Освоение Марса

[Ксавье]

http://www.vesti.ru/doc.html?id=1090174&cid=2161

[LonelyWanderer]

А разве нельзя в космическом корабле,  который так сложно защитить целиком из-за получающейся слишкой большой массы и, соответственно, цены, применить внутри корабля маленькие капсулы лишь под размер человеческого тела? Скажем, 2 метра длиной и внутренним диаметром по ширине плеч - сантиметров 70. Площадь боковой поверхности получается около 5 метров, и если капсулу сделать из 30-сантиметровой свинцовой брони, то получается 3.5 тонны. Не так и много. Но разве 30 сантиметров свинца не уменьшат резко получаемую радиацию? Это, если судить по массе (о КПД у меня нет сведений) эквивалентно 3 метрам воды, или 30% толщи нашей атмосферы.
Такая капсула может быть спальным местом и частично рабочим (к стенки капсулы утопить под щитки разного рода выключатели и датчики, LED-телевизор. И космонавт сможет там находится часов 18-20 в сутки. Остальные 4-6 часов - в остальном корпусе корабля - сходить в туалет, поесть, позаниматься на тренажёре, произвести действия, связанные с  внешним оборудованием.

[shuricos]

Нет нужды в 30-см слое.

За время полёта космонавты получат дозу 1,8 миллизиверта в сутки. Т.е. за год - 0,657 зиверта.
Облучение свыше 0,15 зиверта повышает риск заболевания раком.
Облучение в 1 зиверт в год приводит к снижению времени жизни на 2,5...3 года. http://www.kakras.ru/doc/dosimeter-radiometer.html
Облучение в 2 зиверта в год - острая лучевая болезнь с вероятным фатальным исходом.

Соответственно, чтобы снизить получаемую при перелёте дозу с 0,65 до безопасного уровня, нужно сократить её в 4 раза. Для свинца половинное сокращение излучения происходит при толщине плиты в 1,8 см. Для 4-кратного сокращения достаточно 3,6 см свинца. 1 кв.см такой свинцовой плиты будет весить примерно 40 граммов. Если применять обеднённый уран, то достаточно будет 0,4 см толщины плиты, её вес - 7,8 граммов на 1 кв.см. (78 кг/кв.м.).

Но это только при перелёте.
На самом Марсе (даже при его слабой атмосфере) радиация в 3 раза ниже, чем в открытом космосе - 234 мЗв/год, т.е. всего в 1,5 раза выше безопасного уровня.
Чтобы снизить уровень радиации на Марсе вдвое, достаточно 190 кг воздуха на кв.м. поверхности, т.е. 27*10^15 кг. Это в 10 раз меньше, чем масса нынешней атмосферы планеты.

[LonelyWanderer]

Нарисовал схематично "бронированную" капсулу для размещения 4-х человек во время перелета в масштабе, на рост 1.75 человека, толщина 30 см. свинца, внутренний диаметр 1 метр, внешний 1.6 метра. Общая площадь капсулы очень приблизительно ~9-10 метров м². Соответственно, вес капсулы при такой толщине свинца будет 31 тонну. Ну соответственно, можно отнимать или добавлять толщину и получать другие цифры. Если, например, сделать толщину всего 10 сантиметров, раз вы говорите, что 30 см свинца излишни, то вес такой капсулы будет тонн 8-9 (уменьшится внешний диаметр). Вполне достижимая цифра.
Такую капсулу можно отдельным модулем запускать и пристыковывать к менее защищённому космическому аппарату, а не размещать внутри.

Для свинца половинное сокращение излучения происходит при толщине плиты в 1,8 см. Для 4-кратного сокращения достаточно 3,6 см свинца.

Из ваших данных следует, что при добавлении каждых новых 1.8 сантиметров будет следовать уменьшение радиации вдвое? Т.е. 10.8 сантиметров дадут 64-кратное падение радиации, а слой свинца в 30.6 сантиметров - в 131 072 раза ? Тогда такую капсулу достаточно сделать с толщиной сантиметров 15, и будет она весить тонн 14 и уменьшать радиацию в 300-400 раз. Или даже 20 сантиметров, тогда радиация уменьшится в 2000 раз, а вес будет около 19 тонн.  Покрывать же весь корабль такой толщиной - это он [----] сколько весить будет, поэтому, думаю, вот такая капсула для провождения большей части времени экипажа - хороший вариант.

