Автономные поселения в открытом космосе

[snickers]

Лучше остаться возле Марса и забивать космобаржы-автоматы азотом, а лучше жидким аммиаком или твердым нитратом аммония. Зачем тащить вместе с грузом целый город вместе с парками и прудами, заводами и лабораториями и прочим?

Да поселению все равно где обитать. Главное ресурсы под боком иметь. Будь то комета с водой и азотом или орбита Марса. Правда стоит отметить если основа энергетики такого поселения это солнечная то далеко от Солнца ему лететь нежелательно, если же основа энергетики ядерные а тем более термоядерные источники то можно лететь хоть в Пояс Койпера). Ему ведь деньги особо не нужны все что надо или добывается или выращивается, вопроса "дороговизны" перелета стоять не будет. Конечно что то надо иметь за оплату высокотехнологичной продукции с Земли. Но выше я писал как может такое поселение работать на самоокупаемости.

[Космосвин]

Свинья считает.

Вес только жилых модулей на таком кольце будет порядка полутора миллиона тонн.

Брал в расчет объем и массу МКС (жилой модуль на 3чел.)
Вводим диаметр 1.8 км. делает 1 оборот в минуту, создавая на кольце 1g.
На каждых 20 метрах окружности кольца придется 12 таких жилых модулей, на кольце всего 280 таких сегментов, каждый из которых держится
на одной спице (12 модулей на одну из 280 спиц).

Осталось посчитать массу этих спиц (каждая удерживает 12 МКС на расстоянии 900м от центра вращения).
Пусть будут стальные мачты. Подскажите капитану инженерного крейсера будет ли нагрузка на разрыв стали постоянна по всей длине мачты, или переменна, и если да, то как ее интегрировать.

[Космосвин]

Это туристический вариант, карусель из жилых модулей на 10000 человек с земной гравитацией. Питание привозное. Окажется ли масса удерживающих конструкций больше массы жилых модулей?

[Dem]

А тут ещё вопрос в том, хотим ли мы 1g или нам достаточно 0.1
потому как кости деградируют не столько от невесомости, сколько от отсутствия нагрузки, а её в консерве диаметром 4 просто неоткуда взять. А будет человек пробегать по кольцу пару километров - то нагрузка сама собой от мышц появится.

[crazy_terraformer]

Кислород и водород как топливо отменили? Или на Луне пропали запасы воды?

К сожалению эти запасы годятся только на первое время, для серьёзной промышленности и космофлота обнаруженных ресурсов маловато. Остаётся надежда на подвоз воды с околоземных астероидов.

[crazy_terraformer]

Это туристический вариант, карусель из жилых модулей на 10000 человек с земной гравитацией. Питание привозное. Окажется ли масса удерживающих конструкций больше массы жилых модулей?

Эта карусель для орбиты ниже радиационных поясов Земли. Выше них потребуется более толстая и тяжёлая защита.

[Космосвин]

Хорошо. Карусель ниже пояса.

[Космосвин]

Пусть вся штанга испытывает равномерную нагрузку.
У меня получилась нагрузка на разрыв 5 000 тонн на одну спицу из 12 мкс.
И берем прочность на разрыв обычной стали - 40 кг на мм кв.
площадь сечения спицы получилась 0.125 кв. метра (сплошная труба диаметром 40см.)
Получилось 250 000 тонн стали на спицы, что немного по сравнению с массой жилых модулей - полтора миллиона тонн.

[snickers]

Брал в расчет объем и массу МКС (жилой модуль на 3чел.)

