Освоение Марса

[LonelyWanderer]

Снижение рисков разгерметизации

Нет такого преимущества.
В почве всегда есть поры, поэтому в пещере не глубине сотен метров давление не сильно будет отличаться от давления на поверхности. Разгерметизация подземного убежища столь же опасна, как и наземного. Фактически речь в обоих случаях идёт о том, чтобы иметь герметичную базу, но в первом случае она удерживает только себя и радиационную защиту массой 300 кг на кв.м., в другом случае она держит себя и сотни метров грунта над собой. Это намного усложняет и её сооружение, и её эксплуатацию.

Поэтому подземная база и более материалоёмка, и более трудоёмка в сооружении.

Нужно на взаимнокомпенсирующей глубине строить - это метров 15, тогда будет минимум  затрат на укрепление стен. Если расчитать очень строго слой грунта и внутреннее давление, тогда потолок будет почти невесомый, и можно будет довольно крупные помещения делать с не очень большим количеством опор.

[crazy_terraformer]

Набрел тут на сублимационную тепловую машину, использующую сухой лёд как источник холода и как источник пара вращающего турбину.
http://hi-news.ru/science/energiya-suxogo-lda-pomozhet-marsianskim-kolonistam.html

С использованием сухого льда возрастет КПД тепловых машин, в частности солнечных концентраторов. Можно больше тепла преобразовывать в электроэнергию.
Колонистам как-то придётся организовать герметичную теплоизолированную доставку сухого льда - закопанными трубопроводами (марсианский Газпром  ) или по укрытым защитными экранами железной дороге (маглев) и шоссе на магнитной левитации (скоростные грузовики).

[ВадимZero]

В почве всегда есть поры,

В почвве может и есть, а в грунте нет, особенно в замершем льду.

в другом случае она держит себя и сотни метров грунта над собой.

Если вы не собираетесь строить большие залы, то грунт сам себя хорошо держит. Хотя конечно лучше укрепить бетонными блоками.

Это потребует несоизмеримо больше в сравнении с теплицами на поверхности.

Теплица на поверхности без плотной атмосферы защищающей ее от метеоритов и радиации просто не возможна.

[shuricos]

В почвве может и есть, а в грунте нет,

Да ну?
А откуда, по-Вашему, взялась вода, капающая с потолка вот этой пещеры?

Герметичных пещер не бывает.

Если Вы герметизируете вход в пещеру, в которую через трещины поступает вода, и затем поднимете в пещере давление, то воздух будет уходить по тем же трещинам, по которым поступает вода. Бульк-бульк, как в перевёрнутой вверх дном открытой бутылке. Медленнее, чем по пустым порам, конечно, но всё равно будет уходить.

Если так уж сильно хочется иметь запас герметичности, то удобнее сделать второй каркас вокруг наземного здания, чем закапываться на сотни или даже десятки метров вглубь.

особенно в замершем льду.

Лёд - вариант интересный.
Но его толщина должна быть достаточно большой, чтобы при разгерметизации вмороженной в него бочки слой льда не был проломлен большой разницей давления.
В идеале, масса льда должна обеспечивать атмосферное давление.
Атмосферное давление - примерно 10 тонн на кв.м.
Плотность льда - 0,917 кг/куб.м., т.е. нужна толща льда 10,9 м, а в условиях марсианской низкой гравитации - 28,85 м.

Второе: лёд надо как-то сохранить. Иначе он будет сублимировать, будет вымываться соляными растворами. Для этого сам лёд надо герметично запаковать. Т.е. Вам вокруг тоннеля диаметром, скажем, 10 метров надо иметь второй герметичный тоннель диаметром 28,85+10+28,85=67,7 м!

Абсолютно бессмысленное расходование ресурсов!
Проще второй, третий и четвёртый контуры защиты от разгерметизации построить на поверхности.

Если вы не собираетесь строить большие залы, то грунт сам себя хорошо держит. Хотя конечно лучше укрепить бетонными блоками.

А иначе тоннели и не строятся, даже на Земле, даже при возможности подробного изучения геологии места строительства.
И уж тем более без облицовки не строятся герметичные тоннели!

Теплица на поверхности без плотной атмосферы защищающей ее от метеоритов и радиации просто не возможна.

