Новости проектов освоения дальнего космоса

[AlexAV]

Ваши расчеты содержат ошибки. Максимальный КПД солнечных панелей вообще-то уже около 45%, если не больше, и эффективность практически всех их типов продолжат повышаться по мере совершенствования соответствующих технологий.

Это многопереходные элементы, которые принципиально не могут быть массовыми  из-за большого расхода дефицитных материалов. Для массового кремния ~20% - потолок. Так что нет, не больше 20% (особенно с учётом некоторых технологических потерь).

КПД ламп что вы приводите также выглядит заниженным.

Посмотрел, современные фитолампы дают около 1,7 мкмоль ФАР/Дж (https://www.biorxiv.org/content/early/2017/11/07/215095). Это эквивалентно солнечному свету мощностью 0,37 Вт (1 Дж солнечного света содержит 4.56 мкмоль ФАР). В общем картину по сравнению с моей предыдущей оценкой меняет нерадикально. Т.е. поглотив 1 Вт солнечного света до растений по цепочке СЭС - лампа дойдёт 0,074 Вт эквивалента солнечного света. В общем даже с учётом несколько большей эффективности использования света в теплице по сравнению с полем, чтобы заменит 1 га посевов нужно с при такой эффективности ~5 га солнечных батарей. Абсурдность так такой замены думаю очевидна.

КПД передачи лампа-растение при условии подбора идеального спектра будет приближаться к 100%.

КПД биохимической цепочки от поглощенного кванта до синтезированной молекулы глюкозы в теплице не радикально отличается от того, что имеет место в поле.

[Technecy]

Для выращивания органики - пища, топливо, сырьё, химикаты.

А эектрическими бактериями кто то сможет питаться? Электрошнурами от них не подавятся?
Мне всё тки думается, что скармливать электричество бактериям- как то не совсем эффективное использование ресурсов. Особенно в условиях глубокого дефицита в крайне северных галактиках.

той новости речь шла не о КПД в 11 раз, а об эффективности охвата солнечного спектра в 11 раз больше, чем до их усовершенствования.

Возможно я чего то и недопонял. Но если тот уровень использования спектра который есть в обычной панели даёт до 45% кпд... страшно подумать что будет если спектр станет в 11 раз шире.

Скажем так. Я довольно скептически отношусь к подобным новостям. Никакой конкретики. Сплошные "нанатехнологии" в формулировках при полном отсутствии результатов. Только бешеные "улучшения в разы, порядки и т.п.". А потом появляется материал де "был изобретатель, была технология, но "власти" таки всё опять скрыли"
Вот какой КПД у этих "золотых" панелей?
Непонятно совсем.

И я так понимаю что в данной таблице они тоже не представлены.

Я не возражаю, даже очень за, если это не очередной фэйк и фричество. Но пока рановато радоваться.

[AlexAV]

Для иллюстрации, рост эффективности разных типов солнечных батарей по мере совершенствования

Кроме кристаллического кремния и тонкоплёночных Si:H - остальное можно даже не смотреть, это всё требует материалов не допускающих их массовое производство. Причём у промышленных элементов КПД несколько ниже, чем у лучших лабораторных образцов. Поэтому практический потолок для массовых элементов около 20%... И это пока серебро есть...

[Vadims]

Это много переходные элементы которые принципиально не могут быть массовыми  из-за большого расхода дефицитных материалов. Для массового кремния ~20% - потолок. Так что нет, не больше 20% (особенно с учётом некоторых технологических потерь).

Что то вас всё тянет на циклопические масштабы, зачем вам столько энергии, если покрыть панелями все поля Земли, это ж жрачки на несколько Земель будет. Или энергии просто для чего-то вам столько надо. Но в любом случае, и технологии бывают разные, и возможно еще появятся и усовершенствуются, а если каких элементов и будет не хватать, так в солнечной системе можно еще насобирать.

Посмотрел, современные фитолампы дают около 1,22 мкмоль ФАР/Дж. Это эквивалентно солнечному свету мощностью 0,27 Вт (1 Дж солнечного света содержит 4.56 мкмоль ФАР). В общем картину по сравнению с моей предыдущей оценкой меняет нерадикально. Т.е. поглотив 1 Вт солнечного света до растений по цепочке СЭС - лампа дойдёт 0,057 Вт эквивалента солнечного света.

Ну так даже эти 6% почти - уже гигантский выигрыш по сравнению с той крошечной долей солнечного излучения, что могут забрать растения напрямую от солнца.

Вот какой КПД у этих "золотых" панелей?

Эта новость была вообще-то не в контексте разговора про КПД, а просто для иллюстрации, как неожиданно для чего-то важного может понадобиться какой-то редкий элемент.

[AlexAV]

Ну так даже эти 6% почти - уже гигантский выигрыш по сравнению с той крошечной долей солнечного излучения, что могут забрать растения напрямую от солнца.

Абсолютно неверно. Вы учитываете КПД цепочки квант света - органическая молекула в поле, но не учитываете в теплице. В действительности производство в теплице и в поле с 1 эффективного джоуля солнечного света будет отличаться не очень сильно. Поэтому выигрыша не просто не будет, а он вообще окажется отрицательным. Для получения того же урожая требуемая площадь солнечных батарей окажется больше площади засеянного поля.

то то вас всё тянет на циклопические масштабы, зачем вам столько энергии, если покрыть панелями всю Землю, это ж жрачки на несколько Земель будет.

Площадь пашни в мире 1,3 млрд. га Площадь солнечных батарей для их замены, если заниматься этим извращением, в несколько раз больше. Не вся планета, но величины того же порядка.

[crazy_terraformer]

для выщелачивания пород добавив кислоту

Это как? Всегда для выщелачивания надо кислоту добавлять?

Нет, в роли выщелачивающего агента зав-ти от растворимости искомого вещества кроме минеральных или органич. к-т могут быть щелочи и растворы солей, активные окислители.

Для водорастворимых солей (поваренная соль, хлорид калия, сульфат натрия, гидрокарбонат натрия) обычно в качестве растворителя выступает вода. При добыче меди используются кислоты, переводящие соединения меди в более растворимые формы. Для урана могут использоваться слабые растворы серной кислоты или раствор гидрокарбонатов. Для золота применяют растворы, содержащие активный хлор.

Учитывая, что ряд металлов на Марсе надо переводить для растворения в воде или в растворе кислоты в более окисленную форму, то в выщелачивающий агент придётся добавлять кислород(для ускорения процесса озон или перекись водорода?).

Рогатки Ангри бёрдс не могут быть длиной в сотни км.

Могут. Так же как и электромагнитные катапульты.

Электромагнитные катапульты всё же существуют в реальном мире, правда маленькие. А рогатки Ангри Бёрдс способны работать только на экране компьютера или телевизора.

Никаких панелей в космосе - исключительно зеркала-коллекторы и термоэлементы(если возможен более частый ремонт, можно ставить паровые турбины на любых подходящих веществах).

Пробовали. Расплавляются.

Что расплавляется - термоэлементы или паровые турбины.

[Vadims]

Абсолютно неверно. Вы учитываете КПД цепочки квант света - органическая молекула в поле, но не учитываете в теплице. В действительности производство в теплице и в поле с 1 эффективного джоуля солнечного света будет отличаться не очень сильно. Поэтому выигрыша не просто не будет, а он вообще окажется отрицательным. Для получения того же урожая требуемая площадь солнечных батарей окажется больше площади засеянного поля.

Нет, это у вас абсолютно неверно, т.к. КПД преобразования внутри растений - это уже их внутреннее дело, так что это одинаково в поле и в искусственной теплице, которые мы сравниваем.

Площадь пашни в мире 1,3 млрд. га Площадь солнечных батарей для их замены, если заниматься этим извращением, в несколько раз больше. Не вся планета, но величины того же порядка.

Соответственно, и этот ваш вывод также ошибочный.

[AlexAV]

Нет, это у вас абсолютно неверно, т.к. КПД преобразования внутри растений - это уже их внутреннее дело, так что это одинаково в поле и в искусственной теплице, которые мы сравниваем.

А значит на 1 Дж световой энергии солнечного эквивалента, которая поглощена растениями, прирост биомассы будет одного порядка. Вот только в поле растения поглощают около 70% ФАР (30% - потери на отражения), а до теплицы дойдёт только 7%. Проигрыш в 10 раз (из-за лучших условий произрастания в теплице  - различие в урожайности будет несколько меньше, т.к. на тоже количество поглощённого ФАР растениеми будут синтезировать несколько больше органического вещества , но это кардинально картину не изменит).

P.S. Для того, чтобы более понятна была эта арифметика. Пусть освещённость в поле 1000 Вт/м2, это соответствует потоку ФАР 4560 мкмоль/с м2. из них в поле растения поглотят ~70%, т.е. ~ 3200 мкмоль/с м2. КПД дальнейшей цепочки - дело растений.

Теперь вариант с солнечными батареями. При освещённости 1000 Вт/м2 1 м2 батарей даст  200 Вт электричества, из которых лампы произведут световой поток ФАР 340 мкмоль/с, пусть они поглощаются растение полностью.  КПД дальнейшей цепочки - опять же дело растений.

Итого в поле растения поглотят 3200 мкмоль/с м2, а через эту  косвенную цепочку солнечные батареи - лампы - растения только 340 мкмоль/с с квадратного метра солнечных батарей. Не находите, что есть некоторое различие совсем не в пользу второго варианта.

[crazy_terraformer]

Абсолютно неверно. Вы учитываете КПД цепочки квант света - органическая молекула в поле, но не учитываете в теплице. В действительности производство в теплице и в поле с 1 эффективного джоуля солнечного света будет отличаться не очень сильно. Поэтому выигрыша не просто не будет, а он вообще окажется отрицательным. Для получения того же урожая требуемая площадь солнечных батарей окажется больше площади засеянного поля.

Так в фитолампах будет спектр оптимальный, т.е. подобранный под сорт растения и фазы роста, а не сплошной.

Самый многочисленный пигмент — хлорофилл — наиболее эффективно поглощает красный и синий свет. Вспомогательные пигменты такие как каротиноиды и ксантофиллы поглощают некоторое количество зелёного и синего цвета и передают его в реакционный центр фотосинтеза, однако большая часть зелёного цвета отражается и придает листьям их характерный цвет.

[Vadims]

Нет, это у вас абсолютно неверно, т.к. КПД преобразования внутри растений - это уже их внутреннее дело, так что это одинаково в поле и в искусственной теплице, которые мы сравниваем.

А значит на 1 Дж световой энергии солнечного эквивалента, которая поглощена растениями, прирост биомассы будет одного порядка. Вот только в поле растения поглощают около 70% ФАР (30% - потери на отражения), а до теплицы дойдёт только 7%. Проигрыш в 10 раз (из-за лучших условий произрастания в теплице  - различие в урожайности будет несколько меньше, т.к. на тоже количество поглощённого ФАР растениеми будут синтезировать несколько больше органического вещества , но это кардинально картину не изменит).

И снова ошибаетесь. Солнечное излучение как бы состоит не из одной лишь ФАР.

[AlexAV]

И снова ошибаетесь. Солнечное излучение как бы состоит не из одной лишь ФАР.

Нет. Этот факт уже учтён в коэффициенте пересчёта 4,56 мкмоль ФАР/Дж солнечного света. Этот коэффициент учитывает только ФАР, все кванты не относящиеся к ней в него не входит.

P.S. Пошаговую арифметику как получается колличества поглощённой ФАР растениями в поле и в теплице превёл в пояснение выше. В поле на 1 м2 растения поглотят около 3200 мкмоль ФАР/с м2, а через косвенную цепочку только 340 мкмоль/с с квадратного метра солнечных батарей. Как видите второй вариант почти в 10 раз хуже.

[crazy_terraformer]

Тратить серебро на солнечные батареи - преступление против будущих поколений .
Нефотовольтаические СЭС размещаем на орбите(бум греть термоэлементы или паровые турбины), ректенны на планете и вопрос закрыт

[Vadims]

И снова ошибаетесь. Солнечное излучение как бы состоит не из одной лишь ФАР.

Нет. Этот факт уже учтён в коэффициенте пересчёта 4,56 мкмоль ФАР/Дж солнечного света. Этот коэффициент учитывает только ФАР, все кванты не относящиеся к ней в него не входит.

P.S. Пошаговую арифметику как получается колличества поглощённой ФАР растениями в поле и в теплице превёл в пояснение выше. В поле на 1 м2 растения поглотят около 3200 мкмоль ФАР/с м2, а через косвенную цепочку только 340 мкмоль/с с квадратного метра солнечных батарей. Как видите второй вариант почти в 10 раз хуже.

У вас абсолютно неверные подсчеты все равно, т.к. вы исходите из абсурдного предположения, что растения используют всю мощь падающей на них ФАР, даже в самый полдень и солнцепек. Естественно это полный бред, т.к. они в этом случае просто сгорели бы. В теплицах же ФАР будет строго дозирована, сколько нужно растениям и не больше.

[Technecy]

Что расплавляется - термоэлементы или паровые турбины.

Всё. В космосе очень беда с охлаждением. А без оного ниодна паротурбина не будет работать.
Ещё каверза в том, что подвести излучение "зеркалом" концентратором к телу- относительно легко и быстро, а вот отвести это же кол-во от этого же тела- не легко и очень много дольше.
Поэтому даже огромный радиатор не сильно то поможет. Турбина сначала остановится от отсутствия дельты температур, а потом и расплавится нафиг.
Тожесамое и с термопреобразователями.

Электромагнитные катапульты всё же существуют в реальном мире, правда маленькие. А рогатки Ангри Бёрдс способны работать только на экране компьютера или телевизора.

Ошибаетесь. В реальном мире существуют довольно тки большие рогатки, вполне способные запустить человека... ну, не на орбиту, пока, но глаза из орбит вылезти пытаются... Почему бы не проэкстраполировать их пропорционально электромагнитным катапультам? И то и то- бред полнейший. Так почему бы и нет? Рогатку хотя бы поворачивать прощще, дабы траекторию нужную задать, а не ждать пока планетка в нужную точку прилетит и нужным боком под нужным углом к цели встанет. Этак у "освоителей космоса" 1 пуск в столетие происходить будет.

Эта новость была вообще-то не в контексте разговора про КПД, а просто для иллюстрации, как неожиданно для чего-то важного может понадобиться какой-то редкий элемент.

Да я понимаю. Но новость очень в тему просто.

[sharp]

В той новости речь шла не о КПД в 11 раз, а об эффективности охвата солнечного спектра в 11 раз больше, чем до их усовершенствования.

Так для практических нужд именно КПД интересует, кому какая разница какой там охват спектра? Если охват расширился в 11 раз, а почти вся мощность и так была сосредоточена в той части спектра, которую ловят обычные панели - достижение получается на шнобелевскую премию...

[Vadims]

В той новости речь шла не о КПД в 11 раз, а об эффективности охвата солнечного спектра в 11 раз больше, чем до их усовершенствования.

Так для практических нужд именно КПД интересует, кому какая разница какой там охват спектра? Если охват расширился в 11 раз, а почти вся мощность и так была сосредоточена в той части спектра, которую ловят обычные панели - достижение получается на шнобелевскую премию...

Еще раз - это новость была не о КПД, а для иллюстрации того, как вдруг могут для чего-то понадобиться редкие элементы.

[Шеповалов]

Вы путаете между собой принципиально разные вещи.

Нет, не разные. Даже более того - между ними есть прямая связь:

Упорно пихаете рыночную экономику туда, где ей не место.

[Шеповалов]

Колонизация Марса: кого отправят и что можно делать на Красной планете

Не только добраться Марса, но и сделать его вторым домом для человечества. Такие идеи для американского инженера Роберта Зубрина не фантастика – он уверен: человек прилетит на Красную планету уже в ближайшем будущем, построит там колонии и будет производить ракетное топливо.

Основатель Марсианского сообщества, автор концепции колонизации красной планеты убеждает: миссия на Марс – это инвестиция в будущее, которая не только спасет нашу цивилизацию, но и выведет ее на совершенно новый уровень развития.

Первым марсонафтам придется не сладко: на их плечи ляжет построение поселений и тысячи исследований. Все это – в условиях отсутствия привычных нам воздуха и почвы. Но Зубрин верит впоследствии люди смогут не только построить на новой планете целые города, но и постепенно изменить ее атмосферу.

Одним из первых колонизаторов Марса имеет шанс стать наш соотечественник – Сергей Якимов. Уроженец Житомира, выпускник столичного КПИ сейчас живет в Лос-Анджелесе и входит в сотню претендентов на первую в истории миссию проекта “Марс ван”. Их готовят к полету в один конец с вполне конкретной задачей – заселить планету. Так Марс в перспективе станет похожим на Землю и откроет людям ключ к колонизации следующих миров, уже за пределами Солнечной системы.

https://fakty.ictv.ua/ru/videos/kolonizatsiya-marsu-kogo-vidpravlyat-ta-shho-mozhna-robyty-na-chervonij-planeti/

О, Mars One опять выполз. Я уж думал, оно сдохло давно, ан нет - все еще дергается.

[AlexAV]

У вас абсолютно неверные подсчеты все равно, т.к. вы исходите из абсурдного предположения, что растения используют всю мощь падающей на них ФАР, даже в самый полдень и солнцепек. Естественно это полный бред, т.к. они в этом случае просто сгорели бы. В теплицах же ФАР будет строго дозирована, сколько нужно растениям и не больше.

Растения миллиарды лет эволюционировали на планете Земли и эволюционировали именно так, чтобы эффективно утилизировать солнечный свет в том режиме, к котором он реально поступает на её поверхность. За счёт оптимизации условий в теплице что-то выиграть можно, но не так уж и много, не в десять раз. Потери энергии в цепочке это не компенсирует.

Скажем максимальный КПД фотосинтеза в фитотроне для пшеницы, который удаётся добиться - около 6% (http://www.valleyflora.ru/50-1.html). А реальный достижимый КПД преобразования ФАР в поле  ~4% (см. приложенную таблицы, источник: http://static.freereferats.ru/_avtoreferats/01003299011.pdf). В общем за счёт этого получится улучшить картину не так уж и сильно.  Всё равно интегрально извращения с солнечными батареями дадут чистый проигрыш. 

[Кремальера]

остальное можно даже не смотреть, это всё требует материалов не допускающих их массовое производство.

Их делают даже китайцы.Качество конечно похуже чем у мериканских многослойных панелей.Делают их сотнями тысяч штук.Цена,правда, все равно кусучая.,т.к. это так называемые "космические" модулиМодуль( под одним солнцем)40х80мм с КПД 30% стоит 165 гринов.,мин.партия 1000 шт.Но есть специальные модули(до 1000 Солнц)предназначенные для работы под сфокусированным светом(под линзой),такой китайский модуль 10х10мм с КПД 40% будет стоить 4,5 грина.,делают их уже многими миллионами штук,мин. партия 100 тыс. шт.Однако для работы таких модулей еще требуется точный солнечный трекер(помимо линзы),они очень чувствительны к углу падения.,стало быть сама конструкция с такими модулями получится довольно громоздкой.
Кроме того эти ханьцы также пилят светодиоды,причем с неплохим КПД. http://sanan-e.com/