Освоение Марса

[Golossvyshe]

В случае же с гидрозатвором вся вода из шахты оказывается в помещениях, и вдобавок к аварии происходит потоп.

Имхо, само собой разумеется, что при строительстве нужно предусмотреть опасность вытекания воды при падении давления. Самое простое - водоупорный шлюз. Другой вариант - шахта на стороне поселения должна быть глубиной около 13 метров, в норме вода с этой стороны только на дне, при падении давления вода выравнивается в сообщающемся сосуде, но не вытекает.

В который раз вопрошаю
НАФИГА?!!

[OratorFree]

Один из вариантов колонизации представляет собой создание гигантской полости или системы полостей в коре Марса на глубине (55-60км) 58 км, где давление атмосферы обеспечивается массой марсианской атмосферы. Атмосферу обитаемой полости от атмосферы Марса могут отделять герметичные двери или герметичные плёнки, главное помешать перемешиванию, кислород легче углекислого газа.

А 11 км не подойдет?

Долины Маринер имеют длину 4500 км (четверть окружности планеты), ширину — 200 км и глубину — до 11 км.

[Rattus]

В который раз вопрошаю
НАФИГА?!!

Выб ещё в Клуб Изготовителей Хлебных Троллейбусов с таким вопросом пришли.

[LonelyWanderer]

В случае же с гидрозатвором вся вода из шахты оказывается в помещениях, и вдобавок к аварии происходит потоп.

Имхо, само собой разумеется, что при строительстве нужно предусмотреть опасность вытекания воды при падении давления. Самое простое - водоупорный шлюз. Другой вариант - шахта на стороне поселения должна быть глубиной около 13 метров, в норме вода с этой стороны только на дне, при падении давления вода выравнивается в сообщающемся сосуде, но не вытекает.

В который раз вопрошаю
НАФИГА?!!

Полагаю, вопрос адресовался мне. Вы в теме про колонизацию Марса, здесь обсуждаются технические проблемы тех или иных проблем. Представьте себе поселение значительных размеров, и для большей убедительности - подземный город. И трафик вверх-вниз сотни раз в сутки. За ресурсами,  солнечные батареи обслужить, да мало ли чего. Нафига? Ваш вариант - несколько десятков шлюзов?

[SY]

начит работа гидравлического пресса - это тоже проделки Голливуда? Там же имеет принципиальное значение площадь поверхности,  только здесь роль поршня играет атмосфера.

Как Вы случайно угадали, здесь ключевое слово - "работа". Само по себе давление никакой работы не совершает, поэтому к гидропрессу этот случай не имеет никакого отношения, гидропресс - это аналог архимедова рычага.

Пусть, как в Вашем случае, будут два сообщающихся сосуда с диаметрами 26 и 13 метров. Для простоты ситуации над каждым сосудом пусть будет одно и тоже давление - 1 атм. Вопрос уровень в сосудах будет одинаковый или в 13 метровом сосуде уровень будет в два раза выше? Если уровень будет выше, то почему тогда в Черном море уровень воды примерно равен уровню мировому океана? Ведь его площадь многократно меньше Атлантического океана?

PS: Я не против колонизации Марса, но давайте это делать хотя бы на основе законов физики нашего\этого мира.

[sharp]

Сколько циклов выдержит шлюз?

Герметичные двери самолета эксплуатируются довольно интенсивно. Понятно, что им нужно выдерживать меньшее давление, но тем не менее, нет ничего невозможного в герметичной двери долгого интенсивного использования.

Чтобы снизить опасность взрывной декомпрессии, можно использовать лифтовую шахту, в которой кабина будет двигаться по шахте как поршень. На нижнем этаже поселение, на верхнем - поверхность. В этом случае выход из строя одной из дверей не ведет к разгерметизации внутреннего помещения.

Ну и помещение перед шлюзом должно иметь возможность герметизации, только двери там, в отличии от вакуумного шлюза, не будут все время эксплуатироваться, а будут лишь страховыми.

Страховые двери могут (и должны) быть и перед классическим шлюзом. Более того, должны быть предусмотрены внутренние герметичные переборки по всей территории. При аварии (пробоине во внешней стене) они закрываются и изолируют негерметичный участок.

