Освоение Луны

[crazy_terraformer]

Ртутная паровая турбина.
https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_vapour_turbine

http://douglas-self.com/MUSEUM/POWER/mercury/mercury.htm

https://books.google.com/books?id=9ycDAAAAMBAJ&pg=PA40&dq=Popular+Science+motor+gun+boat&hl=en&ei=HTLuTPyyFsOOnwe36dH2Cg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CEUQ6AEwBg#v=onepage&q=Popular%20Science%20motor%20gun%20boat&f=true

https://books.google.com/books?id=FigDAAAAMBAJ&pg=PA22&dq=Popular+Science+1932+plane&hl=en&ei=k79PTYCuA4P78Abo8_3EDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=8&ved=0CEYQ6AEwBzge#v=onepage&q&f=true

[AndrejM]

На телах с низкой тяжестью центрифугами придётся сепарировать практически ВСЁ.
Тела с низкой гравитацией — понятие относительное. Две планеты земной группы, Луна, четыре галилеевских сателлита Юпитера, Титан...Церера и какая-нибудь мелочь типа Фобоса.
Однако же и на Земле приходится много чего сепарировать и обогащать..
Магнитная сепарация. Сублимация и десублимация. Пирометаллургия.Электролиз...

Незабудьте ещё аппарат под названием Грохот.
(Скажете -не центрифуга и для луны не очень. Но на земле массова. )

[EmperioAf]

Похоже все проекты колонизации твёрдых космических тел упираются в отсутствие достаточной практики по колонизации подземного пространства.
Т.е. на Земле нам повезло с атмосферой и мы можем позволить себе жить на твёрдой поверхности Земли в самой низине атмосферы. А на других планетах Солнечной Системы надо жить на глубине нескольких метров.
И наверное неплохим местом для тренировок была бы сибирская вечная мерзлота на глубине нескольких метров.  У нас даже музей вечной мерзлоты уже есть в Красноярском крае

[николай теллалов]

отсутствие достаточной практики по колонизации подземного пространства.

метро
шахты
катакомбы
просто подвалы

[EmperioAf]

отсутствие достаточной практики по колонизации подземного пространства.

метро
шахты
катакомбы
просто подвалы

Я подразумеваю подземные почти самодостаточные города.

[loky1109]

Такое тоже вполне себе было.

[николай теллалов]

подземные почти самодостаточные города

были

[Андрей Астрофизический]

подземные почти самодостаточные города.

Даже подземные аэродромы были.
Хотя казалось бы, более НЕудобный для подземного размещения, объект, и придумать сложно.

[crazy_terraformer]

Похоже все проекты колонизации твёрдых космических тел упираются в отсутствие достаточной практики по колонизации подземного пространства.
Т.е. на Земле нам повезло с атмосферой и мы можем позволить себе жить на твёрдой поверхности Земли в самой низине атмосферы. А на других планетах Солнечной Системы надо жить на глубине нескольких метров.

В этом нет никакой необходимости.  Необходима кровля и стены — достаточно толстые, чтобы не пропускать первичную и вторичную радиацию( т.е. солнечный ветер, ГКЛ, гамма и рентген, плюс нейтроны) и задерживать микрометеориты в буферной зоне.
От более крупных спасёт активная защита или система раннего предупреждения с последующей эвакуацией. Достаточно глубокое подземелье спасёт от космической радиации и частично позволит отказаться от активной защиты, но возникают проблемы с теплоотводом. Каждый человек выделяет в среднем 100-150 Вт в зависимости от физической активности, а ещё есть системы жизнеобеспечения и т.д.

[LonelyWanderer]

С теплоотводом, думаю, ничего особо сложного. Просто батареи в квартирах,  труба вверх и там радиатор. Тепло вверх идет, холод вниз и даже насосов не нужно. Возможно, даже обычную пресную воду можно применить.
Основная проблема не в рытье тунеллей, а в том, что мы будем делать с малой гравитацией. Создавать новый вид людей, приспособленный к низкой гравитации, или строить какие-то центрифуги, или попытаемся изобрести дешевый способ полета в космос и работа вахтовым методом, скажем 3 месяца через 3 (при этом полет должен быть на порядок дешевле, грубо говоря, заработной платы вахтера, скажем 1000 $ за полет). От стратегии колонизации все эти тонкости как должны выглядеть жилища кардинально зависят.

[gan]

На форуме мало точных цифр, про толщину и материал защиты. Если кто-то хочет посчитать мат. затраты и человеко ресурсы для постройки поселения за пределами РПЗ , или космический корабль для путешествия по солнечной системе даю более или менее точную цифру защиты от гкл на 2017 год. Для полного поглощения потребуется 15 метров свинца. Не спрашивайте почему так много, я тоже рассчитывал на 2-3 метра бетона, но увы... Кому интересно, ищите учебник по защите от радиации в интернете, там много чего интересного. Естественно дозы будут варьировать в зависимости от времени "экспозиции" человека, но 15 м достаточно, чтобы жить вне Земли, можно сказать неопределенно долго.
Ну а если за РПЗ пару дней то не знаю нужно считать.