Лучше брать вот так - МКС имеет около 450 т массы на 6 космонавтов, то есть почти 75 т массы на человека. Кроме того упустили массу атмосферы.
Если же брать Стенфордский Тор как основу , то в середине 1970-х НАСа чего то там считала на 10 000 человек. Расчетов НАСА конечно мне никто не дал но пару данных о том проекте есть. Строить его хотели в точке L5, предельно близко к Луне. Добытый на Луне анортозит ( из которого и собирались собственно строить) перерабатывать прямо в строящейся колонии, после сооружения первого производственного модуля.
 Масса у них вышла   менее 200 тыс. т, что даёт 20 т веса на одного человека. Диаметр тора выходил около 2 км на 10 000 тыс жителей.
На одного колониста надо было по расчетам психологов  50 кв. м только жилья. Общая же площадь по из расчетам выходила около 700 тыс. м кв. НАСА предлагали построить станцию примерно за десятилетие. Стоимость по нынешним ценам где то 750, млрд. долларов США.

[Космосвин]

Наса была бешеная. Пришлось пристрелить.

[snickers]

Наса была бешеная. Пришлось пристрелить.

Это не решило вопрос).

[LonelyWanderer]

Кстати,  а растут ли нагрузки на материал тора при росте его диаметра при условии сохранения центростремительного ускорения одинаковым? Можно ли делать тор бесконечно большим?

Помню, когда я рассчитывал космическую пращу для запусков, у меня получилось, что независимо от её длины конец пращи может двигаться только с определённой постоянной скоростью при условии одинаковых нагрузок на трос (это максимум где-то около 1 км/с для стали).

Формула центростремительного ускорения:
a = v²/R,

где v - скорость движения по окружности;
R - радиус окружности.

Подставив в эту формулу константу 9.8 м/с² и скорость, допустим, 100 м/с, максимально возможный радиус получается всего 1 километр. Если он будет, например, 4 километра, то линейная скорость возрастёт до 200 м/с, что будет довольно близко к пределам прочности стали, а плюс ещё полезная нагрузка..
И потому, чтобы строить такие города нужно просто невообразимо большое количество металла.

[viesis]

Предельная тангенциальная скорость зависит только от свойств материала.

[Nucleosome]

Или на Луне пропали запасы воды?

то есть вы солнцем будите её разделять? а панели тм святым духом окажуться? и их поддержка. да и воды там маловато скорее всего.

если же основа энергетики ядерные а тем более термоядерные источники то можно лететь хоть в Пояс Койпера

и где там брать ресурсы для ядерной энергетики?

Будь то комета с водой и азотом

и часто такие рядом летают?

А это подразумевает доставку того же железа с поверхности Луны на ее орбиту а не орбиту Земли.

то есть всё у вас - на солнечной энергии (а другой на Луне нет), при этом даже если вдруг хватит воды, то всё надо как-то перерабатывать из чего-то "недорудного" в лучшем случае, а часть - возить с Земли по любому. а ещё быть может с пролетающих астероидов - иди жди или лови чёрти где - то етсь опять затраты и не хилые. при этом часть добытого таких образом - на Земле пруд пруди. при этом единственный плюс солнечной энергетики в сравнении с Землёй - нет облаков (хто пыл не оседает, а врезается с хрустом - по той же причине по которой нет облаков), много ли шансов что общий балланс этого дела вообще как-то сведётся?..

[snickers]

при условии одинаковых нагрузок на трос

Мы как то забыли про форму типа гантелей или цилиндра О'Нейла например.

[snickers]

то есть вы солнцем будите её разделять? а панели тм святым духом окажуться? и их поддержка. да и воды там маловато скорее всего.

А чем Вам Солнце не подходит? Что мешает поставить там ядерный реактор? Привезти и установить мини- АЭС типа "Елена" ( Габариты -  цилиндр диаметром 4,5 и высотой 15 метров. Масса — 168 тонн. Установка разбирается на блоки массой не более 20 тонн. Не обслуживаемый,  ресурс реактора (25-30 лет) мощность около 0,1МВт. Можно и мощнее + СЭС. Вполне реально доставить с Земли,  даже прямо сейчас.

и часто такие рядом летают?

Ну раз в пару тройку лет бывает).

