Освоение Марса

[petrovich1964]

Цитата: ivanij от 25 Июл 2024 [17:23:02]
за МКС надо держаться всеми 4-мя лапами! И по возможности развивать, ибо на данном этапе это единственное, что ещё содержит хоть какую-то перспективу пилотируемой космонавтики.

не все это понимают (что мы должны радоваться тому что есть сейчас). более того мне думается что скоро эту мкс "спустят в прорубь", и пилотируемой космонавтики вообще не будет.

Не все понимают износ техники. Некоторые продолжают ездить на "убитой" машине, латать которую дороже чем купить новую.

[ivanij]

Не все понимают износ техники. Некоторые продолжают ездить на "убитой" машине, латать которую дороже чем купить новую.

 Только не износ, а ресурс. Конструкция современной техники опирается на т.н. "блочную компоновку", когда замена исчерпавших ресурс сборочных единиц позволяет продлить срок службы всего изделия. Отвечает ли конструкция МКС этим требованиям, рядовым гражданам, естественно, неизвестна.
  Конечно, вы правы, латать старое не надо, но надо отслеживать процесс исчерпания ресурса, заложенного при конструировании и производстве МКС, для того, чтобы вовремя заменить её на новую. И что важно, при учёте опыта работы старой. 

[Dem]

Отвечает ли конструкция МКС этим требованиям, рядовым гражданам, естественно, неизвестна.

Усталостные трещины в Заре и Звезде есть. Как там в американских модулях не знаю.

[Лунный заяц]

Отвечает ли конструкция МКС этим требованиям, рядовым гражданам, естественно, неизвестна.

Усталостные трещины в Заре и Звезде есть. Как там в американских модулях не знаю.

Усталостные? Кто же в невесомости гнёт и плющит МКС, что там откуда-то взялась усталость металла? 

А вот отрывок из интервью со специалистом:
— Действительно, есть даже такое понятие в технике: «усталостные трещины». Но ученые, техники, инженеры и с российской, и с американской сторон сказали, что это точно не они. Потому что области, в которых были обнаружены эти микроутечки, не находятся в «нагруженных местах».

[ivanij]

   

Усталостные? Кто же в невесомости гнёт и плющит МКС, что там откуда-то взялась усталость металла?

Да откуда угодно. 1. По станции передвигаются люди. 2. Иногда включаются и работают какое-то время двигатели ориентации. 3. Причаливают транспортные корабли и т.д. Всё это создаёт определённые циклические нагрузки на конструкцию МКС. Причём, эти нагрузки абсолютно непредсказуемы и носят случайный характер. Причём, самое ничтожное усилие вызывает в конструкции микроскопическое повреждение. За длительный промежуток времени накопление усталостного повреждения становится заметным. Учесть и рассчитать это в принципе можно. См. например:

Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М: Машиностроение, 1984. — 312 с.

[ivanij]

 Кстати, Сергей Крикалёв говорит примерно о том же:
 

Действительно, есть даже такое понятие в технике: «усталостные трещины». Но ученые, техники, инженеры и с российской, и с американской сторон сказали, что это точно не они. Потому что области, в которых были обнаружены эти микроутечки, не находятся в «нагруженных местах». А наибольшая вероятность появления «усталостной трещины» именно там, где циклическое нагружение максимально. Поэтому пока ответ на этот вопрос не найден.

  При этом, если микроутечки не находятся в нагруженных местах, решительно ничего не значит, т.к. усталость непредсказуема и известны, например случаи, когда трещина, зарождающаяся от статической нагрузке при переходе к циклическим испытаниям останавливалась в росте, а усталостные трещины возникали совершенно в другом месте. И наоборот. Подтверждено экспериментально ещё в 1960-х годах.
 И это ещё не всё. Следует обязательно учесть воздействие космических излучений на конструкцию. Они тоже влияют (да ещё как!) на несущую способность конструкций, особенно, при длительных полётах. Думаю, это непременно следует учитывать при планировании марсианских экспедиций. Значит, даже при окончании активной эксплуатации МКС её ни в коем случае не следует спускать с орбиты и тупо топить в Тихом океане, а обязательно исследовать структуру материалов, из которых сделаны силовые конструкции, в земных лабораториях. Был когда-то в СССР институт, который подобными вопросами занимался. С выдающимися специалистами и солидной (по своему времени, разумеется) экспериментальной базой. В качестве "наводки" могу рекомендовать для ознакомления журнал "Проблемы прочности". Точнее не могу, ибо das ist politik.

[Лунный заяц]

Да какая разница, усталостные, не усталостные. Главное, что трещины есть. И это ставит под вопрос возможность создания действительно долговременных обиталищ людей в космосе – будь то цилиндры О'Нила или корабли поколений.