Ваш вариант - несколько десятков шлюзов?

На тысячу человек - один большой шлюз для пешеходов, еще один-два - для техники. Технике редко придется заезжать-выезжать в жилую зону, по большей части она может находиться в ангаре на поверхности.
А для 10-тысячного поселения все равно нужно делать несколько точек входа. Всех гонять через один вход-выход - нерационально с точки зрения логистики.

Думаю, поначалу в любом случае все будет на обычных шлюзах. А если необходимость пассажирооборота и грузооборота настолько критически возрастет, что шлюзы будут не справляться - может и попробуют использовать гидрошлюз. Но для обеспечения годной пропускной способности гидрошлюз тоже должен обслуживаться хотя бы десятком курсирующих туда-обратно капсул.

[LonelyWanderer]

начит работа гидравлического пресса - это тоже проделки Голливуда? Там же имеет принципиальное значение площадь поверхности,  только здесь роль поршня играет атмосфера.

Как Вы случайно угадали, здесь ключевое слово - "работа". Само по себе давление никакой работы не совершает, поэтому к гидропрессу этот случай не имеет никакого отношения, гидропресс - это аналог архимедова рычага.

Пусть, как в Вашем случае, будут два сообщающихся сосуда с диаметрами 26 и 13 метров. Для простоты ситуации над каждым сосудом пусть будет одно и тоже давление - 1 атм. Вопрос уровень в сосудах будет одинаковый или в 13 метровом сосуде уровень будет в два раза выше? Если уровень будет выше, то почему тогда в Черном море уровень воды примерно равен уровню мировому океана? Ведь его площадь многократно меньше Атлантического океана?

PS: Я не против колонизации Марса, но давайте это делать хотя бы на основе законов физики нашего\этого мира.

Я удо вашего поста уже понял свою ошибку - диаметрами здесь поиграть не получится и, согласен, напор в 26 метров обязателен.

[LonelyWanderer]

А для 10-тысячного поселения все равно нужно делать несколько точек входа. Всех гонять через один вход-выход - нерационально с точки зрения логистики.

Рационально с точки зрения крайней агрессивности окружающей среды. Пусть будет точек входа-выхода меньше, но пусть они будут надёжнее. А с такой точкой входа-выхода, как гидрошлюз ничего не может произойти пока там есть вода.
И я не уверен, что самолётные двери полностью обеспечивают герметичность и воздух нигде не просачивается, в самолётах - скорее всего, используется подкачка для удержания нужного давления в салоне. Ведь воздуху достаточно малейшей неплотности, чтобы быстро выходить.

[SY]

А представьте себе шлюз, который будет шириной хотя бы метра 4 и который будет открываться и закрываться  хотя бы несколько раз в день. И при этом, чтобы не могло возникнуть даже миллиметровой дырочки. А если население достигло, допустим 10 тысяч человек и они активно совершают вылазки на поверхность, на добычу каких-либо ресурсов, сколько надо будет таких шлюзов?

Для большой колонии миллиметровая дырочка не представит никаких хлопот. Для маленькой - может вызвать панику.
В обычном водопроводе таких дырочек - не счесть и перепад давления куда больше, и ничего, годами сохраняется ситуация.
А с воротами шлюза проблема решается просто - делаются запасные ворота. Если штатные ломаются, то их открывают нараспашку, а на время ремонта пользуются резервными воротами. Для пропуска большого потока могут использоваться несколько последовательных шлюзов со ступенчатым изменением давления, в том числе и с вращающимися воротами - как в некоторых торговых центрах.

[LonelyWanderer]

Для большой колонии миллиметровая дырочка не представит никаких хлопот. Для маленькой - может вызвать панику.

Короче с точки зрения создания, первоначальных расходов - обычный шлюз дешевле и выглядит лучшим. Но с точки зрения эксплуатационных расходов - дороже: постоянный ремонт и техническое обслуживание, чтобы не дай Бог, не было никаких щелей, и периодическая замена дверей. А также низкая пропускная способность и утечка воздуха, ведь 100% компрессия тоже трудноосуществима. Тогда как в гидрошлюзе не нужно делать практически ничего, только подогревать воду и периодически добавлять.

