Освоение Марса

[sharp]

Какие-нибудь экзотические окислители - дифторид кислорода, жидкий фтор, гексафторид ксенона, смесь жидкого фтора и кислорода («флокс»), смесь жидкого фтора и озона ((до 65 % (по объёму), О3) — устойчива к детонации)?

УИ больше чем у водород-кислорода не получите в любом случае, на нем нужно массовое число e^3,88 ~= 48. Это будет многоступенчатый монстр...
Фактически нужно получить какую-нибудь условную SLS в полностью заправленном виде на марсианской орбите. Вот такая сможет пульнуть корабль с экипажем по параболе к Земле.
Какой бы способ вы не избрали для построения такой бандуры - хоть с Марса поднимайте топливо, хоть с Земли - это будет дико затратно.
Нужно понимать, что результат в данном случае не стоит затраченных усилий. Обратный перелет по эллипсу месяца за 4-5 вполне нормальное компромиссное решение.

[crazy_terraformer]

УИ больше чем у водород-кислорода не получите в любом случае, на нем нужно массовое число e^3,88 ~= 48. Это будет многоступенчатый монстр...

Почему нет, если теплом реакции греть водород и выбрасывать его больше, чем водородно-кислородный двигатель?
Скорость истечения для фтороводородного двигателя у Левантовского 4,5 км/с, а если сжигать его под большим давлением, то около 5 км/с.
  e^3.5=~33,1155
e^3.8=48,856571274987251361051946613473=49

Да, не задалась задачка.

Остаётся ещё разгон с помощью космических лазеров, а зеркала на корме их светом будут греть жидкий водород.  Т.е. надо доставить в точку L1 системы Солнце-Марс СЭС с лазерным массивом.

[sharp]

Почему нет, если теплом реакции греть водород и выбрасывать его больше, чем водородно-кислородный двигатель?

Водород может и будет вылетать с большей скоростью, но продукты сгорания-то с существенно меньшей. И интегральный УИ получится примерно тот же.
Все эти способы рассматривались и испытывались конструкторами... Чего-то более эффективное, чем то что уже используется, здесь вряд ли можно выдумать.

[zeon111]

УИ больше чем у водород-кислорода не получите в любом случае,

https://ru.wikipedia.org/wiki/Удельный_импульс

[sharp]

Опять акела промахнулся: фраза была о РД на химическом топливе.

[crazy_terraformer]

Акела решает проблемы кардинально, только надо было бы замазать газотурбинный двигатель и ещё кое-что, но думаю большинство в курсе.

[zeon111]

https://alex-anpilogov.livejournal.com/115661.html В погоне за удельным импульсом
http://arsenal-otechestva.ru/article/1006-yadernye-i-plazmennye-raketnye-dvigateli Ядерные и плазменные ракетные двигатели
Ну и так страничка юмора - Белоруссианина все уже смотрели?

[zeon111]

Опять акела промахнулся: фраза была о РД на химическом топливе.

литий водород фтор - ный ракетный двигатель

[sharp]

литий водород фтор - ный ракетный двигатель

Те же 4,5 км/с

[Кремальера]

Те же 4,5 км/с

Если имелись ввиду опыты RocketDyne в 60-х с трех-компонентным топливом,то там был у/и в 542 сек.Или же скорость истечения в 5,31 км/сек.Причем там были очень не значительные давления в камере,всего 35 атм,и относительно низкая температура исходящих -2200К.
https://library.sciencemadness.org/library/books/ignition.pdf
стр.188-189

[Dem]

В вакууме давление в камере большое и не надо, можно сопло побольше сделать.
Но данную схему полёта можно признать неосуществимой - на такие расходы ради жоповтыка никто не пойдёт.
А меньшая скорость - даст пересечение траекторий, т.е. цикл более марсианского года.

[zeon111]

https://alex-anpilogov.livejournal.com/115661.html В погоне за удельным импульсом

Кстати тотже аффтор грит что он там разработал "различные концепции электрических ракетных двигателей" и утверждает https://alex-anpilogov.livejournal.com/53516.html что на Марс можно вполне и за 3 месяца прилететь с этими движками (VASIMR).

[crazy_terraformer]

Как Маск собирается вырабатывать Кислород и Метан на Марсе? За счет какой энергии? Туда Заводы вести ? Не проще топливо доставить?

