Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Цивилизация на отдельно взятом астероиде  (Прочитано 6707 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Кремальера

  • *****
  • Сообщений: 10 869
  • Благодарностей: 485
    • Сообщения от Кремальера
Цитата
В общем не самое комфортное место. Нормальная геологически активная планета - лучше
Покуда человек хоть немного еще будет оставаться хомо,космос для него будет дорогой(как море),но никак не домом.
Fix me up with your sweet dose,
Now I'm feelin' like a ghost..(с)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Прежде чем сморозить, ознакомьтесь с предлагаемым материалом.

Ознакомился. И могу констатировать, что вы ничего не поняли, из того, что там написано. Превысить степень концентрации над термодинамической в вакууме можно только внутри среды с показателем преломления n>1. С термодинамикой в этом случае действительно проблем нет, т.к. в среде другая скорость света, а она входит в постоянную Стефана-Больцмана. Но вот нагреть этим сконцентрированным излучением до температуры выше температуры теплового источника невозможно (даже если бы у нас была абсолютно теплонепроводящая среда, здесь фокус в другом значение постоянной Стефана-Больцмана в среде по сравнению с вакуумом :)).

Кстати для нас это всё вообще никакого интереса не представляет, т.к. это работает только внутри среды, как только свет из неё выйдет он снова расфокусируется до плотности ниже термодинамического предела.

Сжать свет можно, а вот нагреть с помощью него до температуры выше термодинамической - нет. :)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Второе начало термодинамики НЕ ЗАПРЕЩАЕТ ни нагрев мишени сильнее, чем нагрет излучающий электромагнитные волны источник

Вообще-то именно это он и запрещает. Нельзя в самопроизвольном процессе передать теплоту от более холодного тела к более горячему без изменений в третьих телах. И неважно как эта теплота передаётся, хоть излучением, хоть любым иным способом.

Оффлайн СССР

  • *****
  • Сообщений: 1 142
  • Благодарностей: 36
  • .
    • Сообщения от СССР
Сжать свет можно, а вот нагреть с помощью него до температуры выше термодинамической - нет. :)
Возможно, автор имеет ввиду некий преобразователь. Преобразовать свет в эл. ток, с его помощью получить другой спектр.. А потом уже нагреть.. Или ещё как..
 Вообще надо шире мыслить. Не надо зацикливаться на законах физики, химии.. В космосе всё иначе..
 

Оффлайн EvilShurik

  • *****
  • Сообщений: 1 320
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от EvilShurik
Эх. Можно!

Просто потому, что имеем НЕРАВНОВЕСНУЮ СИСТЕМУ - источник излучения, концентратор излучения, мишень и ХОЛОДНЫЙ КОСМОС вокруг!!! Ну что тут непонятного?!

Второй Закон Термодинамики скромно стоит сбоку и покуривает цигарку, хе-хе!

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Просто потому, что имеем НЕРАВНОВЕСНУЮ СИСТЕМУ - источник излучения, концентратор излучения, мишень и ХОЛОДНЫЙ КОСМОС вокруг!!! Ну что тут непонятного?!

Чтобы это так работала - вам нужна активная среда или машина, которая преобразовывала бы свет солнца во что-то ещё (т.е. совершала бы работу) с конечным КПД (и сбрасывало бы лишнее тепло куда-то). Так да, никто не возражает.

Вот только вы хотите с помощью пассивных линз и зеркал нагреть что-то до температуры выше температуры теплового излучения. А это, извините, - бред. Какую бы оптическую схему не построили бы - ничего у вас не получится (та статья, на которую вы сослались, совсем о другом и у них с термодинамикой проблем нет, вот только они ничего до температуры выше солнечной и не нагревают, вы просто не поняли что там написано :) ).

Оффлайн Кремальера

  • *****
  • Сообщений: 10 869
  • Благодарностей: 485
    • Сообщения от Кремальера
Цитата
вам нужна активная среда или машина, которая преобразовывала бы свет солнца во что-то ещё (т.е. совершала бы работу) с конечным КПД (и сбрасывало бы лишнее тепло куда-то)
Лазер с солнечной накачкой?
Цитата
Вот только вы хотите с помощью пассивных линз и зеркал нагреть что-то до температуры выше температуры теплового излучения. А это, извините, - бред.
Если есть только примитивные линзы,то можно попробовать подкрутить ступенчатый эффект Зеебека.Вакуум-хороший изолятор,можно получить огромную температурную дельту между слоями полупроводников.
Fix me up with your sweet dose,
Now I'm feelin' like a ghost..(с)

Оффлайн EvilShurik

  • *****
  • Сообщений: 1 320
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от EvilShurik
Чтобы это так работала - вам нужна активная среда или машина, которая преобразовывала бы свет солнца во что-то ещё (т.е. совершала бы работу) с конечным КПД (и сбрасывало бы лишнее тепло куда-то). Так да, никто не возражает.