[shuricos]

Тогда такую капсулу достаточно сделать с толщиной сантиметров 15

Безопасный уровень радиации - 150 мЗв/год.
3,6 см свинца обеспечивают 115 мЗв/год.
Зачем 15 см?

Покрывать же весь корабль такой толщиной - это он [----] сколько весить будет

Покрывать надо весь обитаемый отсек, так как он и так будет сделан по минимальным требованиям обитаемости. Невозможно заставить людей почти всё время проводить в тесной капсуле в течение многих месяцев подряд - они просто сойдут с ума.
Наукой определены минимальные условия для человека для обитания в течение того или иного промежутка времени, в т.ч. необходимое количество пространства. Никто не будет делать обитаемый отсек больше, чем того требуют минимальные нормы. Поэтому весь обитаемый объём надо считать минимумом для обитания человека, поэтому защищать нужно его в целом.

[Гар'икИ]

я тут где-то читал про то, что американцы собрались буксировать астероид на лунную орбиту. Интересно, если таким же образом организовать транспортировку комет к Марсу, с их столкновением с поверхностью планеты, удастся ли таким образом поднять в итоге атмосферное давление, учитывая что ядро комет в основном состоит из смёрзшейся воды и газов?

[stuuvi]

я тут где-то читал про то, что американцы собрались буксировать астероид на лунную орбиту. Интересно, если таким же образом организовать транспортировку комет к Марсу, с их столкновением с поверхностью планеты, удастся ли таким образом поднять в итоге атмосферное давление, учитывая что ядро комет в основном состоит из смёрзшейся воды и газов?

Чуть ранее в теме вопрос рассматривался, несколькими страницами вроде. Удастся, но долго будет и дорого.

[shuricos]

удастся ли таким образом поднять в итоге атмосферное давление, учитывая что ядро комет в основном состоит из смёрзшейся воды и газов?

Почитайте последние 10 страниц.
Удастся, но воду надо как-то связать, иначе она осядет снегом, увеличит альбедо и Марс станет ещё более холодным, чем сейчас.
А вот аммиак из тех же астероидов будет кстати - он за 15 тыс.лет разложится на азот и водород. Водород потом будет вынесен солнечным ветром, а азот останется.

[Гар'икИ]

Удастся, но воду надо как-то связать, иначе она осядет снегом, увеличит альбедо и Марс станет ещё более холодным, чем сейчас.

в кометном материале вроде сажа присутствует в заметных количествах.

[LonelyWanderer]

удастся ли таким образом поднять в итоге атмосферное давление, учитывая что ядро комет в основном состоит из смёрзшейся воды и газов?

Почитайте последние 10 страниц.
Удастся, но воду надо как-то связать, иначе она осядет снегом, увеличит альбедо и Марс станет ещё более холодным, чем сейчас.
А вот аммиак из тех же астероидов будет кстати - он за 15 тыс.лет разложится на азот и водород. Водород потом будет вынесен солнечным ветром, а азот останется.

