Новости проектов освоения дальнего космоса

[OratorFree]

0.Зато есть поверхность Луны, которая как щит ловит космическую радиацию. Плюс Луна вращаеться для справки.
1.Потому, что у Солнца есть солнечный ветер формирующий гелеосферу. Такая гиганская атмосфера солнечной системы.
2.За пределами гелеосферы поидее.
3.На сей вопрос ответа не знаю.

Пожалуй солидарен со всеми ответами, особенно с ответом "не знаю". 

В дополнение о гелиосфере, есть красивая картинка с Вояджеров.



Взято из темы : Вояджер1 достиг границы солн. системы

Но сам лично думаю, поскольку еще ничего (включая и Вояджеры) не выходило в межзвездное пространство - данные о нём оценочные, получены расчетом. На основе, например, прямого измерения ГКЛ в зависимости от удаленности от Солнца и интерполяции на межзвездное пространство. Или что-то аналогичное.

[Vadims]

Помешает ли радиация космическим полетам

Почти все знают, что в космосе люди страдают от жуткого излучения. Это правда, радиации там более чем достаточно. Грубо говоря, всю ее можно разделить на две части: частицы, имеющие электрический заряд, и нейтральные частицы. Магнитное поле Земли задерживает те частицы, которые имеют заряд. В основном это протоны, испускаемые Солнцем после коронарных вспышек и просто без повода. Считается, что на планетах, не имеющих магнитосферы, – таких, как Марс – атмосфера была «сдута» солнечным ветром. Нейтральные же частицы приходят из глубин нашей галактики и называются галактическими космическими лучами (ГКЛ). Они свободно проходят сковзь магнитное поле, но задерживаются атмосферой.

Поскольку МКС находится ниже радиационных поясов Земли, но выше атмосферы, космонавты на станции подвержены воздействию только нейтрального галактического излучения. Накопленная за один шестимесячный полет доза радиации для космонавта составляет в среднем 0,18 зиверт. Это на два порядка больше, чем за то же время на Земле. Если получить такую дозу за один день, можно схватить легкую форму лучевой болезни. Несмотря на это, заметных последствий излишнего облучения космонавтов врачи не выявили.

За пределами магнитосферы Земли дела будут обстоять примерно в два раза хуже. По данным, собранным американским космическим аппаратом MSL (Mars Science Laboratory) в открытом космосе и на поверхности Марса, за 180-дневное путешествие к Марсу, 540 дней пребывания на поверхности планеты и 180 дней обратного пути накопленная доза радиации составит 1,01 зиверта. Любопытно, что на самом Марсе уровень радиации примерно соответствует ее уровню на МКС. Влияние космической радиации на организм изучено недостаточно хорошо, но формально медицина утверждает, что участие в марсианской экспедиции увеличит риск заболевания раком на 3-5%.

На первый взгляд, это не критично. И это почти правда. Наверняка первые экспедиции в дальний космос будут происходить без особого внимания к радиации. Однако существует важная проблема. Как уже упоминалось выше, влияние излучения на организм сильно зависит от того, за какой срок получена доза. Мощные ливни солнечных протонов возникают после коронарных вспышек и могут длиться от нескольких часов до одних или, совсем редко, двух суток. При планировании миссии можно выбирать период, на который приходится минимум солнечной активности, и отправлять людей в космос небольшим риском. Но если специалисты ошибутся с прогнозом, космонавтам может грозить серьезная опасность.

К счастью, создать преграду протонам не так уж сложно. Хватит абляционного покрытия, которое обычно защищает спускаемые аппраты космических кораблей от перегрева во время посадки на Землю. Возникает другая проблема: галактические космические лучи (те самые, что не имеют электрического заряда и задерживаются атмосферой Земли) при попадании в защиту, предназначенную для остановки солнечных протонов, вызывают ливни опасных для здоровья вторичных частиц. Т. е. сам корабль за время перелета станет радиоактивным. В связи с этим имеет смысл идея включить в космический экспедиционный комплекс маленький защищенный «штормовой отсек», в котором космонавты смогут находиться только в наиболее опасные часы после коронарных выбросов. После этого они будут возвращаться в обычные модули, где им и предстоит провести основное время экспедиции.

