Освоение Марса

[Vadims]

БИОС-4, о котором даже на сайте этих "биосов" ничего не известно. 

Может еще готовят к публикации, это же недавний эксперимент.

[Vadims]

Больше шансов у крупных проектов вроде Биосферы-2

Не, только не типа Биосферы-2! Это же совершенно неконтролируемая система, не то что до каждого вида микроба - там у них даже тараканы бесконтрольно размножались.

[shuricos]

Вообще первоначально вопрос стоял про то где взять на все это энергию.

Ну, вот и давайте решать вопрос последовательно.
Сначала разберёмся с достаточностью инсоляции.

нам придется как минимум увеличить площади оранжерей в несколько раз +  склады для хранения продукции.

А без запасов всё равно никак - урожай мы тоже не можем предвидеть со 100%-ной точностью: если мы полагали получить 100 кг, а получили 98 кг, то это не должно приводить к голоду среди поселенцев.

И вовсе не обязательно впадать в крайности: я же указал, что даже в периоды сниженной инсоляции теплицы могут не простаивать, а заниматься выращиванием другие культур, менее требовательных у освещённости.

К тому же, хранилища - не такая большая проблема.

Причем склады обогреваемые и герметичные.

Вовсе не обязательно. Глубокая заморозка - вполне годный способ хранить пищу.
На Земле как раз так и получают лучшую заморозку - при температуре ниже 30 градусов мороза, а ещё лучше - при низком давлении.
А если так, то ни отопление, ни герметизация не нужны.
Зерно на семена так не похранишь, конечно, но это меньшая часть урожая и без стратегического запаса семян всё равно никуда.

  Причем как не крути а % потерь продуктов при хранение все равно будет что = увеличению площади оранжерей тупо на потери при хранение

Это правда, но при нашем нынешнем уровне "прикидки" эти несколько процентов погрешности никакого значимого влияния не оказывают.

[LonelyWanderer]

Больше шансов у крупных проектов вроде Биосферы-2

Не, только не типа Биосферы-2! Это же совершенно неконтролируемая система, не то что до каждого вида микроба - там у них даже тараканы бесконтрольно размножались.

В марсианском (да и в любом внеземном) сельском хозяйстве будет предостаточно всяких микробов - когда проект перестает быть лабораторным и приобретает массовость,  к нему прицепится и размножится "зараза" - всякие микроорганизмы, потребляющие кислород, что может обернуться катастрофой, из-за которой погибнет вся колония.  Биосфера должна быть достаточно большой и минимально контролируемой, и очень желательно должны быть отдельные площади созданные только для производства кислорода, а не для питания - те же парки. Иначе марсианской цивилизации потребуется свой "запасной Марс"

[LV46]

БИОС-4, о котором даже на сайте этих "биосов" ничего не известно. 

Может еще готовят к публикации, это же недавний эксперимент.

Что готовят, 90%? ))) Так его и готовить не надо. Уже получили и не просто 90%, а свыше. Где описание хотя бы этого БИОСа-4?
Хоть бы не защищали уже этот бред.

[shuricos]

1 гектар может прокормить человек 10, на 1 человека 1000 м2, итого на отопление нужно 100 кВт установленной мощности на 1 человека.

Расчёт неправильный.
Вы считаете так, будто бы у Вас стеклянный потолок, но его не будет из-за угрозы микрометеоритов.
Более разумная конструкция: прочный непрозрачный потолок (защита от микрометеоритов и радиации, меньшая теплопроводность), прозрачные окна, через которые проникает отражённый зеркалами солнечный свет.

