Освоение Луны

[Андрей 2]

Можно сразу с Земли тогда запускать. Тем более, что вы там запускать будете? АМС десятки тонн не весят. Того же Starship хватит с головой даже для таких

Запускать мы там будем пилотируемые экспедиции к другим планетам, и не по 2 - 3 человека а гораздо более масштабные с техникой и жилыми модулями, Старшип, если он вообще полетит займет свою нишу в перевозках, но универсальным он не является.

[Андрей 2]

Атмосфера это еще защита от радиации, микрометеоритов, источник дешевых газов (инертные, азот, кислород, диоксид углерода). Да и ваккум далеко не везде нужен. Достаточно чистых комнат (привет пыльной Луне) или инертной среды из аргона или гелия. К тому же ваккум создать это далеко не так дорого

Вакуумная металлургия - вот важная отрасль, получение сверхчистых металлов и сплавов, это предпосылка не только к производству высококачественных изделий но и перспективы для зароботка, наверняка на Земле найдутся покупатели на эти материалы.
Защита от радиации, здесь нужно рассчитывать только на искусственные методы, отработанные в процессе эксплуатации орбитальных станций.
В том что касается нынешних способов изучения системы с помощью АМС то это ничто в сравнении с  полноценной масштабной пилотируемой экспедицией переходящей в заселение того же Марса.

[Wert]

акуумная металлургия - вот важная отрасль, получение сверхчистых металлов и сплавов, это предпосылка не только к производству высококачественных изделий но и перспективы для зароботка, наверняка на Земле найдутся покупатели на эти материалы.

Вакуум на Земле не такая уж проблема. Уж точно она не перекрывает массу лунных бед, таких как отсутствие нормальных руд и реактивов, растворителей (кокс, хлор, малодоступная вода, органические жидкости). Непонятно, где азот брать для азотной кислоты, серу для серной кислоты. В реголите конечно есть эти элементы, но извлекать их оттуда будет чрезвычайно затратно. Еще можно долго перечислять.

В том что касается нынешних способов изучения системы с помощью АМС то это ничто в сравнении с  полноценной масштабной пилотируемой экспедицией переходящей в заселение того же Марса.

Для начала ответьте на эти вопросики. Да и вообще почтайте это. Для заселения Марса долететь это далеко не главная проблема.

[Андрей 2]

отсутствие нормальных руд и реактивов, растворителей (кокс, хлор, малодоступная вода, органические жидкости). Непонятно, где азот брать для азотной кислоты, серу для серной кислоты

В этой ныне закрытой ( а зря ) теме я принимал активное участие, мы ведь сейчас  о Луне беседуем, не так ли? и вот вам встречный вопрос: а в скольки местах на Луне проводилось ПОЛНОЦЕННОЕ БУРЕНИЕ ИЛИ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕДР ДРУГИМИ СПОСОБАМИ?

Вакуум на Земле не такая уж проблема.

А там это вообще не проблема.

[Wert]

а в скольки местах на Луне проводилось ПОЛНОЦЕННОЕ БУРЕНИЕ ИЛИ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕДР ДРУГИМИ СПОСОБАМИ?

Запасы многих ископаемых создаются биосферой и гидросферой. Ничего из этого на Луне не было. Кокс из каменного угля (мертвые растения), хлор, бром из соли (морские отложния или морская вода), сера из нефти, газа (отложения биосферы), известняк (флюс, компонент цемента и стекла, сырье для соды, минеральных удобрений) из раковин , а медь, серебро, кобальт, никель из сульфидных руд, которые имеют гидротермальное происхождения. На Луне гидротермальной актвиности не было или былп очень незачительна, иначе были бы ее следы, как на Марсе (глины, формы рельефа). Железная руда имеет преимущественно бактериальное происхождение. Бокситы — основной источник алюминия — приурочены к латеритам, которые образовались в жаром и влажном климате. Фосфор в основном из фосфоритов, которые имеют биогенное происхождение. Кварц (необходим для стекла) образуется при водной эрозии. Инертные газы, азот, кислород из атмосферы или залежей биогенного газа, как гелий.  Вода почти даром из рек или грунтовых вод. На Луне есть только очень скромные запасы льда 1-4 км³ на полюсе. В реголите не более 0,1%. Флюориты (источник фтора) также связаны с гидротермальными жилами, доломитами, известняками. Думаю хватит.