Вот только вы хотите с помощью пассивных линз и зеркал нагреть что-то до температуры выше температуры теплового излучения. А это, извините, - бред. Какую бы оптическую схему не построили бы - ничего у вас не получится (та статья, на которую вы сослались, совсем о другом и у них с термодинамикой проблем нет, вот только они ничего до температуры выше солнечной и не нагревают, вы просто не поняли что там написано :) ).

Прекрасно понял. И кстати, там есть упоминание о нагревании до температуры выше температуры излучателя. Просто это даётся за счёт некоторых потерь - часть излучения улетает "в холодильник", и теряется информация, содержащаяся в излучении.

Можно концентрировать излучение и "пассивными" отражателями. Поле тоже может совершать работу, аки тепловая машина.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
И кстати, там есть упоминание о нагревании до температуры выше температуры излучателя.

Про температуру там ни слова. Только про плотность потока,  это сильно не одно и тоже.

Цитата
Можно концентрировать излучение и "пассивными" отражателями.

Вот и говорю, что вы ничего не поняли...

С помощью отражателей и любых линейных сред - нельзя. Т.е. совсем и никак.

С нелинейными - вопрос отдельный. Там есть варианты. Вот только это те самые среды, где как раз и идёт преобразование поля (генерация гармоник, лазерного излучения и т.д.). Проблема в том, что КПД этих процессов для излучения с широким спектром на практике около нулевой. Практического интереса в рамках данного контекста это практически не представляет.

Ну на зеркалах никакой сверх концентрации (и уж тем более металлических) получить нельзя принципиально, какую формы там не делай.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Лазер с солнечной накачкой?

Как вариант. КПД правда будет в районе 1%, накачка широкополосным излучением крайне неэффективна.

Принципиально возможны и иные варианты. Скажем генерация гармоник, любые другие нелинейные преобразования поля. Правда эффективность этого всего будет не сильно выше.

Оффлайн EvilShurik

  • *****
  • Сообщений: 1 320
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от EvilShurik
На самом деле даже нагрев до 1000-2000 С уже даст многое. За счёт возгонки, в замкнутой сфере из прозрачного материала, можно, в процессе нагрева получить: связанные ранее газы, углеводороды, аммиак, воду. Затем полетит кислород. И наконец, при нагреве до 2000 начнут испаряться металлы и их оксиды, с разложением. Правильно организовав процесс, можно разделить вещества, и получить необходимые для дальнейшего строительства колонии материалы.

Окружив мишень дырчатой сферой, с прокачиваемым через составляющие её трубки хладагент, можно получить возгонкой довольно чистые вещества. А подключив к мишени "+" высоковольтного источника тока, "-" - к "дырчатой сфере", можно добиться практически полного осаждения испаряющегося вещества на конденсатор.

Солнечное излучение - это пакеты волн. Поэтому применив систему из металлических отражателей и дифракционных решёток, можно получить плотность излучения, которое нагреет "абсолютно чёрное тело" до температуры выше температуры поверхности Солнца. За счёт взаимного преобразования излучения при дифракции. Часть излучения станет длинноволновым и улетит из концентратора, а часть - коротковолновым, и нагреет мишень до экстремальной температуры.

Впрочем, в этом концентраторе нет особой нужды, разве что для экзотических целей типа высокотемпературной ионизации вещества. В большинстве случаев достаточен нагрев до упомянутых 1000 - 2000 градусов. Этого достаточно чтобы переработать большинство веществ простой возгонкой!
« Последнее редактирование: 14 Окт 2015 [20:36:58] от EvilShurik »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
На самом деле даже нагрев до 1000-2000 С уже даст многое. За счёт возгонки, в замкнутой сфере из прозрачного материала, можно, в процессе нагрева получить: связанные ранее газы, углеводороды, аммиак, воду.