[crazy_terraformer]

P=101325 Па — стандарное атмосферное давление на уровне моря на Земле
Р=F/S=m*g/S
S=1 м²
m- масса воздушного столба с площадью основания S;
g≈9,81 м/с² — стандартное земное ускорение свободного падения;
m/S=P/g=101325/9.81≈10 328.75 кг/м²
Плотность свинца ρ=11,3415 г/см³=11,3415*100³г/м³=11341,5 кг/м³
По массе получается толщина слоя свинца 1.0980519 м≈1,1 м, но от нейтронов он хуже защишает.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D0%B0

Основными способами защиты от ионизирующих излучений являются:

защита расстоянием;
защита экранированием:
от альфа-излучения — лист бумаги, резиновые перчатки, респиратор;
от бета-излучения — плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло, противогаз;
от гамма-излучения — тяжёлые металлы (вольфрам, свинец, сталь); гамма-излучение поглощается тем эффективнее, чем больше атомный номер вещества, поэтому, например, свинец эффективнее железа.
от нейтронов — вода, полиэтилен, другие полимеры, бетон; по закону сохранения энергии, нейтроны эффективно рассеивают энергию на лёгких ядрах, поэтому слой воды или полиэтилена для защиты от нейтронов будет гораздо эффективнее, чем той же толщины броневая сталь;

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C#%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%B2_%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B1%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8

Каждый вид излучения обладает своей проникающей способностью, и даже названия частиц: α, β и γ — были присвоены Резерфордом в порядке её увеличения[134]. Альфа-частицы останавливаются листом бумаги[133] или нечувствительным к излучению верхним слоем кожи. Строго говоря альфа-излучение сложно считать внешним фактором облучения[132] и экранирование от него не требуется. Вся опасность альфа-излучателей проявляется при попадании их в организм, где они взаимодействуют непосредственно с чувствительными органами и тканями человека. β-излучение требует для полного поглощения уже 10 миллиметровый слой органического стекла. Сложность заключается в том, что электроны при торможении в самом защитном экране вызывают вторичное тормозное излучение, которое тем больше чем больше атомный номер вещества. Поэтому защита от бета-излучения выполняется из веществ с малым атомным номером, например алюминия или оргстекла[133].

Гамма-излучение ослабляется в веществе по экспоненциальному закону. Теоретически это означает, что полностью ограничить его нельзя, однако на практике толщину защиты определяют исходя из снижения излучения до фоновых значений. Чем выше атомный номер вещества тем лучше его защитные свойства. Наиболее простой материал для защиты от гамма-излучения — свинец[135].

Защита от нейтронов представляет собой комплексную проблему. Сначала необходимо замедлить нейтроны, после чего они эффективно поглощаются многими веществами[135][136]. При этом важны следующие механизмы взаимодействия нейтронов с веществом. Эластичное рассеивание заключается в передаче ядру атома кинетической энергии без ядерной реакции. Лучше всего нейтроны замедляются веществами с малым атомным номером, поэтому защита может выполняться из веществ содержащих водород, например: парафин, вода, бетон[137]. Захват нейтрона это ядерная реакция при которой нейтрон поглощается ядром и излучается другая частица либо гамма-квант. С точки зрения защиты наиболее интересна реакция захвата нейтрона ядром бора, при которой образуется легко останавливаемая альфа-частица. Поэтому часто в конструкции биологической защиты добавляют бор-10. К сожалению большинство остальных реакций с участием нейтронов проходят с излучением гамма-квантов, что вызывает свои сложности по экранированию вторичного излучения[138].

Таким образом нужны слои материала богатые водородом для замедления нейтронов.
Полное поглощение даже земной атмосферой не происходит...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Согласно данным НКДАР среднемировая мощность эффективной дозы от действия космических лучей (включая вторичное нейтронное излучение) на поверхности земли вне укрытий составляет 0,036 мкЗв/ч[34]. С увеличением высоты над уровнем моря это значение существенно меняется и в зоне полётов гражданской авиации (9—12 км) может составлять 5—8 мкЗв/ч. Исходя из этого эффективная доза от действия космических лучей при трансатлантическом перелёте из Европы в Северную Америку достигает 30—45 мкЗв[35]. Кроме того мощность дозы рассматриваемого излучения зависит от геомагнитной широты и состояния 11-летнего цикла солнечной активности. Вклад каждого из двух факторов в мощность дозы излучения составляет около 10 %

Можно отклонять часть излучения от сооружения с помощью электромагнитной или электростатической защиты.  Зарядим поверхность сооружения положительно и основной проблемой станет защита от тормозного излучения электронов, заодно и пыль оттолкнём. А на некотором расстоянии вокруг сооружения разместим отрицательно заряженный электрод..... К нему будут притягиваться пыль и протоны, ядра атомов

[gan]

Можно отклонять часть излучения от сооружения с помощью электромагнитной или электростатической защиты.