AlexAV много раз неоднократно указывал на существующую проблему роста температуры кипения/сублимации СО2 с ростом давления. И вопрос в том, какой процесс быстрее будет происходить на Марсе - рост температуры от наличия СО2 или рост температуры кипения углекислоты из-за роста давления. В последнем случае углекислота все время будет стремиться вымерзнуть на полюсах, сколько бы мы её туда не добавляли. Исключение, конечно, если её туда очень много вбабахать - десятки атмосфер, как на Венере.
А что будет, скажем, при 5 атмосферах? На 5 атмосферах находится тройная точка углекислоты. Температура кипения: около -55 градусов.
5 атмосфер для Марса - это довольно толстая атмосфера, эквивалентная 15 атмосферам для Венеры и Земли по толщине. При том, что ещё и расстояние от полюсов до экватора на Марсе в 2 раза меньше, разница температур будет довольно невелика, и вряд ли выше 20-30 градусов между полюсом и экватором. Однако при 5 атмосферах (15 атмосферах на Венере), думаю что температура на Марсе будет значительно выше нуля, и уж точно нигде не опустится до -55 градусов, даже на полюсе. Поэтому я всё же настроен в этом плане оптимистично.
Однако другая проблема - при наличии воды он будет стремиться связаться породами. Чтобы понасвязать все породы и сделать их наконец инертными - нужно немыслимое количество углекислоты. И потом, мы хотим яблоневые сады, которые также будут связывать углекислоту до тех пор, пока мощность атмосферы, и в частности, углекислоты, не упадёт до тех значений, когда жизнь вся будет угроблена от холода. Вода замёрзнет, жизнь зачахнет, и процесс этот резко ослабится. При этом восполнения углекислоты с вулканизмом, в отличии от Земли не будет, и балланс не наступит. Просто после замерзания и установления климата как на Антарктическом полуострове процессы сокращения углекислотной атмосферы очень замедлятся, но всё же останутся. И Марс будет стремиться к тому состоянию, в котором находится сейчас.
Таким образом, AlexAV прав в том, что на Марсе можно рассчитывать лишь на искуственное поддержание условий, близких к арктической и антарктической пустыням с редкими мхами и лишайниками, и то, это состояние нужно будет ещё как-то поддерживать из-за отсутствия вулканизма. Причём опять же, в состоянии почти непригодном для дыхания, т.к. для удержания температуры на Марсе около нуля в атмосфере должно быть много углекислоты, не как на Земле доли процента, а минимум десятки процентов, и с малым количеством кислорода, большое количество  которого не смогут удерживать мхи и лишайники.

Итого, всё же слабо представляется терраформация Марса таким образом, чтобы на нём одновременно росли и яблоневые сады, и чтобы мы могли там дышать без кислородных масок. Если только каким-то образом создать мощную (не пойми из чего) не углекислотную, а азотно-кислородную атмосферу в несколько бар, чтобы температура хоть как-то приближалась к условиям в арктических пустынях в зимнее время. Т.е. нельзя рассчитывать на плюсовую температуру даже в летний полдень (опять же, из-за толстой атмосферы будет сильная уравниловка температур между полюсом и экватором, т.е. экватор будет сильно охлаждаться воздухом из высоких широт).

[alexday457]

Таким образом, AlexAV прав в том, что на Марсе можно рассчитывать лишь на искуственное поддержание условий, близких к арктической и антарктической пустыням с редкими мхами и лишайниками, и то, это состояние нужно будет ещё как-то поддерживать из-за отсутствия вулканизма. Причём опять же, в состоянии почти непригодном для дыхания, т.к. для удержания температуры на Марсе около нуля в атмосфере должно быть много углекислоты, не как на Земле доли процента, а минимум десятки процентов, и с малым количеством кислорода, большое количество  которого не смогут удерживать мхи и лишайники.

Что вы написали не правда, Марс потерял бы такую как на Земле плотную бы Атмосферу за миллиарды лет... Углекислого газа по количеству хватит как в мезозойскую эру на Земле! Сейчас даже на Солнечной стороне, некоторые участки грунта прогреваються до +27))

[shuricos]

Основная проблема - не выпадение СО2 снега при повышении давления, а возможность образования облаков.
И вода в этом смысле - худший враг; СО2 не столь опасен в этом смысле.

[Константин ВАРБ]

Итого, всё же слабо представляется терраформация Марса таким образом, чтобы на нём одновременно росли и яблоневые сады, и чтобы мы могли там дышать без кислородных масок.

На Марсе большие перепады высот и соответственно несмотря на то что сам Марс будет стремиться к унификации температур, в некоторых местах будут "оазисы".
То есть на севере будут холодные степи, на юге высокогорные лишайники, а в долинах хоть яблоневые сады.

С СО2 уже считали не раз: даже удвоение её в атмосфере не превысит предельно допустимых норм для человека.

[Technecy]

Я вам так скажу. Если бы Марс мог быть зелёной планетой, он бы ею был.

[Гар'икИ]

  Тема "за всё хорошее" и против "всего плохого" на Марсе. Едва ли кто-то всерьёз думает о превращении этой планеты в цветущий сад.

[ирбис]

NASA объявило конкурс на лучший инопланетный дом

Аэрокосмическое агентство NASA объявило о начале конкурса на лучший прототип внеземных домов для космонавтов, которые будут исследовать другие планеты.

Победителю 3-D Printed Habitat Challenge достанется свыше одного миллиона долларов, сообщает Engadget.