Ну летучие вещества отделить легко. Также легко отделить никелистое железо от прочих силикатов (просто плавлением, они не смешиваются).

А вот дальше - проблемы.

Затем полетит кислород.

Откуда? Почти все оксиды в астероидном веществе (FeO, MgO, SiO2 и т.д.) - чрезвычайно стабильны и никакой тенденции разлагаться даже при испарение не имеют. И уж точно не при 2000 градусов. Исключение разве что  рутил. Вот только титана на астероидах очень мало (в хондритах около 500 ppm).
 
И наконец, при нагреве до 2000 начнут испаряться металлы

С чего это? Практически все оксиды (встречающиеся в астероидах) при этой температуре достаточно стабильны. Сублимировать они будут именно как оксиды, а не кислород и металл по отдельности.

Правильно организовав процесс, можно разделить вещества, и получить необходимые для дальнейшего строительства колонии материалы.

Сколько-нибудь селективно разделить так не получится. За одну стадию точно. Давления паров различных основных оксидов там отличается не так сильно. По малым компонентам будет совсем уныло.

Но это пол беды. Куда хуже, что будет испаряться не только вещество астероида, но и стенки камеры, а также тугоплавкие окна из кране дефицитных элементов (тот же цирконий на астероидах очень редок). Причём стенки камеры должны быть чрезвычайно тугоплавки и устойчивы к парам вещества астероида. У вас EROMI вообще сойдётся?

Оффлайн EvilShurik

  • *****
  • Сообщений: 1 320
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от EvilShurik
А посчитать, прикинуть? Чем дальше стенки камеры от мишени, тем, согласно закону обратных квадратов, меньше их нагрев исходящим от мишени теплом. И его можно вернуть, покрыв стенки камеры отражающим слоем. Сама камера может быть из стекла. Кварцевого например.

Между стенками камеры и мишенью я уже упоминал холодильник. И не простой, а с электростатическим зарядом. Что будет притягивать противоположно заряженное вещество испаряющейся мишени к нему.
Далее, у нас в камере и вокруг - ваккум! А значит, даже очень малое давление кислорода от разложения оксидов будет достаточно, чтобы эти оксиды в условиях вакуума разлагались! И, не забудем о возможности разложения металлов в электродуге постоянного тока! На самом деле простого нагрева до 2000 С для большинства оксидов металлов в условиях глубокого вакуума достаточно для довольно быстрого разложения. Ибо кислород как подвижный газ будет за счёт диффузии уходить из камеры быстрее, чем металл осаждаться на холодильник. Вот так вот.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Между стенками камеры и мишенью я уже упоминал холодильник. И не простой, а с электростатическим зарядом.

Из горячего ядра будут лететь преимущественно нейтральные молекулы. Они вашего поля практически не заметят (конечно есть полярязационное притяжения, но при энергии молекул в 2000К его влияние будет минимально, слабое оно). Оно будет практически бесполезным.

согласно закону обратных квадратов, меньше их нагрев исходящим от мишени теплом.

Если стенка будет холодной, то на ней будет конденсироваться испаряющееся вещество. Причём поскольку молекулы от горячего ядра будут лететь более-менее изотропно, а площадь стенки явно больше площади законного конденсатора - там будет осаждаться вообще большая часть.

Но стенки - ладно. Куда серьёзнее вопрос с окнами. Делать их холодными - нельзя, мгновенно "запотеют". :) А если нагретыми - будут деградировать, причём достаточно быстро.

И его можно вернуть, покрыв стенки камеры отражающим слоем.

Смысл? Если они горячие - покрытие испарится. Если холодные - стенка мгновенно запотеет и потеряет отражающие свойства.

 
Далее, у нас в камере и вокруг - ваккум! А значит, даже очень малое давление кислорода от разложения оксидов будет достаточно, чтобы эти оксиды в условиях вакуума разлагались!

Нет. Они не разлагаются, они испаряются в виде оксидов. По крайней мере при этих температурах.

На самом деле простого нагрева до 2000 С для большинства оксидов металлов в условиях вакуума достаточно для довольно быстрого разложения.

Смотря каких. К оксидам щелочных, щелочноземельных металлов, железа (оксид 2), кремния это никак не относится. Они испаряются как молекулы оксидов. По крайней мере при 2000 градусов и ниже.

