Освоение Марса

[Зануда]

Думаю, это оптимальное соотношение без дополнительных мер по охлаждению солнечных панелей - марсианского холода хватит, чтобы они не перегрелись.

Марсианская атмосфера на два порядка разреженнее земной и потому будет охлаждать значительно хуже. Я всё никак не соберусь посчитать по всем правилам, с числами Грасгофа и Прандтля, но информированная интуиция подсказывает, что тыльные стороны солнечных батарей должны быть украшены рёбрами или штырями радиаторов...

Кстати, отношение длины к толщине у этих рёбер будет гораздо больше, чем на Земле. В наших условиях для воздуха и алюминия оптимум 8:1-10:1, у более длинных рёбер концы слишком холодные для эффективной работы...

И самое главное - работник на фотографии без шубы. Поверх скафандра 

[Rattus]

информированная интуиция подсказывает, что тыльные стороны солнечных батарей должны быть украшены рёбрами или штырями радиаторов

У космических аппаратов даже на земной орбите вроде как никаких широких радиаторов на самих солнечных панелях не наблюдается...

[Зануда]

У космических аппаратов даже на земной орбите вроде как никаких широких радиаторов на самих солнечных панелях не наблюдается...

Зеркал-концентраторов около солнечных батарей я лично ни разу не видел, хотя снимков и видео пересмотрел немало.

И - на космических аппаратах солнечные батареи свободно охлаждаются излучением. Как с этим делом в марсианской атмосфере? Углекислота всё-таки парниковый газ...

[LonelyWanderer]

На Марсе можно снизить с помощью атмосферы скорость до нескольких десятков м/с, и даже до метров в секунду с помощью развитых парашютных систем

Пока это никому не удавалось.

Атмосфера Марса слабее в 100 раз, это значит, что возможная скорость приземления на парашюте в 10 раз выше земной. А за счет гравитации еще меньше - раз в 7. Но это детали, а основная мысль - атмосфера Марс в отличии от Луны может сбросить почти всю космическую скорость. А для сброса таких ресурсов, как еда, как пачки роллтонов - даже не нужно применять дополнительные средства мягкой посадки - груз сохранится, если он плюхнется со скоростью  30 или 50 км/ч

[shuricos]

Примитивнее - кусок чёрной трубы и зеркало.

Плюс постоянно работающий привод, чтобы держать трубу в фокусе,

Какой-такой "постоянно работающий"?
В сутки наклон траектории прохождения солнца по небосводу меняется менее, чем на 0,1 градуса.
Для солнечного концентратора линейного типа это изменение крайне незначительно - достаточно раз в несколько дней менять наклон зеркал.

А вот для передачи энергии с Фобоса на Марс нужна нетривиальная конструкция и нетривиальная же система её ориентации и наведения. Она, конечно, по силам даже на современном технологическом уровне, но она несравненно сложнее, чем простые концентраторы на поверхности.

плюс преобразователь тепла в электричество.

В варианте с Фобосом он тоже нужен.
Причем, не какой-нибудь стимпанковский "стирлинг", а обязательно полупроводниковый термоэлемент!

По сравнению с тонкой 3д-печатной панелькой, дающей готовую электроэнергию, заводить данное сложное и малоэффективное хозяйство - не безумие ли?

Вот именно: по сравнению с тонкой жестянкой на кОзлах, заводить сложную и малоэффективную орбитальную электростанцию-на-трении - безумие.

[Геральдинка]

Марс – это вам не Луна. Почему так сложно отправить человека на Красную планету?

https://naked-science.ru/article/nakedscience/mars-eto-vam-ne-luna-pochemu




Если мы хотим избежать чрезмерных трат топлива, отправляться в полет на Марс нужно в удобное стартовое окно. Продолжительностью, как правило, всего 20 дней, оно открывается примерно за три месяца до очередного противостояния. А вот на Луну можно лететь практически в любое время. Она всегда рядом с нами. При этом не только лететь, но и возвращаться.

Бла, бла, бла.. И:

Полет на Луну был «налегке». Короткая прогулка. Но при этом уже полвека мы не можем его повторить. Возвращение на Луну – только в возможных планах NASA. Причем этот полет настолько сложен, что заставляет многих скептиков сомневаться в том, что американцы вообще когда-то летали на Луну.
 
Не только сесть, но и взлететь с Марса сложнее, чем с Луны. Виной всему гравитация. На Луне сила тяжести составляет 16,6% от земной, а на Марсе уже 37%. Совершенно понятно, что с поверхности Красной планеты взлетать гораздо труднее. Но нам еще «повезло». Если бы Марс был размером с Землю, то миссия, предполагающая возврат домой, была бы еще менее реальна. Ведь фактически пришлось бы везти на планету еще одну ракету размером, например, с «Союз».