Первоначально специалисты будут оценивать только архитектурные особенности строений, а победитель на данном этапе получит 50 тысяч долларов. Для победы во втором этапе необходимо будет придумать способ строительства поселений из ресурсов, которые имеются на какой-либо планете - за это победителю достанется 1,1 миллион долларов.
Основной целью NASA является предоставления космонавтам возможности строить жилище на других планетах с использованием подручных средств и ресурсов, что позволит им быть независимыми от поставок с Земли.

Читать полностью: http://www.km.ru/science-tech/2015/05/18/nasa/758876-nasa-obyavilo-konkurs-na-luchshii-inoplanetnyi-dom

May 16, 2015
15-093
Share on facebook Share on twitter Share on google_plusone_share Share on pinterest_share More Sharing Services
NASA Challenges Designers to Construct Habitat for Deep Space Exploration
http://www.nasa.gov/press-release/nasa-challenges-designers-to-construct-habitat-for-deep-space-exploration

 Советские космонавты месяцы проводили на станции Мир,известно ли о влиянии на их организм радиации ,где найти отчеты, либо общую информацию?

Самое длительное пребывание в космосе – 438 дней. Рекорд по самому длительному пребыванию в космосе установил русский космонавт Валерий Поляков. Он находился 14 месяцев на борту космической станции Мир в 1995 году.
По данным до 2004 года, из 439 астронавтов 11 погибли во время тренировок, 18 – во время несчастных случаев во время старта, и лишь 3 человека - команда Союза-11 – умерли непосредственно в космосе. Георгий Добровольский, Виктор Пацаев и Владислав Волков погибли от разгерметизации корабля, которая произошла в результате отделения модуля в 1971 году.

А об смертельной дозе полученной космонавтами  за год ,информации нет.
На обшивке МКС микробы хоть и  облучаются ,но продолжают существовать.

 Может ли повлиять магнитное поле на радиацию , созданное допустим постоянными магнитами закреплёнными на обшивке корабля  ? Тем самым в какой то мере обезопасить людей и дополнить  свинцовую оболочку?Постоянные  магниты на сегодняшний день  научились делать весьма легкими.

[stuuvi]

Для победы во втором этапе необходимо будет придумать способ строительства поселений из ресурсов, которые имеются на какой-либо планете - за это победителю достанется 1,1 миллион долларов.

Видимо говорит о том, что сами они решения не нашли. Причём если будет предложен способ, то миллион деньги небольшие, а если не будет предложен, то платить ничего не надо. В итоге получают кучу различных идей для рассмотрения и все затраты на это - 50 тысяч долларов(поэтому и в два этапа, чтобы как развод не выглядело, очевидно что архитектурный дизайн нафиг никому не нужен без готового проекта). Ну как бы если прикинуть, то каким образом они могут строить из ресурсов, которые имеются на планете, где нет ни одного завода или добывающего предприятия. Это же не деревенская изба.

[ирбис]

Ну как бы если прикинуть, то каким образом они могут строить из ресурсов, которые имеются на планете, где нет ни одного завода или добывающего предприятия. Это же не деревенская изба.

Обама бюджет урезал и приказал  денги экономить .Вот и кинули клич в народ .
А насчёт стройки, в Англии уже строят принтером потихоньку ,а  китайцы сами как принтеры за месяц небоскрёб ставят .Того глядишь и Артур Кларк прав окажется они первые что нить замутят ...В древности римляне бетон делали на тыщи лет ,а наши сто лет с натягом гарантию дают .Надо вспоминать забытое старое.Птицефабрику сначала на Марс завозить и как Кремль строить,с яйцами оно  однако крепче будет !!!

[Ремвер]

Здесь не всё так однозначно. Средняя температура будет в глубоком минусе. Но есть детали климата, которые планету даже в таком состояние делают относительно жизнепрегодной. Дело в том, что средняя не вполне равносильно постоянной.

Намекаете на повышенную континентальность климата терраформированного Марса? Взять, к-примеру, северо-восточную часть Евразии. Средние годовые температуры отрицательны, абсолютный минимум достигает -70. Но короткого лета вполне хватает для жизнедеятельности флоры и фауны таёжной зоны. Хотя большую часть года природа находится в глубокой заморозке. Или взять субантарктический океанический климат - о. Буве, о. Херд и подобные. Среднегодовая почти 0, морозов не бывает. Но жизни практически нет, ледниковые шапки да мох кое-где на выступающих скалах.

