Освоение Марса

[Okub62]

Полагаю, это может показать только сейсморазведка и каротаж мест будущих выработок. Заглазно оценить пористость и трещиноватость породы вряд ли выйдет.

[Проходящий Кот]

Метро на Марсе будет очень востребованным...

[Okub62]

Там и сейчас уже без метро жизни нет. 

[LonelyWanderer]

Полагаю, это может показать только сейсморазведка и каротаж мест будущих выработок. Заглазно оценить пористость и трещиноватость породы вряд ли выйдет.

Я к тому вообще, что такие подземные строения могут оказаться гораздо дешевле и безопаснее, чем поверхностные кабинки. При глубине, соответствующей равновесию атмосферы и давления пород (а это метров 10-15 глубины), нужно минимум конструкционных материалов. Конечно, поселение должно находиться в таких местах, где грунт достаточно прочен и плохо газопроницаем (т.е. не песок или щёбенка, а лучше грунт, содержащий глинистые породы). Т.е. копаем тоннель, закачиваем в него СО2 на время строительства, и попутно наносим герметик на стенки. Привезти такой герметик  с Земли гораздо проще, чем тяжёлые металлические модули, могущие выдерживать внутреннее давление. И можно строить довольно обширные внутренние помещения. Тут главное копать, что технологически не так сложно (возможно даже лопатами и кирками).
Разумеется, должна быть шахта 10-метровой глубины с шлюзовой камерой и насосом подкачки СО2 в тоннели. Копанием такой шахты и могли бы заняться первые участники Mars One (который, конечно, вряд-ли состоится, но всё-же), для поселения следующих партий людей.
И нет проблемы радиации, о которой всё-время тут ноют..

[SY]

достаточно нанесения на стенки какой-то пленки, выполняющей функцию камеры, 1-2 мм толщины.

Может проще оплавить(остекловать) поверхность для закрытия большинства пор и трещин?

Это не панацея, но дешевле доставки с Земли различных полимеров для пропитки породы.

Можно дополнительно наплавить слой стекломассы( любой толщины), используя песок или любую подобную породу.

Оплавлять поверхность можно лазером или плазмой.

[Anatoly]

достаточно нанесения на стенки какой-то пленки, выполняющей функцию камеры, 1-2 мм толщины.

Может проще оплавить(остекловать) поверхность для закрытия большинства пор и трещин?

Это не панацея, но дешевле доставки с Земли различных полимеров для пропитки породы.

Даже самые приблизительные оценки "стоимости" различных "видов работ" на других планетах вполне однозначно демонстрируют, что доставлять туда надо технологии в виде оборудования и средств производства оборудования, но уж ни в коей мере не материалы...

Можно дополнительно наплавить слой стекломассы( любой толщины), используя песок или любую подобную породу.
Оплавлять поверхность можно лазером или плазмой.

а использовать для генерации плазмы можно, к примеру, демонтированные небольшие ракетные двигатели, запитываемые производимым "из местных ресурсов" топливом типа той же пары метан+кислород (технологию для производства каковых из марсианских пород предлагал тот же Зубрин - см. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%A1%D0%B0%D0%B1%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B5 )...


Вообще говоря, ИМХО, вроде как прослеживается уже тенденция в потребности разработки новых технологий (или модификации существующих) как под "местные условия", так и в расчете на "доступную ресурсную базу" - и если таковых технологий создать не удается - освоение становится как минимум проблематичным, а как максимум - невозможным.

[LonelyWanderer]

достаточно нанесения на стенки какой-то пленки, выполняющей функцию камеры, 1-2 мм толщины.

Может проще оплавить(остекловать) поверхность для закрытия большинства пор и трещин?

Это не панацея, но дешевле доставки с Земли различных полимеров для пропитки породы.

Можно дополнительно наплавить слой стекломассы( любой толщины), используя песок или любую подобную породу.

Оплавлять поверхность можно лазером или плазмой.

Не думаю, что это решение. Температурные расширения создадут трещины в этой слеклянной корке, и герметичности не будет. Нужен пластичный материал. Необязательно именно пропитка. Это может быть именно камера (как резиновая в шине), толщиной с 1 мм, плотно облегая стены помещений она будет надёжно держать всё давление. При указанной толщине 1 мм и плотности воды, 1 тонны груза хватит на 1000 кв.м. стен. Если брать тоннель 3 метра диаметром, то тонны такой пленки хватит на 100 метров. Так что задача не так сложна, как кажется.