Может, трещины от того, что металл слишком тонкий? А сделать потолще и будет норм...
(Если что, сопромат я не учил. Не бейте сильно)

Значит, даже при окончании активной эксплуатации МКС её ни в коем случае не следует спускать с орбиты и тупо топить в Тихом океане, а обязательно исследовать структуру материалов, из которых сделаны силовые конструкции, в земных лабораториях.

То есть распилить на орбите и запихать куски в спускаемый аппарат?

[ivanij]

Да какая разница, усталостные, не усталостные.

Это крайне важно.

То есть распилить на орбите и запихать куски в спускаемый аппарат?

Что-то в этом роде. Однако и эта задача очень непростая. Надо знать точно, откуда и что именно вырезать. И тот факт, что материаловедческие эксперименты на орбите уже проводились и не один раз, проблему не решает. Ведь одно дело образец и совсем другое - реальная деталь, побывавшая в эксплуатации и выработавшая полностью или частично свой ресурс. 

[Rattus]

По станции передвигаются люди.

Громко топоча коваными ботинками по люменевому полу?

Иногда включаются и работают какое-то время двигатели ориентации.

Не закреплённые на силовой раме с демпферами в исходно рассчитанных местах, а приклеенные на суперклей к обшивке?

Причаливают транспортные корабли

Кажный раз лихо стукаясь о шлюзы?

и т.д. Всё это создаёт определённые циклические нагрузки на конструкцию МКС.

Вот разве что и т.д. в виде постоянных вибраций от работы СЖО (каковые также являются одним из ключевых препятствий к установке на этой термосферной карусели действительно высокоточных приборов астрономических исследований) могут иметь непосредственное отношение к проблеме.

эти нагрузки абсолютно непредсказуемы и носят случайный характер... Учесть и рассчитать это в принципе можно.

Добъёмся неукоснительного соблюдения взаимоисключающих параграфов!

И это ещё не всё. Следует обязательно учесть воздействие космических излучений на конструкцию. Они тоже влияют (да ещё как!) на несущую способность конструкций, особенно, при длительных полётах.

Безусловно нужно! Причём ещё следует учесть часть излучений, отражённых от Луны. В качестве тестового объекта можно использовать различные салазки и направляющие на станции. Это большая тема, которая потянет минимум на диссертацию, причём уже есть название: "Влияние рассеянного немонохроматичного излучения в диапазоне длин волн ... низкой интенсивности на прочностные характеристики сплавов марок ...".

Более того - нельзя исключать действие на конструкции станции и приливных сил! Для изучения этого влияния на противуположных концах станции следует установить два достаточно крупных резервуара, один из которых должен быть наполнен водой, а между ними находится трубопровод с реверсивным насосом, с помощью которого будет происходить перекачка воды из резервуара в резервуар с установленной периодичностью. Название темы исследования: "Изучение воздействия периодических переменных микрогравитационных нагрузок на прочностные характеристики конструкций путём циклической транспортировки жидкого монноксида диводорода между изоволюмическими резервуарами".

Однако и эта задача очень непростая.

Зато какая финансово-ёмкая!

[petrovich1964]

Следует обязательно учесть воздействие космических излучений на конструкцию

Основное это нагрев от Солнца, тепловое расширение.

[Vavanzer]

Конечно, вы правы, латать старое не надо, но надо отслеживать процесс исчерпания ресурса, заложенного при конструировании и производстве МКС

  Она вродь так устроена, изначально, что можули можно бесконечно менять на новые, по мере изгоса старых.  Что собственно и делают!

Более того - нельзя исключать действие на конструкции станции и приливных сил!

   Там еще и давление действует, внутреннее.
 А тк жесткая экономия на массе, я так понял, сама конструкция расчитана "на грани фантастики", т.е у нее нет почти запаса прочности, такого как к примеру у жд-цистерны толстостенной)))
 

Главное, что трещины есть. И это ставит под вопрос возможность создания действительно долговременных обиталищ людей в космосе – будь то цилиндры О'Нила или корабли поколений.

  Так не пожалейте "космического" материала! И будет долго работать и не разваливаться!)) Тут банальная экономия на массе конструкции , естественно в ущерб ее прочности и долговечности.,изза ограниченности в возможностях дешево запускать что либо на орбиту! 

 Ну и не забываем что как решето она вся пробита шальными частицами !
  То же самое будет и с межпланетным лайнером, только еще хуже!

[Rattus]

тк жесткая экономия на массе, я так понял, сама конструкция расчитана "на грани фантастики", т.е у нее нет почти запаса прочности, такого как к примеру у жд-цистерны толстостенной

В таком случае у конструкции заранее должен быть оговорен расчётный срок службы. И, к слову, об этом были упоминания ещё на заре строительства станции. Которые сроки продлялись колегиальными решениями организаторов проекта. Ну так чего в таком случае удивляться, что машинка спустя четверть века работы в полную нагрузку начинает разваливаться?

