Освоение Марса

[noxx77]

А вот и водичка:
http://www.vesti.ru/doc.html?id=2696691&cid=2161

А вот интересно, каковы перспективы ракетно-транспортных схем с открытием/разработкой воды?

[Aluminium]

2) Нет. Если на планете есть промышленная база для строительства из местных ресурсов - не обязательно.А так бОльшую часть придётся тащить "на себе".

Без особого труда из местных ресурсов можно добыть углекислоту, марсианский грунт, вероятно, не составит большой проблемы добыча воды и, возможно, сбор железных метеоритов. Метеоритное железо сравнительно чистое. Судя по находкам марсоходов, этого добра на Марсе хватает.

Важнейший вопрос, на мой взгляд - получение энергии из местных материалов. Строительство солнечных батарей или ветряков или использование химической/ядерной энергии, какой-то способ должен быть реализован.

[OratorFree]

Синтетическая биология для космических программ - Кристофер Карр

Представьте себе, что в ходе полёта на Марс вы вдруг оказались заражены бактериями. И к несчастью у вас нет полного набора всех земных лекарств...

http://www.youtube.com/watch?v=yYWRckR32fM

[crazy_terraformer]

А вот интересно, каковы перспективы ракетно-транспортных схем с открытием/разработкой воды?

Множество видов ракетных топлив:
I. монокомпонентное - перекись водорода;
II. окислители: 1)перекись водорода;
                      2)жидкий кислород;
                      3)жидкий озон;
                      4) озониды,пероксиды и надпероксиды Ме; 

III. восстановители
 1) сжиженные, жидкие или твердые синтетические углеводороды, спирты, эфиры, металлорганические соединения (синтез из CO2 и воды);
2)металлы, карбиды и гидриды Ме;
3) перекись водорода;
4) жидкий водород;

Если будут обнаружены залежи фторидов, нитраты или нитриты,соединения бора список пополнится.

В грунте имеются перхлораты - они окислители, также из них можно получить хлорную кислоту, она тоже окислитель.

[Vavanzer]

Если верить этому источнику, в Юэгун-1 сделано полное замыкание по воде и кислороду, а также 55% по пище. В следующем эксперименте замыкание по пище должно достигнуть 80%. При таком раскладе количество поступающей извне пищи можно ограничить 0,2 кг/сут (в сухом виде) на человека, что в год на 4 человек составит 292 кг. Это очень немного по сравнению с посылкой базы, фактически такую же массу имеют участники экспедиции.

Вообще зачем заморачиваться с полным циклом? На Марсе полно всего, воды, СО2, грунты различного состава. Даже железо и никель в чистом виде не редкость. Все можно восполнить ресурсами планеты. ну не все конечно, но весьма существенную часть. С землей для растений вообще проблем не должно быть... Атмосфера - нужен компрессор с блоком разделения газов...  Или же лед из грунта топить. там и вода и СО2...

[noxx77]

Если верить этому источнику, в Юэгун-1 сделано полное замыкание по воде и кислороду, а также 55% по пище. В следующем эксперименте замыкание по пище должно достигнуть 80%. При таком раскладе количество поступающей извне пищи можно ограничить 0,2 кг/сут (в сухом виде) на человека, что в год на 4 человек составит 292 кг. Это очень немного по сравнению с посылкой базы, фактически такую же массу имеют участники экспедиции.

Вообще зачем заморачиваться с полным циклом? На Марсе полно всего, воды, СО2, грунты различного состава. Даже железо и никель в чистом виде не редкость. Все можно восполнить ресурсами планеты. ну не все конечно, но весьма существенную часть. С землей для растений вообще проблем не должно быть... Атмосфера - нужен компрессор с блоком разделения газов...  Или же лед из грунта топить. там и вода и СО2...

Проблема как раз в производстве пищи - для неё площади больше надо, чем для замыкания по газам/воде/электролитам (Na+, К+, Cl-, и т.д.).

[atn]

Проблема как раз таки в энергии. Если есть энергия можно и без экосистемы обойтись, чистым синтезом. Вот только установки синтеза чего либо весьма сложны и энергоёмки. Поэтому и придумывают систему с рекуперацией. Вот только не понятно почему все сразу многоступенчатую систему представляют. Растения, животные, бактерии и т.д. На мой взгляд данная система будет состоять из отдельных блоков - биореакторов.

