Колонизация Титана

[библиограф]

 

   Значит, если мы запакуем груз порционно под жесткие металлические обтекатели, они после посадки продолжат быть нужными, окажутся в перспективе очень востребованным сырьем, а не одноразовым изделием.     

А это придумал ещё Гарри Гаррисон
– «Межзвездный транспорт», – объяснил Язон, принимаясь за замок. – Я только слышал о них, а видеть не пришлось. Их строили во время последней волны галактической экспансии. Собственно, это были всего лишь огромные металлические контейнеры. Их собирали в космосе, загружали людей, аппаратуру, снаряжение и буксировали к той или иной планетной системе. Разовые ракеты и те же буксиры тормозили «М.Т.» для посадки. Транспорт оставался на планете. Корпус был готовым источником металла, поселенцы могли сразу же приступать к созиданию нового мира. Ведь транспорты были гигантские. Каждый вез не меньше пятидесяти тысяч человек.   
Неукротимая планета

[Инопланетянин]

А про какой конкретно нежданчик вы толкуете?

Ну вот смотрите - мы применяем сверхпроводники в атмосфере Титана, которым при тамошней температуре не хватает +40 для потери сверхпроводимости. Мы так же сбрасываем тепло. Атмосфера нагревается. Даже не надо чтобы по всему Титану, достаточно нагреть близлежащий объём газов на эти +40. В этот момент случается нежданчик
PS. Отсюда вывод — охлаждаться там придётся в меру, не превышая некоторый лимит, чтобы тепло успевало уйти. Или же — придётся отказаться от сверхпроводимости, по крайней мере в местах тяжёлого производства. Или или.

[LonelyWanderer]

alex_semenov, мне не совсем понятно, у вас на "Титан-экспрессе" что на другом конце от жилого тора? Солнечные батареи или что? Почему вы решили, что такая концепция лучше стандартного вращающегося тора диаметром 250 метров? Его тоже можно обмотать магнитным полем. Кстати, может я плохо искал, так как много текста, много флуда, но я не нашёл оценки того, сколько потребуется энергии на магнитное поле, какова его защитная способность, и есть ли вред для экипажа от близости к обмотке. Возможно вы также скажете, что 250-метровый тор слишком сложная задача для его создания, но и 60-метровый, извините - тоже. Если вы предполагаете надувную конструкцию - это не безопасно.
Я когда-то годы назад предлагал, и остаюсь при своём, что для этих целей лучше модульная конструкция, как МКС, только собранная в кольцо в 250 метров. Это, конечно, не значит, что чтобы получилось такое кольцо, нужно под сотню модулей - для связи между диаметрально расположенными модулями можно использовать модули-"пустышки"-  просто утепленные переходные трубы диаметром 1-1.5 метра, по которым можно либо на четвереньках переползти, либо придумать рельсовую тележку. Таким образом намного облегчится постройка, уменьшится масса, увеличится безопасность (многомодульность подразумевает, что повреждение одного модуля не скажется на безопасности экипажа).
Максимально упрощённый набросок, что я имел ввиду на схемке. Там изображено только 4 модуля, но их количество может быть разным, в зависимости от потребностей. Если бы мы посылали экипаж на сотни человек, то модули можно было бы собрать в кольцо без переходных труб, а то сделать 2, 3 и более колец. И каждый модуль мог бы выводиться на орбиту в собранном состоянии с Земли.

[Ulkolainen]

Я когда-то годы назад предлагал, и остаюсь при своём, что для этих целей лучше модульная конструкция, как МКС, только собранная в кольцо в 250 метров. Это, конечно, не значит, что чтобы получилось такое кольцо, нужно под сотню модулей - для связи между диаметрально расположенными модулями можно использовать модули-"пустышки"-  просто утепленные переходные трубы диаметром 1-1.5 метра, по которым можно либо на четвереньках переползти, либо придумать рельсовую тележку. Таким образом намного облегчится постройка, уменьшится масса, увеличится безопасность (многомодульность подразумевает, что повреждение одного модуля не скажется на безопасности экипажа).

Он хочет большого комфортабельного пространства для экипажей. Отдохновение глазу, душе, телу, всему организму в полете на долгий срок. Поэтому пространство предложено как ЕДИНОЕ, а не набор пресловутых "консервных банок"(тм)
Идея здравая, есть поводы её поддержать. Особенно с учетом того, что она еще и задел "на вырост", на более дальние-долгие перелеты.

[LonelyWanderer]

Он хочет большого комфортабельного пространства для экипажей. Отдохновение глазу, душе, телу, всему организму в полете на долгий срок. Поэтому пространство предложено как ЕДИНОЕ, а не набор пресловутых "консервных банок"(тм)
Идея здравая, есть поводы её поддержать. Особенно с учетом того, что она еще и задел "на вырост", на более дальние-долгие перелеты.

Хотеть то не вредно, возможности ограничены. Космический корабль - это космический корабль, а не дом или планета, там должно быть всё максимально функционально. Да, функция отдыха тоже должна быть. Но запуск консервных банок размером с модуль, запускаемый с Земли - резко сокращает возможные сроки сооружения. Предлагаемый alex_semenov жилой тор имеет только внешний диаметр 60 метров, но это не шар, там внутренний  диаметр 20, и всё равно там есть всяческие перегородки и т.д.,  а не просто рекреационное пространство, ведь это экспедиционный космический корабль, а не круизное судно. Если делать модульный корабль, то каждый модуль тоже может быть достаточно большим, по меньшей мере размером со Скайлэб или Шаттл/Буран, которые уже запускались, для которых носители создавались, и которые имели в диаметре до 6.6 и 6.1 метров соответственно. Это гораздо больше, чем у вас комнаты в квартирах. Мы пока флаг воткнуть туда не можем, а вы хотите запускать туда коттеджи с газонами и площадками для гольфа.