Если зеркала делать подвижными, то внутри теплицы можно сосредоточить довольно много солнечной энергии даже при минимальном размере самих окон.
Если это относительно небольшая колония, то имеет смысл делать её круглой, а вокруг неё - поля поворотных следящих зеркал.
В центре колонии (там, куда будут концентрироваться все лучи) будет приёмник (чёрная цистерна), нагревающийся от солнечных лучей и генерирующий пар для работы турбин для выработки электричества.
Вокруг него - теплицы, закрытые сверху сплошным потолком, и имеющие в торцах окна, через которые проникает солнечный свет, отражённый зеркалами (тут надо сказать, что на крыше тоже могут размещаться зеркала-концентраторы света, но они уж не будут светить в окна теплиц). Солнечный свет обеспечивает растениям фотосинтез, а от приёмника исходит тепло.
Разумеется, что из-за чрезвычайно высокой температуры приёмника растения не могут располагаться слишком близко к нему.
А кроме того, растения не должны образовывать сплошную стену, чтобы не загораживать приёмник - они должны размещаться радиальными линиями.

Однако же, подвижные элементы зеркал могут быть уязвимы для марсианской пыли и мороза.
Поэтому мне более нравится вариант с неподвижными зеркалами.
Интересный вариант: размещение спутника-зеркала на аресостационарной орбите.
Из-за меньшей (по сравнению с Землёй) гравитации Марса (при примерно равной продолжительности суток на Марсе и Земле) высота аресостационарной орбиты значительно (примерно в 1,8 раз) меньше, чем геостационарной (42164 км от центра масс или 35786 км над уровнем моря на Земле; а на Марсе - 23167 км от центра масс или 19778 км над нулевым уровнем Марса). Пропорционально (в 1,8 раза) уменьшается и размер пятна блика от орбитального зеркала.

Кроме того, угловой диаметр солнечного диска на Марсе тоже меньше, чем на Земле (в 1,53...1,67 раз). Это дополнительно приводит к уменьшению размера блика в те же 1,53...1,67 раз.

Таким образом, размер блика может составлять не 320 км в диаметре (как на Земле), а 120 км или даже меньше.
Соответственно, значительно меньшего размера понадобится орбитальное зеркало (11,3 тыс.кв.км).
Это нам сейчас такое зеркало представляется неимоверно огромным, но к тому времени, когда мы дозреем до создания колонии на Марсе (а я полагаю, что для такого созревания понадобится несколько сот лет), такие зеркала будут довольно обычным промышленным изделием, активно используемым на Земле.

Впрочем, можно обойтись и без орбитального зеркала (такое зеркало будет по силам Земному Человечеству, но Марсианское Человечество далеко не сразу достигнет такой технологической развитости): это уже описанные мною "линейные города" - жилые помещения и теплицы растянуты в широтном направлении в длинную линию, севернее и южнее них неподвижные зеркала. В итоге суточное изменение угла наклона солнца мало влияет на количество лучей, отражаемых зеркалами в окна теплиц, а годовое изменение угла солнца составляет +-25 градусов, т.е. суммарно около 50 градусов. Это довольно много: несложные тригонометрические вычисления позволяют сделать вывод, что площадь зеркал может быть примерно равна площади окон. Не получится значимого повышения инсоляции - этот вариант пригоден только для того, чтобы избавиться от стеклянного потолка.

[Rattus]

Разве я что-то подобное утверждал?

А тогда к чему было цитировать википузическую статью про мутации? Как этот кусок опровергает что-либо из вышенаминаписанного?

похожие на

Аналогии и метафоры приводятся для наглядности широкому читателю. Да и Вы сам, судя по всему, молекулярной микробиологии не близки (иначе бы википузию и СМИ по обсуждаемому вопросу не цитировали Нам тут). С эстетическими претензиями же - в другой раздел.

И опять никакой конкретики.