Ниже схемку нарисовал, как ещё можно обустроить гидрошлюз очень высокой пропускной способностью (уже для значительного города).

Его можно сделать не вертикальным, а под наклоном. Через такой наклонный шлюз можно даже двухколейную железную дорогу пропустить между двумя мегаполисами, располагающимися достаточно далеко друг от друга, чтобы создавать очень длинный тоннель между ними. Состав просто подъезжает к шлюзу, затем движется неспеша по наклонной поверхности через воду (или буксируется) и выходит из неё. Также могут подниматься и вездеходы и иные транспортные средства без использования лифтов. Конечно, они должны быть изначально сконструированы так, чтобы могли иметь контакт с водой. Те, которые этого не могут - будут пользоваться вертикальным шлюзом с сухим лифтом.
Такая конструкция вовсе не значит, что нужно ещё больше воды использовать, ведь тот же железнодорожный состав, или вообще любое транспортное средство здесь располагаются параллельно поверхности, а значит ширина тоннеля с водой может составлять всего метров 5.

На рисунке изобразил также корпус парника у входа в тоннель, там будут ворота и насос, обеспечивающие небольшую подкачку давления (хватит 30-40 миллибар), чтобы намного уменьшить потери влаги через испарение.

Также я не изобразил внутреннюю шахту - её лучше не делать. Проще  создать широкий, но невысокий бассейн на нижнем бьефе, который мог бы в случае чего принять всю воду - так легче транспортный доступ к нижнему бьефу, т.е. дорогу можно буквально погружать в воду без каких-либо препятствий.

У такой простой системы может быть пропускная способность как у Транссиба - здесь сплошная непрерывная дорога без каких-либо препятствий, единственное, что  нужно снижать скорость при движении через воду.

[viesis]

 Уже довольно давно в.п.с., после изучения курса физиологии дыхания задался вопросом: "Почему на современных КК и МКС земной состав атмосферы?" А точнее - зачем туда напускать азота. Оказалось, что таких умных хватало и до Нас - в американской пилотируемой программе. До одного случая. Даже не смотря на то, что P(O2)~1бар есть лютый факап сам по себе, чистые 0,2-0,3 тоже не сказать, что совершенно пожаробезопасны по сравнению с добавлением к ним 0,7 чего-нибудь инертного. Просто по причине того, что это инертное способно забирать часть тепла на себя - ровно также как тушит огонь

Если говорить о дыхании чистым кислородом, то его концентрация должна обеспечивать такую же скорость
горения как и воздух, в любом случае это менее чем 0.1 бар.

[crazy_terraformer]

Для варки продуктов и стерилизации воды кипячением придётся использовать бытовые автоклавы - скороварки.

"Стерилизация кипячением" даже при земном давлении уже более полувека происходит только в автоклавах. Ибо ~99C - это смешная температура для целей стерилизации.

Jawohl, mein Kapitän Очевидность.
Однако кроме экстремофилов и спор, существует масса других бактерий и не все способные к спорообразованию будут в виде спор.

Т.к. кислород не будут добавлять выше его парциального давления на Земле, а азот долго придётся выделять из пород и привозить извне до установления нормального давления.

Уже довольно давно в.п.с., после изучения курса физиологии дыхания задался вопросом: "Почему на современных КК и МКС земной состав атмосферы?" А точнее - зачем туда напускать азота. Оказалось, что таких умных хватало и до Нас - в американской пилотируемой программе. До одного случая. Даже не смотря на то, что P(O2)~1бар есть лютый факап сам по себе, чистые 0,2-0,3 тоже не сказать, что совершенно пожаробезопасны по сравнению с добавлением к ним 0,7 чего-нибудь инертного. Просто по причине того, что это инертное способно забирать часть тепла на себя - ровно также как тушит огонь вода.

Не проблема заменим часть инертного газа углекислым из карбонатных пластов, а затем по мере выделения азота из пород или привозимого извне будем убирать соответствующие объёмы углекислоты. Это решаемая проблема.

Таким образом необходимо его какое-то минимальное количество в атмосфере для биологической фиксации для обеспечения естественного круговорота азота, либо минимальное количество для техногенной фиксации. Желательно обойтись естественным круговоротом.

