Освоение Марса

[Ремвер]

Ну так и масса астероида на много порядков меньше земной. Кроме того, геотермальные источники энергии не только радиоактивные. Это и гравитационная дифференциация вещества, и приливное трение.

Ну так купола можно и над лунными кратерами накрывать, раз такое дело. А плёнку можно притягивать тросами из множества узловых точек по всей площади поверхности. Ничего, в целлофановых биг-бэгах десятки тонн грузов перевозят, прочность нормальная.

[LonelyWanderer]

Вот как может выглядеть поэтапно достаточно реальная колонизация Марса до столь масштабного проекта, как терраформация, но с вполне комфортными условиями для жизни.
В 3 основных этапа:

1. Проект Mars One. Десятки человек. Начало выкапывания подземелий.
2. Развитая сеть подземелий.  Тысячи человек. Зелёная подземная зона с освещением (с полным или с частичным в совокупности с искуственным) через толстые рассеивающие линза-окна, куда будет фокусироваться свет от зеркал. Полная готовность в срок от десятков до сотен лет.
3. Полностью сформированный город. Население, в зависимости от размеров купола - от десятков тысяч до сотен тысяч человек. Зеленые насаждения  от солнечного света на поверхности, а также в первоначальных подземельях, в основном уже от искуственного. Жилье и промышленность под землёй. Срок окончательной реализации от сотен лет до тысяч лет (из-за трудоёмкости отлива толстого купола).

Надеюсь из рисунка всё понятно

[Technecy]

Муравейник.

[Arton]

Нет, Человечник – это звучит гордо!

[Arton]

Т.е. вы считаете, что радиоактивных элементов в горных породах астероидов на много порядков меньше, чем в земных?

Я не считаю, что распад радиоактивных элементов является главным источником тепла недр.
Тем более, недр астероидов.

[AlexOrex]

(из-за трудоёмкости отлива толстого купола).

Боюсь, что литое стекло такой величины лопнет в тысяче мест еще при остывании отливки, не говоря уж о температурных деформациях при эксплуатации. Плюс текучесть стекла может проявиться. Лучше проектировать сборный купол из отдельных стеклопакетов на каркасе - безопаснее, проще ремонтировать. Пробил метеорит стекло - давлением в дыру хлоп- затянуло пленочный клапан, доселе сложенный у элемента каркаса. Мелкий метеорит - вспенился заполнитель стеклопакета и заткнул дырку.
Это может быть вообще не купол, а относительно плоская кровля на опорах, стабилизированная вантами. Ей хоть не так страшна потеря опоры на атмосферу при разгерметизации. Пространство под кровлей поделить на герметизируемые отсеки для надежности. Причем она может даже не быть стеклянной, а передавать свет через массив конструкции полосами зеркал (как в Стенфордском торе) или солнечными концентраторами и световодами.

Я как-то тут предлагал всю Элладу так застеклить, но можно ограничиться долиной Маринера для начала . Если крыша намного выше уровня "зеленой зоны", давление атмосферы под ней будет меньше, что уменьшит массу и нагрузки, но стабилизирущие опоры получатся с Эверест. Собственно, конструции высотой пару-тройку километров на Марсе могут быть вполне достижимы.
В голову пришел БредЪ - огородить Элладу стенкой километров 300 высотой - и крыша не нужна . Закачать туда атмосферу с остального Марса и немного подкачивать по мере перетекания ее через верх.

[Okub62]

Стекло опасно. Что-то типа лексана, наверное.

[taurus23]

колонизация марса,это актуально для отдаленного будующего...сейчас нужно все силы бросить на спасение земли..или мы обратим эту прекрасную планету в марсианскую пустыню,в результате своей идиоцкой деятельности,а потом переселимся в такую же пустыню у черта на куличках...?))очень достойное решение,для хомо сапиенс...))

[Проходящий Кот]

А причем тут эта тема?

[LonelyWanderer]

 С трудом представляется конструкция, удерживающая толстую огромную крышу... Масса конструкций - каркаса, вант и т.д будет сопоставимой с массой этой крыши. Но и купол с краев отлить технологически почти невозможно, т.к. при постепенном росте будет расти нагрузка на края до невероятных размеров при том, что купол еще не приобрел несущей формы и нет внутреннего давления.
В итоге вывод: нужно сначала делать каркасную легкую, тонкую конструкцию, расчитанную на мизерное избыточное давление. Закачать туда слабую атмосферу, чтобы конструкция уже лежала на ней. Затем этот каркас сверху заливается сплошным стеклом, максимально равномерно. Атмосфера закачивается параллельно увеличению толщины купола. Пока не достигается 0.5-1 атмосфера. Но нижний каркас остается для крепления к нему устройств, способных заделывать небольшие пробоины.
Эллада слишком большая Такие купола вряд ли могут превышать несколько километров диаметром.