О радиации я уже сказал выше. Слой стекла 16 см обеспечивает необходимую защиту.
Если на время солнечных вспышек закрывать теплицы железными листами (АМС в точке L1 Марса, наблюдающая за Солнцем, обязательна в случае колонизации Марса; времени на реакцию предостаточно - десятки часов), то можно даже менее толстые стёкла делать.
А можно сделать двое стёкол со слоем воды между ними.

Что же касается метеоритов, так мелкие будут всё равно сгорать в атмосфере, а более крупные редки. Возле Земли сотни, если не тысячи спутников, МКС в несколько соток площадь - и ни одного крупного попадания метеоритов за все десятки лет.
А от последствий отдельных редких разгерметизаций должны защищать отсеки.

[Проходящий Кот]

А зачем эти редкие случайности, когда можно обойтись без них?

[ВадимZero]

Но его толщина должна быть достаточно большой

Так она и есть большая. Насколько я понимаю вода на Марсе как раз сосреготочена в груте в виде вечной мерзлоты. Хотя грунт это не жидкость, он сцеплен сам собой. А лед вморожен в грунт, потому не каких столбов...
http://www.aquaexpert.ru/news/2008/10/17/mars/

Второе: лёд надо как-то сохранить.

Храниться там уже милионы лет...

Слой стекла 16 см обеспечивает необходимую защиту.

16см стекла, по вашему эквивалентна 10 метрам водяноого столба земной атмосферы? Не смешите. На МКС присутствие более года уже опасно с точки зрения полученной дозы, а там толщина по больше будет 16 см стекла.

Возле Земли сотни, если не тысячи спутников,

Земля не соседствует с поясом астероидов.

МКС в несколько соток площадь - и ни одного крупного попадания метеоритов за все десятки лет.

Человек живет побольше десяти лет. И думаю мало кто из фермеров согласиться рисковать жизнью, из-за рисков разгерметизации и радиации.

И само главное все эти наповерхносные обьекты, будут испытывать постоянное давление воздуха а значит нагрузку на элементы конструкции, и аварии могут происходить просто в силу усталости конструкций и дефектов производства, сборки. Что будет приводить к быстрой разгерметизации. А вот в случае подземных поселений риск быстрой разгерметизации сведен к минимуму.

[crazy_terraformer]

Герметичных пещер не бывает.

Если Вы герметизируете вход в пещеру, в которую через трещины поступает вода, и затем поднимете в пещере давление, то воздух будет уходить по тем же трещинам, по которым поступает вода. Бульк-бульк, как в перевёрнутой вверх дном открытой бутылке. Медленнее, чем по пустым порам, конечно, но всё равно будет уходить.

Есть такие штуки - герметики. Пропитываем стены каменной пещеры силиконовым герметиком
 и заполняем пригодным для дыхания воздухом, тепло ускоряет полимеризацию, а кислород, вызывая окисление и отщепление углеводородных остатков у поверхности герметика, образует прочную пленку оксида кремния. А для поиска утечек используем датчики.
Учитывая, что поры в грунте небольшие, особенно торопиться с заделкой утечек не потребуется.
Если грунт сложен рыхлыми породами, то полость придётся бетонировать и пропитывать поверхность бетона, либо один из слоёв бетона может быть полимерным, либо добавки в бетон сделают его газонепроницаемым.

[atn]

Пещера не будет герметичной, тем более ледяная. Отверстие просто протаит во льду вдоль жилого тоннеля к поверхности. Выход на поверхность будет полюбому. Люди в пещере не будут жить в мерзлоте полюбому.

Есть пара так сказать аксиомочек связанных с заселением Марса.
1. Главное это постоянное проживание людей без вахт и прочего.
2. Большое количество народу, это и специалисты, учёные, полиция какая ни какая, ну и семьи конечно.
3. Самостоятельность и самообеспеченность колонии в области жизнеобеспечения, лёгкой промышленности, а так же в области научных изысканий и добычи полезных ресурсов.

