Освоение Марса

[Arton]

Здесь, правда, у меня возникает вопрос, насколько прозрачным можно сделать 10-метровый лёд..

Насчет 10 метров сказать сложно, но сквозь байкальский лед (толщиной в 1,5 метра) можно читать газеты и снимать, как через стекло, портреты людей.

[L_Pt]

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...

Я в этой теме когда-то писал свои соображение про подледные фермы на Марсе. Как самый простой и наименее материалоемкий метод, нужен только местный обильный источник этой воды.

Может продуктивность там будет и не максимальная, зато водоросли/креветки/рыбы хорошо растут и при температуре ~ 0°С.  И даже идеальная герметичность не нужна.

По моему, у меня выходило, что для поддержания слоя льда ~1м нужен дополнительный подогрев в районе 100÷150 Вт/м2.

[vika vorobyeva]

Остается оценить темп сублимации вашего ледяного купола в марсианский полдень на экваторе (вы ведь долину Маринера собрались ледяным куполом накрывать?) Если ничего не путаю, максимальные температуры, там зафиксированные, достигают +30°С.
Хотя водяной лед неплохо сублимирует и при нуле Цельсия. Не зря поверхностный слой марсианской почвы сухой, как цементный порошок.

[Ремвер]

Эх, придётся 1,2 квадриллиона тонн азота, 300 триллионов тонн кислорода завозить супертанкерами. Чтоб уже не мучиться с куполами.

[LonelyWanderer]

Остается оценить темп сублимации вашего ледяного купола в марсианский полдень на экваторе (вы ведь долину Маринера собрались ледяным куполом накрывать?) Если ничего не путаю, максимальные температуры, там зафиксированные, достигают +30°С.
Хотя водяной лед неплохо сублимирует и при нуле Цельсия. Не зря поверхностный слой марсианской почвы сухой, как цементный порошок.

можно по поверхности льда распылить тонкую пленку  прозрачных полимерных углеводородов, устойчивых к УФ.. Хотя у меня вообще возникают сомнения по поводу общей прозрачности всей конструкции. Вся толщина должна не меньше хотя бы 50% солнечного света пропускать.

[LonelyWanderer]

Мне все-таки представляется очень удобным использование окон-рассеивающих линз, как на одной из картинок выше (2 этап). Делается из такого доступного материала, как  кварц (или другие виды стекла). Их не нужно отливать с высокой точностью - это же не телескоп. Приблизительную форму отлил и достаточно. Такая линза может быть либо удерживающаяся внутренней атмосферой (тогда ее толщина будет около 10 метров при диаметре - десятки метров, и жилом пространстве - сотни метров), либо более тонкой, удерживаемой весом окружающего грунта (объектив будет немного заглублен в грунт), например, 1 метр толщины, 5 метров ширины и десятки метров освещаемая площадь помещения.
На окна-линзы будут фокусировать зайчики следящие за Солнцем зеркала.
Такая конструкция позволяет минимизировать материалозатраты по сравнению с куполами. Во-первых, потому что площадь массивного остекления будет равна лишь площади линзы, а это уже в десятки раз меньше, по сравнению с куполом.
Во-вторых, в варианте небольших тонких линз, удерживаемых заглубленным в грунт объективом-рамой, выигрыш получается и по толщине в разы. Массу стекла на зеркала не учитываем, там на 1 кв.метр достаточно и 0.5 см толщины. Т.е. выгоднее по материалозатратам строить зеркала, чем огромные купола.
В-третьих, внутренние помещения, особенно в варианте с большой линзой, сбалансированной с атмосферой, можно получить весьма солидных размеров - до сотен метров, в таких можно даже столь желаемые парки с цветущими яблонями разбивать. Правда такие помещения выкопать надо, но это задача не сверхъестественна.

[AlexOrex]

Причем если фокусирующие зеркала (они же все равно подвижные) поставить рядом со светопроемами, можно ими закрываться во время пыльных бурь, чтобы поверхность сберечь.