Никто никуда не полетит, но ради поговорить, если чё, я тоже с радостью, ага)) 
 

[shuricos]

тыльные стороны солнечных батарей

Мне категорически не нравится вариант с фотоэлементами.
Марсианские поселенцы/колонисты не смогут производить их сами ни в какой обозримой перспективе.
Дай Бог, чтобы с банальными трубами справились!

[LonelyWanderer]

Думаю, это оптимальное соотношение без дополнительных мер по охлаждению солнечных панелей - марсианского холода хватит, чтобы они не перегрелись.

Марсианская атмосфера на два порядка разреженнее земной и потому будет охлаждать значительно хуже. Я всё никак не соберусь посчитать по всем правилам, с числами Грасгофа и Прандтля, но информированная интуиция подсказывает, что тыльные стороны солнечных батарей должны быть украшены рёбрами или штырями радиаторов...

Кстати, отношение длины к толщине у этих рёбер будет гораздо больше, чем на Земле. В наших условиях для воздуха и алюминия оптимум 8:1-10:1, у более длинных рёбер концы слишком холодные для эффективной работы...

И самое главное - работник на фотографии без шубы. Поверх скафандра 

У меня тоже была такая масль украсить тыльную сторону батарей радиатором, но я посчитал что собственного теплового излучения будет достаточно и не стал​. Традиционный радиатор из ряда пластин будет неэффективен из-за слабости атмосферы. А тепловое излучение будет передаваться от пластины к пластине. Поэтому если уж делать радиатор, то должна быть только одна вертикальная пластина. Чтобы солнечная батарея имела равномерное охлаждение и не лопнула от разности температур в разных точках, на ней с тыльной стороны должна крепиться вплашмя металлическая пластина, и вот эти 2 пластины должны соединяться множеством металлических ножек-штырей. Непосредственно присоединять нельзя, иначе образуется переохлаждение в точке крепления по сравнению с другими участками. Думаю достаточно понятно разъяснил мысль, а так бы нарисовал модель радиатора. Есть ещё возможность передать часть теплоты на арматуру, с помощью которой крепится солнечная батарея.

[Геральдинка]

Дай Бог, чтобы с банальными трубами справились!

Бог тут не причём. Смею вас заверить. Тут люди и их мозг причём то там.. Ну чисто гипотетически. Да)

[LonelyWanderer]

тыльные стороны солнечных батарей

Мне категорически не нравится вариант с фотоэлементами.
Марсианские поселенцы/колонисты не смогут производить их сами ни в какой обозримой перспективе.
Дай Бог, чтобы с банальными трубами справились!

А строительство своих АЭС и добычу урана в промышленных масштабах, думаете, они раньше осилят?

[Rattus]

Никто никуда не полетит

Возможно. Но полярная база на Луне и несколько полуторагодовых экспедиций на Марс по типу аполлоновых не только закрыли бы все сколь-нибудь значимые вопросы, оставшиеся у фундаментальной науки к этим телам, но и позволили бы сохранить и развить дальше технологии длительных полётов (или выявить их пределы), если вдруг таки окажется, что в радиусе десятков св. лет есть планета в обитаемой зоне с околофанерозойским уровнем биомаркеров...
Никаких других рациональных целей у пилотируемой космонавтики допрежь не просматривается.

[shuricos]

посчитал что собственного теплового излучения будет достаточно

Тогда на фотоэлементе Вы сможете собрать только вдвое больше света, чем без зеркал. Дальше начнётся перегрев, падение КПД и срока службы фотоэлемента. Овчинка не стоит выделки.

Можно, конечно, пустить по тыльной стороне фотоэлемента трубы с теплоносителем, которые будут отводить лишнее тепло и использовать его, например, на обогрев помещений.
Но тогда из получившейся системы фотоэлемент можно изъять, оставить только трубу, в конце неё поставить "стирлинг" и получить более дешёвую, более надёжную и воспроизводимую на местных ресурсах теплоэлектростанцию.

[LonelyWanderer]

Никто никуда не полетит, но ради поговорить, если чё, я тоже с радостью, ага)) 

Полетят. Без возврата - полетят. Это куда проще, чем эти ваши апполоны. А желающих на 7-миллиардной Земле найдется валом. Мало ли идейных людей? Некоторые ради идеи вообще себе харакири устраивают, благодаря чему принимают ислам куда раньше и намного надёжнее - тут уж точно возврата нет,, поэтому на Марс уж и подавно найдутся.

[Vadims]

но информированная интуиция подсказывает, что тыльные стороны солнечных батарей должны быть украшены рёбрами или штырями радиаторов...

Какие-то у вас хардкорные панели. Спецами рассматриваются тонкопленочные в рулонах 2-метровой ширины. https://www.universetoday.com/21293/despite-dust-storms-solar-power-is-best-for-mars-colonies/

[LonelyWanderer]

посчитал что собственного теплового излучения будет достаточно

Тогда на фотоэлементе Вы сможете собрать только вдвое больше света, чем без зеркал. Дальше начнётся перегрев, падение КПД и срока службы фотоэлемента. Овчинка не стоит выделки.