Исходя из этих трёх пунктов вытекает следующее. Люди не хомячки - всю жизнь под землёй жить не смогут хотя бы из психологических соображений. К тому же чтобы обеспечивать себя хотя бы необходимыми для жизни ресурсами нужно много энергии. Если же сюда добавить прочие производства, то колоссально много. Даже на нашей любимой земле есть всего один источник энергии - Солнце. Все остальное является результатом трансформации и запасания солнечной энергии. На Марсе источником огромного количества энергии может стать только атомное\ядерное топливо. Если представить строительство подобного сооружения под землёй, ну вобщем сложновато. Так некоторые детальки конструкции туда и не засунешь ещё. Строить же на поверхности заводы, электростанции, космодром, склады, обсерватории, системы связи, различные центры общественной реабилитации, а людей в норки как хомячков нецелесообразно. Потому как в случае аварии на электростанции, или любой системе жизнеобеспечения ставит всех жителей на грань смерти практически. Или отремонтируй в рекордно короткий срок пока запас есть или загибайся. К тому же само строительство тоннелей на большую толпу людей - очень сложный и трудоёмкий процесс.
 Ямки же очень просты хоть и трудоёмки, имеют свой климат, могут обеспечивать безопасную без прерывную связь с поверхностью. Может ещё что. Я конечно думал о строительстве наземной базы в подножиях гор, система бункеров имеющих несколько крупных выходов, обширную террасу и мелкие ходы. Вроде как и на поверхности и в толще породы одновременно. НО Ямки мне тут больше понравились.

[ВадимZero]

Люди не хомячки - всю жизнь под землёй жить не смогут хотя бы из психологических соображений.

Из психологических соображений, люди не хотят подвергать свою жизнь риску. Потому будут сидеть там где безопасней всего.

Потому как в случае аварии на электростанции, или любой системе жизнеобеспечения ставит всех жителей на грань смерти практически. Или отремонтируй в рекордно короткий срок пока запас есть или загибайся.

Дублируй системы жизнеобеспечения, и проблема решена.

К тому же само строительство тоннелей на большую толпу людей - очень сложный и трудоёмкий процесс.

Что не идет не в какое сравнение с выемкой десятков километров грунта, и вывозом его за тысячи КМ, ради сомнительной прибавки давления в десяток милибар.

[shuricos]

crazy_terraformer, если мы делаем шахту в монолитно  граните, то пропитка герметиком может помочь. Но ковырять гранит - это АДЪ даже на Земле, не говоря уже о Марсе.

А вот базальты имеют такие щели, что туда человек целиком может провалиться! Даже крохотной дырочки в 1 мм будет достаточно, чтобы внутреннее давление прорвало герметик.

 Я уж не говорю об осадочных породах: Вы правы, в них придётся строить полноценный бетонный или металлический тоннель. Аналогичная такому тоннелю конструкция на поверхности, слегка присыпанная экскаватором, способна защитить его содержимое от любых угроз со вменяемой вероятностью. А то от прямого попадания Апофиса не спасёт и стометровая шахта!

ВадимZero, вы собрались делать поселение в Марсианском Приполярье, за 60° широты? Там-то мерзлота есть. А вот на экваторе нет. И в самом перспективном месте - на 25° южной широты нет. И даже между 40° и 60° широты встречаются изредка. А это замерзание-отмерзание постоянное грозит размывом подземных помещений. С наземными-то проще - их можно на гранитную скалу поставить и горя не знать.

Что касается половинного ослабления гамма-излучения разными материалами - ищите и обрящете! http://www.ngpedia.ru/pngs/035/035CgkQ862g562x1e1o4.png

[Константин ВАРБ]

2. Большое количество народу, это и специалисты, учёные, полиция какая ни какая, ну и семьи конечно.

"Сегодня праздник у ребят,
Ликует пионерия!
Сегодня в гости к нам пришел
Лаврентий Павлыч Берия!" 

[shuricos]

ВадимZero, на МКС космонавты хватают до 500 мЗв в год.
На поверхности Марса 234 мЗв/год, которые легко можно уполовинить или даже в десятки раз сократить.

Стекло - оно только над полями. И даже оно делает дозу безопасной.
Люди не всё время проводят в поле, а максимум - несколько часов в течение дня. Остальное время они могут проводить дома или в общественных помещениях под десятками сантиметров стали. 18 см стали сокращают дозу в 2^6=64 раза, т.е. до 4 мЗв/год! Нет никакой нужды ради этого закапываться куда-то.