[Arton]

Вы забыли про подпорки, задача которых не поддерживать «крышу», а тянуть ее вниз.

[LonelyWanderer]

Вы забыли про подпорки, задача которых не поддерживать «крышу», а тянуть ее вниз.

Ну подпорки. Вообще, технологию строительства можно разную придумать, можно с помощью подпорок, вантов и т.д. построить лёгкий каркас, на который уже заливать стекло. Можно из плёнки, или прорезиненной ткани, или прочего герметичного материала (достаточной толщины) надуть купол, на нём разместить теплоизоляционные герметичные материалы, на которые уже заливать жидкое стекло. Можно на купол сразу тащить стеклянные блоки некоторой толщины, например, сантиметров 30 (на транспортных средствах с очень маленьким удельных давлением - на очень широких резиновых гусеницах) с подходящим с срезом, стыки затем заливать жидким стеклом. Или даже сразу не заливать стыки, а просто укладывать стеклянные плиты. Но удерживающий материал тогда должен быть достаточно прочным. Лучше вообще из кевлара какого-нибудь. По мере увеличения массы увеличивать атмосферное давление. Как зальётся сплошной купол - технология наращивания толщины значительно упростится.

[SY]

Стекло опасно. Что-то типа лексана, наверное.

Использовать полимер акриловой кислоты (акрилат)
Стоек к УФ и очень прочен. Но лучше использовать триплекс: каленное стекло - акрилат - стекло. Это что-то подобное лобовому стеклу у автомобиля. Для лучшей теплоизоляции использовать многослойный стеклопакет.

[Проходящий Кот]

А смысл такого купола, когда гораздо безопаснее иметь подмарсианские  жилые города с минимумом связей с поверхностью?

[Ремвер]

Люди смогут жить и в литоскрёбах. "Вид" из окна, правда, не очень. Да и само окно - просто лампа дневного света за шторкой. Но вот для растений пространства под землёй не напасёшься. Одними грибами ведь сыт не будешь. Ну и куда как приятней, поднявшись на поверхность, погулять по парку, а не в скафандре по каменистой пустыне. 

[LonelyWanderer]

А смысл такого купола, когда гораздо безопаснее иметь подмарсианские  жилые города с минимумом связей с поверхностью?

Безопаснее это понятно. На втором этапе после поверхностных модулей так и будет. Но все-таки, люди не кроты, они будут знать о земном комфорте, лесах, лужайках, водоемах, солнце и т.д. И будут хотеть этого. С помощью куполов можно реализовать похожее. Тут главное даже не столько выращивать овощи на поверхности (это можно осуществлять и под землей искуственным освещением в многоэтажных фермах), сколько иметь рекреационные возможности. Хотя лучше совмещать, создавать парки не из каштанов или тополей, а из фруктовых деревьев, цветники делать из растений, имеющих съедобные плоды или луковицы и т.д.
Кроме того, цивилизация, живущая под куполом будет заинтересована в полной терраформации Марса, которая возможна, и заинтересованы в ней будут не только очень далекие потомки, которые смогут пользоваться плодами трудов, но и сами жители подкупольных поселений - т.к. по мере роста давления купола будут все легче и проще. Нужна заинтересованность в терраформации, а при ставке на полное подземелье такой заинтересованности не будет.
Кстати, по поводу теплоизоляции, стеклопакетов и т.д - не нужно усложнять конструкцию. При толщине стекла в несколько метров и слабой внешней атмосфере потери тепла будут не высоки. Парниковый эффект, тепло, выделяемое городом, всеми подземными этажами будут обеспечивать нормальную температуру под куполом, и даже с избытком - энергия ведь будет еще поступать извне от солнечных электростанций, которая в итоге будет полностью преобразовываться в тепло.

[LonelyWanderer]

Более того, скажу что если под куполом строить многоэтажные постройки со значительных населением и сельским хозяйством балланс тепла будет зашкаливать в положительную сторону. Во-первых, подземные этажи будут терять минимум тепла и перегреваться, отвод тепла под купол (который сам по себе парниковый, и будет обеспечивать теплом процентов на 70-80, если не на 100),  будет вести к перегреву. Чтобы снабжать электричеством хотя бы несколько этажей подземелья под куполом, нужна площадь сбора солнечной энергии извне купола, превышающая площадь самого купола как минимум во столько раз, во сколько площадь подземелий будет превосходить площадь купола.
Итого, для теплового баланса такой схемы годится лишь 2-3 подземных этажа, с относительно небольшим населением. Т.е. под километровый купол не впихнешь в многоэтажные конструкции миллионое население. Дальше идёт перегрев и необходимость сброса лишнего тепла. Из чего следует, что, возможно, сельское хозяйство выгоднее перемещать под дополнительные купола, рядом стоящие, куда будет поступать излишнее тепло. Т.е. сельское хозяйство будет под солнцем, без необходимости выработки электроэнергии, производства ламп и т.д.