[Technecy]

Правда такие помещения выкопать надо, но это задача не сверхъестественна.

Находясь на земле, выкопать ямку 100х100х100 м, т.е. 1000000 кубометров грунта. Эскаватором в отвал примерно 600 р за куб.
Итого 600 млн рублей тока за яму.
Теперь учтём что это всё на Марсе, где нет эскаваторов...да что там эскаваторов. Дам даже лопат нет. И к тому же, разработка грунта вручную тарифицируется дороже.
В рублях, это что бы трудоёмкость задачи нагляднее выглядела.
Короче, это не миллиардная даже задача. Тут попахивает более масштабными величинами затрат.
И это тока ямка.

[Okub62]

http://yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D1%8B&lr=35 

[LonelyWanderer]

Правда такие помещения выкопать надо, но это задача не сверхъестественна.

Находясь на земле, выкопать ямку 100х100х100 м, т.е. 1000000 кубометров грунта. Эскаватором в отвал примерно 600 р за куб.
Итого 600 млн рублей тока за яму.
Теперь учтём что это всё на Марсе, где нет эскаваторов...да что там эскаваторов. Дам даже лопат нет. И к тому же, разработка грунта вручную тарифицируется дороже.
В рублях, это что бы трудоёмкость задачи нагляднее выглядела.
Короче, это не миллиардная даже задача. Тут попахивает более масштабными величинами затрат.
И это тока ямка.

Речь идет не о 1-й колонии сходу построенной именно в таком виде. А о постепенном переселении с баз, подобных Mars One. Им как раз будет чем заняться, а не только сидеть в своих кабинках. Причем такая база, с окнами, это даже скорее 3-й этап, после выкапывания подземных помещений, освещаемых искусственно. Я показывал технические возможности создания относительно комфортных поселений, а не способ заселения Марса с ходу.
 Я подумал, кстати, что форма окон не обязательно должна быть в виде рассеивающих линз. Нужный ход лучей вполне обеспечивается и через обычное плоское окно. Через окно 1 метра толщины и 5 метров ширины можно пропускать навскидку свет, собранный с площади шириной метров 50-ти. Соответственно метров 50 могут быть помещения, либо изолированные, либо соединенные с соседними, позволяя делать подобие тех же парков, освещаемых солнцем.

[LonelyWanderer]

В общем то и на первоначальных этапах можно делать такие базы с помощью Земли. Точно не знаю прочностные характеристики стекла, но думаю, что толщины 50 см при ширине метра 3 прочности достаточно с лихвой. Несколько первых таких окон могут быть не отлиты на Марсе, а транспортированы с Земли. Как и зеркала (состоящие из частей, чтобы избежать перегрузок полета).
Такое 3-х метровое окно позволит, примерно, освещать с помощью зеркал помещение метров 30 шириной.
Усилиями Земли можно нарастить величину подобной базы, пока население ее не станет достаточно большим, чтобы они сами могли начинать выполнять более сложные операции по производству строительных материалов из местных ресурсов.

[Okub62]

Ничего, что такое окно даже без переплёта весит более 11 тонн? Больше для колонии ничего не нужно, чтобы стёкла возить?

[LonelyWanderer]

Ничего, что такое окно даже без переплёта весит более 11 тонн? Больше для колонии ничего не нужно, чтобы стёкла возить?

Т.е. освещение - это излишество?
Через одно такое стекло можно освещать порядка 10 соток земли.

[Проходящий Кот]

Хорошо иметь все, но вначале надо иметь только самое необходимое......

[Okub62]

Т.е. освещение - это излишество?
Через одно такое стекло можно освещать порядка 10 соток земли.

К тому, что необходимы современные и перспективные материалы. Надеюсь, купол не из силикатного кирпича или самана класть будем?
Да, и площади остекления 0,9% от общей, с учётом толщины 0,5 м (это почти непрозрачно) полагаю недостаточно для освещения. (Для жилых помещений - 1:8, т.е. 12,5% по СНиП 2.08.01-89*, вроде).