Таким образом, радиация – проблема серьезная, но вполне решаемая на современном уровне развития технологий. Существуют и другие, менее известные проблемы. Например, некоторые ученые Института медико-биологических проблем РАН считают, что человек не сможет жить вне магнитного поля Земли больше нескольких недель.

https://tjournal.ru/2503-pomeshaet-li-radiaciya-kosmicheskim-poletam

[OratorFree]

Нейтральные же частицы приходят из глубин нашей галактики и называются галактическими космическими лучами (ГКЛ).

Нечто странное про ГКЛ написано. С чего ГКЛ быть нейтральными?

3. Галактические космические лучи (ГКЛ) рождаются в глубоком космосе  и
отличаются  сложным  компонентным  составом.  “Возраст”  ГКЛ,  приходящих  в
Солнечную систему, составляет 2,5 –33 млн. лет. Предполагается, что частицы с
относительно  небольшой  энергий  приходят  из  нашей  галактики,  а  частицы
сверхвысоких   энергий   имеют   внегалактическое   происхождение.   Угловое
распределение  ГКЛ  практически  изотропно.  Энергетический  спектр  ГКЛ
простирается до десятков ТэВ/нуклон. Вследствие распада нейтронная компонента
космических  лучей  в  их  составе  практически  отсутствует  за  пределами  земной
атмосферы. В составе ГКЛ содержатся электроны (1 %), протоны (70 %), легкие
и тяжелые ядра различных элементов (таблица 1).

Из  таблицы  видно,  что  интенсивность  ГКИ  меняется  примерно  вдвое  в
противофазе с солнечной активностью. Связано это с тем фактом, что в периоды
максимальной   солнечной   активности   магнитосфера   Солнца   значительно
возрастает,  достигая  орбиты  Юпитера,  и  отклоняет  заряженные  частицы  из
глубокого космоса. В зарядовом спектре ГКИ выделяются (помимо протонов) три интенсивные
группы ядер: с Z=  5-8 (группа углерода);  10-15 (группа магния);  25-30 (группа железа).  Энергетическое  распределения  частиц
ГКИ  более  жесткое,  чем  частиц СКИ  и  примерно  пропорционально   e^-1.6.  На  рис.  1  показаны  для  сравнения
спектральные  составы  СКЛ  и  ГКИ  в  периоды  минимума  и  максима  солнечной активности.


В открытом космосе эффективная эквивалентная доза от протонов ГКИ составляет
около  40%,  а  60% эквивалентная  доза  от  высокоэнергетичных  ядер.  Тяжелые
ядра  ГКИ  с  очень  высокой  энергией  рождают  в  результате  взаимодействия  с
земной  атмосферой  мощные  космические  ливни  вторичных  частиц  с  меньшей
энергией (развитие каскада ливня происходит в относительно узком конусе вблизи
направления  движения  первичной  частицы).  По  этому  эффекту  было  открыто
существование ГКИ. 

Подробнее здесь : Космическая радиация

[crazy_terraformer]

способы и методы использования подручных марсианских ресурсов

Я говорил, что НАСА ищет на Марсе не жизнь (которой там нет и небыло никогда), а полезные ископаемые, но тогда меня осмеяли, местные "знатоки" деятельности НАСА и назвали конспирологом....

Вот полная цитата:

Первый свой шаг НАСА назвало «опирающимся на Землю». Он включает в себя отработку необходимых операций и накопление требуемого опыта на околоземной орбите с использованием МКС. Кроме того, в рамках этого шага агентство разрабатывает способы и методы использования подручных марсианских ресурсов (ISRU) для получения топлива и прочих необходимых материалов.

Ресурсы:
1) вода в виде льда или концентрированного солевого раствора или вода из скважины, для питья полива растений и как источник водорода для производства топлива и органических материалов.
2) Углекислый газ из марсианского воздуха, пойдёт как удобрение для теплиц и на синтез топлива, взрывчатки и пластмасс,графита и т.д.
3) Азот из марсианского воздуха, пойдёт для синтеза удобрений и как газ разбавитель кислорода, а может в каких-то др. нуждах, например для синтеза взрывчатки или пластмасс.
4) Подходящий грунт как источник макро и микроэлементов для теплиц.
 Пероксиды и перхлораты можно восстановить или разложить нагреванием, тогда грунт можно использовать в чистом виде для растений,которые не нуждаются в симбионтах, либо подмешать туда привезённую почву или органику со штаммами почвенных микроорганизмов и полезными червями и насекомыми.

