Освоение Марса

[snickers]

и генератора молочных рек.

Ну да рояли в кустах там прямо раскиданы, куда не плюнь всюду по роботу).
 Ресурсы добыть ?? Базу построить?? Помидорчика не желаете)).

Есть только ВЕРОЯТНОСТЬ, что марсианские ЭКСПЕДИЦИИ могли бы использовать солнечные панели

Экспедиция да, как впрочем и небольшое поселение. натаскать туда пленочных панелей с Земли не есть проблема. Хотя можно или РИТЭГ или мини ядерный реактор типа Гипериона на 25 МВт. С этим проблем нет. Но когда заходит речь о колонии с миллионным и более населением, а тем более самодостаточной колонии .... Ну как не понятна простая вещь . на Земле с ее промышленным потенциалом, более высоким уровнем солнечного излучения и простыми условиями по сравнению с Марсом солнечная энергетика неспособна обеспечить потребности. Так с какого хрена она обеспечит Марс??? Где затраты энергии только на  производство продуктов питания  по сравнению с Земными колоссально велики.  А еще говорят роботов надо....)) Тут бы замкнутый цикл по клепанию СЭС запустить ...Кто то  фильмов про аваторов явно пересмотрел).

лет (15,5 лет - срок активного существования, еще пять лет диод может храниться на Земле перед отправкой аппарата в космос).

Да панели СЭС каждые лет 15-20 надо менять. То есть ВСЯ промышленность Марса на солнечной энергетике это жратва и производство  панелей СЭС. Все на другое просто не хватит производительности труда. Если не найдут иной источник энергии. А тум или геотермальная или термояд или никак.

[LV46]

Если вы не хотите читать, что вам пишут, то я с вами прощаюсь. Ответить нечего про солнечные панели и вот "лепите горбатого".
Удачи в шлифовке солнечных батарей.

[Rattus]

То есть ВСЯ промышленность Марса на солнечной энергетике это жратва и производство  панелей СЭС. Все на другое просто не хватит производительности труда. Если не найдут иной источник энергии.

Наши энтузазисты утверждают, что околоединичный ерой их вполне устраивает.
Правда тогда не очень понятна цель масштабирования этого устройства:

до масштабов планеты.

Из любви к искусству разве что.
Но, боюсь, подобные эстетические вкусы вряд ли вызовут живой отклик в трудящихся массах, это самое масштабирование осуществить призванных.

Если вы не хотите читать, что вам пишут

Ну, путал ветер с атмосферой и зеркала с панелями отнюдь не Мы.

то я с вами прощаюсь

Нам Вас будет нехватать!

[shuricos]

http://lektsii.com/3-55900.html

В качестве отражающих покрытий для концен­траторов, используемых в солнечных тепловых энергетических установках (СТЭУ), могут использоваться различные металлы: алюминий, серебро, золото и др. В качестве отражающего покры­тия для изготавливаемых в настоящее время концентраторов СТЭУ используется, как правило, алюминий. Интегральный оп­тический коэффициент отражения полированного алюминия по отношению к солнечному излучению за пределами земной атмо­сферы оценивается величиной  = 0,90...0,92.

Для предохранения отражающего слоя алюминия от воздей­ствия внешней среды его обычно покрывают защитной пленкой моноокиси кремния. Это приводит к снижению коэффициента от­ражения до величины  = 0,87...0,89.

Думаю, что, с запасом на рассеяние, можно взять коэффициент 0,7.

Лично я - сторонник пусть более материалоёмких, но более простых и надёжных решений.
Вместо того, чтобы заморачиваться с изготовлением 1 кв.м. стеклянного зеркала на серебряной подложке, проще взять 2 кв.м. полированного железа и забить на его царапины на многие годы, а потом один раз ещё раз отполировать и снова забыть. Если же мы говорим о том, чтобы концентрировать солнечные лучи не в какую-то относительно небольшую точку пространства, а просто в окно теплицы, то тут вопрос с рассеянием света ещё менее принципиален.

[shuricos]

на Земле с ее промышленным потенциалом, более высоким уровнем солнечного излучения и простыми условиями по сравнению с Марсом солнечная энергетика неспособна обеспечить потребности.

Это не так.
Солнечная энергетика способна обеспечить потребности, но пока есть другие ресурсы, которые в большинстве случаев (и то не всегда) оказываются предпочтительнее по соотношению результат/усилия.
Впрочем, даже это -

- это тоже использование солнечной энергии. Воду не углём/газом греют (и тем более - не электричеством), а тупо в бочке, со страшно низким КПД, но все на это забили, так как дёшево и работает.

