Освоение Луны

[Anatoly]

Высока вероятность, что на Луне найдётся нечто, что поразит эстетические вкусы землян. Или самых богатых землян. Драгоценные камни, например...

как вариант для ВРЕМЕННОЙ окупаемости - возможно.
Но как основа экономики - не получится: ибо либо рынок насытится и цена уйдет ниже себестоимости добычи, либо ресурс будет исчерпан...

[CADET]

Конечно...

[crazy_terraformer]

прикиньте стоимость работ по созданию этого оборудования - и сразу станет понятно, что такую сумму не то что никакая экономика (и производственный потенциал  в первую очередь) Луны, но и вся Земля "не потянет" вообще - соответственно, этот вот продукт "фундаментальных исследований" будет настолько дорог, что станет просто недостижимым, и, соответственно. практически ненужным...

Ну, прямо сейчас Вам вынь и положи этот мегаколлайдер. Когда реальные возможности на Земле и Луне будут соизмеримы, вот тогда да. А когда это будет - чёрт его знает. И этот чёрт точно знает - какие будут цены.

[snickers]

Драгоценные камни, например...

Нафиг камни. Есть вот дачи-дворцы, или мега - яхты. Это понты но они стоят денег.  Одним из таких товаров может стать личная вилла на Луне.
 Как пример.  Те же вилки ложки сковородки с деланные на Луне. Которые раз так в 10 дороже земных, ничем не лучше но ... но покупают же Айфоны, хотя простого Леново например который раз в 10-15 дешевле хватит большинству за глаза. Туризм уже говорил.  А трактора там всякие и "ресурсы капать" оно нафиг никому не надо будет.

[LonelyWanderer]

Да какие виллы-яхты, да не терраформируют Луну никогда, никто не будет заниматься столь широкомасштабной регенерацией атмосферы, а если бы занимались, то условия для вилл и яхт были бы не лучше, чем на Земле, т.к. промышленность там нужна была бы на порядки сильнее, чем современная земная, т.е. производства,  трубы, люди, перенаселение и прочие радости.
Тем более, водород с Луны будет улетать только так... Яхты если только на колесах.

[bob]

Яхты если только на колесах.

...с газотурбинным наддувом парусов...

Китайцы вчера занялись "колонизацией Луны", на Земле, естественно:
Новости освоения дальнего космоса

[Kweni]

Теперь самое время обсудить способы извлечения из реголита полезных продуктов, которые вышеупомянутые китайцы смогут использовать на своей лунной базе.
Как известно, вблизи полюсов Луны, где имеются такие преимущества как непрерывное освещение и некоторые запасы воды, реголит материковый, а не морской, и содержит мало железа и титана, зато много алюминия. Его примерный состав в %:
O 45.32    
Si 21.08    
Al 14.19    
Ca 11.13    
Fe 4.17    
Mg 3.57    
Ti 0.342
остальное приходится на примеси Na, S, Cr, K, Mn, P, Ni, C, Sr, Zr, Ba, Y, Co, Zn, V, F, остальных элементов ещё меньше.

[Kweni]

Как известно, при внимательном изучении различных способов переработки лунного реголита выяснилось, что оптимальным способом является вакуумный пиролиз (Taylor, L., and W. D. Carrier, Resources of Near Earth Space, The University of Arizona Press, Tucson, AZ, 1993, pp. 69-108.). Специалисты NASA тоже согласны с этим (Eric H. Cardiff, Brian R. Pomeroy, Ian S. Banks, Alexis Benz «Vacuum Pyrolysis and Related ISRU Techniques», NASA Goddard Space Flight Center).
При нагревании в вакууме силикатные горные породы разлагаются в соответствии с графиком:

При росте давления с 10^-7 до 0,1 мм ртутного столба характер кривых сохраняется, но увеличивается температура разложения: с 1200К до 2000К.
Основная идея установки для разложения – реголит греется сфокусированным солнечным излучением, образующийся разреженный газ собирается в холодной ловушке. При резком охлаждении образующихся газов они не успевают вступить в обратную реакцию, и мы получаем твёрдый конденсат и газообразный кислород.