Метафоры ВАс не удовлетворили и хотите молекулярной конкретики? ОК. Берём главный фактор вирулентности этойвашей E. coli O157 - шига-токсин (он же - дизентерийный). Он состоит из двух белковых субъединиц, кодируемых отдельными генами. Субъединица A кодируется из чуть менее чем тысячью нуклеотидов (вполне стандартный размер бактериального гена). Пусть нам будет достаточно одной. Также два известных варианта шига-токсина имеют чуть более половины общих АК (тоже вполне типичный случай).
Или, к примеру, наименьший ген детерминанты патогенности, с которым довелось работать, имеет длину чуть более 300 нуклеотидов.
Отнимаем каждый ~шестой нуклеотид на синонимичные замены - остаётся 250. Ещё полвину скинем на некритичные замены АК.
Остаётся некая сферовакуумная минимальная, но консервативная (строгая) последовательность из ~125 критичных нуклеотидов, чтобы получающийся белок делал именно то, что от него требуется.
В отсутствии исходного гомолога в геноме (как в случае со всё тем же вышеуказанным шига-токсином, который киш.палка получает от вируса-бактериофага) получение искомой последовательности из случайной брутфорсом произойдёт с вероятностью ~4^-128. Количество частиц барионной материи в наблюдаемой вселенной - 4¹³², количество планковских времён, прошедших с момента БВ - 4¹⁰¹.
Аргумент, что таких последовательностей возможно больше одной - не катит - ибо такой короткой, достаточной для запуска инфекционного процесса даже одной неизвестно - это просто сферовакуумный минимум, ещё сколь-нибудь реальный, но как мы гипотетически предположили, существующий хотя бы в одном варианте.
Факты появления целиком новых генов в настоящее время чрезвычайно редки - практически все современные гены прокариот имеют происхождение от генных кластеров, возникших на заре жизни.
Поэтому генетическая изоляция от известных источников генов патогенности будет совершенно достаточной для обеспечения микробиологической безопасности изолированного поселения где-либо.

[Vadims]

Поэтому генетическая изоляция от известных источников генов патогенности будет совершенно достаточной для обеспечения микробиологической безопасности изолированного поселения где-либо.

Если в кишечниках мы туда привезем кучу видов бактерий, простейших и вирусов, большинства из которых даже не знаем из-за некультивируемости, есть ли гарантия, что там точно нигде не припрятано никаких генов патогенности у малочисленных видов?

[Rattus]

Гарантию даёт только Госстрах.
Некультивируемые - на то и некультивируемые, что потеряли большую часть генов, потребных для самостоятельной жизни. А возникшая зависимость от хозяина приводит и к утрате генов вирулентности чисто в результате отбора - облигатный паразитизм - недолговечный этап эволюции. Иначе известных нам инфекционных болезней было бы уже на порядки больше.
Более того - разнообразие микробиома теперь вообще считается залогом здоровья.

[Проходящий Кот]

Я лично не верю в успешность БИОС-3, слишком маленькая это была биосфера для 3-х человек, сомнительно, что в столь тесных условиях можно было сгенерировать столько еды и кислорода. А бактерии куда они дели? Они тоже дышат, и поверьте, гораздо сильнее чем люди. Скорее всего в то коммунистическое прошлое сколько надо было написать в отчёте - столько и написали, и едва ли там были эти 80%. Больше шансов у крупных проектов вроде Биосферы-2, но, как известно, и размеров той биосферы не хватило - простые мелкие организмы, которым нужно меньше кислорода, побеждают крупные (людей) и снижают количество кислорода до минимально  удобного для них количества. Для создания пищевой пирамиды и соответствующей атмосферы биосфера должна быть крупнее.

Либералус обыкновенный.
Меньше всего ученых, занимавшихся БИОС-3 интересовала подгонка отчетов.
Их интересовало возможно или нет реальное замыкание этой малой биосферы.
Опыт показал, что невозможна при тех размерах.

[Rattus]

Я лично не верю в успешность БИОС-3

Ну да - если способностей/желания научные статьи читать и химические балансы считать нету - только и остаётся что верить-неверить.

[LonelyWanderer]