[LonelyWanderer]

Даже самые приблизительные оценки "стоимости" различных "видов работ" на других планетах вполне однозначно демонстрируют, что доставлять туда надо технологии в виде оборудования и средств производства оборудования, но уж ни в коей мере не материалы...
а использовать для генерации плазмы можно, к примеру, демонтированные небольшие ракетные двигатели, запитываемые производимым "из местных ресурсов" топливом типа той же пары метан+кислород (технологию для производства каковых из марсианских пород предлагал тот же Зубрин - см.

Только что, выше, я показал, что всего одной тонны плёнки (и это при толщине в 1 мм, но ведь можно и тоньше сделать из хороших дорогих материалов) хватит на большое количество внутреннего пространства. Хватит ли вам тонны грузоподъемности, чтобы обеспечить технологичное создание герметичных стен внутреннего пространства с использованием внутренних ресурсов? Лазеры, источник энергии и так далее..
Безусловно, об этом надо речь заводить, когда будет строится целое поселение с сотнями или тысячами человек, но не на начальном этапе.

[Андрей Курилов]

доставлять туда надо технологии в виде оборудования и средств производства оборудования

т.е. человека

"Дай человеку рыбу - и он будет сыт один день. Научи человека ловить рыбу - и он будет сыт всегда".

[SY]

Не думаю, что это решение. Температурные расширения создадут трещины в этой слеклянной корке, и герметичности не будет. Нужен пластичный материал.

Да, трещины возможны, как возникшие сразу, так и появившиеся со временем из-за сейсмических событий. (Я писал, что это не панацея)

Необязательно именно пропитка. Это может быть именно камера (как резиновая в шине), толщиной с 1 мм, плотно облегая стены помещений она будет надёжно держать всё давление.

Камера со временем протрется об острые углы породы или может деградировать от кислорода атмосферы.

При указанной толщине 1 мм и плотности воды, 1 тонны груза хватит на 1000 кв.м. стен. Если брать тоннель 3 метра диаметром, то тонны такой пленки хватит на 100 метров. Так что задача не так сложна, как кажется.

Если поверхность неровная(развитая), то уйдет вещества много больше, чем для идеального цилиндра.

На Марсе без сомнения есть гипс(сульфат кальция), так, что поверхность можно дополнительно оштукатурить.

[Anatoly]

Даже самые приблизительные оценки "стоимости" различных "видов работ" на других планетах вполне однозначно демонстрируют, что доставлять туда надо технологии в виде оборудования и средств производства оборудования, но уж ни в коей мере не материалы...
а использовать для генерации плазмы можно, к примеру, демонтированные небольшие ракетные двигатели, запитываемые производимым "из местных ресурсов" топливом типа той же пары метан+кислород (технологию для производства каковых из марсианских пород предлагал тот же Зубрин - см.

Только что, выше, я показал, что всего одной тонны плёнки (и это при толщине в 1 мм, но ведь можно и тоньше сделать из хороших дорогих материалов) хватит на большое количество внутреннего пространства. Хватит ли вам тонны грузоподъемности, чтобы обеспечить технологичное создание герметичных стен внутреннего пространства с использованием внутренних ресурсов? Лазеры, источник энергии и так далее..

для вышеописанного способа оплавления стен снятым малым двигателем, запитанным метано+кислородным топливом - потребуется только оборудование производства метана и кислорода из местных материалов (ибо двигатель используется штатный для посадочного модуля, источник энергии тоже штатный - хоть реактор, хоть ритег, хоть батареи - на выбор) - и доп.оборудование (в полете неиспользуемое) весит намного меньше тонны, а воду на Марсе уже нашли  - и в отличие от привезенной невосполнимой тонны - и двигатель и синтезатор топлива для него - до исчерпания их механического ресурса смогут обработать значительно большие объемы...

[Anatoly]

доставлять туда надо технологии в виде оборудования и средств производства оборудования

т.е. человека

"Дай человеку рыбу - и он будет сыт один день. Научи человека ловить рыбу - и он будет сыт всегда".

