Колонизация Титана

[Mercury127]

(лед при тех температурах крепче гранита)

какие ваши доказательства? цифры на стол, пожалуйста!

[alex_semenov]

На Титане достаточно мягкие рыхлые породы, которые очень легко бурить на десятки и сотни километров до тёплого водо-амиачного океана и глубже. Это позволит там легко строить титано-термальные метановые электростанции массово в отличие от Земли, где это возможно лишь в отдельных местах.

Предыдущее обсуждение только-что на параллельной ветки возможности ларинского водородного энергетического Эльдорадо для Земли меня сильно настроило против всяких попыток использовать "скрытые" химические резервы. И к скудным геотермальным на Титане (на Земле конечно же побогаче) я отношусь с недоварием.
Как не верти, то видимо НА РОДУ НАПИСАНО развитой техносферной цивилизации черпать энергию из АТОМА.
Увы, но альтернатив этому нет.
При этом уран (235, 238) - это только СТУПЕНЬКИ к настощему энергетическому переходу. К DD-энергетике. Когда мы научимся добывать в любом количестве и за приемлемую нам цену энергию из дейтерия, мы закончили "техносферный" переход в плане обеспечения своих энергетических потребностей.
При этом DT-энергетика - тоже всего лишь ступенька. Именно дейтерий, самое бросовое термоядерное топливо должен стать БАЗОВЫМ источником энергии для твёрдо стоящей на ногах цивилизации, которая смело смотрит вглубь вселенной (во как пафосно!) и говорит: Имею право! Я - не тварь дрожащая! (доведём пафос по порога больницы имени Кащенко).


Это первая неизбежность (и нефик вилять по сторонам как маркетанская лодка!)
Вторая - рициклинг.
Мы сейчас цивилизация производящая в основном МУСОР.
И это просто издержки особо жирного (но не долгого) периода. Мы уничтожаем среду обитания как паразиты. Мы, современная техносферная цивилизация и есть ПРАЗИТ на теле планеты. И если этот паразит не уймёт свои аппетиты и не вступит в симбиоз со средой (куда более худой чем теперь) он нахрен вымрет. Исчезнет с лика вселенной. Или или.
Выбор только такой.
И переход от паразитизма к симбиозу только один - максимальный рициклинг. Это, кстати, означает очень серьезные социальные и ЭТИЧЕСКИЕ перемены. Частное в мире рициклинга никак не может быть выше общественного. Материальное выше духовного. Ну и так далее...

[alex_semenov]

какие ваши доказательства? цифры на стол, пожалуйста!

У какие вы крутые перцы стали!

"Люди опомнились, опрокурорились
 Влезли на крышу: ДЕРЖИ ПОДЛЕЦА!
- Я-ж ХОЛОСТЫМИ!!!!... харкая кровью,
   он выл на допросах еле дыша..."


Не помню где я это подцепил, что лёд при температуре жидкого азота как гранит. Возможно у Аманды, нашей, сказочницы, Хендрикс. А возможно где-то еще дальше...
Надо искать...
Вполне возможно что и байка.

Вот тут, первое что попалось:

Понятие о льдокомпозитных материалах

Строители Заполярья постоянно используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с включенной в него галькой. Ледобетон настолько прочен, что при работе с ним нередко ломаются даже стальные зубья экскаваторов. И технология эта вовсе не инновационная, а что называется с «бородой».+++

Еще в 1934 г. профессор Б.Г. Скрамтаев и инженер В.И. Сорокер предложили использовать в качестве строительного материала для зимних фортификационных сооружений «ледяной бетон» – однородную по составу смесь из песка (29%), гравия или щебня (64%) и воды (7%). +++



Произведенные ими испытания «ледяного бетона» показали, что по прочности на сжатие «ледяной бетон» равен хорошему цементному бетону, применяемому в гражданском строительстве, или кирпичу первого сорта. По прочности на изгиб «ледяной бетон» оказывается в два-четыре раза выше бетона и кирпича. +++

Другим вариантом ледобетона является лед с добавлением к нему древесной пульпы «ледопласт». Материал этот выдерживает давление до 50 кг/см2 и может быть использован в качестве заменителя цемента при постройке плотин на реках Заполярья.+++

Армирование льда волокнистым материалом повышает предел его текучести и увеличивает прочность. При использовании хлопковых и древесных волокон прочность увеличивается в 2-3 раза, стекловолокно дает увеличение прочности до 8 раз. Древесные опилки и размельченный торф, смоченные водой и нанесенные на поверхность льда, хорошо предохраняют от таяния складские помещения из льда и ледяные причалы.

