорения свободного падения Титана это значит, что крыло воздушного змея там сможет нести что-то порядка 100 кг/м2. Солидно. С такой несущей способностью крыла создание летающей ВЭС выглядит вполне реальным мероприятием.

Сразу. Учитывая что давление на этой высоте уже упало (хотя если газ да нагретый...) то аэростатное решение отпадает?
Или оно просто становится хуже? Допускаю.

100 кг/м2 - подъемная сила... Кстати. Парение "змея" ведь тоже будет отбирать часть набегающей энергии. Интересно, какую?
Но вообще говоря все было прекрасно, если бы не трос. Якорь.
Длиной в 60 км.
Да, ничего особо нереального тут нет. Но это будет САМАЯ ДОРОГАЯ часть ветряка. Как я думаю. И самая тяжелая.
Допустим, мы запускаем ветрогенератор-змея на 1 Мвт.
Пусть только половину ветрового потока как-то превращается в электричество. Тогда при 5 квт/м2 нам нужна условная площадь сборщика (как - не важно) 400 м2. Если это же и крыло (ну допустим) то оно может держать на себе (из расчета 100 кг/м2) что-то 40 000 кг.
Пусть сам ветряк - 20% от массы конструкции (на глаз). Значит сам "змей" - 8 тонн. Трос 32 тонны.
При плотности материала торса 4000 кг/м3 и длине 60 000 метров, он получается в сечении (диаметре... где-то чуть больше 1 см...
Выдержит? И какой материал?
 

Таким образом, в отличие от солнечной энергии и приповерхностной ВЭС летающая ВЭС (подвешенная в потоке по принципу воздушного змея) выглядит вполне реалистичным источником энергии на Титане, причём энергии возобновляемой. Что примечательно, строительсто такой ВЭС не Титане требует минимум редких элементов. По сути нужен только пластик (сырья для его производств на Титане навалом), алюминий, железо, и чуть-чуть хрома и никеля для подшипниковой стали, способной работать при криогенных температурах и материал для постоянных магнитов (или РЗЭ или стронций/барий).

Что здесь радует? В этом горе.
Что проблема ПАЛИТРЫ материалов - это вообще общая проблема колонии на Титане. Ладно бы одна энергетика от этого страдала. Но от нехватки металлов (и их разносолов) будет страдать ЛЮБАЯ сторона развертывания цивилизации на Титане. То же строительство, например. Одним пластиком не обойтись! Сюда же (и как по мне еще более объемная проблема) - агрокультурная деятельность. Гидропоника или аэропоника - хорошо. Но, все же рано или поздно цивилизация захочет возвести под куполами сады-леса, на нормальной почве. И вот если металлы можно использовать очень разумно и рачительно...

То с садами вам потребуются мегатонны почвы. И она таки будет на вес золота там. Эту проблему надо решать как-то радикально массово. И я думаю, это только транспортировка космических камней на Титан. Даже если там найдутся металлы и прочие редкие на Титане элементы "самородные" (упавшие с неба сами), это быстро кончится.

[alex_semenov]

Дорогой Vavanzer, вы только не обижайтесь на вопрос-Вы в интернет давно заходить стали? Что значит "недавно встречал идею микровзрывов для полета..." Эта идея нарисованная в проекте Дедал уже обрасти легендами успела. Ну и ожидаемо протухнуть тоже успела, как технически не реализуемая. Подробности в теме о двигателях для межзвездных перелётов.