освоение и колонизация вроде как изначально ориентированы на задачу обеспечения присутствия человека?

На первых этапах - вполне возможно и специализированные "под задачу" (энергоцентраль, геологоразведка, добыча материалов, строительство и тп) автоматические системы туда отправить со "стратегическим" удаленным управлением, как это делается сейчас с марсоходами и тп - а уж когда что-то минимальное для проживания человека уже будет построено - вот тогда только полетят и люди...


ИМХО, для условий космоса логика освоения типа Мэйфлауэра или Mars One - "вас привезли - а теперь живите как сможете" - означает только смерть...

[Okub62]

... и в отличие от привезенной невосполнимой тонны - и двигатель и синтезатор топлива для него - до исчерпания их механического ресурса смогут обработать значительно большие объемы...

Существующие "синтезаторы топлива" весят куда больше тонны.

[Anatoly]

... и в отличие от привезенной невосполнимой тонны - и двигатель и синтезатор топлива для него - до исчерпания их механического ресурса смогут обработать значительно большие объемы...

Существующие "синтезаторы топлива" весят куда больше тонны.

так это не тот производственный цикл и несколько избыточные для названной задачи объемы и мощности - а "настольная кастрюлька", собранная Зубриным для воспроизводства топлива по вышеупомянутой "реакции Сабатье", визуально даже и на полусотню килограмм не выглядела (конкретных данных по ней я быстро не нашел)...
Ну и плюс к тому - производство ракетного топлива на месте пригодится отнюдь не только для обжига стен при строительстве 

[Okub62]

Что-то с ней не идёт, видимо. Хотя, теоретически, реакция вполне себе. На МКС пока не поставили. Но если пойдет, то да, неплохо, вроде.
Хотя, сомневаюсь, что на небольшой установке можно будет ракетное топливо ваять - размер д.б. под стать объёмам, а то годами нарабатывать придётся на минуту работы ракеты?

[Anatoly]

ИМХО, не столько реакция "не идет" (у Зубрина-то в "на коленке" собранном "самоваре" шла), сколько еще не настолько она нужна, чтобы ею вплотную заниматься...
А вот когда на корабль или станцию станет невозможна доставка ни ресурсов ни оборудования (хоть по цене невозможна, хоть по оперативности, хоть по дистанции - не суть важно почему) - вот тогда такие технологии, ориентированные на автономность и "местные ресурсы" и начнут применяться...

[Ремвер]

Ребята, какое оплавление стен, вы что?!! Азы горного дела же! Любая капитальная подземная горная выработка имеет крепь. Даже если пройдена в скальном массиве. А вы про не сцементированный грунт рассуждаете! Допускается уход забоя от края крепи на сколько-то метров, в зависимости от прочности горных пород. Виды крепи тоже разные. При прочных скальных породах достаточно набурить шпуты в кровле штольни в разных направлениях, чтоб не вываливались заколы. А если породы сильно трещиноватые, или требуется укрепить капитальную горную выработку с большим сроком службы, применяются железобетонные тюбинги. Средний вариант - торкретирование. Набрызгивается бетон на стены и кровлю штольни. Это будет сделано в любом случае, так что в качестве специальных мер для герметизации горных выработок потребуется лишь создание шлюзовых камер на входах-выходах. Можно закачивать воздух. Хотя, в горные выработки, где ведётся проходка, дешевле будет закачать углекислоту. Тогда и проблемы с вентиляцией отпадут, всё равно проходчики в кислородных масках будут. Хотя, работа горняков итак опасна, я б лучше всё-таки нормальную атмосферу везде сделал.

[LonelyWanderer]

