Освоение Марса

[николай теллалов]

Да и зачем вам растениеводческие площади большх размеров на одном месте? Пусть будут "огородики" вперемешку с жилыми зонами и коридорами общего пользования.
Дизайнерское дело.

   
Нет. вызревание растений в любом случае требует времени, поэтому будут "фермы" огромных размеров, на которых роботизированные агрегаты будут выращивать урожай, передвигая стеллажи и катаясь по проходам. Но люди тоже нужны - чтобы время от времени эти агрегаты ремонтировать, например.
   

1) и капитализм вам мил, и укрупнять под госкап (сссровский "соц") все норовите; определитесь уж какой именно тип капитализма вам мил!
Хтя ему в никоем виде вне Земли не место, достаточно навредил здесь, чтобы его таскать за пределы нашей планеты
2) грош цена роботу, который не может отремонтировать себя (или "сородича" рядом); или развиваем робототехнику до пределов ее возможностей, или "строим беломорканалпозручными средствами".

[Андрей Астрофизический]

Вторая фотка (1-я под спойлером) Домодедово напомнила

[Valerij56]

Для 20кПа кислорода достаточно

В таком случае пришлось бы заниматься выращиванием растений роботам. Для людей нужно хотя бы 50 кПа. Да ещё есть сомнения по поводу урожайности в разряженном воздухе, как бы не оказалось, что в разряженном в 2 раза воздухе не оказалась бы урожайность в 2 раза хуже, что бы сделало бесполезными такие попытки.

Роботами в любом случае, но не андроидами. Даже сам по себе стеллаж, с системами освещения, полива и вентиляции - это вполне себе робот, по крайней мере автомат, способный даже перемещаться на  ширину пары проходов. И комбайн, переставляющий планшеты на стеллаже - тоже робот, и следующие в этой системе - подвязывающие плети, собирающие урожай, и убирающие растительные остатки. Люди в оранжерее будут носить лёгкие изолирующие дыхательные аппараты, и их будет очень немного, большую часть работы будут делать автоматы.

[Valerij56]

Подкупольное пространство может быть элементом системы сброса тепла, рекреативным пространством. К тому же под большим куполом утечка через небольшое метеоритное отверстие менее опасна. Если заткнуть отверстие невозможно быстро, то пока давление снизится до опасного для жизни уровня, люди смогут уйти в герметичные здания и загнать туда крупную живность(КРС и МРС, кур, гусей и уток,  других безрогих животных, слить воду из искусственных озёр в подземные бассейны). Естественно для любых объёмов замкнутых помещений содержать аварийные запасы воздуха, чем больше, тем лучше. Падающие элементы крыши могут быть задержаны подвешенными к столбам и аркам сетками.

   
Купола, разумеется, будут, но это будет только очень малая часть помещений колонии, это, прежде всего, действительно рекреационное пространство, лёгкие ангары с промежуточной атмосферой, подобной дыхательной смеси в скафандрах, с низким давлением и повышенным содержанием кислорода, рядом с выходными шлюзами и технологическими выходми - для диаэрации организма. Впрочем, могут получить распространение и скафандры альтернативного типа, наподобие описанных в трилогии Робинсона "прогулочников", не имеющие настоящей герметичной оболочки, и пока сложно сказать, какой там будет дыхательная среда.

[Valerij56]

Так и балки с сеткой с тонким гермопокровом придётся везти. Или оборудование для их производства.

   
Придётся везти универсальное оборудование, способное, при необходимости, кроме всего прочего, построить и оборудование для производства материала для балок и сетки, и оборудование для производства сетки и балок из местных ресурсов, и оборудование для монтажа этих балок и сетки. С Земли везти надо будет относительно небольшую часть высокотехнологичных комплектующих, причём постепенно локализуя и их производство. Типа сначала роботов, потом управляющие системы и приводы для них, потом чипы и датчики для систем управления, а потом переходя и на местные чипы, пусть и на несколько поколений отстающие от земных.
   
