Освоение Марса

[noxx77]

Потом смекнут, что глупо таскать людей туда-сюда и при этом бросать бесхозную базу на несколько месяцев до прибытия нового экипажа.

Ага, тупили-тупили, а потом, внезапно, смекнули, чо ж мы типа такие - базы на Марсе строим, а тупо тупим...

[shuricos]

Возвращаясь к вопросу о серной кислоте.

Если SO3 будет вступать в реакцию с водяным льдом на полюсах, то будет образовываться серная кислота, как я указал выше. При этом будет выделяться довольно много теплоты, которая будет подтапливать лёд.

Далее серная кислота будет впитывать окружающую воду, образовывая гидраты (4, а то и 6.5 моль воды на моль кислоты!). А у гидратов серной кислоты низкая температура плавления, но высокая температура кипения. Появятся потоки жидких гидратов от полюсов в приполярные области.

Там кислота будет вступать в реакции замещения с карбонатами с образованием СО2 и воды.
СО2 повысит давление атмосферы и парниковый эффект, а вода сублимирует и затем осядет снегом на полюсе.

Круговорот.

А ещё фазовый переход гидратов серной кислоты на полюсах несколько стабилизирует температуру, она будет задерживаться на -53°С.
Это будет препятствовать кристаллизации СО2 на полюсах, уменьшит скачки массы атмосферы и давления.

[crazy_terraformer]

А ещё фазовый переход гидратов серной кислоты на полюсах несколько стабилизирует температуру, она будет задерживаться на -53°С.
Это будет препятствовать кристаллизации СО2 на полюсах, уменьшит скачки массы атмосферы и давления.

Это же сколько надо кислоты?
Тем более она будет реагировать и с силикатами и алюмосиликатами,связываясь в сульфаты.
Силикатов больше, чем карбонатов.

[shuricos]

Потом смекнут, что глупо таскать людей туда-сюда и при этом бросать бесхозную базу на несколько месяцев до прибытия нового экипажа.

Ага, тупили-тупили, а потом, внезапно, смекнули, чо ж мы типа такие - базы на Марсе строим, а тупо тупим...

Вот и я говорю - временных баз не будет вовсе, сразу будут делать постоянную.

[shuricos]

А ещё фазовый переход гидратов серной кислоты на полюсах несколько стабилизирует температуру, она будет задерживаться на -53°С.
Это будет препятствовать кристаллизации СО2 на полюсах, уменьшит скачки массы атмосферы и давления.

Это же сколько надо кислоты?
Тем более она будет реагировать и с силикатами и алюмосиликатами,связываясь в сульфаты.
Силикатов больше, чем карбонатов.

Ну, значит, не будем выпускать SO3 в "вольное плавание", а сами будем получать из него серную кислоту и сами будем её применять в тех местах, где посчитаем нужным.

[Константин ВАРБ]

Ну, значит, не будем выпускать SO3 в "вольное плавание"

Вроде бы ещё Гоголь писал что-то типа того: "Не всякий выброс триокиси серы долетит до середины пути к полюсу Марса. "
В смысле реакции  SO3+CO
 http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=117224

 http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/611/64611/35586?p_page=4 
Кстати вот неплохая обзорная работа http://www.freepatent.ru/patents/2369436 (читать и даже просматривать её сейчас лень) в чём там суть изобретения я не понял

Но то что основной проблемой на Марсе для получения искусственной атмосферы  будет ликвидация такого яда как СО - несомненно. Его в марсианском воздухе после вымораживания СО2 около 1%. Жечь его на катализаторе в 2% кислороде жалко и наверняка муторно.
Можно конечно же и так же как и на Земле получать из него серу, но, имхо, прогон через олеум и повторное вымораживание в марсианских условиях проще. 

[shuricos]

SO3 в условиях Марса быстро выпадет снегом. Он даже при положительных температурах застывает. Так что, он точно никуда не долетит.

А реакция с СО проходит только при больших температурах.
А вообще - чем Вам СО не угодил? Его там исчезающе мало. Даже при пороге Армстронга его содержание не превысит ПДК.