То же самое с южным полушарием Марса. Холодная длинная зима сменяется коротким, но тёплым летом. Растениям проще защищаться от холода, лишь бы был регулярный благоприятный период, пусть и короткий.

[Ксавье]

удастся ли таким образом поднять в итоге атмосферное давление, учитывая что ядро комет в основном состоит из смёрзшейся воды и газов?

Почитайте последние 10 страниц.
Удастся, но воду надо как-то связать, иначе она осядет снегом, увеличит альбедо и Марс станет ещё более холодным, чем сейчас.
А вот аммиак из тех же астероидов будет кстати - он за 15 тыс.лет разложится на азот и водород. Водород потом будет вынесен солнечным ветром, а азот останется.

AlexAV много раз неоднократно указывал на существующую проблему роста температуры кипения/сублимации СО2 с ростом давления. И вопрос в том, какой процесс быстрее будет происходить на Марсе - рост температуры от наличия СО2 или рост температуры кипения углекислоты из-за роста давления. В последнем случае углекислота все время будет стремиться вымерзнуть на полюсах, сколько бы мы её туда не добавляли. Исключение, конечно, если её туда очень много вбабахать - десятки атмосфер, как на Венере.
А что будет, скажем, при 5 атмосферах? На 5 атмосферах находится тройная точка углекислоты. Температура кипения: около -55 градусов.
5 атмосфер для Марса - это довольно толстая атмосфера, эквивалентная 15 атмосферам для Венеры и Земли по толщине. При том, что ещё и расстояние от полюсов до экватора на Марсе в 2 раза меньше, разница температур будет довольно невелика, и вряд ли выше 20-30 градусов между полюсом и экватором. Однако при 5 атмосферах (15 атмосферах на Венере), думаю что температура на Марсе будет значительно выше нуля, и уж точно нигде не опустится до -55 градусов, даже на полюсе. Поэтому я всё же настроен в этом плане оптимистично.
Однако другая проблема - при наличии воды он будет стремиться связаться породами. Чтобы понасвязать все породы и сделать их наконец инертными - нужно немыслимое количество углекислоты. И потом, мы хотим яблоневые сады, которые также будут связывать углекислоту до тех пор, пока мощность атмосферы, и в частности, углекислоты, не упадёт до тех значений, когда жизнь вся будет угроблена от холода. Вода замёрзнет, жизнь зачахнет, и процесс этот резко ослабится. При этом восполнения углекислоты с вулканизмом, в отличии от Земли не будет, и балланс не наступит. Просто после замерзания и установления климата как на Антарктическом полуострове процессы сокращения углекислотной атмосферы очень замедлятся, но всё же останутся. И Марс будет стремиться к тому состоянию, в котором находится сейчас.
Таким образом, AlexAV прав в том, что на Марсе можно рассчитывать лишь на искуственное поддержание условий, близких к арктической и антарктической пустыням с редкими мхами и лишайниками, и то, это состояние нужно будет ещё как-то поддерживать из-за отсутствия вулканизма. Причём опять же, в состоянии почти непригодном для дыхания, т.к. для удержания температуры на Марсе около нуля в атмосфере должно быть много углекислоты, не как на Земле доли процента, а минимум десятки процентов, и с малым количеством кислорода, большое количество  которого не смогут удерживать мхи и лишайники.

Итого, всё же слабо представляется терраформация Марса таким образом, чтобы на нём одновременно росли и яблоневые сады, и чтобы мы могли там дышать без кислородных масок. Если только каким-то образом создать мощную (не пойми из чего) не углекислотную, а азотно-кислородную атмосферу в несколько бар, чтобы температура хоть как-то приближалась к условиям в арктических пустынях в зимнее время. Т.е. нельзя рассчитывать на плюсовую температуру даже в летний полдень (опять же, из-за толстой атмосферы будет сильная уравниловка температур между полюсом и экватором, т.е. экватор будет сильно охлаждаться воздухом из высоких широт).

А зачем столько углекислоты? Нужна азотная атмосфера. Азот также является парниковым