Где там сказано, что тема моих любимых бомболетов ПРОТУХЛА?
Покажите мне пальцем!
Если и возникали СОМНЕНИ в реализации данного двигателя, то ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО для межзвездных перелетов.
Можно ли получить импульс выше 1000 км/с (я считал бы пределом мечтаний 7 000 км/с)?
Но то что до 1000 км/с (каких-нибудь "вшивых" 500 км/с при ускорении 2-3g!) - вопросов нет. ДВА ПАЛЬЦА ОБ АСФАЛЬТ!!!
Концепция не пошла не потому что там обнаружились некие непреодолимые технические сложности.
До этого просто не дошло!
Напротив. В процессе предварительного исследования, обнаружилась масса "лазеек" значительно улучшить концепцию по сравнению с первоначальной задумкой.
Да, возникли сомнения "в узких местах". Там, поведение материала плиты (сублимация материала). Но по большому счету проведенные эксперименты давали обнадеживающие прогнозы. Был ряд идей (вполне себе рабочих) для решения.
То есть идее просто не дали ДОЗРЕТЬ!
Не дали дозреть, и  в отличии от ДВУХ других больших тем использования ядерной энергии для тяги в космосе (термический ЯРД и электроракетно-ядерная тяга), эта тема просто была заморожена ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО по политическим причинам.
Исключительно по ним.
Ядерные взрывы в космосе были запрещены. Все!
Конечно, не факт, что она бы сработала продвинься она до реализации. И тем не менее. Забавно вот что. Другие темы - почти сдохли же! В развитии взрыволетов не продвинулись так далеко как в случае термического ЯРД (до распада СССР), а теперь (судя по всему) уже продвинулись и в электро-ядерной тяге (все эти орбитальные буксиры...). Этих хоть уже катали на стендах и поняли чего это стоит!
Но в чем прикол-забава? Изначально и термический ЯРД и электроядерные ионники обещали не так уж и много в случае воплощения в металл. А вот бомболеты, как раз, изначально обещали просто грандиозный выигрыш по сравнению с двумя своими конкурентами. И даже возникновение некоторых сложностей при реализации этой третьей идеи, все равно окупили бы усилия на их преодоление.
Что не сработало с ЯРД и возможно погубит и электро-ядерную тягу.
Ведь смотрите. Скажем, термический ЯРД. Упорными усилиями и в США и в СССР тут все сложности по-сути были преодолены (эта тема в СССР была магистральной, сам Келдыш ее "крышевал"!). Но когда посчитали плюсы и минусы после двух-трех десятилетий работы целых институтов (штурма идеи!!!) - прослезились. И сказали: да ну их нафик (то же случилось и у американцев)! То есть, причиной тупика тут были не некая техническая проблема (не какой-то особый затык), а сумма плюсов и минусов. Не стоит овчинка выделки.
Боюсь, что-то подобное ждет и "буксир". Капельные радиаторы, во всяком случае, уже "слили". Нет чудо-идеи. И удельная мощность за 100 вт/кг  выглядит неким непреодолимым барьером сейчас по сумме сложностей (не температуру нагревателя поднять, ни температуру холодильника опустить!)...И главное. У электроядерной тяги в любом случае такие же скоромные обещания как и у термического ЯРД (да, импульс хороший, но тяга - полный отстой). Даже если заработает. Будет ли и эта овчинка стоить выделки?
Есть большие сомнения.
И останется одна последняя идея. Бомболеты. Тут все в одном флаконе. И импульс и тяга. Тут хоть обещания стоящие! Почти сказачные!


И что я скажу, вам, братцы.



ХРЕНА вы доберетесь до Титана без бомболета. Вот помяните мои слова!
Сколько бы не кочевряжились...
На самом деле это сумасшествие только дуракам-дилетантам кажется безумием. Но это как раз ГЕНИАЛЬНОЕ безумие.
Как бы вам не казалось обратное, на поверку бомболет окажется не просто чудо-тягой, отктывающей людям небеса. Это окажется и самая ЧИСТАЯ форма ядерной тяги (да, да! Вы просто не знаете тонкостей. Реакторы куда радиоактивней, "грязней" в обращении, опасней для здоровья, чем бомбы.) и это самая БЕЗОПАСНАЯ форма тяги (в бомболете ничего атомное не может взорваться случайно. Все что там должно взрываться - взрывается в штатном режиме работы. Авария это не когда что-то атомное взорвалось, а когда атомное не взорвалось). Вот я уверен, что это то что доктор прописал. Именно потому что все остальные направления - тупики в которые мы упорно долбимся и крайне медленно движемся (почти не движемся).
По вей сумме реальных плюсов и минусов бомболеты - это крылья ангела.
И люди просто кретины.
Я серьезно считаю что человечество упустило шанс в свое время. Хотя для этого была масса объективных и вполне разумных причин.
И возможно Дайснон прав (читай его статью 1965-го года "Смерть проекта" как раз раскрывающую причину почему бомболеты не полетели).
Не время еще...
Всему - свое время.

Зы.
Совсем плохой стал... Старею.
 