Конечно, это не чистый лёд. Это АРМИРОВАННЫЙ... Но и температуры, при которых это собирались использоваться сибирские но не титанские.
Да не доказательство (надо искать глубже) но уже обнадёживающие предпосылки.

Вот в чём я точно уверен, это в том что алюминий (дюраль) при нормальных температурах Титана будет прочней чем хорошая сталь.

[Mercury127]

да-да, я тоже читал про ледяной авианосец...
но... цифры-то где?

для гранита - вот из вики: "прочность на сжатие до 300 МПа"
умножив на 10, из этого уже можно очень грубо оценить модуль Юнга гранита E = 3 ГПа.
это, понятное дело, при обычных температурах, причем на излом прочность будет МЕНЬШЕ.
а при заякоривании дирижбана порода будет работать именно на излом.

алюминий (дюраль) при нормальных температурах Титана будет прочней чем хорошая сталь.

ага, угу...

модуль Юнга, ГПа, для:
Алюминий    70
Дюралюминий    74
Железо       180
Сталь    190—210
Лёд          3

те согласно этой таблице и моей прикидке выше, лед и гранит УЖЕ примерно равны по модулю Юнга...

из русской вики:
"при температурах \( {\displaystyle T\leq \Theta _{D}} ( Θ D {\displaystyle \Theta _{D}} \) — температура Дебая) температурная зависимость модуля упругости определяется простым соотношением

    \( {\displaystyle M(T)=M_{0}-M_{1}T-M_{2}T^{2}} \)

где \( M_{0} \) — адиабатический модуль упругости идеального кристалла при T ⟶ 0 K; \( {\displaystyle M_{1}T} \) — дефект модуля, обусловленный тепловыми фононами; \( {\displaystyle M_{2}T^{2}} \) — дефект модуля, обусловленный тепловым движением электронов проводимости[2]."

из англ:
"In general, as the temperature increases, the Young's modulus decreases via \( {\displaystyle E(T)=\beta (\varphi (T))^{6}} \) where the electron work function varies with the temperature as \( {\displaystyle \varphi (T)=\varphi _{0}-\gamma {\frac {(k_{B}T)^{2}}{\varphi _{0}}}} \) and γ is a calculable material property which is dependent on the crystal structure (for example, BCC, FCC). φ0 is the electron work function at T=0 and β is constant throughout the change."

получается, "дефект модуля Юнга" пропорционален то ли второй, то ли шестой степени температуры...
но это не значит, что при понижении температуры мы получим упрочнение по второй и тем более шестой степени оной температуры.

[alex_semenov]

а при заякоривании дирижбана порода будет работать именно на излом.

Да бросте. У нас на Земле дома (при g=9.8 м/с²) строят на вечной мерзлоте. А вы хотите сказать что там не удержатся?
Да, ясно, что дома давят, работают на сжатие. Но и тут вы думаете будет сильно рвать вверх?
Внутри надутая полость будет заполнена строениями и растениями.
То есть в идеале у сооружения должна быть нулевая плавучесть. Но само строение может быть и тяжелее. Просто купол будет держаться именно аэростатно (огромные помещения без каких-либо подпорок).
Твёрдость гранита, возможно это метафора. Но твёрдости цемента, думаю, вполне хватит.
Тут мыслимы очень изощрённые конструкции якорения.
Например, действительно армировать лёд вокруг якоря (всё теми же углеводородными волокнами).
Зачем вообще надо подвешивать такой шар?
Что бы тепло, которое неизбежно будет от него идти не размягчало поверхность.
Но возможно это излишние предосторожности с моей стороны и вся эта аэронавтика будет работать только на облегчение конструкции, которая тупо опирается на ледяную поверхность (как здания на вечную мерзлоту).
Тут свайные опоры очень хорошо себя показали даже для строительства цехов.
То есть очень нагруженных сооружений.