Этот вопрос в последние недели живенько обсуждается/осуждается в соседней теме. Если совсем просто, выглядит вот так:

Длина средних марсианских солнечных суток (называемых солами) составляет 24 часа 39 минут 35,24409 секунды, всего на 2,7 % длиннее земных суток.
Насколько я понимаю, их аппаратики(воображаемые?) способны:
19 тонн чистого CO2 произвести из воздуха Марса со средней скоростью 40 кг/сол или около 450,58 мг/сек(полграмма в секунду), это получается за 475 сол;
16 тонн воды добыть и очистить со средней скоростью 33 кг/сол или около 371,73 мг/сек, получается 484,85 сол;
7 тонн метана наработать со средней скоростью 15 кг/сол, всего около 466,67 сол;
28 тонн жидкого кислорода со средней скоростью 58 кг/сол, всего около 482,76 сол;
Медленней углекислого газа добывается и очищается вода. Т.е. скорость её добычи позволяет уменьшить скорость добычи CO2 из воздуха, так как без водорода метан не синтезировать.
CO2+2H2O=CH4+2O2(не реакция, а сумма исходных и конечных продуктов на входе и выходе)

19,359 г/м3 - масса CO2 в 1 м3 у среднего уровня поверхности Марса. При получении 40 кг CO2 в сол через установку надо прогнать 2066,22 м3 воздуха на среднем уровне поверхности за сол, или около 23,3 литра воздуха в секунду. Похоже лопасти будут складные у нагнетающего воздух вентилятора?
Самогонный заводик какой-то...

[Valerij56]

19,359 г/м3 - масса CO2 в 1 м3 у среднего уровня поверхности Марса. При получении 40 кг CO2 в сол через установку надо прогнать 2066,22 м3 воздуха на среднем уровне поверхности за сол, или около 23,3 литра воздуха в секунду. Похоже лопасти будут складные у нагнетающего воздух вентилятора?
Самогонный заводик какой-то...

   
Вот https://www./ссылка запрещена правилами форума//context/detail/id/143908190/ такой встраиваемый вентилятор, размерами 175 х 205 х 165мм (то есть под диаметр канала 150мм), весом с упаковкой 285 грамм, и мощностью 30 вт, на Земле, где плотность (а следовательно и потребляемая мощность больше) за час прокачивает 270 куб.м. без всяких складывающихся лопастей.
   

   
27 000/3 600 = 75 литров в секунду...
   
Хотя в модуле разделения газов комплекса заправки BFS, вероятно, первая ступень компрессора будет похожа на воздухозаборник турбовентиляторного двигателя аэробуса, а весь компрессорный агрегат до установки в модуль топливного завода будет выглядеть примерно так:
   

     
Хотя, конечно, это фото турбогенератора...

[noxx77]

Хотя в модуле разделения газов комплекса заправки BFS, вероятно, первая ступень компрессора будет похожа на воздухозаборник турбовентиляторного двигателя аэробуса, а весь компрессорный агрегат до установки в модуль топливного завода будет выглядеть примерно так:
   

Есть какие-то данные от разработчиков или это Ваше предположение? Слово "вероятно" относится в BFS в любом случае и не равноценно "я думаю".
Компрессор/вентилятор вполне может быть, например, центробежным или поршневым, а они по-другому выглядят. Поршневой, кстати, при 20 литрах и цикле в секунду будет размером рабочего объёма цилиндра с большое ведро, но может иметь и V=1 л. при 20 циклах в секунду. Учитывая разницу давления с внешним в одну атмосферу, это значительно меньше, чем максимальное в цилиндре ДВС - 30-60 атмосфер, соответственно, значительно более лёгкая конструкция. Впрочем, я не знаю, какое давление будет оптимальным для технологического цикла, но, думаю, прикидка вполне показывает, что заборный компрессор нужен небольшой.

[Valerij56]

Хотя в модуле разделения газов комплекса заправки BFS, вероятно, первая ступень компрессора будет похожа на воздухозаборник турбовентиляторного двигателя аэробуса, а весь компрессорный агрегат до установки в модуль топливного завода будет выглядеть примерно так:
   

Есть какие-то данные от разработчиков или это Ваше предположение? Слово "вероятно" относится в BFS в любом случае и не равноценно "я думаю".
Компрессор/вентилятор вполне может быть, например, центробежным или поршневым, а они по-другому выглядят. Поршневой, кстати, при 20 литрах и цикле в секунду будет размером рабочего объёма цилиндра с большое ведро, но может иметь и V=1 л. при 20 циклах в секунду. Учитывая разницу давления с внешним в одну атмосферу, это значительно меньше, чем максимальное в цилиндре ДВС - 30-60 атмосфер, соответственно, значительно более лёгкая конструкция. Впрочем, я не знаю, какое давление будет оптимальным для технологического цикла, но, думаю, прикидка вполне показывает, что заборный компрессор нужен небольшой.

