Освоение Марса

[Anatoly]

...оплавление стен не создаст герметичности из-за тепловых расширений и образовании трещин...

вспомнилось мимоходом тут практика создания надежно изолированных (оплавлением) подземных хранилищ для нефти/газа и тп путем ядерных взрывов в скальных или близких к скальным породах (это были не пробы, а именно что заранее продуманный и вполне отработанный техпроцесс - под него даже заряды "мирные" специально делать начали - см. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D1%8B_%D0%B2_%D0%A1%D0%A1%D0%A1%D0%A0 ) - если заменить ядерный заряд на термоядерный с "поджигом" без использования реакции распада - будет и вполне оправданно "по деньгам" и практически нерадиоактивно - и, главное! - нетрудоемко - чтобы получить весьма немалую, прочную и надежно изолированную (герметичную) полость надо только шахту пробурить, а потом эту шахту расчистить, укрепить и поставить лифт и шлюз

[Ремвер]

Проходка подземных выработок вблизи поверхности опасна, и их эксплуатация сложна. Вообще не понимаю, зачем нужно уравновешивать давление вышележащих слоёв и атмосферы внутри штольни, заморачиваться с герметизацией. В качестве поселения я себе представил кратер, накрытый стеклянным куполом. На его дне производство растений, требующее света и пространства, а так же место отдыха людей. Со дна кратера радиально расходятся тоннели со слабым уклоном вверх. Тоннели соединены кольцевым тоннелем. Пара-тройка тоннелей, по которым возможно движение вездеходов, пройдена насквозь через кольцевой вал кратера и в конце оборудована шлюзовыми камерами. Вода выкачивается из скважин, пройденных до талых пород. При геотермическом градиенте на Марсе 20⁰/км и температуре поверхностного грунта -63⁰, нижняя граница мерзлоты будет залегать примерно на 3000 м. В-принципе, можно пробурить и до 8 - 10 км, получать геотермальную энергию, пар (если, конечно, в литосфере Марса достаточно воды). На километровых глубинах, под кратерным валом, можно делать объёмные полости (камеры), так как горное давление в 3 раза меньше, чем на Земле, не такие жёсткие требования к крепи. В камерах размещать различные производства, склады и т.д. И не бояться утечек через грунт, как в малозаглублённых выработках.

[Проходящий Кот]

Несколько вариантов существует. И каждый надо просчитать. И подповерхностные туннели и закрытые сверху кратеры.
Но у подповерхностных туннелей преимущество в том, что их можно наращивать постепенно....

[Anatoly]

...В качестве поселения я себе представил кратер, накрытый стеклянным куполом. На его дне производство растений, требующее света и пространства, а так же место отдыха людей...

схема с застекленным кратером красива, "внушает почтение" но при практическом рассмотрении выглядит очень дорогой/длительной при создании - а вдобавок представляется и весьма рискованной в силу большой площади "границы" с неблагоприятной (смертельной, вообще говоря) средой.


А вот "подземные горизонты" - позволяют достичь и достаточно высокого уровня безопасности (как по причине малой площади соприкосновения с "открытым пространством", так и с учетом возможности множественного шлюзования по типу изоляции отсеков подводной лодки), и могут отстраиваться постепенно "по мере возможности"...


Еще вспомнились советские экспериментальные ракетные землепроходные устройства (создание носовыми реактивными двигателем газо-пыле-гравийной "кипящей" каверны, в которой движется снаряд - по этому же принципу, но для воды сделана ракето-торпеда "Шквал") - как вариант для заглубления/самозакапывания севшего посадочного модуля его "штатными средствами" может и сработает

[Arton]

если бы на Земле плотность населения была такой же, как в Биосфере-2, как вы думаете, был бы баланс кислорода, даже если бы все занимались только натуральным хозяйством?  Думаю, что нет.

Зря Вы так думаете.

Создатели «Биосферы» были не глупее Вас. И, потому, учли все (как им казалось) для того, чтобы их детище существовало в автономном режиме неограниченный срок.
Учли все – это означает, что предусмотрели даже такие параметры стабильности, значение которых в полной мере не понимали даже сами. Например, создали зону морского прибоя. Вопрос, зачем? Никто толком не понимал.
Как, например, никто не понимает, зачем возле Земли нужна Луна. Является ли Луна необходимым условием зарождения Жизни на нашей планете? Единого мнения по этому вопросу нет.
И, главное, «объем» этого эксперимента превосходил все мыслимые объемы первых (исходных) поселенческих баз на иных планетах, на том же Марсе, в плане.

[SY]

Проходка подземных выработок вблизи поверхности опасна, и их эксплуатация сложна. Вообще не понимаю, зачем нужно уравновешивать давление вышележащих слоёв и атмосферы внутри штольни, заморачиваться с герметизацией.