Что такое биореактор? На мой взгляд это будут специальные устройства создающие оптимальные условия для жизни микроорганизмов в зависимости от назначения. Система будет оснащаться механизмом подвода сырья или питательной смеси если так понятней, а также отвода продукта, или результата работы организмов. Как пример допустим нам необходим кислород - то генератором могут стать водоросли (одноклеточные). Само устройство - прозрачная колба из светофильтрующего материала, с сетью каналов. Подача насыщенного всем необходимым раствора и одновременное его охлаждение до нужной температуры осуществляется через теплообменный контур наиболее близкий ко внутренней стороне помещения. Вроде как подогрев. После прохождения колбы раствор направляется в аппарат дегазации где из него извлекут кислород. Далее раствор идёт на обогащение где вновь насыщается необходимыми для водорослей компонентами.

Если глобально взглянуть на этот принцип то секции можно кооперировать, то есть по максимуму прогонять все компоненты по системе. Т.е. например то что является побочным продуктом, будь то тепло, свет, какие то вещества. Их можно использовать для экономии ресурса. Конечно это усложнит систему, но позволит по максимуму экономить энергию и биоресурс. Плюс микроорганизмы могут ещё и топливо вырабатывать, электричество, ну и питательную биомассу для колонистов. Вот как разовьётся инфраструктура, так и сады, огороды, фермы можно начать разводить.

[SY]

допустим нам необходим кислород - то генератором могут стать водоросли

Для производства кислорода достаточно электролиза вода, бонусом получаем водород, который может пойти в биореактор для синтеза белков(пищи) или использоваться как топливо для двигателей.

Но в общем случае Вы правы, все упирается в производство энергии.
Солнечные панели на Марсе не выход из положения.
Мне кажется, только атомные реакторы способны обеспечить колонию мощностями необходимыми для выживания и дальнейшего развития.
Вопрос восполнения топлива для реакторов из местных ресурсов будет стоять далеко не в первом десятке лет колонизации.

[noxx77]

Да не проблемаи солнечная - при наличии площадей. Даже, примитивно - парники и гоняй биомассу на топливо и кислород по замкутому. Вода и СО2 есть почти халявные.

[Vavanzer]

. После прохождения колбы раствор направляется в аппарат дегазации где из него извлекут кислород. Далее раствор идёт на обогащение где вновь насыщается необходимыми для водорослей компонентами.

 В этом плане выгоднее не водные растения  выращивать. Тупо гонять воздух через фильтры из жилых модулей в парник с травой))
  Самое нормальное получается когда растение плодоносное, оно же СО2 в съедобное переводит, и кислород дает., и минералы из грунта вытаскивает. Понятно что нужны бактерии, стартовый набор плодородного грунта и пр.

  Все уже давно изобретено самой природой. Задача только улучшить и подогнать параметры растений и сопутствующих организмов под конкретные задачи.

[SY]

Да не проблемаи солнечная - при наличии площадей. Даже, примитивно

Там плотность солнечной энергии много ниже и вездесущая пыль. Еще есть радиация и не маленькая. Защита от радиации и прозрачность находятся в обратной зависимости.
Сразу встает вопрос об энергоэффективности. Сможет ли солнечная панель за свой срок службы выработать энергии достаточной для самоочистки в течении срока службы и производства новой панели себе на замену?
Остальная выработанная энергия может идти на содержание колонии. Энергоэффективность фотосинтеза порядка 1%. Сколько энергии нужно человеку известно, учитывая суточное вращение Марса можно подсчитать площадь теплицы на одного человека, только надо уточнить эффективность пищеварительной системы человека.

[crazy_terraformer]

Заменить мясные и растительные полуфабрикаты  можно будет текстурированной смесью белков, жиров и углеводов с добавкой витаминов и минеральных солей, причём белки и пептиды могут менее сложными чем в живом организме, т.к. при готовке происходит денатурация и распад на более простые компоненты,поэтому человек не сможет отличить блюдо из настоящего мяса и картофеля от суррогата.
Источником питательных веществ могут различные штаммы генетически изменённых микроорганизмов, питающихся водно-солевым раствором простых сахаров и аминокислот.
Простые сахара и аминокислоты могут быть синтезированы искусственно или быть получены из быстроразмножающихся водорослей.
Водоросли и микроорганизмы интересны в том плане, что растут и размножаются быстрее других видов.