Смысл здесь не в "импортозамещении", как таковом, а в построении системы, потенциально способной, дабы потребуется, выжить и развиваться без поддержки с Земли. Но именно "потенциально способной" сделать это. Задача обособления любой ценой, "импортозамещения" не стоит ни разу.

[LonelyWanderer]

Я согласен, что жильё должно быть в любом случае под землёй, но выращивать растения искусственным освещением, имхо, ещё менее реально, чем строить такие купола. Нужно решать вопрос по естественному освещению. Купола предполагаются только для возможности выращивания растений, для питания и для рекреационных целей.

   
Ага. А это что?
   

   
Уже во всю, в реальности.

Не делайте вид, что не понимаете о чём я. Давайте представим, что вы лично вдруг оказались в условиях, где нет света и еды, но вы получаете зарплату, можете покупать лампочки и электричество, и у вас есть кусок земли во тьме. Вы выживите? У вас даже близко зарплаты не хватит, чтобы освещать гектар земли, на лампочки и электричество, чтобы пропитать себя. Слабо покупать по 10 светодиодных лампочек на квадратный метр каждые года 3? 100 000 лампочек на гектар. Грубо говоря, 100 000$ в 3 года только на лампочки, а мы ещё электричество не учли.
А фотография эта ваша касается только производства высокодоходных и высокоурожайных культур, но которые, как правило, мало имеют общего с восполнением калорий, а скорее для десерта - помидорчики, салатики и т.д. Картошку, пшеницу ведь никто не выращивает таким образом, не правда ли? Вот то, что у вас на фотографии, не одного человека обеспечивает калориями, а, наверное, человек 30 - деньгами, но деньги несъедобны, а картошки вы бы там вырастили только на одного себя или максимум на свою семью.

[Valerij56]

Так как мы ночью не освещаем, то среднее потребление  электроэнергии на человека - 16.7 кВт. Но, повторюсь - в идеальных условиях (с идеальной почвой) и применительно к картофелю, но не все культуры обладают такой урожайностью. Кроме того земля не может всё-время так обильно и непрерывно плодоносить. Думаю, что более реальные цифры на человека будут в несколько раз большими, где-то в районе 50-100 кВт/чел. Это слишком много. Да, и это ещё несколько тысяч лампочек на человека...

   
А на самом деле значительно меньше. Вы не учли, что большую часть вегетативного периода кустик картофеля (как и любого одно и двухлетнего растения) значительно меньше по размеру, и вы, в лучше случае, бесполезно освещаете бесплодную почву, а в худшем выращиваете сорняки. На деле сначала будет выращиваться рассада в торфяном горшочке размером 5х5х5 сантиметров, плюс 20 см сверху пространства для света и воздуха, потом пересаживается в большой горшок, диаметром сантиметров пятнадцать и полметра сверху, затем в "грядку" полметра шириной в шахматном порядке, и метр сверху. Весь цикл занимает 2-3 месяца, как в кибуцах в пустыне Негев, на опреснённой воде.
   

Да и зачем вам растениеводческие площади большх размеров на одном месте? Пусть будут "огородики" вперемешку с жилыми зонами и коридорами общего пользования.
Дизайнерское дело.

   
Нет. вызревание растений в любом случае требует времени, поэтому будут "фермы" огромных размеров, на которых роботизированные агрегаты будут выращивать урожай, передвигая стеллажи и катаясь по проходам. Но люди тоже нужны - чтобы время от времени эти агрегаты ремонтировать, например.

   
1) и капитализм вам мил, и укрупнять под госкап (сссровский "соц") все норовите; определитесь уж какой именно тип капитализма вам мил!
Хтя ему в никоем виде вне Земли не место, достаточно навредил здесь, чтобы его таскать за пределы нашей планеты

   
Описанный выше цикл по определению запускается только в достаточно большой ферме. Маленькие просто не эффективны.
   