А там это вообще не проблема.

Но там есть взвешенная пыль.

[Андрей 2]

Железная руда имеет преимущественно бактериальное происхождение.

Метеориты и астероиды наверное тоже бактериального происхождения?

Вот пусть нормально исследуют содержимое лунных недр, а потом делают выводы.
Лично я не склонен верить очередной писанине, и вам не советую.

[Wert]

Метеориты и астероиды наверное тоже бактериального происхождения?

Нет. Железо-никелевые — фрагменты ядер планетозималей. Их кстати меньшинство (около 10%) среди метеоритов. А оливин, как сырье для получения железа очень плох, например из-за тугоплавкости.

[Маковец]

сера из нефти, газа (отложения биосферы)

вопрос спорный со времен Менделеева

тогда уж и спиртовые облака в Галактике отложения биосферы. 

[Андрей 2]

На мой взгляд корабли для освоения Луны и планет должны обладать вот такой опцией, как у вертолёта МИ-10 "летающий кран".

[Андрей 2]

Совсем забыл, тот корабль что я предлагал, он кстати тоже имеет эту опцию, старею, однако.

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,162041.560.html

[Wert]

вопрос спорный со времен Менделеева

Тем не менее соотношение изотопов углерода в нефти и газе подобно тому, который типичен для фотосинтеза. Да и находят нефть и газ в осадочных отложениях. Так что биогенный вклад явно подавляющий. Еще доказательства биогенной теории.

тогда уж и спиртовые облака в Галактике отложения биосферы.

В реголите никакого спирта не обнаружено. В межзвездных облаках он связан с процессами адсорбции на пыль при очень низких температурах около 10-20 K. Да и в нашей системе никакого спирта не находили.

[alex_semenov]

Статья от главного российского лунатика:

А.О. Майборода (автор группы изобретений в сфере космического транспорта – патенты США, ЕС и СНГ, член “Московского космического клуба”) «Ядерная луна»

А вот интересно кто-нибудь может объяснить на пальцах, почему после того как мы сделаем 1 Мт взрыв под поверхностью Луны в породе из, скажем, оксида железа, должно выделиться сколько-то-там тонн кислорода и сколько-то там тонн железа и всё так и остаться в разделённом состоянии? Ну что взрыв, создаст высокую температуру и их разделит- я понимаю.  А почему этот кислород опять не соединиться с железом в оксид по мере остывания полости после взрыва? Что этому помешает?

[gans2]

почему этот кислород опять не соединиться с железом в оксид по мере остывания полости

Физхимия.
Слитки железа очень плохо окисляются внутри.

[-Asket-]