[Ulkolainen]

Мы пока флаг воткнуть туда не можем, а вы хотите запускать туда коттеджи с газонами и площадками для гольфа.

Медальку мне медальку...
Когда стареющий Брэдбери сокрушался, что "человечеству дали возможность бороздить космос, но оно хочет заниматься потреблением: пить пиво и смотреть сериалы",  я почти сразу заподозрил, что бороздить мы будем именно с пивом и сериалами, или никак. Наш магистральный путь здесь, а не через вымученные героизмы консервных банок.

[alex_semenov]

Я когда-то годы назад предлагал, и остаюсь при своём, что для этих целей лучше модульная конструкция, как МКС, только собранная в кольцо в 250 метров. Это, конечно, не значит, что чтобы получилось такое кольцо, нужно под сотню модулей - для связи между диаметрально расположенными модулями можно использовать модули-"пустышки"-  просто утепленные переходные трубы диаметром 1-1.5 метра, по которым можно либо на четвереньках переползти, либо придумать рельсовую тележку. Таким образом намного облегчится постройка, уменьшится масса, увеличится безопасность (многомодульность подразумевает, что повреждение одного модуля не скажется на безопасности экипажа).
Максимально упрощённый набросок, что я имел ввиду на схемке. Там изображено только 4 модуля, но их количество может быть разным, в зависимости от потребностей. Если бы мы посылали экипаж на сотни человек, то модули можно было бы собрать в кольцо без переходных труб, а то сделать 2, 3 и более колец. И каждый модуль мог бы выводиться на орбиту в собранном состоянии с Земли.

Едиственное, что мне понравилось в вашем дизайне - предусмотненное вами смещающийся центр тяжести-вращения (вы хорошо вникли в вопрос).  Да, видимо, для систем, вращающихся в пустоте нужна подобная система активного регулирования-компенсации (и никак иначе). Но в целом, концептуально, ваша идея мне не понравилась. Попытка облегчить конструкцию центробежного КОЛЕСА, оставив 4 отсека-спицы, привела к необходимости соединять их теми самыми "лёгкими" тоннелями... которые на самом деле - сон разума (плохая идея) ибо овчинка не будет стоить выделки. Кстати, я виде нечто подобное (даже для межзвёздных ковчегов в конкурсе Гиперион 2025). Но там предложили умнее. Сделать лифт или скорей вагонетки от отсека к отсеку. Механически сложней но по массе выйдет легче явно и люди будут пользоваться охотней чем вашими лазами (напомнило лаз в "Писмейкере" Б-36 от кабины в кормовой отсек, не пользовался, но те лётчики кто пользовались - проклинали). И вся причина этих страданий - неправильная у вас изначально хотелка-концепция (обязательно иметь что-то типа колеса). Как правильно уловил идею Ulkolainen, мы тут имеет четыре разрозненных маленьких отсека. Вместо одного большого (безопасность? непотопляемость? От части да, но только от части, палка о двух концах, и вопрос непотопляемости можно решить другими мерами и в едином отсеке). Главное возражение. Колесо. Оно останется колесом и вращаясь и отстановленным. И это не удобно. Это -обуза для корабля совершающего манёвры у планет. Другое дело "гантель". Она "колесо", только пока вращается (где-то в межпланетном пространстве). Когда вращение остановлено (на время), это просто длинная конструкция-стрела (например можно помыслить о ее аэробрекинге или стыковке с чем-то с одного из концов, не обязательно по-середине). То есть ваше "колесо" - ИЗЛИШНЕ. Нет никакого преимущества у вращающегося колеса перед вращающейся гантелью если объективно присмотреться. Одни недостатки. Нас просто приучили со времён фон Брауна и Кубрика к "колёсам" и всё.

Теперь ответы на ваши вопросы по конкретно моему дизайну.

alex_semenov, мне не совсем понятно, у вас на "Титан-экспрессе" что на другом конце от жилого тора?

Реактор. Энергоустановка. Это - ТИПИЧНАЯ компоновка электро-ядерного корабля. Наверное наиболее близкая (которая мне больше всего навеяла) - эта картинка:



Это лёгкая прочная рама, главная нагрузка к которой продольная (или на разрвы). Конец ближе к нам - надувной живой модуль. При этом видно что есть там твёрдая "сердцевина", а дополнительное "надувное" пространство надуто вокруг (топологически - тор). На другом конце рамы, на максимальном удалении от жилого модуля (другая гиря "гантели") - яденая энергоустановка с радиаторами (разумеется). Это идеальное место - максимальное удаление источника собственной радиации от жилого отсека и минимальный угол (и масса) необходимой теневой защиты (хотя если там, на том конце радиаторы, то их тоже надо защищать от прямого попадания радиации из реактора). Далее. В центре тяжести "гантели", тут хорошо видно. Пара блоков ионных двигателей и запас топлива (сферические бачки). Что мне на этой картинке понравилось? Ионные двигатели вынесены по бокам как уши чебурашки. Это значит что их можно вращать. То есть вы можете толкать эту конструкцию без вращения, как стрелу (что, видимо на рисунке и происходит) и при этом как вперёд, так и назад (реверс тяги) не меняя ориентации "стрелы". Но, что еще лучше. Если "гантель" будет вращаться, то повернув двигатели от показанного положения на 90 градусов, вы можете вращающуюся (как пропеллер) гантель толкать перпендикулярно плоскости вращения. То есть гантель может ме-е-е-е-дленно (а инонники не могут быстро) ускоряться вращаясь. При этом усилие от двигателей на излом, как я выше сказал, это плохая идея. Но в силу малости тягости - нормальная. При этом вы можете делать так же реверс тяги. То есть "пропеллер" сначала тянет перпендикулярно плоскости вращения, повернули двигатели на 180 градусов, он теперь тормозит. Очень удобно.
И последнее.
То что мне понравилось у вас. Смещение центра тяжести, так как это может происходить по разным причинам (точно центр массы никогда не будет находиться в одном месте). Вам потребовалось смещать центр массы в плоскости двумя управляющими двигателями. Но в случае гантели, подобное смещение нужно лишь в одной плоскости. При этом я предполагал, что дабы не тянуть с собой для этого балласт, подумать как бы использловать для этого либо двигатели, либо запас рабочего тела (баки с которым должны быть ровно в центре тяжести или вращения). В любом случае, длинная рама гантель - более очевидное и предпочтительное при том МИНИМАЛИСТИЧЕСКОЕ решение. То есть это - инженерный аттрактор. Точка притяжения и оптимизации. Я могу утверждать что это решение настолько оптимально, что в конечном итоге все космические корабли такого типа будут строиться именно так, как сейчас все пассажирские самолёты, сделанные разными производителями, по-сути не отличимы внешне друг от друга, потому что оптимум есть оптимум.