shuricos, ну я сделал приблизительный расчет (скорее, оценку) того, о чем меня просили - отопления стеклянных оранжерей, естественно освещаемых солнцем.
Я тоже сторонник того, что нужно побольше мер безопасности применять - либо используя выдвигающиеся конструкции, либо спрятанные, пользующиеся энергией зеркал-концентнаторов.
Линейное расположение, безусловно, хорошо, но этим можно добиться только удаления одной степени подвижности зеркал по горизонтали. По вертикали же подвижность придется реализовывать. 50 градусов изменения наклона лучей означают 100 градусов изменения угла отраженного света - это слишком много для абсолютно неподвижных зеркал.
Но одна степень подвижности не так страшно. Выстроенные в ряд зеркала могут быть механически связаны друг с другом и представлять собой единую конструкцию любой длины. И степень подвижности по вертикали, в отличии от гонизонтальной -годичная, а не суточная. Этим намного упрощается процесс очистки поверхности от пыли, чем любят здесь тыкать скептики, что, мол, будут ходить марсиане в скафандрах и с вениками наперевес непрерывно. В единой линейной конструкции зеркал, даже при их вертикальной подвижности, можно проложить пару рельсов, которые будут двигаться вместе со всей линией зеркал, по которым будет двигаться тележка со щетками или иным очистным приспособлением. Одна такая щётка без труда очистит и 10-километровую линию зеркал - за пару часов.
Таким же образом можно организовать и добычу солнечной энергии на солнечных батареях на всей территории Марса, а не только на Олимпе - и не понадобятся никакие марсиане в скафандрах и с вениками. Причем, чем длиннее линия, тем лучше. Одна такая щётка за день может и 100-километровую батарею почистить от пыли.
Может как-нибудь, попробую визуализировать описываемую конструкцию.

[Vadims]

В новостях про БИОС-4 находятся только анонсы от февраля 2017:

Как следует из проекта письма в Межправительственную подкомиссию по научно-техническому российско-китайскому сотрудничеству, Институт биофизики Федерального исследовательского центра "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" в ближайшее время начинает совместный российско-китайский проект по разработке нового поколения искусственных экосистем автономного жизнеобеспечения человека космического и земного назначения (система БИОС-4).

https://life.ru/t/наука/973081/rossiia_i_kitai_vozrodiat_sovietskii_kosmichieskii_supierproiekt_bios

Наверно еще не приступили, т.к. вряд ли же стали бы такое засекречивать.

Насчет "БИОС-4 достиг замыкания свыше 90%" из статьи в "Коммерсанте", возможно вот откуда ноги растут (интервью от января 2017):

— В чем будет принципиальное отличие «БИОС-4» от предыдущих экспериментов?
 
— К прошлым опытам добавлен новый способ переработки твердых и жидких выделений человека и несъедобной органики. Мы не будем их складировать, как раньше, а вернем вещества в круговорот. Технологии для этого практически готовы, они войдут в «БИОС-4» как новый инструмент цикла круговорота. Это сильно поднимет процент замкнутости — до 98 %; система станет практически автономной. Плюс, в «БИОС-4» будут использоваться новые типы фитотронов со светодиодными лампами и другие наработки института. Мы уже многое проверили в лабораториях, теперь дело за полномасштабным экспериментом. Перед этим предстоит обновить сам комплекс, он сильно обветшал. Необходимо сделать новую систему датчиков, автоматику, наладить выход в интернет — в общем, осовременить комплекс.

http://www.sbras.info/articles/sciencestruct/andrei-degermendzhi-znaniya-ob-ekosistemakh-rabotayut-na-budushchee

[Проходящий Кот]

Наверняка где-то есть и научные описания Биоса-3.
В ТМ статья об БИОСе была опубликована в 4-1974, стр 28-29
"Прообраз космического дома" Сергей Власов .
И данные там далеки от 80% по пище.
Всего 20% при тех объемах, что были в опыте.
Остальное --- сублимированные продукты.

[snickers]

Биосфера-2 накрылась медным тазом.  Точно так же накроется и Марсианские биосферы. С Биосферой2 как то разобрались, там частично проблема была в бетоне, поглощал кислород. А еще с деревьями, так как из за отсутствия вера они ослабли и попадали.. это то что известно.
 А как на Марсе опылять растения ? Или все будет F1?  А откуда собственно брать почву/грунт/удобрения? Раз завезли удобрили- выросло- сожрали а потом? Удобрять оранжереи человеческим дерьмом из за отсутствия иного? Или везем с Земли мешки нитрофоски?? ))
Кто то может утверждать, что круговорот дерьмо-грядка  сможет поддерживать плодородие грунтов? Ведь что то будет теряться.
 PS А микроэлементы откуда в марсианской теплице?
Или как всегда махнула яхыком Василиса Колонизаторша))  и ... завод построим. Вот так сразу. От вопроса энергообеспечения перебрались к грядкам так его и не решив и уже языком строить фабрики удобрений готовы??