при этом даже если вдруг хватит воды,

А почему ее не хватит? По оценкам НАСА ее на полюсах вернее на Южном где они долбанули в виде "лунной вечной мерзлоты" от 10 до 30% покрывает территории. То есть копни на Южном полюсе и под реголитом попадется  " вечная мерзлота". На Северный полюс нет данных, но оснований предполагать, что он глобально отличается от Южного нет.
 Вода есть, энергия решаемая проблема, есть кислород, металл, титан, алюминий, кремния куча на солнечные панели, только клепай, это то что можно точно сказать оно входит в состав реголита. Что под поверхностью точно неизвестно но что то да есть. Разве этого мало??

[Nucleosome]

Привезти и установить мини- АЭС типа "Елена"

выгорание маловато-  таскать топливо замучаемся, и боюсь что если мы топливао для такого таскания будем получать электролизом воды дна кратеров полюсов (хорошо бы ещё убедится совсем, что это именно вода), то толку от такого реактора будет боюсь аж никакой.

Ну раз в пару тройку лет бывает).

и как близко летят? на какой скорости? какого состава?

То есть копни на Южном полюсе и под реголитом попадется  " вечная мерзлота"

и какова её мощность?

Разве этого мало??

будет известно что под поверзностью и что можно оттуда взять чтобы с панелей что-то ещё прибыло нетто, то можно будет сказать мало или нет...

[crazy_terraformer]

проект Space Settlements: A Design Study.
http://www.nss.org/settlement/nasa/75SummerStudy/Table_of_Contents1.html

[crazy_terraformer]

Всего в регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

В примерно 40 кратерах в районе Северного полюса Луны уже найдено около 0,6 км³ льда. Есть лёд и на Южном полюсе Луны: так, по оценкам НАСА, льдом покрыто около 22% поверхности расположенного рядом с ним кратера Шеклтон.

Пока маловато для промышленности и для космофлота.

[crazy_terraformer]

Аналог земной или лунной силы тяжести разорвёт эту планетку.

Ну прямо в саму систему соваться наверно не стоит) Это я погорячился). Кстати если всю Дуну выпотрошить, оставив только каркас и внутри ее сегментировав как дольки апельсина например пустотелые то и не сильно там и сила тяжести на ней будет. Хотя те же приливные силы на нее действовать будут. Так что придется строить что то поменьше. Может как Церера).

Рост диаметра колонии ведет к росту линейной скорости для  сохранения  необходимого уровня псевдогравитации, масса помноженная на скорость ведёт к увеличению импульса, раздирающего опорный материал по касательной к вращению.
Сохраняя диаметр, но вытягивая колонию в виде цилиндра, сталкиваетесь с собственной стягивающей гравитацией от концов цилиндра к центру.
Ранее в теме товарищи уже начали объяснять.

(кликните для показа/скрытия)

Кстати,  а растут ли нагрузки на материал тора при росте его диаметра при условии сохранения центростремительного ускорения одинаковым? Можно ли делать тор бесконечно большим?

Помню, когда я рассчитывал космическую пращу для запусков, у меня получилось, что независимо от её длины конец пращи может двигаться только с определённой постоянной скоростью при условии одинаковых нагрузок на трос (это максимум где-то около 1 км/с для стали).

Формула центростремительного ускорения:
a = v²/R,

где v - скорость движения по окружности;
R - радиус окружности.

Подставив в эту формулу константу 9.8 м/с² и скорость, допустим, 100 м/с, максимально возможный радиус получается всего 1 километр. Если он будет, например, 4 километра, то линейная скорость возрастёт до 200 м/с, что будет довольно близко к пределам прочности стали, а плюс ещё полезная нагрузка..
И потому, чтобы строить такие города нужно просто невообразимо большое количество металла.

Предельная тангенциальная скорость зависит только от свойств материала.

Цилиндр Маккендри, с внутренней поверхностью с территорию России, как и космический лифт для Земли вызывают некоторые сомнения в своей осуществимости, т.к. углеродные нанотрубки необходимой прочности не созданы,будут ли созданы вообще, т.к. необходимо убрать любой дефект на атомарном уровне.