   
В комментарии 8032 (номер, как я понимаю, может меняться, поэтому вот ссылка Колонизация Марса) уважаемый crazy_terraformer разместил данные расчёта производства топлива (28 тонн жидкого кислорода и 7 тонн метана) для взлётно-посадочного корабля за 475 солов (это примерно полтора земных года), то я продемонстрировал ему, что ему потребуется примерно такой вентилятор, как стоит в кухонной вытяжке. Для BFS и обеспечения других нужд колонии топлива потребуется минимум раз в двадцать больше. Производительность забора воздуха низкосортным вентилятором (или первой ступенью компрессора) пропорциональна площади воздухозаборника и разрежению всасывания, причём разряжение у нас ограниченно давлением марсианской атмосферы.
   
Исходя из этого становится понятно, что первые три-пять ступеней компрессора будут осевыми, поскольку именно у этого типа компрессора наибольшее отношение габарита к площади воздухозаборника, а так же становятся примерно понятны его габариты.

Следующие ступени компрессора могут быть осевыми или центробежными, но значительно меньших габаритов, так как они будут работать с уже предварительно сжатой атмосферой. Кроме того, где-то там надо также предусмотреть центробежные фильтры для пыли. Именно из-за пыли поршневые компрессоры в тракте первоначального производства топлива использоваться не будут, при работе в условиях запылённости их ресурс недостаточен, а обслуживание сложно, плюс для обеспечения производства топлива для BFS их габариты и масса будут неадекватны.
   
Рабочее давление в тракте производства топлива, я думаю, будет составлять единицы-первые десятки кг/см2, в зависимости от стадии производства. Эта величина просто удобна при отработке технологии на Земле.
   

[crazy_terraformer]

crazy_terraformer разместил данные расчёта производства топлива (28 тонн жидкого кислорода и 7 тонн метана) для взлётно-посадочного корабля за 475 солов (это примерно полтора земных года)

Надо брать минимальный срок по дистиллированной воде - 484,85 сол, т.к. она исходное вещество для синтеза топливной пары и производится медленней всего. Последний грамм атмосферного CO2 будет очищен и сжижен(или сжат) почти на 10 сол раньше, чем последний грамм воды. Скорее всего срок производства топлива составит 485-486 сол, если не будет профилактических работ и ремонта.

[Valerij56]

crazy_terraformer разместил данные расчёта производства топлива (28 тонн жидкого кислорода и 7 тонн метана) для взлётно-посадочного корабля за 475 солов (это примерно полтора земных года)

Надо брать минимальный срок по дистиллированной воде - 484,85 сол, т.к. она исходное вещество для синтеза топливной пары и производится медленней всего. Последний грамм атмосферного CO2 будет очищен и сжижен(или сжат) почти на 10 сол раньше, чем последний грамм воды. Скорее всего срок производства топлива составит 485-486 сол, если не будет профилактических работ и ремонта.

       
Наши с вами разногласия связаны не с этим, а с тем, что вы, по сути, говорите об экспедиции посещения,а я, вслед за Маском, о создании постоянно обитаемой станции с перспективой создания колонии. Увеличить производство воды, по моим представлениям, не сложно, хотя, разумеется, потребуется увеличить мощность, вес и габариты оборудования. Но при этом всё равно ничего чрезмерно гиганского, и потому невозможного для доставки в BFS, или как часть заранее, на Земле, смонтированного внутри BFS (которая в этом случае остаётся на Марсе) комплекса я не вижу.

[noxx77]

Что касается пыли- циклонные и электростатические фильтры вполне, думаю, справятся.

Как вариант - полярная экспедиция и тупо нагрести всё бульдозером. Правда, при таких температурах придётся поиграть с материалами и потратить дополнительное топливо на орбите, зато снимается куча вопросов.

[Degen1103]

А на Марсе есть материковые плиты плавающие над остальной поверхностью? То есть не просто возвышения, а подобно земным материкам геометрически отделяющимися?

Этапы терраформирования Марса