[LonelyWanderer]

Да человеческие какашки нужно будет полностью реализовывать, а как же иначе? Они же будут с собой удалять микроэлементы и прочее  из биосферы. Но их не надо вот прямо под картофельные кусты укладывать, они должны быть полностью переработаны растительностью и микроорганизмами. Создавать компост, им удобрять землю, на которой будут расти растения, просто производящие кислород, не сельскохозяйственные. Там будет создаваться грубо говоря "чернозем", который через N количество лет будет использован для сельского хозяйства, а прежде обедненная сельским хозяйством земля будет отдана какашкам. Это называется севооборот. Конечно, для организации севооборота потребуется значительное увеличение площадей, но оно все равно понадобится, т.к. опыты с биосферами как раз и показывают, что они слишком малы. И мы, таким образом, решаем сразу две проблемы - и кислорода, и круговорота веществ.
А насчёт "нерешенности" энергетической задачи, вам тут, наверное, дипломный проект на эту тему напиши и вы все равно будете удверждать то же самое.

[shuricos]

50 градусов изменения наклона лучей означают 100 градусов изменения угла отраженного света - это слишком много для абсолютно неподвижных зеркал.

Нет, там +-25 градусов, поэтому 50 градусов - это абсолютное изменение от минимума до максимума.
Зеркала с одной степенью свободы всё равно понадобятся для выработки электроэнергии.
Возможно, и правда, не морочить голову и концентрировать солнечные лучи поворотными зеркалами.

[Vadims]

Марс, инструкция по выживанию: где найти еду, воду и убежище?
https://hi-news.ru/space/mars-instrukciya-po-vyzhivaniyu-gde-najti-edu-vodu-i-ubezhishhe.html

[snickers]

насчёт "нерешенности" энергетической задачи

А энергия это основа. Кроме небольшого источника с Олимпа в виде СЭС с сомнительными по его реализации затратами ничего и нет. Разве что геотермальные станции.. если возможны.
Вы можете представить Земную цивилизацию если единственный источник энергии это -  СЭС в Сахаре например?
А количество ПОСТОЯННО доступной энергии на Марсе прямо пропорционально площади оранжерей и = количеству населения.
..
 Насчет -

Создавать компост,

Какие газы потребляет и выделяет компостная куча? Это на огороде с ней нет проблем). А в замкнутой атмосфере поселения? Особенно если она громадная. Тем более

И мы, таким образом, решаем сразу две проблемы - и кислорода, и круговорота веществ.

Круговорот веществ ... у нас 100 человек и на них завезли удобрения микроэлементы и прочее. Даже в идеале мы получим в "компосте" удобрений ровно на 100 человек опять.  Но потери все равно будут, через тот же пот например и прочее.... Дополнительным элементам взяться неоткуда.
 Азот например на Марсе можно насобирать, а медь или там сера или фосфор и прочие микроэлементы? Или калий например?

Марс, инструкция по выживанию: где найти еду, воду и убежище?
https://hi-news.ru/space/mars-instrukciya-po-vyzhivaniyu-gde-najti-edu-vodu-i-ubezhishhe.html

Система с замкнутым контуром начинается с воды, обогащенной питательными веществами..... а я про что и говорю ГДЕ взять эти НАЧАЛЬНЫЕ питательные вещества???  Водоуловитель херня полная.  Как он будет работать на Марсе при минусовой температуре если вода сразу и замерзнет??

[Vadims]

Вряд ли речь шла о компосте. С ним не получишь 98% замкнутости за разумные сроки - слишком долгий цикл. Да и места даже для 1 человека он займет порядочное - 150-400 г в день, пока это все переработается в удобрения, а ведь надо чтоб еще и запах устранился, и чтоб можно было добавлять это микроводорослям. И вряд ли бы его стали называть "новым способом".