[shuricos]

Всё-таки, низкое атмосферное давление - потрясающее преимущество Марса! Зря мы пытаемся увеличить атмосферу. Где ещё есть такое потрясающее сочетание условий для безракетного старта?

На Фобосе размещаем промежуточную станцию космического лифта.
От неё спускаем трос к Марсу. Фобос совершает полный оборот вокруг Марса за  7ч39м, примерно за 27550 секунд.
Фобос движется почти точно по экваториальной плоскости. Низ троса будет постоянно вблизи экватора. Длина экватора Марса 21330 км. Т.е. низ троса будет двигаться со скоростью примерно 775 м/с. Это очень немного в сравнении с первой космической скоростью Марса (3550 м/с).

На низ троса можно "запрыгивать" небольшими ракетами.
А можно сделать пращу на вершине горы Павлин (она тоже на экваторе находится). Там ничтожно малое давление - 130 Па, тросы пращи и лифта почти не будут греться.

С противоположной стороны фобосианской станции делаем трос-противовес. Его конец будет достигать второй космической скорости. Чтобы выйти на гелиоцентрическую орбиту, кораблю достаточно будет отцепиться от троса. В обратном порядке грузы будут спускаться на Марс.

[shuricos]

Извините, забыл вычесть собственную скорость экваториальной поверхности Марса 240 м/с.
Выходит, что низ троса будет двигаться над Марсом со скоростью всего 535 м/с.

Длина нижнего троса получится около 6000 км.
Его вес будет намного меньше массы не только из-за меньшей гравитации Марса, но и из-за того, что вес частично будет компенсироваться центробежной силой. И чем дальше от Марса, тем разница  центробежной и центростремительной сил (эта разница - вес и есть) будет ближе к нолю. Даже самый низ троса будет весить на 4% меньше положенного (его скорость в 5 раз меньше первой космической, 1/5^2=1/25=4%). С увеличением высоты значение первой космической скорости падает (гравитация меньше), а радиальная скорость отрезка троса и с нею центробежная сила возрастает (угловая скорость та же, но радиус от центра Марса больше).

[shuricos]

Посчитал такой фобосианский лифт.
Цифры получились огромные, но не астрономические.

Итак, длина троса 6000 км.
Всю длину я поделил на 600 отрезков по 100 км.
Для расчёта была взята проволока высокоуглеродистой стали прочностью на разрыв 420 кгс/кв.мм.

Поднимаемый груз:
- масса 1000 кг,
- вес 380 кг.
Для его поднятия требуется 1 проволока сечением 1 кв.мм.

Первые 100 км такой проволоки:
- масса 780 кг,
- вес 296 кг.

Общий вес проволоки и груза - 676 кг, для их удержания требуется 2 проволоки.

И т.д. до самого верха.

К фобосинской базе трос достигает 1350 миллиметровых проволок (всего 13,5 кв.см. сечения!)
Во всём тросе 22644 миллиметровых проволок по 100 км каждая.
Общая масса всего троса - 17662 тонн.
Общий вес всего троса - 1500 тонн.

Update:
Нашёл у себя ошибку. Пересчитал. Всё получилось много хуже!

Общее количество проволок троса у Фобоса - 16,5 млн.
Их совокупное сечение = 16,5 кв.м.

Всего во всём тросе 136 млн.миллиметровых проволок по 100 км каждая.
Это 13,6 млн.куб.м стали = 106 млн.тонн!
Ух!

[crazy_terraformer]

Низ троса будет постоянно вблизи экватора.

Чем будем держать низ троса - реактивным самолетом или дирижаблем с реактивным двигателем?
Чем массу груза будем компенсировать- реактивные движки на Фобос поставим?

[shuricos]

Низ троса будет постоянно вблизи экватора.

Чем будем держать низ троса - реактивным самолетом или дирижаблем с реактивным двигателем?
Чем массу груза будем компенсировать- реактивные движки на Фобос поставим?