2) грош цена роботу, который не может отремонтировать себя (или "сородича" рядом); или развиваем робототехнику до пределов ее возможностей, или "строим беломорканалпозручными средствами".

   
Зачем стеллажу уметь ремонтировать себя или своего собрата? Ему достаточно сообщить о неисправности, приедет "робот-штабелёр" и заменит неисправный элемент. Но иногда замена элемента не устраняет неисправности...
   
А неисправный элемент перебирает другой автомат. Впрочем, иногда причиной будет коррозия и усталость материала или повреждение. Тогда прямая дорога в рециклинг.

[Valerij56]

Не делайте вид, что не понимаете о чём я. Давайте представим, что вы лично вдруг оказались в условиях, где нет света и еды, но вы получаете зарплату, можете покупать лампочки и электричество, и у вас есть кусок земли во тьме. Вы выживите?

   
А давайте не будем представлять сценарии запланированной катастрофы. На Марс люди полетят не лампочки в магазине покупать. Ответ по существу немного выше.

[Valerij56]

Я всегда говорил, что выращивание еды только на искусственном освещении - пока невозможно. На самообеспечение тут никак не выйти. Поэтому и изыскиваю способы использования освещения естественного - купола, световые колодца, прозрачные трубы и т.д.

   
Как оказалось, это менее реально, чем обеспечить одного человека продуктами, выращенными под искусственным светом. Ради смеха посчитайте необходимый вам объём световодов, которые тоже на Марсе не валяются под ногами.

[Valerij56]

Так как мы ночью не освещаем, то среднее потребление  электроэнергии на человека - 16.7 кВт.

А теперь считаем КПД...
В то же время, если растить только клубни, а фотосинтезирующую часть заменить синтезом от электричества - оно уже начинает быть интересным.

   
Ну и где мне взять картошку с вилкой электропитания?

[LonelyWanderer]

Не делайте вид, что не понимаете о чём я. Давайте представим, что вы лично вдруг оказались в условиях, где нет света и еды, но вы получаете зарплату, можете покупать лампочки и электричество, и у вас есть кусок земли во тьме. Вы выживите?

   
А давайте не будем представлять сценарии запланированной катастрофы. На Марс люди полетят не лампочки в магазине покупать. Ответ по существу немного выше.

А где вы лампочки и электричество будете брать? Да вы просто по производительности труда не потянете содержание  таких подземных оранжерей. Человек и тут, на Земле даже близко ещё не тянет это, я вам пример уже привёл, а на Марсе и подавно. Электричество и лампы должны сначала подешеветь раз в 100 прежде, чем можно будет говорить о полном обеспечении себя продуктами под землёй под полностью искусственным освещением. Чтобы производить такое количество лампочек и энергии нужно, чтобы на этих производствах работало гораздо больше людей, чем то количество съестной продукции, которое может быть выращено с помощью этих лампочек. Чтобы вырастить больше еды - нужно больше лампочек и электроэнергии, но тогда и ртов будет занято на соответствующих производствах больше. А это ведь не только завод по изготовлению лампочек и солнечных батарей, это целые отрасли машиностроения, металлургическая и т.д.

[Зануда]

Как оказалось, это менее реально, чем обеспечить одного человека продуктами, выращенными под искусственным светом. Ради смеха посчитайте необходимый вам объём световодов, которые тоже на Марсе не валяются под ногами.

К счастью для нас световоды могут состоять из пустоты (заполненой газом) - трубы с зеркальными стенками.

В любом случае враждебная по давлению и по составу атмосфера нынешнего Марса потребует грандиозных усилий по изменению её состава и/или серьёзных усилий по отгораживанию от неё. Опыт нашего, земного строительства в самых разных условиях заставляет думать, что второй вариант проще и дешевле в реализации.

[LonelyWanderer]

Я всегда говорил, что выращивание еды только на искусственном освещении - пока невозможно. На самообеспечение тут никак не выйти. Поэтому и изыскиваю способы использования освещения естественного - купола, световые колодца, прозрачные трубы и т.д.