Причем, на Марсе такой подход может оказаться весьма эффективным, так как значительная часть (что-то около 40%, помнится) солнечного излучения составляет тепловое излучение, которое задерживается атмосферой Земли и не поступает к поверхности. На Марсе (особенно на Олимпе) эта часть спектра солнечного излучения будет достигать поверхности и её надо будет эффективно использовать.

Я пока не считал, но чем чёрт не шутит: может, даже доставка сухого льда из полярных зон и его сублимация вот в таких же (или подобных) бочках может оказаться эффективной. Да, с крайне низким КПД, но дёшево и просто.

[LonelyWanderer]

То есть ВСЯ промышленность Марса на солнечной энергетике это жратва и производство  панелей СЭС. Все на другое просто не хватит производительности труда. Если не найдут иной источник энергии.

Наши энтузазисты утверждают, что околоединичный ерой их вполне устраивает.
Правда тогда не очень понятна цель масштабирования этого устройства:

Вам пытались объяснить, что с помощью зеркал можно намного улучшить ерой, т.к. зеркала намного долговечнее и намного дешевле солнечных батарей. На одну солнечную батарею в условиях марсианского холода можно с помощью зеркал как минимум вдвое больше света подать, чем на Земле, и, соответственно, вчетверо больше, чем на том же Марсе, но без концентраторов. При продуманном подходе можно, наверное, получить EROEI даже больше, чем на обычных земных СЭС, где не применяются никакие дополнительные инновации.

[LonelyWanderer]

http://lektsii.com/3-55900.html

В качестве отражающих покрытий для концен­траторов, используемых в солнечных тепловых энергетических установках (СТЭУ), могут использоваться различные металлы: алюминий, серебро, золото и др. В качестве отражающего покры­тия для изготавливаемых в настоящее время концентраторов СТЭУ используется, как правило, алюминий. Интегральный оп­тический коэффициент отражения полированного алюминия по отношению к солнечному излучению за пределами земной атмо­сферы оценивается величиной  = 0,90...0,92.

Для предохранения отражающего слоя алюминия от воздей­ствия внешней среды его обычно покрывают защитной пленкой моноокиси кремния. Это приводит к снижению коэффициента от­ражения до величины  = 0,87...0,89.

Думаю, что, с запасом на рассеяние, можно взять коэффициент 0,7.

Лично я - сторонник пусть более материалоёмких, но более простых и надёжных решений.
Вместо того, чтобы заморачиваться с изготовлением 1 кв.м. стеклянного зеркала на серебряной подложке, проще взять 2 кв.м. полированного железа и забить на его царапины на многие годы, а потом один раз ещё раз отполировать и снова забыть. Если же мы говорим о том, чтобы концентрировать солнечные лучи не в какую-то относительно небольшую точку пространства, а просто в окно теплицы, то тут вопрос с рассеянием света ещё менее принципиален.

Для освещения теплиц - может быть, но это вопрос отдельной дискуссии, из чего делать зеркала. Но для концентрирования света на фотоэлементах - только стекло.

[Проходящий Кот]

Сошлись ведь на том, что возможна колония на базе Олимпа, но это неудобно противникам колонизации и вы опять пытаетесь опровергнуть существование колоний в произвольной точке Марса. Скучно с таким детским подходом....
Давайте разберемся с Олимпом.

[shuricos]

... в произвольной точке Марса.

Кто?
Где? 
Или это Вы про абразивщиков? Таки да - на Олимпе и с этим проще (в виду практически полного отсутствия взвеси из пыли или песка).

[shuricos]

Да панели СЭС каждые лет 15-20 надо менять

Зачем менять металлическую пластину?
Она не ржавеет.
В условиях Марса они почти вечная (пока в неё метеорит не попадёт или пока не изотрётся до дыр при полировке, которая в условиях Олимпа понадобится раз в несколько десятилетий).

[shuricos]

Первое приближение: берём 100 кг осколков железо-никелевых метеоритов, греем до 1500К (т.е. примерно на 1300 градусов).
Удельная теплоёмкость - примерно 0.5 кДж/(кг*К), т.е. потребуется 100*1300*0.5=65000 кДж=~18 кВт*ч.