И, не забудем о возможности разложения металлов в электродуге постоянного тока!

Для этого нужно дорогое электричество. Причём страшно много. Процесса крайне неэффективен по энергии.

Оффлайн EvilShurik

  • *****
  • Сообщений: 1 320
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от EvilShurik
Не больше чем при производстве алюминия. Представьте шар расплава, который облучает электронным лучом электронная пушка. В вакууме это будет довольно простая конструкция. Вакуум хорошо теплоизолирует расплав от стенок камеры. А высокая температура расплава позволяет ему хорошо переизлучать электроны.
В "пятне" электронного луча будет разлагаться окисел. И испаряться уже чистый металл. Варьируя температуру и силу тока электронного луча можно получить чёткое разделение металлов по принадлежности - т. е. получить чистые вещества для производства. Хотя более реально получение полуфабрикатов - сплавов из нескольких веществ.

Оффлайн Кремальера

  • *****
  • Сообщений: 10 869
  • Благодарностей: 485
    • Сообщения от Кремальера
Цитата
Представьте шар расплава, который облучает электронным лучом электронная пушка. В вакууме это будет довольно простая конструкция.
В принципе,да.К тому же пушка сможет долгое время(и почти бесплатно по энергии), поддерживать этот шар расплава в жидкой фазе.Субоксиды будут сдуваться моментально ,а чистейший металл аккуратно стекать после.Плюс подача материала простая-пнул и все.
Fix me up with your sweet dose,
Now I'm feelin' like a ghost..(с)

Оффлайн noxx77Автор темы

  • *****
  • Сообщений: 4 963
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Откуда? Почти все оксиды в астероидном веществе (FeO, MgO, SiO2 и т.д.) - чрезвычайно стабильны и никакой тенденции разлагаться даже при испарение не имеют. И уж точно не при 2000 градусов. Исключение разве что  рутил. Вот только титана на астероидах очень мало (в хондритах около 500 ppm).
Только восстановлением, думаю. Электролиз воды/СО2 освоен.
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн Константин ВАРБ

  • *****
  • Сообщений: 3 644
  • Благодарностей: 52
  • Малые камни не выйдут на высокую орбиту (с)
    • Сообщения от Константин ВАРБ
С удовольствием почитал повторение спора "цивилизации астероидов", вот только, имхо, опора на собственные силы на астероиде - глупость.
Поскольку всё же предполагается что это астероид СС, то много разумнее использовать астероид как космическую верфь и промышленную базу для переработки на нём вещества внешней части СС, очистки и изготовления необходимых для космической цивилизации материалов.
ЗЫ: Ну и как основного экспортёра тюльпанов и орхидей; в общем того что тогда будет пользоваться повышенным спросом.
Розы неповторимы.
Где бы не находились они, они пахнут совершенно одинаково. И одинаково солоны на вкус.
Вот так мы их и познаём, розы(с)

Оффлайн noxx77Автор темы

  • *****
  • Сообщений: 4 963
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
В качества резюме. На астероидах нет и не может быть месторождений, т.к. там нет геологической активности (на наиболее крупных возможно была на ранних стадиях, но ограниченно по времени и формам). Соответственно все редкие элементы необходимые для технологии сильно рассеяны и их вообще непонятно как извлекать. Кроме того есть определённый дефицит летучих элементов (особенно азота, который там тоже переходит в категорию редких элементов ).
С рассеянными и на Земле проблем хватает. Вообще, основная задача освоения - эффективная переработка реголитов и прочего неудобного сырья.
Солнечную энергию может быть очень дешёвой только там, где возможно её безконцентраторное использование в тепловых машинах. Это область существенно внутри орбиты Земли. Вот только там воды на астероидах нет, да и их самих мало.
Что обязывает избегать концентраторов? Как раз для астероида энергетику я бы вынес за пределы. Концентратор пленочный, ориентация - гироскопами + стирлинг с генератором или СБ, а на сам астероид уже микроволнами.
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн noxx77Автор темы

  • *****
  • Сообщений: 4 963
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Поскольку всё же предполагается что это астероид СС, то много разумнее использовать астероид как космическую верфь и промышленную базу для переработки на нём вещества внешней части СС, очистки и изготовления необходимых для космической цивилизации
Ну и в то же упираемся: воды нет, энергии нет, элементы рассеянные...
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете