Освоение Марса

[LonelyWanderer]

Теплопотери = Площадь поверхности * К * Разность температур(°C)
Где там давление? И причем здесь вакуум, если на Марсе его нет?

Разность темреоатур между воздухом снаружи и внутри. Эта формула для стандартных условий. Она не учитывает, например, не только плотность воздуха, но и скорость ветра. Она подразумевает, что тепло с поверхности строения воздухом снимается эффективно, то есть что температура поверхности строения равна температуре наружного воздуха не зависимо от того, какая температура внутри. Учитывается только показатель теплопроводности материала. А воздух - это вообще-то не дискретная величина, либо он есть, либо его нет. Его может быть разное количество. И есть некое его количество, меньшее в сторону вакуума, когда его уже недостаточно, чтобы снимать энергию с поверхности. И тогда температура будет расти до тех пор, пока новый более высокий перепад температур не обеспечит эффективное охлаждение. Или, если воздуха совсем мало - пока не станет достаточными потери тепла через излучение.
В общем не будет эта формула на Марсе работать. Ещё раз, пролейте руки ледяной водой и подуйте в 1000 раз менее плотным холодным воздухом, и сравните эффект.  Ну марсианская атмосфера в 100 раз менее плотная, но это всё равно огромная разница.

[LonelyWanderer]

есть некое его количество, меньшее в сторону вакуума, когда его уже недостаточно, чтобы снимать энергию с поверхности.

И, кстати, вот живой пример этого - поверхность асфальта, нагретого под солнцем. Как видно, плотности даже густого земного воздуха недостаточно, чтобы снимать энергию солнца с его поверхности. Этот асфальт при плотности марсианской атмосферы нагрелся бы гораздо сильнее. Но, конечно, не в 100 раз, так как росли бы потери через излучение. А вот если на асфальт налить лужу воды, даже самую тонкую в 1 сантиметр, то температура поверхности асфальта практически не будет отличаться от температуры в слое этой воды.

[Wert]

Разность темреоатур между воздухом снаружи и внутри. Эта формула для стандартных условий.

Нет, это формула, которая описывает потери, обусловленные теплопроводностью. Теплица не повлияет на температуру окружающей среды на Марсе. Причем здесь давление? Его при расчете нигде не учитывают. Стекло охлаждается за счет не только теплопроводности воздуха, но и конвекции, и ИК-излучения. К тому же расчеты приблизительные.

 

есть некое его количество, меньшее в сторону вакуума, когда его уже недостаточно, чтобы снимать энергию с поверхности.

И, кстати, вот живой пример этого - поверхность асфальта, нагретого под солнцем. Как видно, плотности даже густого земного воздуха недостаточно, чтобы снимать энергию солнца с его поверхности. Этот асфальт при плотности марсианской атмосферы нагрелся бы гораздо сильнее. Но, конечно, не в 100 раз, так как росли бы потери через излучение. А вот если на асфальт налить лужу воды, даже самую тонкую в 1 сантиметр, то температура поверхности асфальта практически не будет отличаться от температуры в слое этой воды.

Нагрев Солнцем и теплопроводность разные явления. Асфальт нагревается из-за низкого альбедо. Где у теплопроводности альбедо?

[LonelyWanderer]

Исходя из ваших слов выходит, что формула будет работать и в полном вакууме? Ну не в полном вакууме, а с одной молекулой, температуру которой можно измерить. А если всё таки не будет, то при каком значении молекул на кубический километр она начинает работать? Есть же какое то конкретное число, ведь физика - наука точная. При какой -то низкой плотности атмосферы ее температура уже перестает играть роль для плотных тел. Пример тому - тело, находящееся в земной термосфеое. Оно не будет иметь температуру термосферы.А температура тела в термосфеое - это и есть, например, поверхность той самой теплицы. Или наоборот, холодная мезосфера, тогда какую температуру нам считать? В общем, чем ниже плотность атмосферы, тем ниже точность этой формулы.

[Wert]

Исходя из ваших слов выходит, что формула будет работать и в полном вакууме?

В вакууме вряд ли. Так как нет температуры окружающей среды. Однако можно использовать температуру до который нагревается поверхность Солнцем. Хотя неуверен. Однако для Марса есть температура окружающей среды, именно ее надо применять в формуле.

[Dem]

Теплопотери = Площадь поверхности * К * Разность температур(°C)
Где там давление?

Внутри этого самого "К". Ибо теплопроводность газа зависит от количества его молекул.
Если упрощённо, холодная молекула, стукаясь о горячую стенку, уносит кусочек тепла. В среднем одинаковый и пропорциональный разнице температуры.
А общее количество унесённого тепла пропорционально площади стенки и количеству стукающихся молекул на единицу площади.

[Wert]

Внутри этого самого "К".

Это коэффициент теплопроводности материала стенки теплицы. При давлениях Марса  и Земли это точно константа.

[Vavanzer]

есть некое его количество, меньшее в сторону вакуума, когда его уже недостаточно, чтобы снимать энергию с поверхности.

И, кстати, вот живой пример этого - поверхность асфальта, нагретого под солнцем. Как видно, плотности даже густого земного воздуха недостаточно, чтобы снимать энергию солнца с его поверхности. Этот асфальт при плотности марсианской атмосферы нагрелся бы гораздо сильнее. Но, конечно, не в 100 раз, так как росли бы потери через излучение. А вот если на асфальт налить лужу воды, даже самую тонкую в 1 сантиметр, то температура поверхности асфальта практически не будет отличаться от температуры в слое этой воды.

  Маловероятно. Там инсоляция меньше! Тогда бы и другие предметы могли бы раскаляться на Марсе до 50°С и более.  Марсоходы это сразу бы ощутили на себе!
  Равновесная температура. От нее не убежишь,))) 

[Dem]

Это коэффициент теплопроводности материала стенки теплицы.

И прилегающего к ней слоя газа

[Wert]

Этот калькулятор на Марсе совершенно не будет работать, потому что он для стандартных условий, а на Марсе разряженная атмосфера.

Еще нужно учитывать теплопотери через излучение. При 293 К по Стефану-Больцману они будут 0,42 квт*ч с м^2, за месяц 300 квт*ч.
Так что без многослойных низкоэмиссионных стекол не обойтись, но они сильно уменьшат поток света в теплицу, что ухудшит урожайность.

[vika vorobyeva]

Так что без многослойных низкоэмиссионных стекол не обойтись, но они сильно уменьшат поток света в теплицу, что ухудшит урожайность.

А не проще ли рядом с теплицей пленочное зеркало натянуть, чтобы инсоляцию внутри теплицы вдвое увеличить? Теплицы, конечно, придется ставить не вплотную, а с промежутками на эти зеркала.

[Wert]

А не проще ли рядом с теплицей пленочное зеркало натянуть, чтобы инсоляцию внутри теплицы вдвое увеличить?

И как оно будет отражать свет Солнца в теплицу?

[vika vorobyeva]

Я представляю теплицу в виде длинного полуцилиндра, ориентированного с запада на восток. Средние широты северного полушария Марса.
С южной стороны теплицу освещают солнечные лучи. С северной стороны вдоль теплицы натянуто пленочное зеркало, отражающее солнечные лучи на теплицу. На ночь теплицу закрывает непрозрачный теплоизолирующий кожух.
В южном полушарии Марса симметрично

[alex_semenov]

В южном полушарии Марса симметрично

Я смотрю, Вика, вас с возростом всё больше и больше тянет к земле...



Пусть и марсианскому но всё же ФЕРМЕРСТВУ... Оно и понятно...
 

[Wert]

В южном полушарии Марса симметрично

И как свет будет попадать в теплицу при больших углах падение света днем? И как такое пленочное  зеркало  из органического материала будет реагировать на УФ-излучение безозонового Марса в плане долговечности? Да и как вы будете накрывать кожухом десятки тысяч га теплиц в плане трудоемкости и стоимости?

[Vavanzer]

Так что без многослойных низкоэмиссионных стекол не обойтись, но они сильно уменьшат поток света в теплицу, что ухудшит урожайность.

  Так полно всяких прозрачных альтернатив, с низкой теплопроводностью. Аэрогели, вспененые стекла, органические какие то материалы...
  Дорогое правда удовольствие! Даже на Земле вся эта экзотика не всем по карману!)

   

И как такое пленочное  зеркало  из органического материала будет реагировать на УФ-излучение безозонового Марса в плане долговечности?

  Так можно и неорганическое сделать, или с покрытием, или УФ-устойчивый состав! Понятно же, что там все "неземное" будет. Не такое, что в нашей "деревне" под толщей атмосферы все используют!))

   

Да и как вы будете накрывать кожухом десятки тысяч га теплиц в плане трудоемкости и стоимости?

  Наверное стоит сначала построить 1 небольшую теплицу. И понять, надо ли оно вообще, эти тысячи гектар.
 А кожухи, накидки, их можно к примеру по принципу штор рулонных секционных сделать, по направляйкам которые раскрываются и убираются, автоматически!) Да и много других решений придумано!)

[vika vorobyeva]

Да и как вы будете накрывать кожухом десятки тысяч га теплиц в плане трудоемкости и стоимости?

Вы от меня продуманный бизнес-план желаете?
Я не агроном и не материаловед. Но уверена, что решения есть, и возможно подобрать оптимальное. Пластик разрушается ультрафиолетом? Как быстро? И нельзя ли его заменить кварцем, или другим каким стеклом?
Вместо органической зеркальной пленки можно использовать алюминиевую фольгу. Да хоть титановыми белилами покрыть, нам же не нужна идеальная зеркальная поверхность. Площадь подсвечивающей пленки в этом случае, конечно, увеличится, но насколько, и что окажется в итоге дешевле, не понять, не поставив кучу экспериментов.
И если нам нужно "десятки тысяч га теплиц", то явно речь идет не о небольшой научной станции в пару десятков человек, а о большой колонии, опирающейся на местные ресурсы. Как-нибудь придумают, чем на ночь теплицы накрывать. Не вижу здесь проблемы, честно.

[Маковец]

Я не агроном и не материаловед. Но уверена, что решения есть,

конечно есть.
 Зачем строить теплицы и ловить тусклый свет солнца. Миллионы тонн биоты прекрасно живут на глубинах под Землей, используя другие источники энергии

[Vavanzer]

Я не агроном и не материаловед. Но уверена, что решения есть,

конечно есть.
 Зачем строить теплицы и ловить тусклый свет солнца. Миллионы тонн биоты прекрасно живут на глубинах под Землей, используя другие источники энергии

  Такиона и живет, за счет падающей органики которую нарабатывают за счет "солнечной пищи" на и у поверхности. Да и прирост там небольшой совсем, в глубинах всех этих!))
  Т.е все равно получается что первое звено необходимо.
  Другой вопрос, что там выгоднее, стеклянные теплицы, или лампочки в пещерах. Солнечные панели, гелиостаты, на улице, + изотопные реакторы могут оказаться получше, чем гектары поверхностных теплиц!

[Rabbit]

Космическая радиация не погубит растения в теплице?