15 метров-это расчет на пребывание человека неограниченное долгое время. В 90% ГКЛ представляет опасность в глубоком космосе, СКЛ- это ерунда, обычно 10 до 500 МэВ. Может конечно раз 11 лет, дать и 10 ГэВ. А ГКЛ хоть и редко, но метко. Но так как человек будет летать не один год, то это будет хронический фактор. Вообще грубое сравнение можно сделать с протонным ускорителем на 70 ГэВ. Там защита в районе мишени, если не изменяет память около 2м бетона и 60-150 см свинец, энергетический спектр ГКЛ может достигать 10 в 20 эв. А это могут быть не только отдельные протоны, но и осколки молекул. Насчет электромагнитной защиты, у меня нет никаких данных по разработке и работы таких проектов. Ну а насчет рентгена, нейтронов(смотря какая кинетическая энергия, обычно до 20 МэВ это 15 см свинца), гамма, тут все просто, до 2 метров свинца более чем достаточно у нас 15. Представить постройку такого корабля трудно, но если его сделать то можно смело бороздить просторы нашей системы, не один десяток лет. Оснастить можно любыми реакторами и тд. Если конечно биологи дадут добро Ну а для поверхности Луны думаю нужно углубляться метров на 30.
Поэтому наверно роботы и победили... Летают где хотят

[LonelyWanderer]

Ну а для поверхности Луны думаю нужно углубляться метров на 30.
Поэтому наверно роботы и победили... Летают где хотят

Ну и что, что 30м? Очень удобно с точки зрения расхода строительных материалов - будет равновесие между внутренним атмосферным давлением  и давлением пород. Важно даже, чтобы внешнее давление чуть-чуть превосходило внутреннее, на пару %, это упрощает строительство, герметизацию  каких-либо швов (потому что они под внешним давлением стремяться сомкнутся, а не расходится), и т.д. Не существует опасности взрывной разгерметизации, да и вообще просто очень быстрой - фильтрация через 30-метровый слой грунта будет медленной - даже с учётом пористости пород трение воздуха о частицы, песчинки и т.д. будет препятствовать выходу воздуха и давление воздуха даже в негерметичном слое грунта на такой глубине будет весьма медленно падать. Как-то я уже считал (есть формулы для расчёта фильтрации) подобное на примере Марса, и выяснилось, что на некоторой глубине марсианская база могла бы быть даже не полностью герметичной (особенно, если бы она была в глинистых осадочных породах) при условии, что атмосфера Марса была бы из кислорода при современном давлении в 0.01 бар - можно было бы просто наддувать подземные базы с забором внешнего воздуха.
Так что 30 метров это не только минусы, но и очень существенные плюсы.

[crazy_terraformer]

 Хотелось бы всё же получить факты или ссылки на источники данных о страшно ужасной космической радиации, защита от которой требует 15 метрового слоя свинца ?!

[LonelyWanderer]

Хотелось бы всё же получить факты или ссылки на источники данных о страшно ужасной космической радиации, защита от которой требует 15 метрового слоя свинца ?!

Да зачем свинец? Грунт. Ну пару десятков сантиметров для продолжительного проживания всё-таки маловато, надо признать, ведь есть ещё такое явление, как наведённая радиация.

[crazy_terraformer]

Вопрос не к Вам, а к инициатору, внёсшему сие рацпредложение. Вопрос к т-щу gan'у.

[Vadims]

Согласно расчетам исследователей, для защиты от космического излучения, перепадов температур и высокоскоростных ударов метеоритов массой до 350 граммов необходим защитный слой из реголита толщиной четыре метра.

https://nplus1.ru/news/2019/10/02/lunar-brick

[gan]

надо признать, ведь есть ещё такое явление, как наведённая радиация

Правильно, на ускорителях допуск для обслуживания после работы ускорителя после нескольких дней. В космосе и на Луне такой возможности нет.

Вопрос не к Вам, а к инициатору, внёсшему сие рацпредложение. Вопрос к т-щу gan'у.

НИТПУ.  Хотя я выше все данные привел, можете подсчитать если интересно.

[gan]

Ну и что, что 30м?

Я немного ошибся с грунтом. Грунт может подойдет но не весь, а со значительным содержанием железа. И поэтому глубина может варьировать может 30 метров а может и 100 метров. А если железа мало, то увы...  Немного поясню. Не получится сделать "тонкую защиту" по определению, а толстую, придется наращивать до предела. Все из-за неупругого взаимодействия с атомными ядрами+рождение вторичных адронов ну и т.д. 
Простой пример- глубина БАК 100 метров+ защита, не просто так. БАК-забавная погремушка в руках людей, а космос он мужик серьезный