Многие проектанты уверены, что лунная промышленность может работать только после добычи лунных ресурсов. Так ли это на самом деле? Оказывается, есть ситуация, когда доставка сырья с Земли может быть выгоднее получения сырья из местных лунных ресурсов.
В Роскосмосе в 2018 году был рассмотрен проект снабжения лунных заводов с 3D-принтерами металлами и углеводородами с Земли, а также водой и другим сырьем. Транспортная система MoonTrap в 5-8 раз сокращает затраты на доставку сырья с низкой околоземной орбиты на поверхность Луны. Метод жесткой посадки, исключающий использование тормозных ракетных ступеней, дает сокращение затрат. Металлические болванки (пенетраторы) тормозятся в грунте, рассыпаются в пыль и частично смешиваются с реголитом. В месте удара образуются скважины (каналы), заполненные металлической пылью. Извлечь металлы из смеси с реголитом не сложно. Стоимость доставки на Луну сокращается. А в этом случае лунные фабрики могут начать работу и производить горнодобывающее и обрабатывающее оборудование.
Извлечение металлов из лунного грунта и преследующая отливка в готовые изделия требует затрат энергии в сотни раз меньше, чем при производстве металлов из реголита. Например, производство алюминия из реголита требует 20 кВт∙ч/кг, что в 180 раз больше энергии, необходимой для расплавления готового алюминия, извлеченного из камуфлетов, производство титана – 30 кВт∙ч/кг, что в 275 раз больше энергии, необходимой для расплавления готового титана. А вот после превращения этого сырья в новые 3D-принтеры, конструкции и агрегаты базы, в кислород и ракетное горючее, можно будет перейти к использованию ресурсов Луны.
В этом варианте на Луну методом мягкой посадки (при помощи ракетной ступени) доставляется только набор 3D-принтеров для печати частей и агрегатов базы и оборудование по приему-накоплению земного сырья и энергоснабжению, что составит 1-3% от общей массы грузов. А большая часть грузов – 97-99%, являющихся сырьем, доставляется системой MoonTrap.
После перехода к стадии добычи лунного сырья возникает вопрос о выборе эффективных способов экспорта лунного сырья в околоземный космос и даже на Землю. Электромагнитные ускорители масс хороши для решения этой задачи. Однако они очень массивны и на первой стадии индустриализации Луны они невыгодны. Имеется другое решение – это система SatTrap. Она образована двумя частями – окололунным спутником-накопителем с электрореактивными ракетными двигателями (I = 16000…33000 m/s) и лунной установкой подачи порций грузов с поверхности в ловушку спутника. В системе SatTrap затраты ракетного топлива на экспорт грузов с Луны сокращаются до 5-10 процентов от массы грузов.

Александр Майборода презентует в 2018 году Роскосмосу технологии освоения Луны методами жесткой посадки грузов:
https://www.youtube.com/watch?v=5vq6jGXk99E

[alex_semenov]

Александр Майборода презентует в 2018 году Роскосмосу технологии освоения Луны методами жесткой посадки грузов:

Ацкий Шайтай этот Майборода!
Наш Пацан!
В натуре!
Это он у Подвысоцкого идей насмотрелся и развил, небось?
 

[Андрей 2]

ногие проектанты уверены, что лунная промышленность может работать только после добычи лунных ресурсов. Так ли это на самом деле? Оказывается, есть ситуация, когда доставка сырья с Земли может быть выгоднее получения сырья из местных лунных ресурсов.

Да это понятно что по крайней мере на первых порах всё необходимое будет доставляться с Земли.
https://asgard-service.com/news/kogda-poyavyatsya-pervye-bazy-na-lune/

[alex_semenov]

почему этот кислород опять не соединиться с железом в оксид по мере остывания полости

Физхимия.
Слитки железа очень плохо окисляются внутри.

Так может мы тупо мегатонными термоядерными взрывами сможем перерабатывать ресурсы астероидов?
То есть ма-а-а-ахонькая но термоядерная бомбочка - и у нас гора металлических слитков? Бери больше и кидай дальше теперь?
То есть все ПОНТЫ а-ля-апологетика @AlexAV, что космические ресурсы - голые камни (да, голые), которые экономически не угрызть- туфта? Люди просто переносят привычные приёмы в непривычные услловия?
А надо необычные приёмы в необычных условиях искать и они - есть?
Термоядерная бомба - как крест животворящий? Будет творить чудеса?

[Wert]

Луны в породе из, скажем, оксида железа, должно выделиться сколько-то-там тонн кислорода и сколько-то там тонн железа и всё так и остаться в разделённом состоянии? Ну что взрыв, создаст высокую температуру и их разделит- я понимаю.

Там же просто образуется расплав и в итоге что-то вроде ядерного стекла (тринитит).
Ведь порода это не только окисленное железо. Да и кислород, выделившийся, окислит после понижения температуры ниже разложения оксидов, расплав. Он будет при таком жаре очень сильным окислителем.

[Rattus]

То есть ма-а-а-ахонькая но термоядерная бомбочка - и у нас гора металлических слитков?

Тогда дно чуть менее чем всех крупных кратеров должно из них состоять.