Как известно из школьного курса химии (раздел "Химическая кинетика"), равновесие любой химической реакции, где продукт не выпадает сразу в другую термодинамическую фазу, зависит только от соотношения исходного вещества и продукта реакции. С чего бы азотфиксации (тем более в процессе Габера) быть исключением? Даже при земном P(N2) это оказывается весьма энергетически недешёвым процессом. Что же говорить об атмосфере с на порядки более низкой молярной концентрацией его?

Вопрос в количестве азота для обеспечения биосферы, как я уже писал, будет либо решаться технологически либо биологически. Как только микроорганизмы смогут обеспечить биосферу нитратами, синтез и внесение азотных удобрений в почвы Марса в глобальных масштабах прекратится.

поднять температуру - дело техники (парникового эффекта).

Чем, если воды и углекислоты там кот наплакал? Метаном? Завезёнными летучими фторуглеродами (копеечное дело же! )? Или завозом воздуха со спутников за снеговой линией и цельных ледовых астероидов/комет оттуда же? Это безумному_терраформеру только дозволяется - он тут штатно Стратегией занимается, невзирая на презренную термодинамику.

Сколько уже Вам писать? Там найденной воды предостаточно - толщина водяного льда полярных шапок доходит 3,7 км, его там ~2·10²¹граммов и это только на полюсах, в вечной мерзлоте воды предполагается на 25-36,5 раз больше.Насчёт углекислого газа и фтора, неизвестно сколько захоронено в виде известняка и соляных пластов на дне бывшего океана покрытого песками и пылью.
Завозить фторуглероды? Кому это надо, хватит в фтора в грунте Марса и углекислого газа в воздухе, серы в кальдерах вулканов. Завозить водород или аммиак с небесных тел с низкой гравитацией можно тысячи лет, терраформирование не терпит суеты .

Марс прекрасно удержит земноподобную атмосферу. Более того, такая в прошлом на нём была.

Те усилия, которые на это придётся затратить, вызывают большие сомнения в том, что сии "капитальные вложения" успеют окупиться за тот срок, пока эта атмосфера не улетучится.

Кислород будет выделен при переработке пород, песка, пыли и месторождений вместо СO2 и воды как на Земле,т.к. будут рециркулироваться все посредники - восстановители: водород, углерод, активные металлы.Азот будет выделен в меньших количествах, возможно его придётся завозить и это основные затраты, но для космической цивилизации они будут смешными.
Средняя скорость утечки атмосферы 300±200 тонн в день. Это капля вынутая из моря даже для сегодняшней атмосферы Марса (для падения современного атмосферного давления до половины хватит нескольких десятков миллиардов лет, раньше Марс будет сожжён Солнцем). Единственная проблема мощные вспышки на Солнце, но они редки. В конечном счёте всё сведётся либо к постройке планетоинженерного сооружения системы обвивающих по экватору кабелей с током (Великая Марсианская Стена ) заменяющих естественное магнитное поле планеты искусственным, либо к медленной подпитке атмосферы.

Существуют сухие градирни, они не испаряют и не сбрасывают воду в окружающую среду. Они используют конвекцию воздуха и теплоизлучение. Будет градирня больше раз в 10 или 100.

Вы её из чего такую красивую будете строить? Из бетона, которому для замешивания совершенно не нужна вода, или из стали, выплавка которой также совершенно обходится без жидкой воды?

Всё это вопрос в создании новой технологии и использовании имеющихся. Как делают монолитные сооружения при отрицательных температурах? Ответ на это есть.
Бетон заменим либо каменным литьём из базальта, либо будем отливать бетонные балки,панели и др.детали в герметичных помещениях под давлением, либо будем заливать спецбетон (с модификаторами для ускорения застывания и набора прочности) под давлением в герметичную прочную электроподогреваемую рубашку из какой-то пластмассы или композита, либо в каменнолитую опалубку, покрытую изнутри герметичным покрытием со слоем нагревательной проволоки. Вода на Марсе есть, её либо придётся добывать из ледников в тени кратеров, либо на полюсах в виде кусков льда, либо бурить вечную мерзлоту и добывать её из слоёв насыщенных водяным льдом или газогидратами(углекислый газ тоже образует газогидраты), или выкачивать из подповерхностных озёр.
Жидкая чистая вода будет получена под давлением после очистки её в герметичных аппаратах или помещениях с аппаратурой для водоподготовки из указанных ранее источников.