C этим абсолютно согласен.
Около поверхности всегда есть риск взрывного вкрытия шахты избыточным атмосферным давлением. Там же может оказаться грунт насыщенный углекислотным льдом, на манер земной вечной мерзлоты.
Непонятно как поведет себя грунт после прогрева, а герметизация(отделка стен) может понадобиться для борьбы с грунтовыми водами, которые могут появиться после оттаивания грунта.
Из-за меньшего давления породы могут оказаться более пористыми.

Но у подповерхностных туннелей преимущество в том, что их можно наращивать постепенно....

А на глубине в сотню-другую метров что мешает копать постепенно?

под кратерным валом, можно делать объёмные полости (камеры),

В таких местах могут быть протяженные область дробленных и трещиноватых пород. Опять же, из-за низкой гравитации трещины будут закрываться много хуже чем на Земле.

[Arton]

Ну, закопались и законопатили все трещины. А дальше то что?
Воспроизвели в этом закопе аналог «Биосферы-2», со всеми излишествами: с бассейнами, водопадами, морским прибоем и саваннами.
А в итоге, придется ее консервировать за полной непригодностью длительного существования.

[SY]

если бы на Земле плотность населения была такой же, как в Биосфере-2, как вы думаете, был бы баланс кислорода, даже если бы все занимались только натуральным хозяйством?  Думаю, что нет.

Зря Вы так думаете.
Создатели «Биосферы» были не глупее Вас. И, потому, учли все (как им казалось) для того, чтобы их детище существовало в автономном режиме неограниченный срок.
Учли все – это означает, что предусмотрели даже такие параметры стабильности, значение которых в полной мере не понимали даже сами. Например, создали зону морского прибоя. Вопрос, зачем? Никто толком не понимал.
Как, например, никто не понимает, зачем возле Земли нужна Луна. Является ли Луна необходимым условием зарождения Жизни на нашей планете? Единого мнения по этому вопросу нет.
И, главное, «объем» этого эксперимента превосходил все мыслимые объемы первых (исходных) поселенческих баз на иных планетах, на том же Марсе, в плане.

Подсчитайте площадь земной поверхности, приходящуюся на одного человека и сравните с "биосферой". А про переселенность Земли уже давно кричат на каждом углу. С тем подходом "биосфера" была однозначно обречена на переход в другое, устойчивое состояние, но уже без тех видов(в том числе человека), существование которых реализованная "пищевая пирамида" не могла обеспечивать.
Создатели биосферы, пусть и были умнее, но у них были сложности с финансами, и со специалистами, которых просто нет.
Про прибой Вы точно подметили. Возможно им не хватало только своей луны, чтоб эксперимент удался.

[SY]

Я тут взялся (очень оценочно, не судить строго) посчитать, сколько в тоннах понадобилось бы стекла привезти,

Надеюсь, что Вы догадались стекло не с Земли везти? Для производства непрозрачного обсидиана годится практически любой кремнезем.
Из-за отсутсвия извести на Марсе производство обычного цемента там затруднено, но возможно удастся наладить производство жидкого стекла и базальтового литья вместо бетонных блоков.

[Technecy]

Если для устойчивого существования биосферы нужна луна, тогда Марсе их более чем достаточно, целых две. Но биосферы чота какта нету.
Глупости это всё. Просто пищевые цепочки должны быть сбалансированы. Как биосфера аквариума. Так что единственные специалисты кто более менее понимает толк в создании искусственных биосфер- аквариумисты. Собственно вся прелесть аквариума ощущается тогда и только тогда когда он требует минимального ухода. В идеале он не должен требовать ухода вообще.

[SY]

а использовать для генерации плазмы можно, к примеру, демонтированные небольшие ракетные двигатели,

Слишком сложно. Обычный плазменный резак прекрасно все оплавляет.

На самом деле вопрос требует оптимизации.
Если рассматриваем самое первое подземное строение,
то проходить его в прочном скальном грунте (сформировавшемся на большой глубине и волею случая оказавшегося на поверхности) будет проблематично.
Породы, сформировавшиеся на поверхности будут более пористыми, соответственно более легкими в проходке, но будут требовать повышенных затрат на герметизацию.
Сразу встает вопрос о герметике. Везти с собой или найти способ произвести из местных ресурсов.
Полюбому нужно будет утепление. На месте можно производить минеральную(базальтовую) вату. С Земли можно привезти компоненты полиуретановой пены.(сразу и герметик и утеплитель).
Но это все для первого раза. Дальше все надо делать из местных ресурсов.

[SY]

Глупости это всё. Просто пищевые цепочки должны быть сбалансированы.

С этим согласен

Так что единственные специалисты кто более менее понимает толк в создании искусственных биосфер- аквариумисты.

Только люди не проживают в аквариуме, так, что я бы вычеркнул их(аквариумистов) из числа специалистов по биосфере марсианских колоний.

[Проходящий Кот]

.......

Но у подповерхностных туннелей преимущество в том, что их можно наращивать постепенно....

А на глубине в сотню-другую метров что мешает копать постепенно?
....

Это не принципиально.