Термоядерная бомба - как крест животворящий? Будет творить чудеса?

Разве что если уверовать что её "выходная" энергия - это что-то принципиально отличное от кинетической энергии столкновения.

[-Asket-]

В оригинальной книжке Эрике родом из 70-х, на которую Майборода фактически и ссылается, как раз и высказывались осторожные подозрения или надежды, что ударные воздействия метеоритов могли бы в какой-то мере обогощать лунные породы:

Взрывные процессы вовсе не являются для Луны чем то органически чужеродным. Напротив, в естественных условиях они идут на ней постоянно. Когда в лунную поверхность с космической скоростью вонзается метеорит, происходит самый настоящий взрыв (хотя и бесшумный: из-за отсутствия атмосферы на Луне не будут слышны ни грохот взрывов, и какие-либо производственные шумы; вероятно, в этом есть свои удобства). Удар крупного камня размерами с рядовой земной булыжник, при его скорости в несколько десятков километров в секунду (а для метеоритов — такие скорости не редкость) по производимому эффекту вполне эквивалентен ядерному взрыву мощностью во много килотонн. Так что взрывы для Луны — дело обычное (хотя и происходят пока что только на ее поверхности). На рис. 59 показаны результаты одного из таких давних взрывов, сфотографированные с борта командного модуля американского космического корабля «Аполлон-15». Подобные особые точки на теле Луны интересны не только для науки, но и для будущей лунной индустрии: именно в таких районах возможна повышенная концентрация природных лунных руд. Ведь концентрированное выделение тепла — за счет перехода кинетической энергии метеорита в теплоту при его ударе о лунную поверхность — приведет к диффузии освободившихся газов в глубь лунного грунта, в результате чего произойдет локальная деоксидация поверхностных слоев породы. Таким путем могут образоваться естественные лунные руды. Поэтому районы падения метеоритов на поверхности Луны будут одними из первоочередных объектов исследований последующих лунных экспедиций.

Да и подземные взрывы в довольно гипотетической манере описывались:

Результаты подземных ядерных взрывов известны. (Напомним, что все они проводились на специальных полигонах, вдали от густонаселенных районов.) Учитывая более рыхлую по сравнению с земными породами структуру лунного грунта, легко понять, что заряд мощностью в одну килотонну (это очень небольшой, маломощный заряд) раздробит около 330 000 т лунной породы и образует каверну объемом в несколько десятков тысяч кубических метров. По крайней мере, около 10% породы полностью испарится. Кремний и металлы быстро сконденсируются, но так как они будут находиться в весьма чистой кислородной среде, они начнут интенсивно окисляться. Если весьма осторожно принять, что с учетом всех потерь только 30% испарившейся породы придется на кислород, то мы получим следующие цифры: заряд с общей массой (т.е. со всеми контрольными, запальными и другими устройствами) менее 100 кг может «произвести» до 10 000 т кислорода.
Чтобы предотвратить интенсивное реокисление металлов и кремния, кислород нужно удалить из взрывной каверны так быстро, как это только возможно. С этой целью можно использовать пробуренный заранее канал, идущий с поверхности Луны до размещенной на нужной глубине начальной полости, в которую закладывается ядерный заряд. Между начальной полостью и нижним концом канала оставляется перемычка точно расчетной толщины. При взрыве эта перемычка мгновенно разрушается и горячий кислород по каналу устремится вверх. Над верхним устьем канала должны быть заранее сооружены приемно-очистные сооружения и емкости для хранения кислорода — как это показано на рис. 58, а. (Первичный канал, используемый для образования начальной полости и закладки в нее заряда, может быть тщательно забит; либо он будет использоваться как рассмотренный выше канал для отсоса из каверны кислорода; во втором случае у его нижнего устья должна быть создана упомянутая расчетная перемычка.) Космический холод, особенно легко доступный в течение длительной лунной ночи, существенно облегчит сжижение и хранение сжиженного кислорода (а также и других газов, которые образуются в каверне в результате ядерного взрыва и которые можно легко будет отделить от кислорода).