Из 100 кг можно получить примерно 13 кв.м. листа толщиной 0.5 мм. Т.е. на материал для 1 кв.м. зеркал уходит примерно 1.5 кВт*ч энергии или около 50% суточного поступления солнечной энергии на этот же 1 кв.м. Даже если принять КПД 20% (но вовсе не обязательно греть исключительно электричеством, градусов до 600К можно греть концентрацией лучей), то получается, что понадобится только 2.5 дня работы солнечного зеркала, чтобы насобирать энергию на собственный материал.

Пока ничего катастрофичного. Добавление энергии на прокат, выштамповку, на изготовление трубы приёмника и прочее-прочее добавим в 100 раз больше энергии. Т.е. на всё - один марсианский год. А потом сотни лет работы. Бешеный EROEI получается!

[LonelyWanderer]

Да панели СЭС каждые лет 15-20 надо менять

Зачем менять металлическую пластину?
Она не ржавеет.
В условиях Марса они почти вечная (пока в неё метеорит не попадёт или пока не изотрётся до дыр при полировке, которая в условиях Олимпа понадобится раз в несколько десятилетий).

Говорят, что она за несколько десятков пыльных бурь полностью сотрётся до дыр 

[Проходящий Кот]

На горе Олимп?

[crazy_terraformer]

Роботам , например, не нужно сельское хозяйство.

Животноводство и выращивание пищевых культур нет. Но какие-нибудь цианобактерии,водоросли, кустарники, масличные культуры, каучуконосы - типа одуванчика почему бы и не выращивать? Вместо завода по производству простейших углеводородов и спиртов из карбонатов, CO2 и воды для производства топлива и последующего производства более сложной органики (пластмассы, органические растворители,органические взрывчатые вещества и т.д.) можно использовать растительную биомассу. Более или аналогично продуктивных механических фотосинтетиков всё равно в массовом порядке не получить, а пока я таких прорывов не вижу.
Ещё, вот, можете почитать:Биопластики

[LonelyWanderer]

На горе Олимп?

А что Олимп обсуждать? Не вижу вообще никаких принципиальных трудностей по сооружению там крупной СЭС со временем. Хотя для начала колония должна получить некоторое развитие, чтобы смогла построить транспортную систему до его вершины. Хотя в общем то это не особенно трудно - склоны его достаточно пологие, а гравитация Марса слабее земной. Скажем, обычный автомобиль без труда бы поднялся на такую гору, если бы был воздух для его двигателя. Так что тут можно продумать какой-нибудь транспорт. От кальдеры до краёв вулкана 200-300 километров, расстояние не очень большое, но зато как раз обеспечивает допустимый уклон поверхности. На большей части его периметра Олимп окружён мощным уступом до нескольких километров высотой, но имеет несколько мест с плавным спуском (что можно увидеть на Google Earth).
Интереснее разобрать способ аккумуляции энергии путём создания ГАЭС.
Пока что хочу рассмотреть не штольни или иные способы, а самый простой для рассчёта способ - в трубах.
Вот нашёл такой неплохой трубный калькулятор:
http://allcalc.ru/node/498
Вставил туда значения (на прикреплённых картинках ниже), из чего сделал вывод, что сопротивление трения в трубах пропорционально квадрату скорости воды в них.
Первая таблица - потенциальная энергия воды полностью, на 100% тратится на трение в трубе. Вторая таблица - только 25% уходит на трение.
Итак, берём значения второй таблицы - трубу диаметром 1 метр с расходом воды 15000 м³ в час и напором 21000 метров. На карте я нашёл самый короткий маршрут с максимальным уклоном (высшая точка 19400 метров, низшая -1800), длиной в 300 километров.
При 100% КПД получается следующий расчёт.
Потенциальная энергия:
Е = 15000000 кг * 21000 м * 3.7 (g) = 1165500000000 Дж в час или 323750000 Дж в секунду. Т.е. 323.75 МВт.
Умножаем на КПД 75% (потери на трение в трубе), и получаем 242.8 МВт.
Увеличивать КПД можно уменьшая скорость течения воды в трубе, но лучше этого не делать, т.к. пропорционально растут размеры трубы и количество необходимой воды, что может выйти дороже получения дополнительных нескольких процентов КПД.
242 МВт для 300-километровой трубы много или мало? По-моему вполне неплохо.
Погонный метр такой трубы по ГОСТ-10704-91 (размеры: 1020×8 ) =199.66 кг.
300-километровая труба будет весить 59.9 тысяч тонн. Много это или мало? Нашёл цифры, что, например, в китайской ГЭС "Три ущелья" было освоено 463 тыс. тонн стали. Но эта ГЭС во много раз мощнее с одной стороны, и расход стали там на единицу мощности получается в несколько раз меньше, но с другой стороны там используется 27,2 млн кубометров бетона на создание мощнейшей плотины, чего здесь не требуется.