[atn]

Народ вы опять забыли про инфраструктуру. Которой на Марсе нет даже в зачатке. Ковырять поверхность пусть даже варварскими методами можно начать с момента доставки роботов, машин, на крайний случай "кузькиной матери". Можно доставить модули и сварганить поселение на поверхности, хотя опять же встаёт вопросище с электричеством и ресурсами, но не так жостко. Но где на планете без людей взять тяжелые машины, тысячи тонн бетона, герметика, металла? Я уже про другие ресурсы говорить не буду. Чтобы это добро получить на Марсе нужны заводы, электростанции, сырьё. Чтобы всё это было нужны материалы. Замкнутый круг получается.

Ямка начинает "работать" с момента создания. 

[shuricos]

По поводу метеоритной угрозы.
В год на Марс падает примерно 20 крупных метеоритов.
http://cometasite.ru/pilevie_lavini_marsa/
За 80 лет жизни одного человека упадёт 1600.  Т.е. вероятность  падения метеорита в поле размером 1 га - примерно 1/720000000 в год или 1/9000000 за время жизни одного человека. Вероятность погибнуть от удара молнии на Земле - 1/960000. Делайте выводы.

[hexagon]

Смотрел передачу про Марс туда планируют отправить 4-6 человек. Жить будут в большой капсуле, рядом ракета для отлета с Марса и еще передвижная платформа на колесах которые могут превращаться в бурильную машину а пока тесты проводятся в безлюдных местностях земли. Трудно все это назвать колонизацией, так, поживут, поисследуют и домой.Некоторые ученые говорят что все это сложно и сначала нужно опробовать поселение на темной стороне Луны а дальше опробованные технологии задействовать на Марсе.

[Константин ВАРБ]

Некоторые ученые говорят что все это сложно и сначала нужно опробовать поселение на темной стороне Луны а дальше опробованные технологии задействовать на Марсе.

Какие лунные технологии будут аналогичны марсианским?
Кроме того быстрая деградация материалов и сложность производства на Луне, делает на современном этапе освоение её бесперспективной.
Технологий для Луны нет и нет пока даже предпосылок для их появления.
А вот технологии для Марса вполне современный технологический уровень.   

[hexagon]

Кроме того быстрая деградация материалов и сложность производства на Луне, делает на современном этапе освоение её бесперспективной.
Технологий для Луны нет и нет пока даже предпосылок для их появления.   

Они имели ввиду что до Луны лететь быстрее поэтому там легче проверить колонию на жизнеспособность и ни о каких производствах на Луне и Марсе речь не идет.Будут жить просто в одной капсуле, выходить в скафандрах, ездить на транспорте и ничего больше.До Марса лететь 6 месяцев и если пойдет что то не так трудно будет им помочь а до Луны быстро лететь поэтому Луна как приобретение опыта жизни с нацелом на Марс.Хотя я согласен что сразу на Марс интереснее.
Просто на темной стороне луны инопланетяне шарятся спокойно вот они именно туда и хотят колонию для разведки послать.

[VALStar]

  Обратная сторона Луны как-то лучше переваривается чем тёмная.

[Константин ВАРБ]

  Обратная сторона Луны как-то лучше переваривается чем тёмная.

Да нет автор имел ввиду именно тёмную сторону Луны, на дневной стороне совсем не кул, а вери вери хот.  

[shuricos]

Смотрел передачу про Марс туда планируют отправить 4-6 человек. Жить будут в большой капсуле, рядом ракета для отлета с Марса и еще передвижная платформа на колесах которые могут превращаться в бурильную машину а пока тесты проводятся в безлюдных местностях земли. Трудно все это назвать колонизацией, так, поживут, поисследуют и домой.Некоторые ученые говорят что все это сложно и сначала нужно опробовать поселение на темной стороне Луны а дальше опробованные технологии задействовать на Марсе.

Ну, эта тема как раз о колонизации, т.е. о последующих шагах после исследования марсоходами и единичными пилотируемыми миссиями. Хотя, моё мнение, что пилотируемые миссии без возвращения более рациональны. А это уже колонизация.