Вопрос в том, какую шахту могут обеспечить перводесантники.
Глубина 15 метров для первоколонии может оказаться вынужденным компромиссом.
Но когда они укрепятся, можно рыть и в глубину и там уже строить вторую, более подмарсианскую станцию.

Но всё это меркнет перед проблемой энергии.
Решив её, сможем и запустить станцию.
Иначе нет...

[Ремвер]

В таких местах могут быть протяженные область дробленных и трещиноватых пород. Опять же, из-за низкой гравитации трещины будут закрываться много хуже чем на Земле.

С этим согласен. Ну тогда размещать объёмные выработки за пределами зоны дробления кратера и соединять их с дном кратера протяжённой штольней, а с поверхностью спиральным съездом. Либо вообще не привязываться ни к каким кратерам.

[Okub62]

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...

"На коленке" для демонстрации всё может быть. Возможно, проблема в выходе конечного продукта.

вспомнилось мимоходом тут практика создания надежно изолированных (оплавлением) подземных хранилищ для нефти/газа и тп путем ядерных взрывов в скальных или близких к скальным породах (это были не пробы, а именно что заранее продуманный и вполне отработанный техпроцесс - под него даже заряды "мирные" специально делать начали - см. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D1%8B_%D0%B2_%D0%A1%D0%A1%D0%A1%D0%A0 ) - если заменить ядерный заряд на термоядерный с "поджигом" без использования реакции распада - будет и вполне оправданно "по деньгам" и практически нерадиоактивно - и, главное! - нетрудоемко - чтобы получить весьма немалую, прочную и надежно изолированную (герметичную) полость надо только шахту пробурить, а потом эту шахту расчистить, укрепить и поставить лифт и шлюз

Знаете, что это? Это воронки над обвалившимися полостями от подземных ядерных взрывов. Как-то так может случиться.
Так собирались делать экологически чистые "ядерные" озёра. Писали в те же далёкие 70-е годы в ТМ.

[Anatoly]

... пищевые цепочки должны быть сбалансированы...

в системе жизнеобеспечения, основанной на естественных представителях биосферы Земли - балансировать надо все, а не только пищевые цепочки - и надо не пытаться масштабировать естественную биосферу, а изначально делать полностью искусственную биосферу, составленную из специализированных (в т.ч. и специально модифицированных) естественных элементов - как это было сделано в успешном БИОС-3 - только так можно и оптимизировать по массе, объему и био-производительности биосферный компонент и сделать его более-менее управляемым...


А Биосфера-2 вероятно "не получилась" по причине чрезмерного количества видов на единицу площади (не бывает нигде на Земле 3000 видов на 1.5 гектара), в результате чего развился деструктивный процесс, аналогичный воздействию на биосферу Австралии завезенных кроликов...

[Anatoly]

...Знаете, что это? Это воронки над обвалившимися полостями от подземных ядерных взрывов. Как-то так может случиться.
Так собирались делать экологически чистые "ядерные" озёра. Писали в те же далёкие 70-е годы в ТМ...

не, не подходящая картинка - ядерное озеро - это Атом-куль - см. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%C2%AB%D0%A7%D0%B0%D0%B3%D0%B0%D0%BD%C2%BB

А обрушения свода с выходом эффекта на поверхность происходят тогда, когда мощность взрыва избыточна относительно пород, в которых он осуществлен... Если мощность "подходящая" - на поверхности даже следов не остается кроме входа шахты, через которую помещался заряд...


Что же до радиации - то когда реализовывался этот вариант "мирного атома" - заряды были ядерные или с ядерным "зажиганием", а не "чистые" термоядерные, которые вроде как уже возможны сейчас и которые я, собственно, и предлагал к рассмотрению выше...

[Okub62]

Ну да ... не сразу обвалится, чуть позже.

[Anatoly]

Ну да ... не сразу обвалится, чуть позже.

можете попробовать поискать обрушение, к примеру, в Ивановской области см. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D1%83%D1%81-1 - хоть там даже и прорыв радиации был, но обрушения, вышедшего наружу - нет...

[Okub62]

Если честно, неубедительно. Взрыв мощностью 2 кТ мог создать настолько небольшую (например, метров 30 в диаметре, а то и меньше) полость, что её обрушение на глубине более 600 метров могло быть практически незаметно на поверхности. Точнее, просадка небольшая есть, воронки нет. В статье ничего нет про бурение в этом месте на предмет обнаружения каверны.
Поискал сейчас расчёты размера каверны, но они для обычных ВВ с большим "расширяющим" эффектом, чем у ядерных - там большое количество газов.
http://bsc.by/story/sposob-stroitelstva-neftehranilishch-s-pomoshchyu-podzemnogo-vzryva
http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=evstropov-na&book=1973&page=6
По ядерным навскидку нашёл только выброс и воронку: http://xreferat.ru/17/84-1-podzemnyiy-yadernyiy-vzryv.html
Всё же полагаю, копать надо. Взрывами, только для хранилищ - вода, там, ещё чего такое.