Можно, конечно, пустить по тыльной стороне фотоэлемента трубы с теплоносителем, которые будут отводить лишнее тепло и использовать его, например, на обогрев помещений.
Но тогда из получившейся системы фотоэлемент можно изъять, оставить только трубу, в конце неё поставить "стирлинг" и получить более дешёвую, более надёжную и воспроизводимую на местных ресурсах теплоэлектростанцию.

Ну ок, тогда радиатор соизмеримый по эффективной площади с солнечной батареей. Обычный кусок металла безо всяких там движущихся деталей и жидкостей. Черного цвета - его пластина будет перпендикулярно солнцу, а черный цвет, насколько мне известно, лучше отдает тепло (может ошибаюсь)

[LonelyWanderer]

У космических аппаратов даже на земной орбите вроде как никаких широких радиаторов на самих солнечных панелях не наблюдается...

Зеркал-концентраторов около солнечных батарей я лично ни разу не видел, хотя снимков и видео пересмотрел немало.

И - на космических аппаратах солнечные батареи свободно охлаждаются излучением. Как с этим делом в марсианской атмосфере? Углекислота всё-таки парниковый газ...

Парниковый газ этот отразит лучи далеко от солнечных батарей

[shuricos]

А строительство своих АЭС и добычу урана в промышленных масштабах, думаете, они раньше осилят?

Не освоят, конечно. О чём я многократно и писал здесь.

Если же говорить о поставках с Земли, то по весу (а следовательно - по деньгам) выгоднее доставить ядерный реактор и потом снабжать его топливом, чем везти фотоэлементы. Во-первых, при равной электрической мощности фотоэлементы будут тяжелее. Во-вторых, при равной электрической мощности реактор даст ещё вдвое больше тепловой энергии, а фотоэлементы её не дадут. В-третьих, реактор даёт энергию (в т.ч. тепло) круглосуточно круглогодично.
Поэтому с т.з. энергоснабжения научной базы выгоднее реактор.

Но если мы говорим о колонии (постоянном поселении), то тут на первый план выходит вопрос о воспроизводимости энергосистемы на местных ресурсах. И тут реактор вместе с фотоэлементами идут плакать в сторонке, так как ни того, ни другого колонисты воспроизвести не смогут.

Есть ещё вариант: брать на полюсах сухой лёд, привозить к станции в герметичных ёмкостях, класть в чёрный ящик и начинать травить оттуда образующийся газ, преобразуя его кинетическую энергию в электрическую энергию. Но я очень не уверен, что доставка такого груза на такие расстояния оправдается.

[Vadims]

Если же говорить о поставках с Земли, то по весу (а следовательно - по деньгам) выгоднее доставить ядерный реактор и потом снабжать его топливом, чем везти фотоэлементы.

Фантазия - хорошо, но зачем, если уже есть факты?

It would appear that a large solar panel array can match nuclear generators, only if they are situated at a latitude of 0-40° north of the Martian equator.
https://www.universetoday.com/21293/despite-dust-storms-solar-power-is-best-for-mars-colonies/

Третий раз размещаю эту ссылку на факты (результаты исследований), но никто не хочет читать, поэтому поток фантазий не иссякает.

[Зануда]

А желающих на 7-миллиардной Земле найдется валом. Мало ли идейных людей? Некоторые ради идеи вообще себе харакири устраивают, благодаря чему принимают ислам куда раньше и намного надёжнее - тут уж точно возврата нет,,

Харакири это очень быстро (хотя и очень больно). А на Марсе надо будет пахать до самой смерти, да так, что японцы, таскавшие для орошения рисовых полей на горных террасах воду вёдрами, покажутся беззаботными отдыхающими - у них нет риска разгерметизации станции, кислород неограничен и вода сама с неба падает...

Какие-то у вас хардкорные панели. Спецами рассматриваются тонкопленочные в рулонах 2-метровой ширины.

Спецами рассматриваются десятки разных вариантов. В статье, на которую вы ссылаетесь - 13. Тонкоплёночные солнечные батареи - это, конечно, хорошо, но ещё лучше дополнительными зеркалами (которые могут быть местного производства) увеличить их освещённость, концентрируя свет.

// Мысль в тему: выплавка металла это процесс энергоёмкий, а прокат требует тяжелого оборудования. Может, проще делать зеркала из стекла или даже керамики, напыляя на них тонкий отражающий слой?

[Rattus]

Мало ли идейных людей? Некоторые ради идеи вообще себе харакири устраивают, благодаря чему принимают ислам куда раньше и намного надёжнее - тут уж точно возврата нет,, поэтому на Марс уж и подавно найдутся.

Полагаю, более 99% инвесторов и налогоплательщиков куда быстрее согласится скинуться этим идейным людям на именные танто для харакири от лучших мастеров, нежылле на билет до Марса - если внимательно изучат смету и "бизнес-план".