То есть, единственное что нас может сдерживать в наших аэростатно-архитектурных фантазиях и мегаломании (скажем, купол диаметром 1 км!) - это возможно ветровая нагрузка. Но во-первых она там, кажется не бог весть какая у поверхности, а во-вторых опять же растяжки могут вполне себе это компенсировать.
Ещё тонкость. Чем больше размер, тем больше отношение объема к поверхности. Поступление тепла (как отход жизнедеятельности системы внутри) можно считать пропроциональным объему. А отвод тепла - это перенос через поверхность. Очень большие купола могут просто не справится с отводом тепла изнути.
Хотя на первый взгляд кажется, что по-идее наоборот купол надо утеплять.
Но это маленькие купола надо.
А достаточно большие, в которых будет много всего живого и тёплого - утеплять уже не надо будет.
Это вообще-то легко считается.

[Mercury127]

То есть в идеале у сооружения должна быть нулевая плавучесть.

которая будет зависеть от погоды. так что:
- придется делать плавучесть с запасом. чтоб всё не упало от случайного циклона,
- нагрузки будут весьма переменные.

[alex_semenov]

- нагрузки будут весьма переменные.

Да, но это детали. В конце концов для начала надо понять погодную обстановку там на месте. Если она будет суровой, то возможно действительно сооружения не стоит подвешивать как аэростаты, а тупо их просто облегчать по-аэростатному, но в целом сооружение должно давить на поверхность, твёрдо быть привязано к грунту. Что касается переменной плавучести в зависимости от перепада давления (или тепературы внутри, например) - это всё решается механизмами компенсации. У соврменных небоскрёбов внутри стоят всякого рода успокоители качек и т.д. Тут мыслимо что-то подобное.
Но просто посмотрите на типичный земной город-технополис:



Земной город вроде как и рвётся иглами-небоскрёбами в третье измерение. Но всё что попроще (подешевле) распластано вокруг по поверхности. Гравитацией. Этакий контраст (Дубаи - город контрастов) Мы - цивилизация двумерная. Плоская. Обычное дело. Гравитационная яма же! Мы рождены тут ползать...

[Инопланетянин]

Да, но это детали. В конце концов для начала надо понять погодную обстановку там на месте.

Я почему согласен с идеей научных станций? Торопиться не надо, надо именно всё как следует изучить, а уж опосля!…

[Vavanzer]

Научные базы? Зачем ТАК МЕЛКО?
Титан прекрасен как АЛЬТЕРНАТИВНАЯ среда обитания  для нашей цивилизации. Альтернативной земной цивилизации.

   Тогда Антарктида (континентальная ее часть) вообще райскте место. Куча чистой воды, воздух пригоден для дыхания, жара всего в - 50-70° относительно Титана. Нет вредных и ядовитых примесейв атмосфере и в льдах. Солце светит, возможна солнечная и ветровая энергетика. До каменистых пород недалеко, где то и вовсе на поверхности.
Про побережье вообще молчу, там еще и еда бесплатная водится)))

Низкая температура - это не минус а плюс данного места. Это открывает феноменальные возможности для развития технологий, которые на Земле просто не могут прижиться из-за слишком высокой температуры среды.

   Так то да, криотехнологии при низкой гравитации. Как вариант практического использования, если нужны такие производства в больших обьемах на периферии...

Любой купол, шар, сфера надутый земным воздухом (земным составом) до 1.75 атм и НАГРЕТЫЙ  до комфортной нам температуры 20 С (н.у.) будет весить в примерно 4 раза меньше. Такой надутый шар будет там своего рода "монгольфером", рвущимся ввысь.
Привязав (надёжно заякорив) такой шар к ледяной (лед при тех температурах крепче гранита) поверхности Титана вы таким образом можете получить обширные (связанные друг с другом переходами) висячие над поверхностью пространства

     А это идея!)) Как раз для ледяного мира оч хороша. Тк есть подвох, эффект Антарктиды, когда снег валит и не тает никогда, в итоге все строения тонут в леднике, и однажды становятся глубоко ниже уровня поверхности, как в Антарктиде...    Еще одна альтернатива долгосрочных баз пришла в голову - плавучие колонии в океане из жидких газов... Их тоже не завалит никогда. Плюс от трещин и движений льда защищены.
  Кстати, вспомнилась снкретная база в льдах Гренландии. Там мирикосы с множеством проблем столкнулись, изза подвижности больших ледяных массивов. Трещины, постоянные смещения, сейсмоактивность, боковое давление огромных масс в непрерывном медленном движении... Халява не прокатила))))) Наоборот, вдобавок еще и высока угроза утечки больштго количества ядерных отходов...

[Vavanzer]

Их будет интересовать "второй Титан". И вот тут то и может выяснится, что как раз "другие Титаны" у тех же красных карликов встречаются куда чаще чем "другие Земли"  где быт то нибыло вообще.
Улавливаете мысль?

   Они, эти титаны, в одиночном варианте, могут быть и в поясе Койпера, точнее в неких его аналогах у других звезд. Малые планеты с не совсем застывшей атмосферой на окраинах планетных систем, в "области Сатурна". Достаточно защищенные от звездных ветров и вспышек  расстоянием и с небольштй степенью диссипации, изза крайне низких температур атмосфер...

[Vavanzer]

Ледобетон настолько прочен, что при работе с ним нередко ломаются даже стальные зубья экскаваторов. И технология эта вовсе не инновационная, а что называется с «бородой».+++

Еще в 1934 г. профессор Б.Г. Скрамтаев и инженер В.И. Сорокер предложили использовать в качестве строительного материала для зимних фортификационных сооружений

    Можно и без профессора проверить и лично убедиться!
  В прошлом году поздней осенью не убрали вовремя обычный ПСГ, перед воротами гаража. Его залило водой с крыши.  И мороз - 15-20° долбанул... Оч весело было долбить 2 куба этого "ледобетона". В некоторых местах лом как в твердый пластик тонул, и бур перфоратора тоже... 3 дня ушло, руки все в мозолях и с отбитыми кистями)))
Если бы еще стекловолокном армировать, то вообще броня будет!)) А если еще и с чем то тягучим типа глины.... Интересно, на Титане реально найти мелкодисперсные минералы, или же их будут добывать методом обогащения, извлекая из растаявшего льда?

[MenFrame]

Boeing планирует запустить гигантский дирижабль на Титан

[Андрей 2]

Скорее всего проект утонет в болтовне, и ничего не будет.

[LonelyWanderer]

Скорее всего проект утонет в болтовне, и ничего не будет.

Вот не понимаю, почему нужно обязательно посылать какие-то гигантские дирижабли. Которые нужно обсуждать десятки лет, выбивать на это деньги. Почему нельзя всё миниатюризироваттэь? Китайский фонарик послать вместо дирижабля. Повесить на него условный мобильник, который вполне дотянется связью до орбитальной станции, обладает достаточной вычислительной мощностью и хорошей камерой. Ну понятно, нужен источник энергии, теплоизоляция, но я думаю в несколько килограмм вполне можно уложиться.

[Monax]

Скорее всего проект утонет в болтовне, и ничего не будет.

Вот не понимаю, почему нужно обязательно посылать какие-то гигантские дирижабли. Которые нужно обсуждать десятки лет, выбивать на это деньги. Почему нельзя всё миниатюризироваттэь? Китайский фонарик послать вместо дирижабля. Повесить на него условный мобильник, который вполне дотянется связью до орбитальной станции, обладает достаточной вычислительной мощностью и хорошей камерой. Ну понятно, нужен источник энергии, теплоизоляция, но я думаю в несколько килограмм вполне можно уложиться.

Согласен полностью, чем проще устройство - тем оно надёжнее, добавить дублирования систем, чтобы увиличить время работы при выходе их из строя, а проект деражабля с большой вероятностью дальше разговоров - пару презентаций - и новостных вбросов в интернете врятли осуществиться.

[Vavanzer]

а проект деражабля с большой вероятностью дальше разговоров - пару презентаций - и новостных вбросов в интернете врятли осуществиться.

  Молнии, обледенение, большие "минуса" (относительно замных температур)...

Boeing планирует запустить гигантский дирижабль на Титан

  "Запуск планируется на 2034-2036 годы, однако проблемы с разработкой SLS могут сдвинуть эти сроки. Стоимость запуска оценивается в $2,5 млрд, что ставит под вопрос конкурентоспособность проекта по сравнению со Starship, обладающим большей грузоподъёмностью."
 
  Если там фигурирует это несуразное "чудовище" sls, которое уже не знают куда засунуть, с его сумасшедшей стоимостью запуска, то 100% не полетит ничего)) Тк никто не оплатит такой дорогой банкет! Любой скажет - давай лучше у Спейсов закажем запуск. И быстрее и дешевле в 10 раз!))

[alex_semenov]

Давно уже нарисовал эту схему (на  английском для Reddita, но так туда и не нашёл повода запостить).
Это еще одна попытка классификации. Классификации на 6 (от 0 до 5) качественных уровней сложности всех способов ПИЛОТИРУЕМЫХ полётов в космосе.



Тут основная мысль, что у нас по-сути нет примелимых идей для 3-го уровня. Тут - провал. Даже для 4-го и 5-го уровней у нас больше мыслей и идей, чем для 3-го.
0-й и 1-й  уровень - физически реализован. Мы понимаем как это делается и может делаться в будущем.
2-й - не реализован, но тут очень много разработок, идей, решений, проектов и мы по-сути знаем как решать эту задачу (решений - в ассортименте).
А вот третий уровень - пустота. Тут своеобразная КРАСНАЯ ГРАНИЦА реализации. До 3-го уровня у нас есть хорошо продуманные, проработанные идеи. Дальше- нет. Дальше - лишь фантазии на грани художественного свитста и мечта о чудо-движках (которых не будет) и анабиозе (до которого тоже очень далеко).
В детальных проектах тут  - провал. Мы дальше "грамотно не мечтаем". Тут - стена. Запрет.
Случайно?

[Vavanzer]

А вот третий уровень - пустота. Тут своеобразная КРАСНАЯ ГРАНИЦА реализации. До 3-го уровня у нас есть хорошо продуманные, проработанные идеи

  А почему с каждым уровнем растет количество экипажа!?) Можно ведь и на Луну по 100-1000 человек летать. Причем это более реально, чем даже 10 человек к Титану отправить!)
 

В детальных проектах тут  - провал. Мы дальше "грамотно не мечтаем". Тут - стена. Запрет.
Случайно?

Не случайно. Химические ракеты себя исчерпывают еще на уровне Марсианской орбиты. Даже к астероидам придется лететь больше 1,5х лет, за 1,5-2 а. е.  , да еще и тормозить надо каким-то чудом без атмосферы. Там уже просится дополнительная не-химическая тяга...
  А к Титанам, Энцеладам , Европам и Ганимедам, Тритонам и пр ледышкам - раз в 10 надо ускоряться. Выходить  на уровень полноценных 10-ков км/с скорости. Вплоть до 100км/с. А у нас даже топовые ионники едва ли выдают такой УИ, и имеют смехотворную тягу и ресурс по суммарному импульсу.

 Так что пока что до Титана дететь как до Альфы центавра на полскорости света, 10 лет смело можно закладывать)) 

[Rattus]

Мы дальше "грамотно не мечтаем". Тут - стена. Запрет.
Случайно?

Неслучайно. Жирная оранжевая "следовая полоса" перед красной границей, на которой ещё не было ни следа, не даёт оценить насколько на самом деле она труднопроходима. Не было пилотируемой экспедиции на Марс как proof-of-concept. Поэтому мы не знаем - что эта граница из себя представляет: может там "вышки с пулемётами", которые начнут стрелять ещё во время прохождения "следовой полосы", или же мины, а может и нет ничего этого, но уже на границе - не простая колючка, а пятиметровый бетонный забор. Не попробовав - очень трудно узнать как на самом деле.

Химические ракеты себя исчерпывают еще на уровне Марсианской орбиты. Даже к астероидам придется лететь больше 1,5х лет, за 1,5-2 а. е., да еще и тормозить надо каким-то чудом без атмосферы. Там уже просится дополнительная не-химическая тяга... А к Титанам, Энцеладам , Европам и Ганимедам, Тритонам и пр. ледышкам - раз в 10 надо ускоряться.

Спасибо, Капитан Очевидность! Это давно понятно и это далеко не главная проблема, и ещё один порядок времени - в общем-то ерунда по большому счёту. Между до Луны и до Марса - разница два порядка (- неделя и под сотню недель). Если удастся совершить полуторагодовую полноавтономную экспедицию в межпланетной среде с посадкой на малоатмосферное тело и обратным взлётом из планетарного гравиколодца - это главное достижение. А ядерный привод прикрутить, чтобы за того же порядка время добираться до орбиты Сатурна - уже дело техники...

[Dem]

А вот третий уровень - пустота. Тут своеобразная КРАСНАЯ ГРАНИЦА реализации. До 3-го уровня у нас есть хорошо продуманные, проработанные идеи. Дальше- нет.

Нет, 3й - нет мотивации. Титан - он вообще зачем? Жить там очень дорого выйдет. Да и 4 - исследовать проще роботами
А вот 5 - оно уже опять интересно, ибо из одной зоны обитаемости в другую. Хотя есть понимание что долго. И технические проекты вполне есть.