[AlexOrex]

У меня была мысль сельское хозяйство в кровлю выносить. Водорослевые культуры, по крайней мере, пустить в коллекторы, закрепленные в окнах. А через просветы между коллекторами свет попадет на жилые уровни. Попробовать фотовольтаическое стекло или частично-зеркальное стекло, фокусирующее ненужный свет на солнечных батареях. В сельскохозяйственных модулях и коллекторах, насколько понимаю, давление может быть и 0,1 атм (правда, проблема с компрессией-декомпрессией кислорода и углекислоты, если их там перерабатывать)

[LonelyWanderer]

Способов купольного строительства можно придумать великое множество.
Вот ещё 1 мелкомасштабный способ, годный для предварительного опробирования до постройки крупномасштабных куполов.

Арочный ледяной парник-иглу. Делается из доступного и легко-обрабатываемого материала - льда. Для прозрачности лёд должен делаться из чистой воды, в идеале дистиллята. Вместо трудоемкого отлива как целое применяется арочное строительство. Вся конструкция будет держаться и без внутреннего атмосферного давления. Вес ледяной арки должен лишь слегка преобладать над внутренним давлением - тогда лёд долго не будет деформироваться. При внутреннем давлении 0.3 атмосферы (она, соответственно, должна быть обогащена О2) толщина ледяной стены составит 10 метров.  Весь купол может иметь тогда размеры метров 500.
Снизу на купол будет давить 2-3 слоя прозрачной эластичной герметичной пленки - точно так же, как автомобильная камера, не способная сама держать большое давление, она опирается на шину, а здесь - на тяжёлый ледяной купол.
Чтобы купол не плавился, а для растений была положительная температура - внутри строится отдельный парник. Чтобы была значительная разница между двумя пространствами (например, +20 и -10 градусов), излишки подкупольного тепла должны отводиться наружу с помощью радиатора, а под парник должно поступать дополнительное тепло.
Здесь, правда, у меня возникает вопрос, насколько прозрачным можно сделать 10-метровый лёд..

[LonelyWanderer]

У меня была мысль сельское хозяйство в кровлю выносить. Водорослевые культуры, по крайней мере, пустить в коллекторы, закрепленные в окнах. А через просветы между коллекторами свет попадет на жилые уровни. Попробовать фотовольтаическое стекло или частично-зеркальное стекло, фокусирующее ненужный свет на солнечных батареях. В сельскохозяйственных модулях и коллекторах, насколько понимаю, давление может быть и 0,1 атм (правда, проблема с компрессией-декомпрессией кислорода и углекислоты, если их там перерабатывать)

Мысль на самом деле интересная. У меня было мелькнуло, что можно и купол создать, наполненный водой (что было бы гораздо проще сделать), но не получится из-за свойств жидкости - в нижней части купола давление больше и он порвется. Поэтому водяная крыша может быть только плоской, и на значительных опорах, ибо любая деформация крыши ведёт к перепадам давления и разрушению её. Такая водяная крыша для давления в 0.5 атмосфер на Марсе должна иметь толщину около 15 метров, что достаточно для разведения там всякой водной живности. Для создания давления на крышу, достаточного для существования воды при приемлимых температурах нужно иметь хотя бы 0.04 атм. давления (таблица снизу), температура кипения - 28 градусов. Живность сможет нормально развиваться, т.к. с глубиной давление будет расти, и в нижней части бассейна будет 0.5 атм.  Для создания 0.04 атм. на бассейн должно давить стекло (если кварцевое) толщиной 50 см.
Правда мне кажется, что это не оптимальный вариант. Продуктивность воды все-же ниже, чем грядок, на единицу площади. Потом в случае чего - потоп, полное  разрушение океанариума из-за перепада давлений...
Первую колонию можно построить во впадине  Эллада. Вырыть там достаточно большую яму, или найти такую, или атомную бомбу взорвать. Как известно, на её дне вода может существовать при температуре до 10 градусов. Значит, если создать там водоём просто покрыть его пленкой, дабы не испарялся - чтобы вода конденсировалась и возвращалась назад, и согреть его внешним источником питания (а лучше ещё накрыть парником) градусов до 6-7 тепла, то можно выращивать водоросли и рыбу. А базу можно пустить на дно этого водоёма, на глубину в 30 метров. Там будет давление 1 атмосфера, и будет гораздо безопаснее, никаких взрывных декомпрессий и тому подобное. Сама база может быть не столь герметична, как база на поверхности, и иметь открытый выход в воду со дна базы.