   
Как оказалось, это менее реально, чем обеспечить одного человека продуктами, выращенными под искусственным светом. Ради смеха посчитайте необходимый вам объём световодов, которые тоже на Марсе не валяются под ногами.

Я про световоды вообще никогда не упоминал. Здесь в теме было много проектов использования естественного освещения другими путями.

[Valerij56]

Вообще-то, большинство растений для фотосинтеза используют относительно небольшую часть спектра. А сведодиодные источники хороши тем, что могут концентрировать ВСЮ излучаемую энергию в заданном узком диапазоне спектра, зависящей от конструкции конкретных светодиодов.
Погуглите, эксперименты по освещению растений "только нужной длиной волны" при искусственном освещении уже проводились, при общем "почти полумраке" растения росли невероятно хорошо. И в плане энергозатрат это тоже было невероятно хорошо.

   
Всё правильно - нет нужды освещать растения полноценным белым светом.
   

Не так давно, кстати, был сертифицирован атомный реактор с габаритами порядка того, что можно возить на большом грузовике, и мощностью до 50 МВт. Для колонии марсиан в несколько десятков человек, более чем достаточно.

Всё верно, автономный ядерный реактор гиперион (Hyperion Power Module) https://ru.wikipedia.org/wiki/Hyperion_Power_Module
   

   

[Valerij56]

Я про световоды вообще никогда не упоминал. Здесь в теме было много проектов использования естественного освещения другими путями.

   
Световоды, в общем случае, это не только стекловолокно, это трубки и каналы, и пространство над растением, через которое к нему попадает свет.

[дерево]

бомбардировка кометами может уложится в пару поколений

Намного больше. Поинтересуйтесь периодом долгопериодических комет https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_некоторых_долгопериодических_комет, а нам ведь ещё надо, чтобы она пролетала возле Марса. И учтите, что там, где эти кометы проводят большую часть своего времени, они движутся со скоростью намного ниже круговой орбитальной...

А зачем долгопериодические? В пару больших поколений с небольшими энергозатратами может и получится уложится, использую кометы из пояса Койпера и их небольшое подталкивания для манёвров у Плутона и Нептуна.

(кликните для показа/скрытия)

Между 30 и 50 а.е предполагается 70 000 размером более 100 км. Также вероятность столкновения Земли с кометой обратно пропорциональна квадрату её размера (в диапазоне 0,5...17 км), предполагая, что и в поясе Койпера подобное распределение по размерам, то там 7 млн тел размером >10 км и 700 млн тел размером >1 км, что соответствует среднему расстоянию между ними <0,05 а.е. Скорости комет там 4...6км/с, поэтому затормаживать их для отправки к Марсу слишком энергозатратно. Много меньше энергии нужно для подталкивания к Плутону имеющихся на его пути комет. Если изменить скорость кометы на 100 м/с, то 0,1 а.е. она преодолеет за 5 лет. Насколько комета была быстрее Плутона до подталкивания, примерно на столько же она станет медленнее его после манёвра возле него. Разница может составить до 1 км/с, которой хватит, чтобы перевести комету на орбиту с пересечением с Нептуном, при этом время полёта может составить до века. Пролёт возле него уже позволит направить комету к Марсу. А от Нептуна до Марса полёт продлится до 30 лет.

И на сколько метров вырастет уровень океана, когда вы расчистите Гренландию ото льда?

Не сильно:

Объём ледника расцениваются в 2,85 млн кубических километров, при его таянии уровень Мирового океана поднялся бы более, чем на 7 метров.

И много ли останется от той Гренландии?

Не мало:

[LonelyWanderer]

Я про световоды вообще никогда не упоминал. Здесь в теме было много проектов использования естественного освещения другими путями.

   
Световоды, в общем случае, это не только стекловолокно, это трубки и каналы, и пространство над растением, через которое к нему попадает свет.