Солнечные батареи или что?

Нет. Мы летим далеко за линию льда во внешнюю систему, какие солнечные панели (которые всё время надо держать на Солнце, у нас надо сохранять вектор тяги и еще вращаться)? Это - радиаторы ядерной энергоустановки. Предварительная их форма и положение. Я на самом деле давно и много с ними мучаюсь. Форма, положение... Лучшая схема работы. Шары, лопасти, вот остановился на "зонтике"-крыле. И окончательного решения нет.  Как нет окончательного пока решения в выборе энергоустановки. Вот сейчас я заинтересовался поставить там вместо обычной турбины с "градирней" (как на "Нуклоне") фотовольтовый преобразователь (потому что он обещает большую удельную мощность, а этот показатель ключевой и чем он выше, тем быстрее мы будем у цели, наша мечта - добраться до Титана за год и для этого нам надо 500-600 ватт/кг сухой массы корабля, то есть энергоустановка под 1000 ватт/кг, что вообще говоря - фантастика).
И обратите внимание, что у меня центр тяжести и вращения  не в центре гантели. Видите?



Два пунктирных радиуса вращения (крупная стрелка - тяга ионного двигателя на разгон). Энергоустановка в два раза ближе к центру тяжести чем жилой отсек. Потому что я заложился что жилой отсек в два раза легче энергоустановки. Жилой (округлённо) 1000 тонн (это - базовая масса расчёта, от нее и считается весь корабль, от полезной нагрузки), энергоустановка  2000 тонн. Поэтому получается косое вращение и в области энергоустановки будет сила тяжести в 0.5g. Хотя энергоустановке в принципе безразлична сила тяжести (хотя, много зависит от ее деталей устройства и сила тяжести там может помогать избавляться от паразитного тепла).
Почему такое косое решение?
Это битва за скорость. Энергоустановка в конечном итоге характеризуется своей удельной мощностью. И чем та выше, тем лучше. Вот смотрите. Пусть мы добились от самой энергоустановки мощности 150 ватт/кг. Тогда возникает вопрос, какой массы должен быть сам корабль? Если энергоустановка будет половину массы корабля (как и предполагал AlexAV), то в итоге присоединив такой же по массе жилой отсек на другую сторону "гантели" (массой рамы и прочего мы тут округлённо пренебрегаем пока) мы получим удельную мощность всего корабля лишь половину - 75 ватт/кг (сухой массы). То есть мы доберёмся до Титана за 2.25 года (если будут все параметры описанные AlexAV). Но если мы сделаем энергоустановку в 2000 тонн, то удельная мощность корабля будет будет 100 ватт/кг и мы окажемся у Титана (на глаз) через 2 года. Хотя корабль потяжелел (и значит ему надо и больше ракетной массы, ядерного топлива, он более мощный) но возможно это имеет смысл (скорость!). Поэтому я и планировал для Пращи (которая при такой же энергоустановке) бросает грузы к Титану по Гоману и тут же возвращается назад за новым грузом -  лишь половинную мощность энергоустановки. 1000 тонн энергоустановка (сама Праща по-сути столько и будет весит, ну плюс 10-15%), 1000 тонн - полезная нагрузка. Так как нам тут не перевозить людей, а только разгонять грузы, то выигрыш во времени не важен (и он будет мизерным).  Там вообще не будет вращения и рама нужна будет только как защита от радиации груза.  Но вот для Титан-экспресса я предположил "косой" центр тяжести, тяжёлую, удвоенную энергоустановку и большую скорость полёта. Людей везём же! Не поскупимся.

Почему вы решили, что такая концепция лучше стандартного вращающегося тора диаметром 250 метров?

Я уже ответил, думаю, выше.

Его тоже можно обмотать магнитным полем. Кстати, может я плохо искал, так как много текста, много флуда, но я не нашёл оценки того, сколько потребуется энергии на магнитное поле, какова его защитная способность, и есть ли вред для экипажа от близости к обмотке. Возможно вы также скажете, что 250-метровый тор слишком сложная задача для его создания, но и 60-метровый, извините - тоже.

До расчёта магнитного поля не дошло. Я его не то что не выкладывал тут, я его и для себя не сделал. Я просто знаю от Юджина Паркера что поле в 20 тесла будет  надёжно защищать человека от  ГКЛ даже в межзвёздном, не то что в межпланетном пространстве (и тем более полностью защитит его в радиационных поясах планет и от ударов солнечных вспышек, так как там энергия заряженных частиц по сравнению с ГКЛ - ничтожна).
Кстати, статья Паркера наталкивает на идею именно торроидального жилого отсека как наиболее подходящей формы для магнитной защиты.