На картинке ниже данные с трубного калькулятора, желтой линией обозначена трасса трубы, зелёными линиями обозначены удобные пути подъёма на Олимп (без обрывов).
Второе изображение - самые удобные кратеры на вершине Олимпа для создания на их базе крытых водохранилищ (хотя есть ещё ряд других, часть из которых попадают в кадр на высоте 17-18 километров)

[crazy_terraformer]

поэтому они всю свободную энергию могут направить на изготовление солнечных батарей, станков и роботов.

А также ... генератора молочных рек.

Молочные же реки роботам не нужны. поэтому на этом они сэкономят.....

А зря им бы генераторы молочных рек не помешали хотя бы для получения казеина.
А казеин роботам бы пригодился хотя бы для получения пластика типа галалита.

Галалит — пластмасса из казеина, казеин-формальдегидная смола, получаемая при обработке казеина формальдегидом. Коммерческое название «галалит» происходит от греческих слов γάλα (молоко) и λιθος (камень). Галалит - вещество без запаха, нерастворимое в воде, биоразлагаемое, неаллергенное, антистатическое и практически негорючее. В зависимости от удельного веса и содержания воды прозрачная светло желтая до совершенно непрозрачной темноокрашенной. Технология производства позволяла получать материал с различными художественными эффектами. Галалит хорошо обтачивается и шлифуется. Применялся для изготовления пуговиц, гребней, ручек, рукояток для зонтов и тростей. Высшие сорта галалита применялись для имитации слоновой кости, янтаря и рога.

[VAKT]

Вам пытались объяснить, что с помощью зеркал можно намного улучшить ерой, т.к. зеркала намного долговечнее и намного дешевле солнечных батарей. На одну солнечную батарею в условиях марсианского холода можно с помощью зеркал как минимум вдвое больше света подать

Что мешает это сделать на Земле ? Попробую угадать: для зеркал тоже нужно место и лучше поставить две панели чем зеркало + одна панель ?

Сошлись ведь на том, что возможна колония на базе Олимпа

А кроме Вас кто-то ещё за городить колонию только на Олимпе и невесть откуда везти полезные ископаемые в т.ч. и лёд ?

ставил туда значения (на прикреплённых картинках ниже), из чего сделал вывод, что сопротивление трения в трубах пропорционально квадрату скорости воды в них.

Я вместе со своим преподавателем по гидравлике рыдаем вместе.

[snickers]

Правда тогда не очень понятна цель масштабирования этого устройства:
до масштабов планеты.

А это называется - колонизация)). Тут ведь как, главное процесс а не результат. Оно не важно что "дебит с кредитом" не сходиться.
 В том же ерое или энергобалансе например. Вернее в отсутствии оного при применение СЭС. ... В общем план марсианского ГОЭРЛО не взлетит скорее всего на кремниевых крыльях СЭС с попутным марсианским ветром...

А зря им бы генераторы молочных рек не помешали хотя бы получения казеина.
А казеин роботам бы пригодился хотя бы для получения пластика типа галалита.

Да очень оригинальный ход мысли скажу Вам откровенно... я даже как то в тупике..

для зеркал тоже нужно место и лучше поставить две панели чем зеркало + одна панель ?

Смею заметить зеркала как то не выдают электроэнергии. А так же задам нескромный вопрос - а что собственно будет с теплоносителем ночью или зимой??
Если это что то типа такого ..

(кликните для показа/скрытия)

То за период например в месяц другой песчаной бури оно просто промерзнет насквозь.
А если вот такое ..

 То труба с теплоносителем промерзнет еще быстрее, ее же нельзя изолировать ибо нагрева не будет. Кстати заметьте и на Земле ее тоже моют).  А чем мыть на Марсе? Водой? Нет можно чем то типа антифриза.. но где его брать в таком количестве??

[snickers]

А на Олимпе СЭС будет работать...  только вот кроме СЭС там строить все остальное весьма неудобно.  Почти космос. Так и на орбите Марса можно поселение сварганить тогда.