[L_Pt]

Не совмещайте два в одном парники и жилые комплексы. Для выращивания растений вполне хватит давления и в 1÷2 кПа.

[Okub62]

Каких?

[LonelyWanderer]

Т.е. освещение - это излишество?
Через одно такое стекло можно освещать порядка 10 соток земли.

К тому, что необходимы современные и перспективные материалы. Надеюсь, купол не из силикатного кирпича или самана класть будем?
Да, и площади остекления 0,9% от общей, с учётом толщины 0,5 м (это почти непрозрачно) полагаю недостаточно для освещения. (Для жилых помещений - 1:8, т.е. 12,5% по СНиП 2.08.01-89*, вроде).

Вы спорите, вообще ничего не читав из того, что я писал выше? Я же говорил, освещение через следящие за солнцем зеркала. Солнечные зайчики будут туда направлять дополнительный свет.
Коэффициент светопропускания оптических стекол (мы же не будем отправлять обычное низкокачественное стекло для первых поселений при всей дороговизне запусков):
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%EF%F2%E8%F7%E5%F1%EA%EE%E5_%F1%F2%E5%EA%EB%EE
"У таких стёкол коэффициент внутреннего пропускания слоя толщиной 10 см составляет величины от 0,991 до 0,995".
Округлим цифру до худшего, 0.99, умножим на толщину 50 см, получим 95% светопропускания. Через 3-метровое стекло можно собирать свет с 30-метровой площади (и больше, когда Солнце не в зените). При этом такое стекло пропустит 9500% света (относительно освещенности на поверхности), задерживатся будет 500% света. Это приведет к некоторому нагреву окна, где-то до 150-200 градусов (если его не охлаждать дополнительно). Но, например, кварцевое стекло может использоваться до температур в 900-1000 градусов (пластичность достигается начиная с температур 1400 и выше, в зависимости от сорта стекла).
10 таких окон послать - уже хватит на целый гектар поверхности. Да, дорого, а Марс и не получится колонизировать за копейки.
Зеркала ещё посылать надо, тоже немало веса. Но либо зеркала, либо солнечные батареи в традиционных проектах - тут уж разницы по весу особо нет, всё равно придётся.
Выгода в том, что люди получают какие-то человеческие условия жизни - относительно большие помещения, освещаемые солнечным светом, в которых можно заниматься с/х хозяйством, садить небольшие сады. И стеклянные окна имеют весьма солидную долговечность (собственно, почти вечны). Зеркала также очень долговечны. В то время как на типичную базу, освещаемую с помощью солнечных батарей и ламп нужно будет постоянно посылать выходящее из строя  оборудование - солнечные батареи, лампы, электронику. А на месте всё это производить ещё ой как не скоро смогут. А для освещения с/хозяйства нужно очень много света. Поэтому нужно минимизировать искусственное освещение и делать, по возможности естественное.

[Technecy]

А для освещения с/хозяйства нужно очень много света. Поэтому нужно минимизировать искусственное освещение и делать, по возможности естественное.

Очень логично.
95 солнц конечно способны создать температуру в закрытом помещении, днём.
Однако слабо представляется какими потенциальными возможностями обладает Марс. По имеющимся данным, всё весьма уныло.
Энергии необходимой что бы что либо весомое сделать лет хотя бы за 100 пока нет в распоряжении. И не представляется в где её искать.
А бросить все усилия на то что бы освоить непонятно что... Мы скорее океан перероем, и научимся рыбу в океанских курятниках выращивать(бройлерная форель, звучит?)
Нужны совсем другие технологии. А когда они появятся, наши сегодняшние планы, будут выглядеть как детский рисунок на тему "кем я буду когда вырасту".

[Okub62]

Да не, всё нормально - стекло на Марс надо завозить, извёстку, обапол, турлук ... все самые новые и прогрессивные материалы. Так победим (с)