[ivanij]

Следует обязательно учесть воздействие космических излучений на конструкцию

Основное это нагрев от Солнца, тепловое расширение.

Не только. После 1971 года нам это слишком хорошо, увы, известно.

[ivanij]

такого как к примеру у жд-цистерны толстостенной)))

Цистерна-то как раз тонкостенная, только с местным подкреплением в опорах.

[ivanij]

такого как к примеру у жд-цистерны толстостенной)))

Цистерна-то как раз тонкостенная, только с местным подкреплением в опорах.

Добавлю, что тонкостенной считается конструкция, у которой отношение радиуса цилиндра к толщине не менее 10. Для реальных цистерн это отношение гораздо больше. У МКС, конечно, суммарная толщина гораздо больше, но там ещё и слой теплоизоляции (когда-то это называлось ЭВТИ, как сейчас - не знаю), а может, что-то ещё.   

[ivanij]

Она вродь так устроена, изначально, что можули можно бесконечно менять на новые, по мере изгоса старых.  Что собственно и делают!

Охотно соглашусь, что так оно и есть. Однако не все модули/сборочные единицы/узлы можно легко заменить. Тем более, если речь идёт о силовой конструкции. А именно её повреждаемость и есть самая большая проблема. Каждая отдельно взятая нагрузка на первый взгляд мелочь, даже иногда не всегда поддающаяся измерениям. Но когда таких "нагрузочек" много, да ещё и в течение значительного времени (причём, каждая, даже самая ничтожная, вызывает микроскопическое повреждение), это может привести к самым неблагоприятным последствиям.

[vika vorobyeva]

Физики предложили согреть Марс наночастицами железа и алюминия: https://naked-science.ru/article/astronomy/sogretyi-mars

Чтобы вернуть Марсу прежнее тепло, группа американских физиков предложила распылить над его поверхностью искусственную пыль из наностержней алюминия и железа. Марсианская пыль, вздымаемая ветром вверх на десятки километров, рассеивает и поглощает тепловое излучение. Подобного аэрозольного эффекта можно добиться с помощью наночастиц размером с обычные блестки. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science Advances.
Физики с помощью климатической модели с многослойной атмосферой сымитировали воздействие наностержней длиной девять микрометров и сечением 0,16 на 0,16 микрометра (соотношение сторон — 60:1). Расчеты показали, что такая металлическая пыль, подчиняясь броуновскому движению, поглощает и рассеивает солнечный свет активнее марсианской пыли и будет оседать примерно 10 лет. После распыления наночастиц в самый теплый период в году парниковый эффект создаст условия почти в пять тысяч раз эффективнее для таяния подповерхностной воды, чем нынешние.
Модель показала, что такой аэрозоль может повысить глобальную температуру планеты до 245 кельвин, или минус 28,15 °С. Нынешняя средняя температура равна 210 кельвин, или минус 63 °С.
...
Спустя несколько месяцев после потепления, по прогнозу физиков, атмосферное давление на Красной планете вырастет примерно на 20%, затем — еще в 2-20 раз. Уплотнение атмосферы может занимать столетия — столько времени уйдет на испарение углекислого газа.
...
Графен может справиться с нагреванием Марса еще эффективнее, подытожили авторы исследования.

Оригинальная статья: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4650

[archetip-z]

Оригинальная статья: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4650

Да, вскрыть вулканы термоядерными фугасами чем проще и быстрее

[Dem]

Усталостные? Кто же в невесомости гнёт и плющит МКС, что там откуда-то взялась усталость металла? 

10 тонн на м2. Притом гуляющее туда-сюда. Плюс нагрузки при поворотах.

Не закреплённые на силовой раме с демпферами в исходно рассчитанных местах, а приклеенные на суперклей к обшивке?

Кажный раз лихо стукаясь о шлюзы?

Демпферы избавляют только от ударных нагрузок.
А какой момент инерции у модулей в десятки тонн и что будет с тонкостенной трубой на торцах которой такие массы при угловых ускорениях?

[ivanij]

емпферы избавляют только от ударных нагрузок.
А какой момент инерции у модулей в десятки тонн и что будет с тонкостенной трубой на торцах которой такие массы при угловых ускорениях?

Конечно. Так оно и есть.
 Однако, замечу. что для будущих марсианских модулей будет важна другая проблема, а именно абразивный износ. Вроде бы давление марсианской атмосферы ничтожно, тысячные доли против земного, но при этом оно вполне достаточно, чтобы переносить огромные массы пыли на колоссальные расстояния с большой скоростью. И что тогда будет со стенками обитаемых станций и их силовыми конструкциями?