[noxx77]

Сможет ли солнечная панель за свой срок службы выработать энергии достаточной для самоочистки в течении срока службы и производства новой панели себе на замену?

Стекло легко подвергается рециклингу. Следовательно, вопрос именно в производстве нового стекла. Солнечные концентраторы, если понадобятся, можно пленочные на раме. Остальное - керамика, думаю.

[Прохожий]

И где расчет этого баланса?

[noxx77]

И где расчет этого баланса?

Я откуда знаю, во что обойдется на Марсе новое стекло и из чего оно будет? Тем более - каковы сроки его службы там...

[Vavanzer]

Там плотность солнечной энергии много ниже и вездесущая пыль. Еще есть радиация и не маленькая. Защита от радиации и прозрачность находятся в обратной зависимости.
Сразу встает вопрос об энергоэффективности. Сможет ли солнечная панель за свой срок службы выработать энергии достаточной для самоочистки в течении срока службы и производства новой панели себе на замену?

 Мощность  не намного много  ниже. Марс летает на расстоянии 200-250 млн км, Земля - 150 среднем. Заатмосферный поток равен коло 1.4 кВт на м2, на поверхности Земли 1кВт/м2.   Вот и прикидываем, что на Марсе , почти не имеющем атмосферу, будет 0.36-0.56 от внеатмосферного потока.

  Т.е. 0.3-0.78 кВт/м2.    Это как на земных широтах от 72 до 38 градусов )))

Про  КПД батарей гуглите сами, инфы море, как и типов различных панелей. Особенно в последние годы прогресс немалый, до 44% дошли.

...что  касается очистки, там считанные ватты требуются на двигатель с щетками. Или газом сжатым сдувать. Максимум 5% на  все про все от вырабатываемой энергии, это вместе с работой привода слежения за Солнцем. Пыльные бури кстати не круглосуточно и не круглый год  идут, а эпизодически.

[Vavanzer]

  Недавно еще полемика по этому поводу разгоралась))

Ритег против фотоэлементов.
  Нужно добавить еще пару фактов. Гравитация в трое меньше, значит прочность конструкций и массу можно меньше делать. Ветра - они едва волосы способны пошевелить, атмосферы почти нет. Т.е. можно делать оч легкие конструкции с зеркалами-концентраторами и приводами слежения.

 И второе. Снова посмотрим на устройства действующих спутников. Особенно МКС.  Что ни говори, а видимо намного выгоднее выходит запускать панели с аккумуляторами. РИТЕГи слишком тяжелые и проблемные в вакууме, при оч низком КПД (порядка 5%). Мощность едва ли 100Ватт на 500кг массы ритега можно снять, в среднем тонна на 100 ватт выходит.
 
 Вывод: как основной источник - это солнечная станция, вспомогательный - мини АЭС.

[Vavanzer]

...И еще
Недавно попадалась статейка про Новые Горизонты.   Упоминали  тот факт что наработка плутония 238  давно закончена, с ним сейчас большие проблемы. Так что губу раскатывать особо не стоит)))

Да и вряд ли стоимость РИТЕГа с его начинкой порадует в конечном итоге)))

[noxx77]

...И еще
Недавно попадалась статейка про Новые Горизонты.   Упоминали  тот факт что наработка плутония 238  давно закончена, с ним сейчас большие проблемы. Так что губу раскатывать особо не стоит)))

Да и вряд ли стоимость РИТЕГа с его начинкой порадует в конечном итоге)))

Бридер - не ахти сверхтехнология, да и из отходов плутоний неплохо получается. Просто конъюнктура скакнула опять. Это не системные трудности, вроде исчерпания ресурса, п временные.

[noxx77]

. Ветра - они едва волосы способны пошевелить, атмосферы почти нет.

Если марсианский ветер шевелит Ваши волосы, то у Вас, возможно, проблемы. )