[LV46]

Ресурсы:1) вода в виде льда или концентрированного солевого раствора или вода из скважины, для питья полива растений и как источник водорода для производства топлива и органических материалов.2) Углекислый газ из марсианского воздуха, пойдёт как удобрение для теплиц и на синтез топлива, взрывчатки и пластмасс,графита и т.д.3) Азот из марсианского воздуха, пойдёт для синтеза удобрений и как газ разбавитель кислорода, а может в каких-то др. нуждах, например для синтеза взрывчатки или пластмасс.4) Подходящий грунт как источник макро и микроэлементов для теплиц. Пероксиды и перхлораты можно восстановить или разложить нагреванием, тогда грунт можно использовать в чистом виде для растений,которые не нуждаются в симбионтах, либо подмешать туда привезённую почву или органику со штаммами почвенных микроорганизмов и полезными червями и насекомыми.

Теплицы - это дело далекого (уж не знаю насколько) будущего. Теперь по пунктам:
1. Вода нужна в первую очередь, тут согласен.
2. Всё тоже самое, кроме теплиц.
3. Азота очень мало, весь добытый азот (если его вообще будут добывать) будет пущен на СЖО (то есть, для дыхания). Это мое имхо.
4. Никто в первую высадку теплицами заниматься не будет. И везти с собой почву тоже. На корабле и так будет места впритык. Марсианский грунт, само собой, будут накапывать, в поисках подходящих хим. элементов. Ну и в чисто исследовательских целях.
А теперь про теплицы.
В первую миссию, думаю, накопают сколько можно этого марсианского грунта, привезут на Землю и уже здесь можно будет создать условия для экспериментов по выращиванию "помидор на Марсе".

 

[crazy_terraformer]

Теплицы - это дело далекого (уж не знаю насколько) будущего.

Не такого уж далёкого. Теплица это тот же жилой или лабораторный модуль только со светильниками и стойками на полках, которых будут ёмкости с растениями в грунте или гидропонике.

Азота очень мало, весь добытый азот (если его вообще будут добывать) будет пущен на СЖО (то есть, для дыхания).

Азота в атмосфере Марса достаточно для миллионов, если не миллиардов теплиц.
 N₂ по массе в атмосфере Марса 1,89%.
 Масса атмосферы ~2,5·10¹⁶ кг
Масса азота m(N₂)=2,5·10¹⁶*1,89%=4,725·10¹⁴кг
 m(N₂)=472,5 миллиарда тонн
Вполне возможны запасы нитратов, т.к. есть грунты насыщенные перхлоратами, следовательно и др.окислители, коими являются нитраты, могут отлагаться на поверхности планеты.

4. Никто в первую высадку теплицами заниматься не будет. И везти с собой почву тоже. На корабле и так будет места впритык.

В первую высадку ученые могут заниматься чем угодно, если у них есть запасы материалов и источники энергии, запасные модули. Скорее всего у них будет теплица хотя бы для выращивания  листового салата или чего-нибудь другого, что можно выращивать в водном растворе.
Почву с собой везти не обязательно. Достаточно привезти пробирки со штаммами почвенных микроорганизмов, спящих дождевых червей и насекомых или их яйца. Гумус создадут черви, если кормить их остатками растительной пищи от гидропоники. Затем его можно будет смешать с подготовленным марсианским грунтом и добавить, если надо (в кишечнике червей тоже есть необходимые микроорганизмы), культуры почвенных микроорганизмов.

[crazy_terraformer]

(кликните для показа/скрытия)

CO2+2H2O=CH4+2O2
1 моль CO2 - 1 моль CH4
m(CO2) - 10 000 кг CH4
М(CO2)=44,009 г/моль     М(CH4)=16,043 г/моль
М(CH4)/М(CO2)=m(CH4)/m(CO2)
m(CO2)=m(CH4)*М(CO2)/М(CH4)=27 431,902 кг
95,97% CO2 в воздухе Марса по массе - m(CO2)
1,89% N2 в воздухе Марса по массе - m(N2)
m(CO2)/95,97=m(N2)/1,89
m(N2)=1,89*m(CO2)/95,97=1,89*27 431,902 /95,97=540,2344 кг

Для производства 10 тонн метана надо переработать 27 тонн 431,902 кг CO2, а попутно мембранным способом из марсианского воздуха можно получить чуть более 540 кг относительно чистого азота.

[LV46]

Скорее всего у них будет теплица хотя бы для выращивания  листового салата или чего-нибудь другого, что можно выращивать в водном растворе.

Почитайте сколько килограм одного только кислорода требуется одному космонавту для дыхания. Отсюда напрашивается вывод, что никаких теплиц не будет, корабль будет под завязку набит в основном кислородом и другими хим. веществами, такими как гидроокись лития для удаления СО₂

так что в космический полет необходимо брать с собой запас гидроокиси лития, который рассчитывается на том основании, что на одного человека на одни сутки полета требуется 1,132 кг этого вещества.

http://www.astronaut.ru/bookcase/books/sharp01/text/32.htm?reload_coolmenus
И так далее в том же духе, почитайте эту статью, она хоть и древняя, но космонавты хоть 50 лет назад, хоть сейчас дышат одинаково.

[OratorFree]

Вполне возможны запасы нитратов, т.к. есть грунты насыщенные перхлоратами, следовательно и др.окислители, коими являются нитраты, могут отлагаться на поверхности планеты.

Как-то интересовался этим вопросом. Нитраты в грунте есть.

Оксиды азота впервые на Марсе выделили почти два года назад, при исследовании той самой скважины, где обнаружили органическое соединение хлорбензол. Но позже выяснили, что нитраты входят в состав практически всех исследованных типов грунта, только содержание колеблется от 0,1% до 1%.

Curiosity на Марсе: гипс и нитраты

[crazy_terraformer]

Почитайте сколько килограм одного только кислорода требуется одному космонавту для дыхания. Отсюда напрашивается вывод, что никаких теплиц не будет, корабль будет под завязку набит в основном кислородом и другими хим. веществами, такими как гидроокись лития для удаления СО₂

так что в космический полет необходимо брать с собой запас гидроокиси лития, который рассчитывается на том основании, что на одного человека на одни сутки полета требуется 1,132 кг этого вещества.

Так надо замыкать цикл, иначе далеко не улетишь. Тогда и запасов кислорода и гидроксида лития можно брать меньше.
2LiOH+CO2->Li₂CO₃+H₂O
регенерация
1)нагрев до 730^oC
Li₂CO₃+t^oC->Li₂O + CO₂
2)Li₂O+H₂O->2LiOH
Чистый CO2 можно сбросить за борт, но можно уменьшить запас взятого кислорода, извлекая его из CO2.

Электролиз воды<->реакция Сабатье->пиролиз метана

Реакция Сабатье- реакция водорода с диоксидом углерода при повышенной температуре и давлении в присутствии никелевого катализатора для производства метана и воды. В качестве более эффективного катализатора может применяться рутений с оксидом алюминия.
    CO₂+4H₂->CH₄+2H₂O + энергия
   
Вода разлагается электролизом.
H2O->H2+0,5O2
Метан разлагается пиролизом.
CH₄+ тепло->2H₂+C (пиролитический графит)
Графит придётся периодически соскрёбывать со стенок реактора.
Таким образом источником водорода для реакции Сабатье сначала является вода, а затем вода и метан.
Фотосинтез мог бы замкнуть процесс, в этом случае CO2 бы перерабатывался фотосинтетиками в пищу и пришлось бы везти меньше еды,плюс питаться свежими растительными продуктами.

[crazy_terraformer]

Оксиды азота впервые на Марсе выделили почти два года назад, при исследовании той самой скважины, где обнаружили органическое соединение хлорбензол. Но позже выяснили, что нитраты входят в состав практически всех исследованных типов грунта, только содержание колеблется от 0,1% до 1%.

Многовато нитратов, придётся грунт водой промывать перед использованием.

[LV46]

Так надо замыкать цикл, иначе далеко не улетишь. Тогда и запасов кислорода и гидроксида лития можно брать меньше.

Чтобы реализовать полный цикл, это гора оборудования надо. И то: на МКС, какбы места хватает, и всякие ухищрения по регенерации, однако и там не всё так гладко: постоянно возят разные запасы газов и воды, нормальных таких масс.
Только не надо говорить, что это, мол, дешево на орбиту поставлять, типа как пиццу заказать.
И еще: кислорода, да и всех остальных веществ, хоть так, хоть эдак придется брать очень много. Потому как оно только в формулах 100% результат реакций и всё красиво выглядит.
Это еще речь не шла о запасах еды, которых тоже надо брать очень много. Салатик из теплицы (если представить, что она там будет) не поможет, во-первых очень мало, а во-вторых от одного салата и на Земле можно откинуть коньки.

[Vadims]

Салатик из теплицы (если представить, что она там будет) не поможет, во-первых очень мало, а во-вторых от одного салата и на Земле можно откинуть коньки.

Забудьте не только о салатиках, но и о зерновых, бобовых и прочих более легкоусвояемых и высокопродуктивных растениях. Потому что они чудовищно неэффективны:


Спирулина безальтернативна, только нужно будет модифицировать, т.к., например, такая огромная доля белка в пище для человека токсична.

[AndrejM]

А сахара где потерялись?

[Vadims]

Сушеная спирулина содержит на 100 г:  58 г белка (60% от общей энергии), 8 г жира (18%) и 20 г углеводов (21%). Бактерии могут откладывать про запас жир в капельках и углеводы в виде зерен сложных углеводов, так что нужно будет ее генномодифицировать, чтобы научить быть запасливее, чтобы уменьшить долю белка во вкладе в общую энергоценность - желательно сделать как минимум, чтобы было не больше 26% энергии из белка, а оптимально 10-16%.

[crazy_terraformer]

артемии ещё можно выращивать кормя одноклеточными водорослями.

[mbrane]

Чистый CO2 можно сбросить за борт, но можно уменьшить запас взятого кислорода, извлекая его из CO2.

Но как - единственный известный процесс фотосинтез....катати ежели мине память не изменяет т кислород регенерируют не гидрооксидом лития а пероксидами и над пероксидами натрия и калия....естественно процесс не замкнутый

[Белоушкин Александр]

Спирулина безальтернативна, только нужно будет модифицировать, т.к., например, такая огромная доля белка в пище для человека токсична.

Да ладно, знакомые спортсмены постоянно кушают белковые смеси, пока только растут мышечно ))) Наверняка в них все 90%

[VAKT]

Электролиз воды<->реакция Сабатье->пиролиз метана

Что опять ? Вы видели полный цикл электролиза воды + поглощение углекислого газа и саму установку ? Такие есть на атомных подлодках, а на дизельных нет - энергии не хватает. Где, для начала, возьмём прорву энергии ?

Зависимость потребления кислорода от характера деятельности человека

Состояние	Потребление кислорода, м3/человеко-час
Отдых в постели	0,0161
Сидя	0,0193
Стоя	0,0258
Ходьба 3,2 км/ч	0,0453

Среднее потребление кислорода на подводных лодках в режиме длительного плавания составляет 0,0283 м³/человеко-час, при этом выделение CO₂ составляет 0,0454 кг на человека за тот же час.  (с) Атомные подводные лодки, Инженер-капитан 2-го ранга Г.И. Святов, Москва, Воениздат

[Vadims]

Да ладно, знакомые спортсмены постоянно кушают белковые смеси, пока только растут мышечно ))) Наверняка в них все 90%

Если растут мышцы, возможно может быть и чуть больше 26%, хотя не факт, ведь и энергия на этот процесс тоже нужна дополнительно. И откуда ее брать при 90% белка? Можно конечно из собственных жировых отложений, если их есть достаточно. Но в любом случае, эти процессы (рост мышц и сжигание жира) когда-нибудь закончатся, и тогда придется переходить на обычное соотношение макронутриентов.