Так же мне известен расчёт Штерна защиты для защиты эмбрионов в межзвёздном полёте в течении 3000 лет от ГКЛ. Он посчитал достаточным (и возможным) поле в 10 тесла (при этом защищаемый объем у него куда меньше чем у нас).


 
Я же предположил 2-4 тесла, потому что мы летим не на всю жизнь, а на 5-10 лет, при этом в пути (туда-обратно) максимум на 4 года (на Титане хорошая защита от радиации). Поэтому ГКЛ мы срезаем на два-три порядка (только), а главная проблема - солнечный ветер и радиационные пояса планет (в которых нам придётся крутиться по спирали достаточно долго). Но хотя там плотные потоки, энергия частиц ничтожна.
Почему я уменьшил поле? Потому что пандемоторные силы будут рвать катушку и значит нам нужен массивный бандаж, удерживающий ее (а ещё нам потребуется термоизоляция и "капельное", но охлаждение азотом имеющихся "высокотемпературные" магнитостойких сверхпроводников, особенно когда мы у Земли близко к Солнцу). По-сути масса магнитной защиты - это и есть масса удерживающеей конструкции магнитную катушку от разрушения рвущих ее силами. При этом рвущая сила пропорциональна квадрату объема и (важный нюанс) защитить объем  (скажем сферу) диаметром 20 метров и 200 метров - разница в рвущей силе будет в... миллион раз. На это указывал Штерн (и некоторые тут умницы-умники, умнее меня вникшие в вопрос механики магнитного парашюта). Поэтому сколько энергии закачано в это поле - не важно. У нас на другом конце корабля атомная электростанция на сотни мегаватт электрической мощности. Сколько надо столько и вкачаем. Далее это придётся чуть-чуть подкачивать, но не чаще чем шины в автомобиле (хотя теоретически сверхпоровдниковый ток вечен, но на практике есть мелкие нюансы, всякие индуктивные утечки, например). Но прелесть ядерной электроракеты малой тяги в том, что тут постоянно (годами) работает электростанция и ее потребитель и взять на какие-то внутренние нужды долю малую - не сложно и не накладно ("родина" и не заметит что мы отхлебнули). Что называется "сидим на потоках!"
Обратите внимание.
Моя конструкция магнитной защиты не такая как Юджина Паркера. Тут чуть другая схема но она мне в данном случае кажется куда практичней, надёжней и уместней.
Взята она отсюда.



Во-первых каждый виток сверхпроводника - самостоятельный контур. Если от отключится - остальные будут работать. Индукционный же механизм накачки энергии в каждый отдельный проводник (вообще весь контур магнитной защиты) на схеме показан красным. Во-вторых, мне кажется компенсация поля внутри тора при такой схеме будет лучше чем в схеме Паркера (по-сути магнитное поле закачано в пространство между наружным и внутренним солноидами, там - "сгущённая" магнитная энергия "брони").



И да, магнитная защита - это вторая (если не первая) проблема пилотируемого корабля в дальний космос после или до невесомости-гравитации. И именно поэтому я выбрана гантель и магнитным полем защищается только один, относительно компактный её конец-противовес. Ничего лишнего под защиту не попадает (потому что такая защита - дорогое удовольствие). Есть отсеки не защищённые. Но туда просто редко будут ходить (тамбуры). Под магнитной бронёй не весь корабль, а только то, что внутри "конца" полезной нагрузки - люди. Мини-биом.



Да, я собираюсь сам тор-отсек - надуть из кевлара, многослойного кевлара. Почему не металл? Потому что полной защиты от ГКЛ не будет. Она будет срезана в 100 или 1000 раз, но всё равно тяжёлые частицы будут пробиваться. Тогда единственная надежда, что, если тяжёлая заряженная частица таки пробилась через магнитную броню, то она скорей всего настолько энергичная (и сечение любого взаимодействия с ней настолько мизерное), что она  пройдёт (себе с богом) через отсек не заметив на своём пути никакой материи (ни живой ни мёртвой). Хотя, конечно треки в живой материи будут остаться (отсюда переход от рентгена к бэрам - 10). Но самая жо-па будет если такая частица попадёт внутри где-то в металл (вещество c большим чем среднее Z). Тогда тут возникнет источник вторичной радиации. И нейтроны, и гамма, пи-мезоны... Весь букет. Вторичная радиация.
Поэтому мы должны по-максимому избегать использовать металл там, где его можно не использовать. Оболочка - первый кандидат. Людям интуитивно кажется что металл лучше неметалла в смысле прочности и защиты от микрометероитов. Но это не так. Если вы изучаете механику работы щита Уиппла, то вы понимаете что материал щита не так уж и важен. Многослойная структура куда важней.
Что касается общей безопасности. Идея разделить внутреннее пространство на одно общее пространство-улицу с климатом, погодой и биоциклами человека (как на Земле) и внутри уже "построить" закрытые помещения для личной жизни и работы преследует не только цель сделать изоляцию и жизнь на борту максимально комфортной но так же и  обеспечивает защиту. Помещения все предумотрены герметизируемыми от улицы. То есть, если с оболочкой даже что-то и случится ужасное (крупная пробоина и воздух быстро вышел), люди в помещениях будут изолированы, оденут спасательные скафандры и выйдут решать проблему. Люди, которых это застанет на улице - будут знать что делать. На самом деле вероятность такой пробоины, что ни у кого не останется и минуты времени добежать до любого помещения-укрытия ничтожна. И главное. Металлический корпус в таком случае вам совершенно не поможет.

Что тут надо добавить, раз зашла речь об этих деталях?

Собственно сам соленоид магнитной защиты будет очень прочным, напряженным торродидалным элементом, который сам себя распирает и чисто механически держит-формирует. Тор тут формируется прежде всего полем. Поэтому я не вижу проблемы поместить в этот напряженный силовой КАРКАС еще и надутую изнутри (при этом многосолйную, ибо нужен щит Уиппла от микрометеоритов) кевларовую (неметаллическую) оболочку жилого отсека. Внутри, конечно, придётся разместить внизу раму-пол (опять же из неметаллического композита), на которую и будет опираться весь "санаторий в горном ущелье".
Возвращаясь к металлам. Да, внутри корабля всё равно многое что будет сделано из металлов (и часто с большим Z). Этого просто не избежать.  И они на самом деле будут представлять определённую радиационную опасность для находящихся близко (опасность падает в квадрате с удалением если не по экспоненте из-за поглащения воздухом). Поэтому во-первых всё это должно быть хорошо продумано (при проектировании учитываться) и космонавты должны быть научены этому знанию (если есть большая масса металла, желательно, чтобы был более-менее естественный экран для неё, если человек спит, то рядом не должно быть серьёзных металлических масс), во-вторых члены экипажа будут постоянно иметь счётчик персональной дозы и это будет тщательно контролироваться автоматизированной медицинской системой и медиками-людьми в экипаже. Кто-то, например, увлёкшись работой с приборами учёный, может просто нахвататься больше бэров, чем сосед, который всё время полёта провёл на спортивной площадке.
Но в целом, я  думаю, вопрос радиационной зашиты в моём проекте решён очень неплохо (если не на отлично то на четыре с плюсом или двумя плюсами - точно).
Собственно и другие два ключевых вопроса (невесомость-гравитация и изоляция я бы тоже оценил бы на 4+ или даже 4++)

[Так. У меня ж... с интернетом. Все пришли с работы домой и балаболят по телефонам. "Человеку нужен человек" Лем-Тарковский.  Киевстар лёг.]

[Ulkolainen]

Главное возражение. Колесо. Оно останется колесом и вращаясь и отстановленным. И это не удобно. Это -обуза для корабля совершающего манёвры у планет. Другое дело "гантель".

И вот еще что добавлю: жилой тор, вращающийся не по своей центральной оси, а на одном из концов "гантели", получится гораздо менее восприимчивым к дисбалансам из-за перемещения внутри него людей и/или грузов. Вся сумма движимых масс так и остается сконцентрированной с одной стороны фермы, а с другой остается её стабильный противовес, корабельная "недвижимость".

Но в целом, я  думаю, вопрос радиационной зашиты в моём проекте решён очень неплохо (если не на отлично то на четыре с плюсом или двумя плюсами - точно).

А я читаю и ужасаюсь: с какой же скоростью Вы думаете и печатаете ответы. Или у Вас на разные случаи домашние заготовки есть?

[alex_semenov]

А я читаю и ужасаюсь: с какой же скоростью Вы думаете и печатаете ответы. Или у Вас на разные случаи домашние заготовки есть?

У меня страшно лагает интернет из-за русских бомбардировок энергетики Украины... а то бы я еще быстрей отписывался! Нет у меня заготовок (если не считать то, что я действительно ПОЛУЧАЮ ФИЗИЧЕСКОЕ УДОВОЛЬСТВИЕ размышляя над разными идеями и констуркциями. То есть люблю бездельничать и "летать в облаках" как Станислав Улама, когда его дочку спросили в школе, мол что ее папа делает, она ответила учительнице: в основном лежит на диване и ничего не делает). Здесь же (на форуме) лаг (пинг сигнал-ответ) как даже не с  Сатурном, а Плутоном! Пол для (как правило) какая - нибудь вменяемая реакция. Времени подумать много. Главное (заметил закономерность, поделюсь если кто сам не нашёл) не бросаться сразу отвечать. Обычно первые мысли и эмоции - самые глупые и неверные.

[О... дали свет (на полтора часа). Притушил экран (яркость до 75%) и холодильник с настольным компьютером подружились, экофлоу их обоих держи по 4, 4-5 часа (обычный интервал отключения света).]

На самом деле у меня есть "заготовка". Все картинки которые я сюда посылал я сохранил на компьютере в отдельной папке (так же сделал и с Авиабазой) и завёл там эксель-табличку с прямыми форумными ссылками на них. То есть, если я хочу сюда послать какую-то из старых своих картинок, я быстро нахожу ее с своей папке глазами, по имени в каталоге - адрес картинки в базе данных форума и вставляю ее здесь. Это сильно ускоряет процесс поиска нужных картинок и ссылки на нее (почему я тут так часто пощу одни и те же свои картинки, потому что на них легче всего найти ссылку). Вообще я присланными сюда картинками (которые я просто люблю) как бы ставлю себе метки на темы. На самом деле по картинкам помнить искать ссылку - проще. И контент легко вспоминается.
И да. Картинку желательно сделать самому. Потрудиться. Внести что-то ОТ СЕБЯ. Тогда она помнится и хорошо связывается с идеей. А если постить сюда чужую картинку, то только после того как тебе он где-то вспомнилась и понадобилась раза три (ну запала в душу своей идеей как родная). То есть, просто гадить в список своих картинок случано попавшейся картинкой-мемом-идеей - загадить весь свой каталог. Так мой каталог картинок сюда присланы, хотя я и экономил (не слал что попало, а в основном то что я сам рисую, излагая идею), всё-таки уже так разросся, что я одним взглядом уже найти что надо так просто там и не могу. То есть за всё есть плата. И надо это помнить. Нельзя объять необъятное. Значит надо выбирать.

Вся сумма движимых масс так и остается сконцентрированной с одной стороны фермы, а с другой остается её стабильный противовес, корабельная "недвижимость".

Да. Если речь идёт просто о вращении (скажем два корабля в инерциальном полёте соединились тросом и раскрутились или как у Зубрина при полёте на Марс обиталища с людьми, раскручивается разгонная ступень и обиталище), то вообще не важно где у вас там находится центр вращение (чем, единственно плох просто торос, что возможны и будут колебания вдоль него и гасить их - проблема).



Заметьте, на рисунке опять же "косое колесо". Хабитат с людьми явно тяжелее противовеса - отработанной пустой разгонной ступени и значит плечо троса со стороны противовеса - больше. Значит если в хабитате 1g, то противовес болтает-оттягивает с 2-3g. А если в хабитате марсианская тяжесть, то противовес под тяжестью земной.

Но в нашем случае почти всё время включен двигатель либо на разгон либо на торможение. И поэтому центр тяжести-вращения надо всё время "держать в уме" и именно к нему прикладывать пусть и мизерную но тягу. Поэтому потребуется следить за тем как может постепенно меняться балансировка. На самом деле там возникает масса мелких хитростей. Но проблема полёта во внешнее внеземелье, как мне кажется, тут решается очень неплохо.

Никаких чудесных открытий, решений, "новой физики" -  не надо. Много инженерного труда и воля к победе, разумеется (бабки! где бабки?).

[alex_semenov]

Он хочет большого комфортабельного пространства для экипажей. Отдохновение глазу, душе, телу, всему организму в полете на долгий срок. Поэтому пространство предложено как ЕДИНОЕ, а не набор пресловутых "консервных банок"(тм)
Идея здравая, есть поводы её поддержать. Особенно с учетом того, что она еще и задел "на вырост", на более дальние-долгие перелеты.

Да, именно так. И эти свои хотелки я привношу в межпланетную космонавтику из своего межзвёздного "опыта". Там комфорт - обязательная вещь. Ибо люди улетают туда - навсегда. И жизнь впереди не должна быть хуже жизни позади. Это - АКСИОМА. Кстати, красивое название для корабля... Жаль уже использовано...

По-сути меня потянуло проектировать этот малый хабитать после того как я пролистал и кое-где почитал работы на конукурс "Гиперион" 2025 года. Там работали в основном архитекторы (да, команда включала в себя минимальный набор спецов нужных профессий, но всё равно конкурс был по-сути архитектурным типа конкурсов EVOLO).

https://www.projecthyperion.org



Так вот, насмотревшись-начитавшись как они решают проблему жизни 1000 людей в замкнутом пространстве, что, например вертикальные структуры-колонны, скруглённые грани сильно улучшают для глаза ощущение пространства в большом замкнутом объеме (не зря в храмах ставились многочисленные колонны) я подумал, как бы это впихнуть в куда более "приземлённый" проект для Титана.

Напрямую с Гомана мне не нравилось абсолютно: в белый свет как в копеечку. От Сатурна - ну, безумству храбрых поём, конечно. И даже тему такую отдельно помню. Но тут на аэробрекинг претендует "оладушек" без внутренней жесткости, без аэродинамических качеств, надутый изнутри до 2 атм и покрытый снаружи вапще непонятно чем. На что надежды? Его же порвёт в лохмотья!

Случайно наткнулся, обратил внимание на картинку, сохранённую у себя из старого жунрала Америкн Саинтификл про вход в атмосферу и вспомнил что оставля вопрос, который "задел за душу", а я не ответил...



Обратите внимание. Открытый тут нами на модели Спейсинженера способ входа в атмосферу вверх ногами (отрицательный коэффициент подъёмной силы позволяет более плавно торомозить об тот же Марс) был открыт еще в 1950х - точно. Мы его тут с дуру переоткрыли (именно играясь с моледью торможения об атмосферу, в основном Марса). Но главная идея, которую я хочу скзать. Перегрузки, которые вы будете испытывать при торможении зависят конечно и от планеты (насколько она велика и насколько плотная у нее атмосфера) и от формы, но куда важней - скорость входа (эм-вэ-квадрат же). Так вот, очень большие перегрузки при притормаживании (не спуск, а выход на орбиту чиркнув атмосферу) будет испытать только корабль, который заходит с избыточной энергией. Но если наш груз (я о главной базе отправленной целяком на Титан, массой в 1000 т) чапал к Сатурну по Гомановской орбите, то скорость, которую он должен погасить, чиркая об атмосферу Сатурна что бы выйти на орбиту Сатурна - МИНИМАЛЬНА (не знаю какая, но меньше быть уже не может просто по законам небесной механики). И я не думаю что там будут ускорения больше чем 1-2g, что лёгкая конструкция Основной базы вполне переживёт (ей еще раз тормозить уже у Титана, если не два раза об Титан и при спуске к Титану, но на спуске  гасить уже несчастные 3 км/с).

Кто помнить "Одиссею 2010"? Там есть момент торможения в атмосфере Юпитера. Очень напряженный. К Флойду пришла это переживать "русская матрёшка"... Американцы (верней это писал британец)!...  Помните? Так вот. Обратите внимание. Они эти пол часа ужаса (не 10 минут как при выходе на орбиту Земли) переживают в своих индивидуальных "капсулах-лежанках". Каютах -боксах. То есть никаких кресел для перегрузок. Можно просто забиться в угол... Это значит что перегрузки даже в фильме были небольшие, не более 2g. Просто было страшно (кажется это была по сюжету первая такая попытка, вернее вторая, первую в книге, а не фильмы сделали китайцы, обойдя в гонке к Юпитеру всех).