Речь о микровзрывах. О Дедале а не Орионе.
Да, там действительно все очень плохо... Протухло вроде...
Да и не нужно все это при полете на Титан. Избыточно-ненужно.
Поэтому я и не обратил внимание. Глупо использовать тягу типа Дедал для достижения Титана. Есть же Орион. Идея- бомба! Ее - с головой.
Только бы расконсервировать...

Читаю Нила Стивенсона «Семиевие»

Он там описывает ужасы обращения с термическим ЯРД (вообще с реакторами в космосе, если у того не дай бог "прохудились" оболочки стержней).
В частности, что мелкие частички урана из реактора (микроскопическая пыль) за счет радиактивного распада в невесомости, если вдруг попадут в помещение, будет... прыгать в помещении как блохи. За счет альфа-частиц. Они так эту дрянь и называют там. "Блохи".
И мол поймать такую блоху внутрь себя - как два пальца об асфальт. Почти гарантировано. И тогда смерть от кровавого поноса - неизбежна.
Там все таки и умирают. Жуть просто. На веки проклянешь реакторы в космосе!!!
 

[Vavanzer]

ХРЕНА вы доберетесь до Титана без бомболета. Вот помяните мои слова!
Сколько бы не кочевряжились...

Есть штука повеселее. Зеркальный испаритель. Что то типа солнечного паруса, но собирает свет, фокусирует на переотражающее зеркало, которое направляет поток света на испаряющееся рабочее тело.
Система похожа на Кассегрен, но только фокус не вынесен за пределы ГЗ,, а близко к вторички, и дыра во вторичном зеркале, через которую и вылетает поток газа. ГЗ за одно в роли "солнечного паруса" выступает.

Энергоемкость на единицу массы вблизи Солнца очень высокая. Для дешевой отправки грузов надальняк вполне сойдет. А дальше установку или оставлять в свободном плавании, или же снимать самое ценное с нее и тормозить вместе с полезным грузом по прибытию на место.

[Vavanzer]

тема просто была заморожена ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО по политическим причинам.
Исключительно по ним.
Ядерные взрывы в космосе были запрещены. Все!
Конечно, не факт, что она бы сработала продвинься она до реализации

  По экологическим в первую очередь. Не факт что ядерный груз успешно выйдет на орбиту и не свалится где нить в населенном районе или сгорит в атмосфере, обогатив ее радионуклидами.
Во вторых, само ближнее космическое пространство загаживать ядерными отходами и осколками от разорвавшихся бомб - это тоже никому не надо. Плюс все спутники связи полетят ко всем чертям, тк вся электроника сдохнет.

[crazy_terraformer]

Есть несколько любопытных фактов:
1) Смещение деталей ландшафта на ~ 15 км в год:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Титан_(спутник)

Сравнение снимков «Кассини» за 2005 и 2007 годы показало, что детали ландшафта сместились примерно на 30 км. Поскольку Титан всегда повёрнут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная кора отделена от основной массы спутника глобальной жидкой прослойкой

Т.е. если привязка потребителя к ВЭС жёсткая, то он должен двигаться компенсируя смещение ландшафта 15 км/год=1,25 км/месяц≈40 м/сутки возможно больше, если приходится огибать рельеф поверхности.
2) https://ru.wikipedia.org/wiki/Титан_(спутник)

Ионосфера Титана имеет более сложную структуру, чем земная, её основная часть располагается на высоте 1200 км. Неожиданностью стало существование на Титане второго, нижнего слоя ионосферы, лежащего между 40 и 140 км (максимум электропроводности на высоте 60 км)

При плотности материала торса 4000 кг/м3 и длине 60 000 метров, он получается в сечении (диаметре... где-то чуть больше 1 см...

Скрипач не нужен! (с)
Нужен не 60 км трос, а воздушный тормоз. Тема такая: подвешиваем к аэростату с гондолой-ветрогенератором на электрокабеле что-то вроде радиоантенной мачты с интегрированными в неё парусами или некими самолётными крыльями или вторую гондолу ветрогенератором. Радиоантенну используем для сброса энергии на поверхность планеты радиоволнами. 
Длина электрокабеля h должна быть >(60-40)=20км, т.е. ниже слоя нижнего слоя ионосферы на высоте 40км, который выступает в роли зеркала для радиоволн.

[alex_semenov]

По экологическим в первую очередь.

В 1963-не было такой очереди. Ни разу!
Не успели создать.
Так что чистая политика. Вы в двух абзацах успели напихать почти весь спектр ГЛУПОСТЕЙ, которыми облеплена тема "Орион".
Там любая сторона - переврана. Превращена в извращенный миф. И вы их воспроизводите.