[crazy_terraformer]

Я тут подумал как раскромсать эту проблему - пылевые марсианские бури, и нашёл решение в стиле товарища Сашки Македонского, в своё время нашинковавшего макраме некоего гражданина Гордея.
Далее следует не вполне нужная логическая цепочка почти в стиле полковника Фридриха Крауса фон Циллергута из "Похождений бравого солдата Швейка"
   

(кликните для показа/скрытия)

"Дорога, по обеим сторонам которой тянутся канавы, называется шоссе. Да-с, господа. Знаете ли вы, что такое канава? Канава — это выкопанное значительным числом рабочих углубление. Да-с. Копают канавы при помощи кирок. Известно ли вам, что такое кирка?"
    Он страдал манией все объяснять и делал это с воодушевлением, с каким изобретатель рассказывает о своем изобретении.
    "Книга, господа, это множество нарезанных в четвертку листов бумаги разного формата, напечатанных и собранных вместе, переплетенных и склеенных клейстером. Да-с. Знаете ли вы, господа, что такое клейстер? Клейстер — это клей".
    Полковник был так непроходимо глуп, что офицеры, завидев его издали, сворачивали в сторону, чтобы не выслушивать от него такой истины, что улица состоит из мостовой и тротуара и что тротуар представляет собой приподнятую над мостовой панель вдоль фасада дома. А фасад дома — это та часть, которая видна с мостовой или с тротуара. Заднюю же часть дома с тротуара видеть нельзя, в чем мы легко можем убедиться, сойдя на мостовую.

Какая штука поднимает и несёт пыль? Ветра. А ветра - это потоки воздуха. А воздух, я Вам скажу, это смесь атмосферных газов. А атмосфера Марса, это Вам не хухры-мухры, а смесь 95,32 % CO2 с другими газами. А CO2 можно сжимать и превращать в сухой лёд,а если экранировать этот лёд от воздействия света и тепла (что прекрасно можно устроить на Марсе, из-за низкой плотности воздуха тепло будет больше передаваться ИК-излучением и за счёт теплопроводности и в гораздо меньшей степени конвекцией воздуха), то его можно ещё и хранить практически вечно, чтобы Вы знали.

(кликните для показа/скрытия)

Температура на экваторе колеблется от +30 °C днём до −80 °C ночью. На полюсах температура может падать до −143 °C.

Таким образом надо построить для начала СЭС на вершине Олимпа,затем у основания этого вулкана хранилища для сухого льда (накрыть экранирующими тепло и свет куполами(крышами) ближайшие кратеры) и воздушные компрессорные станции,которые будут сжимать окружающий воздух, превращая CO2 в сухой лёд

(кликните для показа/скрытия)

, побочными продуктами процесса в зависимости от технологии будет либо очень слабый водный раствор формальдегида (вода и формальдегид при охлаждении сжатого воздуха выпадут в виде раствора), либо водный раствор смеси азотной и азотистой кислоты (если сжатый воздух пропускать ч/з горячий пористый медный катализатор(гранулы покрытые медью), то кислород будет окислять формальдегид вплоть до углекислого газа и воды, а оксид азота(II) до оксида азота(IV)). Очень слабый раствор формальдегида можно сконцентрировать ректификацией или хроматографически, концентрат использовать, а воду очистить от остатков формальдегида окислением кислородом на катализаторе.
Останется ещё смесь газов: азота 1,6875 части, благородных газов 1,00018 часть, 0,08125 части кислорода+0,000001875 частей озона (если их не тратить на окисление), 0,04375 часть CO(если его не окислять), окись азота 0,008125 части (если не окислять).

Полученный сухой лёд можно прессовать в брикеты и засыпать их в хранилища. А воду использовать.
Примерный объём сухого льда из атмосферного CO2 ~15265,86 км3(не считая компенсирующего испарения CO2 из полярных шапок и вечной мерзлоты), но он будет прирастать постепенно, поэтому сначала заполнятся близлежащие кратеры, затем всё дальше и дальше. Падающее давление будет снижать высоту пылевых бурь, поэтому не затеняемые пылью области будут постепенно нарастать, что позволит построить больше не затеняемых пылью СЭС, а значит и больше компрессорных станций, что позволит ускорить процесс кристаллизации CO2.
Почему бы не сгребать сухой лёд с зимних полярных шапок в ближайшие кратеры? Но чем там запитывать тракторы и транспорт,не говоря уже о энергии на производство и развёртывание крышек для кратеров?
В конце концов давление упадёт до 4,3-4,4% от существующего, что сведёт пылевые бури фактически к дну Эллады и Долины Маринер.
И будет всем счастье собирать энергию металлическими концентраторами, но по мере падения давления придётся озаботиться увеличением площадей радиаторов для сброса температуры излучением.