Имеется еще одна — притом очень полезная — возможность быстро поглотить освобождающийся при взрыве кислород. Достаточно наполнить каверну водородом. (На первых порах он будет, очевидно, доставляться с Земли.) Нетрудно догадаться, что в результате каверна заполнится водой.
Практически эту процедуру придется выполнять в два этапа. Первый — это подготовка начальной полости, установка ядерного заряда и взрыв. Второй — наполнение образовавшейся каверны водородом, установка вторичного заряда и повторный взрыв: после пего как раз и выделится тот кислород, который вступит в реакцию с водородом и образует воду.



Однако повторный взрыв в каверне, образованной первым взрывом, окажется значительно менее эффективным: первый взрыв расширит начальную полость более чем в тысячу раз; поэтому — если мощность вторичного заряда будет та же, что и у первого, — результирующее давление после второго взрыва окажется в тысячу раз меньше, чем после первичного взрыва. Соответственно меньше выделится кислорода. Следовательно, придется либо увеличить мощность вторичного заряда (в ту же тысячу раз), либо... выполнить повторный взрыв в специальной начальной полости расчетного объема. Эта отдельная начальная полость разместится по соседству с первой каверной (рис. 58, б). Перемычка между кавернами при взрыве разрушится и горячий кислород устремится в первую каверну, где все уже будет готово к его приему. Если на те 10 000 т кислорода, которые образуются при взрыве ядерного заряда мощностью в 1 кт, в первой каверне запасти 1400 т водорода, образуется около 11 000 т воды. Таким путем может быть в целом решена проблема воды для лунной индустрии и сопровождающих ее поселений.
«Взрывная технология» может использоваться не только для получения воды, но и других необходимых веществ: карбидов, цианидов и др. Эти вещества послужат основой для органического синтеза. Принципиальная схема организации этой линии взрывной технологии показана на рис. 58, а. Такой подход в принципе способен радикально решить задачу получения на Луне всех необходимых индустриальных и биологических материалов. Методика эта должна быть достаточно экономной и пригодной для самых широкомасштабных операций. Быть может, в быстрорастущей семье наук появится новая дисциплина — «взрывная физическая химия».
Развитие технологии всегда было обусловлено уровнем достижимых температур. До знакомства с огнем доступными материалами для людей были лишь камни и кости, а единственной операцией — «холодная шлифовка». В пламени костра (температура порядка 700—800° С) родилась новая технология — начался бронзовый век. Но пока не были придуманы керамика для тиглей и плавильная печь (температура 1400—1500° С), не могло быть и речи не только о железе, но даже и о стекле. Без преувеличения можно сказать: история нашей цивилизации — это развитие техники. А возможности техники — это прежде всего возможности технологии, которые, в свою очередь, теснейшим образом зависят от «температурного потенциала» индустрии.
Благодаря ядерной энергии уровень доступных температур повысился на несколько порядков (как и другой немаловажный технологический фактор — давление). Но в рамках традиционной металлургии нелегко придумать, как использовать колоссальные возможности ядерного взрыва. И, пожалуй, единственный приемлемый путь — выпустить сокрушающую мощь атомного пламени в глубине коренных пород. Но по возможности — не на Земле.
Таким образом, рассматриваемая концепция глубже и шире, чем простое увеличение рудных ресурсов. По сути, ядерные взрывные процессы — принципиально новая ступень в развитии технологии. Выиграет не одна металлургия: высокие температуры и давления нужны и химии. А также и физике. Конечно, сейчас — до приобретения практического опыта в этой области — можно спорить, пойдут ли на деле те реакции, которые в итоге должны привести к синтезу соединений, показанных на рис. 58, а. Но игра стоит свеч. И быть может, будущее откроет такие возможности подлунных взрывов, какие мы пока просто не в силах представить...
https://www.astronaut.ru/bookcase/books/ehricke/text/07.htm?reload_coolmenus

Конечно, не следует воспринимать все это в наши дни как нечто заведомо осуществимое и практически пригодное, как нам пытаются преподнести.