Мы разворачиваем КОМПЛЕКС средств.
И главное - в их основе лежит единя идея  максимально удельно-мощной ядерной энергоустановки. Нужно по расчёту AlexAV не менее 75 ватт/кг (для корабля с полезной нагрузкой, то есть если энергоустановка 2/3 массы корабля то сама энергоустановка 113 ватт/кг. Таких нет но это мыслимо. И тогда полёт к Титану - 2,2 года. Если же добиться 500-600 ватт/кг, то полёт продлится в один конец 1 год.

Обыскался и не смог найти весовые характеристики U-Battery - видимо, считаются не актуальными для стационарной, хотя проект уже на стадии лицензирования. 10 МВт тепловой мощности, 4 электрической. Великобританская, как бы Вас это ни расстроило... Но не "Елену" же рассматривать с её 3/0,1 при 168 тонн в сборе?

Пропустил это, а сейчас прочёл и не понял. Вы о чём? На самом деле очень неплохое введение в теорию есть у Бурдакова в книге "Внешние ресурсы" 1970х. Ну и вот вам картина маслом на сегодняшний день.



Тут правда нет нужной нам мощности (до 1 ГВт). Ну вот я экстраполировать пробовал. кг/квт - обратная величина  кВт/кг.



Хотите погрузиться в пессимизм? Послушайте эту очень неплохую, толковую, лекцию.

https://www.youtube.com/watch?v=xjoTBTho1g0

1 квт/кг  - это недостижимый журавль в небе, как считается.... (хотя они говорят о киловаттах и мегаваттах, о большем не мечтают, а маленьике источники энергии удельно-меньше чем большие, что по графикам хорошо и видно).

Но двухлетний перелёт к Титану на электротяге - это почти реализм. Как раз реализм и фантазия это разница между 2 годами (<100 ватт/кг) и 1 годом в пути (>500 ватт/кг массы пустой ракеты). В два раза быстрей? На порядок вше удельная мощность потому что универсальный закон природы не обойти w ~ L²/T³ Двукратное сокращение времнен 2³ ~ 10, примерно порядок разницы в удельной мощности.

[Ulkolainen]

Пропустил это, а сейчас прочёл и не понял. Вы о чём?

Это "почти готовый" к запуску в серию ММР. 

Станция с "U-Battery" представляет собой два блока, каждый из которых имеет мощность 4 МВт(э) и 10 МВт(т).
На блоках устанавливаются высокотемпературные реакторы. Теплоноситель - гелий, выходная температура 710-750°C.
Проектный срок службы блока с "U-Battery" - 60 лет. Перегрузка топлива планируется раз в пять лет. Топливо - шаровые твэлы TRISO, обогащение чуть нижк 20%.

Цит. по  http://www.atominfo.ru/newsp/w0268.htm

[Маковец]

Николай Носов всё придумал в "Незнайке в Солнечном городе".

даже придумал вывод корабля на орбиту . сдвинув в сторону гравитацию.
 судя по тексту (подробностям)  его консультировал какой то физик.

[библиограф]

Большой Гравитонный Телескоп Давилонской  обсерватории Незнайка на Луне, 1965 год
Первая попытка построить детектор гравитационных волн - Джозеф Вебер, 1967
Электрошоковая полицейская дубинка, тоже из Незнайки. Первый американский патент -1969 год

   До расчёта магнитного поля не дошло   

Это потому, что ты не знаешь элементарной школьной физики. Про взаимодействие проводников с током не, не слыхал? 
С какой силой будут взаимодействовать два кольцевых проводника с током ( порядка миллиона ампер)

[LonelyWanderer]

Попытка облегчить конструкцию центробежного КОЛЕСА, оставив 4 отсека-спицы, привела к необходимости соединять их теми самыми "лёгкими" тоннелями...

Это лишь концепт, спиц может быть 2,3,4 - любое количество, так же как и модулей, в зависимости от потребностей. Смысл не в этом. Центральная идея модульной конструкции, чтобы каждый модуль мог быть собран на Земле, и масса и размер каждого модуля не превышал возможности ранее созданных и перспективных ракет. Модули размером со Скайлэб, Шаттл, Буран. И на орбите нужна была бы только стыковка, по образцу сборки МКС. Никаких производств, строительств на орбите, так как это уже совсем другие масштабы.  Ваш концепт, вы уверяете, что по общей массе он не будет больше, но как это запустить в космос, так как это выглядит как единое целое? Это подразумевает строительство в космосе не только путём стыковки? Это бы сделало проект резко дороже даже при той же общей массе.
Ваш концепт, если вдуматься, является частным случаем моего, где только одна связующая спица, нет переходного кольца, и только 2 модуля - 1 жилой, и 1 энергетический. И ещё центральный. Тоесть - нет гигантского монолитного тора или цилиндра, у вас всё равно модульная конструкция. Но я не уверен, что ваш 1 жилой модуль можно построить достаточно разумными средствами. Поэтому и предлагаю из меньших модулей. Как я сказал выше, принципиально их расположение и численность не важны, и это может сильно расходиться с моим рисунком. Например, в моём рисунке их 4-х модулей принципиально не важно наличие кольцеобразной переходной трубы - переходить можно через спицы - однако это означало бы, что нужно по лестнице лезть на 100 метров вверх, потом вниз. Поэтому труба.
Далее, вообще не обязательно эти модули располагать именно так, кольцеобразно. Вполне возможно из разместить максимально похоже на ваш концепт - гроздью, как ягоды, с одной стороны, а энергетическая установка с другой, как противовес. Тогда разница была бы лишь в том, что у вас единый большой удобный модуль, а у меня - связка, наподобии МКС. Но в том то и дело, что МКС строили по модулям, очевидно потому что это дешевле, чем строить что-то одним большим куском. И с межпланетной станцией была бы такая же история.