Не факт что ядерный груз успешно выйдет на орбиту и не свалится где нить в населенном районе или сгорит в атмосфере, обогатив ее радионуклидами.

Проводился анализ в рамках Орион на предмет аварии. Если не выйдет - то да, есть НЕКОТОРАЯ вероятность распыления радионуклидов. Но вообще говоря вариант с бомбами нисколько не опасней чем вариант аварии при выводе спутника с ЗАГЛУШЕННЫМ реактором. Но реакторы продолжали летать до 1988-го года. 32 штуки запустил только СССР. И не просто запустил. И спустил с орбиты. Реакторы битком набитые продуктами распада. Были случаи, сжигались, захоранивались (в океане), потом выводил на орбиты захоронения (что бы самые активные успели распасться). И даже роняли "на головы канадцев".
Но сравнивать НЕЛЬЗЯ. Вы разницу между чистым металлическим ураном (или даже плутонием) по сравнению с отработанными стержнями (сильно загрязеннными продуктами распада) понимаете?
Да, бомбы дают тоже продукты распада. Но вы будете удивлены, узнав насколько мало может быть количество этих продуктов распада. Очень небольшая часть будет выпадать на ограниченной площади старта (разумеется удаленной от мест где живут люди). После прохождения стратосферы, все радионуклиды, захваченные Землей надолго останутся в стратосфере (теряя свою самую опасную активность) и достаточно равномерно распределяясь по всей планете (теряя свою опасность).

Во вторых, само ближнее космическое пространство загаживать ядерными отходами и осколками от разорвавшихся бомб - это тоже никому не надо.

  Вы уверены? Вы считали сколько этой грязи будет захвачено магнитным полем?
А как долго это будет болтаться в космосе? А что в итоге осядет в атмосферу?
В ходе ядерных испытаний в атмосфере количество подобных же продуктов деления в атмасфере Земли (где-то 40 мегатонн в год) выпускалось на порядок-два больше, чем если каждый год будет стартовать с Земли один-два взрыволета (что вряд ли дай бог один в три года!). При этом радионуклиды НЕ НАКАПЛИВАЮТСЯ навсегда в атмосфере и на Земле. Они ведь распадаются (тот же ужасный стронций-90). То есть выдерживая КВОТЫ на количество таких радионкулидов вполне можно столетиями летать и ничего страшного со здоровьем людей на Земле не случится. Абсолютно ничего.
Конечно, некоторый фоновый фактор будет все равно. Но если этот фон будет в сотные-тысячные от ДРУГИХ более ярких причин гибели людей (скажем, автомобильные аварии или неправильное питание) то какой смысл этого так панически боятся? Вы же не боитесь смерти от падения вам на голову метеорита? А ведь такая вероятность есть.  И вероятность  смерти любого человека на Земле от выхлопов регулярно (но кватировано) стартующих с Земли  Орионов можно сделать такой же.

Плюс все спутники связи полетят ко всем чертям, тк вся электроника сдохнет.

Глупость. Еще одна глупость.
ЭМИ возникает. На определенной высоте НАД атмосферой (ниже и выше- нет). Но  возникает при мегатонны взрывах. Менее десяти килотов в удаленных районах Земли (полянрных районах), при прохождении через полюс - нет проблем. АБСОЛЮТНО НИКАКИХ. Мне попадался расчет.
Сильная солнечная вспышка - куда опасней.

[alex_semenov]

1) Смещение деталей ландшафта на ~ 15 км в год:

Есть подозрение, что это как раз ветром и гонит. Верхняя "мантия" плывет под действием ветров по поверхности внутреннего океана Титана...

[crazy_terraformer]

Приливными силами гонит

Кстати. Как собирать энергию на вершине такой башни? Не думаю что старые-добрые лопости - хорошая идея. Нужно что-то более тонкое. Нужно какое-то более хитрое решение. Общая идея - использовать "промежуточный конденатор". Скажем использовать тот же самый "вечный дождь" перепад давлений, температур, высот. В общем, я вполне допускаю что хитрое решение найдется для того что бы на вершине такого чудовищного по размеру сооружения

Генератор Ван де Граафа?!
Капельница Кельвина может работать на этане, пропане или метане?