[crazy_terraformer]

Вакуум-шлюз по определению опасен. В очередной раз повторяю, речь идёт о базе, достигшей значительного населения - сотен человек. Движение на поверхность и назад может быть частым. Сколько циклов выдержит шлюз? И не сравнивайте, МКС стоит бешеных бабок, а шлюз там - только человеку протиснуться, и то, если он не очень толстый. И используется раз в пару месяцев. А представьте себе шлюз, который будет шириной хотя бы метра 4 и который будет открываться и закрываться  хотя бы несколько раз в день. И при этом, чтобы не могло возникнуть даже миллиметровой дырочки. А если население достигло, допустим 10 тысяч человек и они активно совершают вылазки на поверхность, на добычу каких-либо ресурсов, сколько надо будет таких шлюзов? Ведь некоторые и ремонтировать нужно будет.
А поверхность воды не нужно ремонтировать, и лишь один такой водяной шлюз может пропускать очень значительный трафик, при этом почти не будет вырабатываться его ресурс.
А в случае аварии, естественно, рядом с внутренним выходом должна быть адекватная емкость, куда бы могла слиться вода из шахты. А лучше, как предложили выше - 13 метровая шахта. Ну и помещение перед шлюзом должно иметь возможность герметизации, только двери там, в отличии от вакуумного шлюза, не будут все время эксплуатироваться, а будут лишь страховыми.

Полагаю для жидкостей и газов, порошков будет свой транспорт - трубопроводный.
Зачем всем обитателям жить в таком сооружении? Те, кому надо часто выходить,пусть живут отдельно в вахтовом сооружении. Тяжёлая многотонная дверь, которая будет герметизировать выход своей массой, прекрасная защита от разгерметизации.

Один из вариантов колонизации представляет собой создание гигантской полости или системы полостей в коре Марса на глубине (55-60км) 58 км, где давление атмосферы обеспечивается массой марсианской атмосферы. Атмосферу обитаемой полости от атмосферы Марса могут отделять герметичные двери или герметичные плёнки, главное помешать перемешиванию, кислород легче углекислого газа.

А 11 км не подойдет?

Долины Маринер и равнина Эллада будут привлекательны в этом смысле только после выброса значительной массы газов, массой в 30 современных атмосфер Марса как минимум.

[viesis]

Долины Маринер и равнина Эллада будут привлекательны в этом смысле только после выброса значительной массы газов, массой в 30 современных атмосфер Марса как минимум.

С какой стати для дыхательной маски?

[Rattus]

Не проблема заменим часть инертного газа углекислым из карбонатных пластов

Углекислый газ в концентрации более 1 промилле (от земного давления) кагбе неполезен для дыхания HSS.

Завозить водород или аммиак с небесных тел с низкой гравитацией можно тысячи лет, терраформирование не терпит суеты

Это (как и прочие Ваши проекты терраформинга) всё замечательно, но остаётся вопрос: откуда на это всё энергию брать? (Включая и регулярное обновление и ремонт комплектующих к оборудованию на весь этот срок.) Особенно на такое:

каменным литьём из базальта

[crazy_terraformer]

Долины Маринер и равнина Эллада будут привлекательны в этом смысле только после выброса значительной массы газов, массой в 30 современных атмосфер Марса как минимум.

С какой стати для дыхательной маски?

Ходить лучше всё-таки в дыхательной маске, а не в скафандре.

[sharp]

Это (как и прочие Ваши проекты терраформинга) всё замечательно, но остаётся вопрос: откуда на это всё энергию брать? (Включая и регулярное обновление иремонт комплектующих к оборудованию на весь этот срок.)

Энергодобывающими нанороботами, которые в теме парадокса Ферми нарисовались

[viesis]

Долины Маринер и равнина Эллада будут привлекательны в этом смысле только после выброса значительной массы газов, массой в 30 современных атмосфер Марса как минимум.