Про низ троса не понял. Низ троса будет держаться, как и весь трос, на Фобосе.

Если трос делать из материала Фобоса, то смещения центра масс не произойдёт - по мере перемещения вещества вниз для строительства троса весь Фобос будет соответственно перемещаться вверх на считанные сантиметры, но этого будет достаточно, чтобы центр массы остался на месте. Иначе в невесомости не бывает.

А что касается груза, так его масса слишком мала, чтобы существенно повлиять на Фобос. Значение будет иметь баланс, вернее дисбаланс грузопотоков на Марс и с Марса. Если вывозиться будет на сотни тысяч тонн больше, чем ввозиться, тогда придётся Фобос поддерживать.

Тут важнее всего разница скоростей.
Допустим, мы поднимаем тонну водорода и кислорода на Фобос со скоростью 30 м/с. Там водород и кислород сжигаем  и получаем струю со скоростью 3000 м/с. Один такой подъём тонны топлива обеспечит (3000/30)^2-1=9999 подъёмов других грузов.

[shuricos]

Утро вечера мудренее: на свежую голову такое количество металла не кажется таким уж безумным. Это 136×100×100 м - небольшой метеорит или 0.1% массы Фобоса. Если Фобос, как предполагают, действительно является CI углистым хондритом, то там полно железа и воды. Остаётся только понять - как это железо оттуда добыть.

[LonelyWanderer]

Всё-таки, низкое атмосферное давление - потрясающее преимущество Марса! Зря мы пытаемся увеличить атмосферу. Где ещё есть такое потрясающее сочетание условий для безракетного старта?

На Фобосе размещаем промежуточную станцию космического лифта.
От неё спускаем трос к Марсу. Фобос совершает полный оборот вокруг Марса за  7ч39м, примерно за 27550 секунд.
Фобос движется почти точно по экваториальной плоскости. Низ троса будет постоянно вблизи экватора. Длина экватора Марса 21330 км. Т.е. низ троса будет двигаться со скоростью примерно 775 м/с. Это очень немного в сравнении с первой космической скоростью Марса (3550 м/с).

На низ троса можно "запрыгивать" небольшими ракетами.
А можно сделать пращу на вершине горы Павлин (она тоже на экваторе находится). Там ничтожно малое давление - 130 Па, тросы пращи и лифта почти не будут греться.

С противоположной стороны фобосианской станции делаем трос-противовес. Его конец будет достигать второй космической скорости. Чтобы выйти на гелиоцентрическую орбиту, кораблю достаточно будет отцепиться от троса. В обратном порядке грузы будут спускаться на Марс.

Не  вижу смысла в Фобосе в плане космического лифта, т.к. требования к тросу будут не намного ниже, чем к классическому лифту, но при этом значительное усложнение в виде ловли конца троса. Лучше уж сразу делать космический лифт. А раз он невозможен из-за Фобоса, то тогда праща.
А вот требования к тросу пращи намного ниже. И делать такую пращу нужно не на экваторе, а на полюсе, т.к. трос из-за несоответствия собственного вращения и вращения  Марса просто упадёт. Лучше всего подходит южный полюс, т.к. он возвышается на 3500 метров [google earth] выше среднего уровня. Выводимые орбиты могут быть только полярными, но если на межпланетную траекторию, то вполне может совпадать с направлением движения планеты и вообще с плоскостью эклиптики.
Я хотя сам и предлагал такую систему для Земли, но теперь сомневаюсь. Будет провисать, и провисать будет, видимо, намного больше, чем есть кривизна поверхности планеты у основания пращи.

[shuricos]

Обоснование пращи на полюсе осталось за пределами моего понимания, сколько бы раз я ни пытался перечитать его. Имеете в виду, что скорость конца троса горизонтальной пращи, размещённой на экваторе, при движении по ходу вращения Марса, будет складываться со скоростью вращения планеты, а в обратную сторону - вычитаться? Да, но это не приведёт к падению троса пращи. Раскрутите верёвку над головой. Её скорость меньше первой космической, но она не падает же!