Тем не менее вы имели ввиду именно трубки:

Как оказалось, это менее реально, чем обеспечить одного человека продуктами, выращенными под искусственным светом. Ради смеха посчитайте необходимый вам объём световодов, которые тоже на Марсе не валяются под ногами.

Световоды в привычном нам понимании использовать абсурдно. Конечно, тут может идти речь только о световых колодцах в виде шахт.

[Valerij56]

Или вы готовы поставить в один ряд алкоголика Васю из соседнего подъезда и Вернера фон Брауна?

В том-то и дело, что общество не должно производить алкоголиков. В конце концов, у человека может быть дофига стимулов, как не попасть в эту яму, так и выбраться из неё.

   
Стимулов о фига, но почему-то алкоголикам это не мешает.
   

Что качается штурмбаннфюрера СС Вернера фон Брауна, и прочих одарённых личностей, то работать не обязательно за длинную бумажку. Есть другая валюта: ответственность в важном деле, уважение, воплощение мечты, просто азарт конструктора/исследователя.

Сравните Вернера Фон Брауна и Сергея Королёва с одной стороны, и  Джеффа Безоса с Элоном Маском, реализующих собственное "видение", и зарабатывающих для этого деньги самостоятельно. Вернер Фон Браун и Сергей Королёв возможны только в мобилизационной системе. А любая мобилизационная система позволяет добиться просто потрясающих результатов, и раньше, чем для этого созреют условия. Но вот проблема - именно поэтому мобилизационня система не даёт возможности насладиться плодами этих достижений.

[Valerij56]

Тем не менее вы имели ввиду именно трубки:

   
Нет. Я имел в виду любые световоды, просто сформулировать это коротко невозможно.

[LonelyWanderer]

бомбардировка кометами может уложится в пару поколений

Намного больше. Поинтересуйтесь периодом долгопериодических комет https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_некоторых_долгопериодических_комет, а нам ведь ещё надо, чтобы она пролетала возле Марса. И учтите, что там, где эти кометы проводят большую часть своего времени, они движутся со скоростью намного ниже круговой орбитальной...

А зачем долгопериодические? В пару больших поколений с небольшими энергозатратами может и получится уложится, использую кометы из пояса Койпера и их небольшое подталкивания для манёвров у Плутона и Нептуна.

(кликните для показа/скрытия)

Между 30 и 50 а.е предполагается 70 000 размером более 100 км. Также вероятность столкновения Земли с кометой обратно пропорциональна квадрату её размера (в диапазоне 0,5...17 км), предполагая, что и в поясе Койпера подобное распределение по размерам, то там 7 млн тел размером >10 км и 700 млн тел размером >1 км, что соответствует среднему расстоянию между ними <0,05 а.е. Скорости комет там 4...6км/с, поэтому затормаживать их для отправки к Марсу слишком энергозатратно. Много меньше энергии нужно для подталкивания к Плутону имеющихся на его пути комет. Если изменить скорость кометы на 100 м/с, то 0,1 а.е. она преодолеет за 5 лет. Насколько комета была быстрее Плутона до подталкивания, примерно на столько же она станет медленнее его после манёвра возле него. Разница может составить до 1 км/с, которой хватит, чтобы перевести комету на орбиту с пересечением с Нептуном, при этом время полёта может составить до века. Пролёт возле него уже позволит направить комету к Марсу. А от Нептуна до Марса полёт продлится до 30 лет.

Не кажется ли боулинг к Плутону на Нептун, а от Нептуна к Марсу слишком сложным? Тут самого стечения обстоятельств нужно ждать десятки тысяч лет. Кроме того, многие достаточно крупные тела находятся в резонансе к Нептуну и никогда близко к нему не сближаются. На мой взгляд проще использовать объекты с долгопериодическими, вытянутыми орбитами, пусть они и долго летят, зато более предсказуемо.