Так и я говорю, оплавление стен не создаст герметичности из-за тепловых расширений и образовании трещин. Иначе бы пришлось проплавлять на десятки сантиметров, чтобы образовалась цельная прочная труба, что вообще абсурдно.
Сравнение с земными шахтами не совсем уместно. При закачке углекислоты в шахту до нормального давления, особенно если давление вышележащих пород будет несколько (совсем чуть-чуть, чтобы не вспучило)  меньше внутреннего давления, то камера будет давить на потолок с той же силой, что и потолок, и все будет уравновешено. Если взять за основу 0.5 атмосфер, то это не так и много (обычные автомобильные резиновые камеры, опираясь на шины, держат 2 атмосферы - в 4  раза больше). Толщина грунта над головой будет тогда метров 6-7. Такие норы первые поселенцы смогли бы даже вручную вырыть.
В первую вертикальную шахту можно спустить металлическую трубу-лаз, доставленную с Земли. Наверх шахты установить и пристыковать к трубе шлюзовую камеру. А там уже и работать, копать землю. Так как необходимо будет выбрасывать много грунта,  то нужно много шлюзований, что предполагает закачку в строящиеся помещения именно СО2 - в противном случае будем иметь большую утечку кислорода с азотом.
Весь самый тяжелый груз, необходимый для доставки - это шлюзовая камера весом несколько тонн, труба весом  в пару тонн, и герметик (лучше всего, думаю, все таки камера) - по тонне примерно на 100 кв.м помещений. Не  заоблачные цифры. Хоть камера и будет держать давление пород, но для страховки могут быть какие-то страховочные легкие конструкции. Возможно, их можно сделать из местных материалов, из какого-то бетона... И есть еще арочный вариант, как при царизме туннели рыли - это примитивно, конечно, но почти вечно, и камней там сколько хочешь, и камера будет опираться уже на надежную, прочную и неподвижную каменную конструкцию. Хотя, может быть и вообще можно обойтись без усиливающих конструкций, если в камере будет несколько избыточное давление.
Что касается истирания, то можно применять многослойные камеры, где в середине будет воздухонепроницаемый слой, а снаружи слой, устойчивый к истиранию, кевлар какой-нибудь... Образование дырок не будет приводить к взрывной декомпрессии из-за значительной глубины помещений (ясно, что база  должна рыться не в слое щебенки), утечка будет достаточно медленной. Такая камера легко ремонтируется банальной заплаткой.

[LonelyWanderer]

Я тут взялся (очень оценочно, не судить строго) посчитать, сколько в тоннах понадобилось бы стекла привезти, чтобы создать максимально самодостаточную базу с замкнутой биосферой, освещаемой солнцем по предложенной мною схеме -  подземные помещения в форме полусферы, окно в потолке и зеркала снаружи. И вот что получилось.
Взял из расчета, что на одного человека надо приблизительно 3000 кв.м.грядок. Как я считал много выше, через окно диаметром 3 метра и толщиной 0.5 метра можно пропускать света на освещение примерно 1000 кв.м. Т.е. надо 3 окна. Каждое вместе с рамой и крепежом  будет весить около 10 тонн. Т.е. на окна на 1  человека - 30 тонн.
Теперь зеркала. Беру толщину 2 мм (они будут не сплошными, а из плитки). Для освещения 3000 метров, навскидку, нужно примерно 10 000 кв.м. зеркал. Это 50 тонн. Итого  30+50=80 тонн. Добавим еще тонн 20 на металлоконструкции к этим зеркала, = 100 тонн.
Теперь пленка- герметик для 3-х полусферических помещений диаметром 30 метров. Площадь таких полусфер  около 2200 кв.метров каждой, итого 6600 м.кв. Если брать пленку, например 2 мм толщины при плотности 1 грамм/см.куб., то приплюсовываем 13,2 тонны.
ИТОГО, всего на человека ориентировочно надо 113 тонн. Плюс двигатели для зеркал, управляющая электроника, немного солнечных батарей для обеспечения энергией этих двигателей.. Округлим сумму до 150 тонн на человека, добавив сюда другие неучтенные расходы.
Много, зато максимально автономно.
 Колония из 100 человек обошлась бы нам в 15 000 тонн. Но с этого момента она могла бы уже с помощью привезенного оборудования сама выплавлять стекло для своего роста, делать пленку для строитедьства подземелий...
 
Сколько стоит послать на Марс  15 000 тонн для 100 человек населения?

[Anatoly]

...Сколько стоит послать на Марс  15 000 тонн для 100 человек населения?

с позиции существующих технологий цена доставки "туда" будет колебаться в диапазоне 0.5-1M$ за килограмм груза (это оптимистическая оценка; для сравнения: MSL весом ~900кг обошелся в ~2.5 миллиарда) - т.е. для 15000 тонн получается от 7500 миллиардов до 15000 миллиардов долларов - где-то в районе 1/6 ВВП всего мира за 2012 год