Как бы то ни было, праща невозможна: никакой возможный материал не обеспечит потребные 3310 м/с (первая космическая Марса = 3550, минус 240 м/с собственного вращения планеты)!

Что же касается обычного космического лифта, то он намного сложнее и более материалоёмкий, чем фобосианский лифт.
А стыковка с тросом на скорости 530 м/с сложна, но реализуема.

[LonelyWanderer]

Обоснование пращи на полюсе осталось за пределами моего понимания, сколько бы раз я ни пытался перечитать его. Имеете в виду, что скорость конца троса горизонтальной пращи, размещённой на экваторе, при движении по ходу вращения Марса, будет складываться со скоростью вращения планеты, а в обратную сторону - вычитаться? Да, но это не приведёт к падению троса пращи. Раскрутите верёвку над головой. Её скорость меньше первой космической, но она не падает же!

Как бы то ни было, праща невозможна: никакой возможный материал не обеспечит потребные 3310 м/с (первая космическая Марса = 3550, минус 240 м/с собственного вращения планеты)!

Что же касается обычного космического лифта, то он намного сложнее и более материалоёмкий, чем фобосианский лифт.
А стыковка с тросом на скорости 530 м/с сложна, но реализуема.

Встаньте, возьмите верёвку, руку держите у самого живота, максимально близко к телу. Начинайте вращать верёвку. И начинайте наклоняться. Если на конце верёвки какой-то груз, наденьте каску
Повторите то-же самое, вращая верёвку над головой, и начните тоже кружится. Каску уже можно снять.

Да, материалов не существует даже для марсианской гравитации, но в любом случае нагрузка на трос в варианте пращи намного меньше, чем в варианте космического лифта, потому в случае развития технологий (те же нанотрубки) праща станет доступной раньше космического лифта.

[shuricos]

Повторите то-же самое, вращая верёвку над головой

Гора Павлин и есть такая "голова".
Её высота - 14 км. Вполне достаточно, чтобы компенсировать провисание троса.

Встаньте, возьмите верёвку, руку держите у самого живота, максимально близко к телу. Начинайте вращать верёвку. И начинайте наклоняться. Если на конце верёвки какой-то груз, наденьте каску

Некорректный пример. Земля или Марс не "начинает наклоняться", они уже вращаются вместе с самими тросом, поэтому задний (по ходу вращения планеты) край троса не будет иметь инерционный наклон.

Вообще провисание троса считается довольно понятно: если мы хотим, чтобы трос длиной 40 км провис не более, чем на 10 км от основания, необходимо создать ускорение конца троса = 4 g.

[noxx77]

Утро вечера мудренее: на свежую голову такое количество металла не кажется таким уж безумным. Это 136×100×100 м - небольшой метеорит или 0.1% массы Фобоса. Если Фобос, как предполагают, действительно является CI углистым хондритом, то там полно железа и воды. Остаётся только понять - как это железо оттуда добыть.

И вот тут опять встаёт вопрос "реголитов" и их переработки.

[noxx77]

А вот требования к тросу пращи намного ниже. И делать такую пращу нужно не на экваторе, а на полюсе,

и будет собирать по пути всю чахлую атмосферу.

[LonelyWanderer]

Некорректный пример. Земля или Марс не "начинает наклоняться", они уже вращаются вместе с самими тросом, поэтому задний (по ходу вращения планеты) край троса не будет иметь инерционный наклон.

Праща  - это  как юла, как гироскоп - она будет стремиться сохранять одну плоскость вращения. А вместе с оборотом планеты плоскость поверхности планеты в районе пращи наклоняется к плоскости, в которой вращается эта праща. За 20 минут планета совершает оборот аж на 5 градусов, а для пращи, которая будет иметь период обращения несколько минут - это слишком мало, чтобы надеяться на прецессию. Но на самом деле всего за 1 оборот пращи планета повернётся достаточно, чтобы праща упала.
На экваторе никак не катит. Да и вообще нигде не катит, только строго на полюсе.