Что ещё хочу заметить по вашему тексту: вы слегка преувеличиваете опасность металла по сравнению с кевларом. Я знаю, что есть наведённая радиация. Но станции Мир, МКС, много лет болтавшиеся в космосе состоят из металла, и, по-моему, не особо защищены от галактических лучей.
В оправдание к вашему концепту, я бы сказал, что его можно больше обдумать. Размещение всего централизованно в одном объекте позволяет модифицировать ваш главный жилой модуль таким образом, чтобы, например, спальные и рабочие места были в самом его центре, на жилом модуле снаружи разместить топливные баки и некоторые агрегаты.  В общем существенно защитить различными материалами внутренний объём от галактических лучей. В моём варианте с разнесёнными в пространстве модулями это было бы гораздо сложнее. Но собрать-то в один ком всё можно, но что-то нужно же оставить в качестве противовеса.

[alex_semenov]

Это потому, что ты не знаешь элементарной школьной физики. Про взаимодействие проводников с током не, не слыхал?
С какой силой будут взаимодействовать два кольцевых проводника с током ( порядка миллиона ампер)

Если ты тут такой умный пи-с-То-бол (итальянское прозвище, типа Труфальдино из Бергамо), то сам сделай расчёт доказывающий что я- мудак! Что слабо? Слабо!!! Хрен же сделаешь! Кишка тонка. Потому что сам - неуч, слышал звон но не знает где он, но остальных поучать - любишь!

[библиограф]

Ишь, как развонялся!
 Верещи себе на здоровье, высерок. Чем громче, тем нам веселее!
Прежде чем писать, я, разумеется, посчитал.
Силы получаются просто чудовищные, причём, зависеть будут от диаметра провода, по которому идет ток.
От десятков до сотен тысяч, и миллионов ньютонов. 
 

[alex_semenov]

Ишь, как развонялся!
...Прежде чем писать, я, разумеется, посчитал.

Где расчёт! Расчёт в студию!
Мозгов на него не хватает? А ведь не хватает! То что ты там посчитал, я сам себе в уме тоже насчитал. Для начала, откуда миллион ампер? Точно можно показать сколько будет? Ась? Далее... Но не будем забегать... Сама, сама, сама...

То что нагрузки будут предельными - я это выше и сам сказал. Но нагрузки технически возможные. Хотя, да, магнитная защита возможно и сожрёт те самые 400 тонн запаса что я взял для жилого модуля вместо 600 тонн 1000 тонн.

[библиограф]

 Ошибка у меня, не миллион а миллиард ампер. Для поля 10 Тесла внутри кольца радиусом 50 метров.
Магнитная постоянная - величина очень-очень небольшая, вот беда, всего-то
μ0 ≈ 1,2566370614 · 10−6 Н/А2.
Умножив её на ток миллиард ампер и поделив на диаметр кольца -100 метров, получим B = 10 Тесла
Кстати, и кабель, даже сверхпроводящий миллиард ампер не выдержит, критический ток в сверхпроводнике
хоть и большой, но конечный.
Даже обычный сверхпроводящий томограф с полем всего 1.5 Тесла - очень громоздкий прибор.
А если поле увеличить на порядок, можно осуществить диамагнитный подвес лягушки
Шнобелевская премия 2000 года
 https://elementy.ru/kartinka_dnya/1798/Levitiruyushchaya_lyagushka?ysclid=mm2h52z16621115158

[Ulkolainen]

итальянское прозвище, типа Труфальдино из Бергамо

Зачем какие-то прозвища, когда можно вывести титул: [A man, who make the] peace to ball. С некоторыми оговорками - почти Коперник.
И вообще - зачем это? С чего вдруг на ровном месте такая жесть?

[LonelyWanderer]

Это - радиаторы ядерной энергоустановки. Предварительная их форма и положение.

Я понимаю, что собственные идеи трудно кому-то передать, и вам многомодульная кольцевая конструкция не нравится. Но я бы всё-таки хотел предложить вам "гантель", состоящую либо из 2-х диаметрально расположенных жилых модулей, и 2-х рекреационных (сельскохозяйственных) модулей ближе к центру, и агрегатного, двигательного отсеков в центре. Либо гантели из одного жилого отсека на одном конце, и рекреационного (с/х) на другом конце, с агрегатным в центре. Это позволит уменьшить общую массу, так как рекреационную зону не обязательно размещать в зоне 1g, а можно, например, в зоне 0.2g, что в разы сократит массу конструкций. И агрегатный отсек полностью, вместе с радиаторами и прочим можно разместить вдоль оси вращения, что опять же снизит массу конструкций. То есть в зоне 1g останется только жилая зона. Кроме того, это обезопасит всю экспедицию, так как есть 2 независимых жилья, можно переселиться на случай ремонта. Или во 2-м варианте, там 1 жилой модуль, но я подчеркнул размеры рекреационного, так как он в зоне уменьшенной гравитации, а значит его можно сделать бОльшими по размеру (благодаря размерам часть зоны может быть использована для временного проживания на случай ремонта жилого модуля). Все агрегаты по прежнему в центре, что минимизирует их материалоёмкость и массу. У вас же и зелень какая то предполагается (а значит и земля для них), и энергоустановка, и всё это будет подвергаться искусственной гравитации, а значит будет требовать веса конструкционных материалов, удерживающих этот вес.
Но все эти варианты подразумевают необходимость некоей трубы-перехода между модулями, а не просто тросы или открытые рамы.