С какой стати для дыхательной маски?

Ходить лучше всё-таки в дыхательной маске, а не в скафандре.

Так я и хотел сказать, что условия в долине Маринер близки к подходящим для кратковременного
пребывания в дыхательной  маске(с большим прижимным усилием).

[crazy_terraformer]

Не проблема заменим часть инертного газа углекислым из карбонатных пластов

Углекислый газ в концентрации более 1 промилле (от земного давления) кагбе неполезен для дыхания HSS.

Ответ на это для человека - дыхательная маска. Заселять Марс придётся живыми формами адаптированными к высокому содержанию CO₂. После замены СО₂ на азот и аргон вопрос снимется.

Завозить водород или аммиак с небесных тел с низкой гравитацией можно тысячи лет, терраформирование не терпит суеты

Это (как и прочие Ваши проекты терраформинга) всё замечательно, но остаётся вопрос: откуда на это всё энергию брать? (Включая и регулярное обновление и ремонт комплектующих к оборудованию на весь этот срок.) Особенно на такое:

каменным литьём из базальта

Марс - пустая территория, нет обширных океанских пространств,лесов, тайги и джунглей. Кроме полярных шапок  и затенённых территорий в кратерах и горах места для сбора солнечной энергии полно, интегральная солнечная постоянная 586 Вт/м2.
Дело в создании достаточно долгоживущих солнечных батарей и конструкций башенных СЭС с гелиостатами.
Далее АЭС, есть шансы найти уран и торий. Сначала  в более концентрированном виде на дне бывшего океана, затем извлекать их как побочный продукт при переработке пород. Ещё возможен термояд на чистом дейтерии.

Далее возможно получение энергии извне, допустим, с более близких к Солнцу орбитальных СЭС или с СЭС Меркурия в виде лазерного или мазерного излучения. Размер мишени лазеров или мазеров может быть сам Марс в данном случае на потери плевать,энергия уйдёт на нагрев поверхности, что приведёт к росту давления атмосферы через испарение CO2 и льда полярных шапок, через дегазацию грунта.

Ходить лучше всё-таки в дыхательной маске, а не в скафандре.

Так я и хотел сказать, что условия в долине Маринер близки к подходящим для кратковременного
пребывания в дыхательной  маске(с большим прижимным усилием).

Будут близки.

[LonelyWanderer]

Полагаю для жидкостей и газов, порошков будет свой транспорт - трубопроводный.
Зачем всем обитателям жить в таком сооружении? Те, кому надо часто выходить,пусть живут отдельно в вахтовом сооружении. Тяжёлая многотонная дверь, которая будет герметизировать выход своей массой, прекрасная защита от разгерметизации.

Чего все так пугаются этой концепции, что канал довольно большой, и воды довольно много? Так большое поселение будет занимать под землёй куда большие пространства, и нужно ещё больше заниматься землеройными работами для строительства помещений. И шахту всё равно пришлось бы делать - не телепортироваться же, в самом деле, вы собираетесь из подземного помещения на поверхность. А тут разница лишь в том, что стенки шахты (в любом случае необходимой) должны быть гидроизолированы и она должна быть наполнена водой.
Строительство такого гидрошлюза можно сравнить со строительством лифтовой шахты в многоквартирном доме - да, лифтовая шахта занимает много места, это существенная доля стоимости дома, однако её всегда делают, идут на это, потому что это существенное упрощение и ускорение передвижения.
 Я уже приводил пример железнодорожного состава, движущегося из города А в город Б.  С обычным шлюзом пришлось бы шлюзовать каждый вагон, а это очень много времени. А если создавать шлюз, помещающий весь состав - то это необходимость компрессии очень большого количества воздуха. А через гидрошлюз он может просто проехать на небольшой скорости, скажем, 10 км/с. Без каких-либо дополнительных операций. Причём в какой то момент один его конец будет на поверхности Марса, середина - в тоннеле с водой, а второй конец - уже на станции, ведь длина, например, типичного земного железнодорожного состава до нескольких сотен метров, хотя бывают и километровые, а длина тоннеля с водой - всего под сотню метров.