Однако до сих пор исследователи концентрировались на разложении реголита как способе получения кислорода. Возникает вопрос, нельзя ли пустить в дело остальные продукты разложения.

Из графика видно, что при постепенном нагревании реголита кроме кислорода вначале будет отгоняться железо, затем мы получим смесь SiO и Mg, потом кальций, и наконец смесь Al и TiO. Полезность алюминия и железа не подлежит сомнению, однако для их получения придётся делать более сложную холодную ловушку. Если для получения одного кислорода достаточно пропускать разреженные продукты разложения через холодный порошкообразный реголит, собирать кислород, а остальное выбрасывать в отвал, то в этом случае нужно будет использовать свой тип ловушки для каждой стадии: железо конденсировать на холодном железном порошке и т.д.

Вопрос также в том, можно ли извлечь пользу из кальция? Из него конечно можно делать проволоку, пригодную для использования в некислородной атмосфере, и покрывать им зеркала лунных телескопов, но на то же самое годится и алюминий.

[crazy_terraformer]

Из чего будем делать перегонный аппарат для получения железа? Из вольфрама с платиновым покрытием?
Минералы в реголите можно попытаться разделить центрифугированием на фракции по одинаковой плотности, а затем выбрать свои методы переработки подходящие для каждой фракции: термолиз, фракционирование расплава кристаллизацией при разных температурах, электролиз расплава,  растворение в сильных кислотах, гидролиз при высоком давлении и температуре, гидролиз и окисление горячим водным раствором перекиси или озона под высоким давлением, восстановление горячим водородом под давлением, металлотермия и т.д.
По базальту , надо почитать кое-что из этого http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1164637&uri=text%2Fpart2-1-1.html , https://elibrary.ru/item.asp?id=15595157 , http://naukarus.com/vzaimodeystvie-bazalta-s-ortofosfornoy-kislotoy .
В этом подпараграфе кратко об изменениях происходящих с базальтами в результате гидротермальных процессов и метаморфизма, затем надо поискать при каких условиях это происходит, какие продукты образуются и что с ними можно сделать.
Такие вот Ц.У. .

[Kweni]

об изменениях происходящих с базальтами в результате гидротермальных процессов

Но позвольте, какие гидротермальные процессы на Луне? Там вода – страшный дефицит, даже в затенённых кратерах её очень мало,  так что воду придётся экономить и везде где только можно обходиться без неё. Использование гидротермальных процессов возможно на многих астероидах, особенно удалённых, но Луна для этого совершенно не годится, по крайней мере пока не освоена технология перемещения больших масс воды на Луну.

Из чего будем делать перегонный аппарат для получения железа? Из вольфрама с платиновым покрытием?

Не понимаю, зачем вам вольфрам, да ещё и с платиной. Лабораторная установка, в которой проводились опыты, была сделана из нержавейки, а образец насыпался в тигель из двуокиси циркония – но только для чистоты эксперимента, ведь на Луне тигель вообще не понадобится, можно просто насыпать горку реголита и испарять его верхнюю часть. Скорость процесса, похоже, низковата, но на полюсах Луны в горах вечного света мы сможем вести его круглосуточно и круглогодично, так что вряд ли это недостаток. Процесс идёт не при земном давлении, а при очень низком, и тепловая нагрузка на стенки аппарата невелика. Единственная часть, соприкасающаяся с горячим разреженным газом – камера для испарения с прозрачным окном. Даже если стенки будут из железа (а прозрачное окно из какого-нибудь подходящего материала можно и с Земли привезти) и будут понемногу эродировать (хотя я больше опасаюсь противоположного – осаждения моноокиси кремния по всей ввнутренней поверхности установки), это железо всё равно соберётся в приёмнике. В общем, я не вижу каких-либо неразрешимых проблем, мешающих существлению этой идеи. 

Минералы в реголите можно попытаться разделить центрифугированием на фракции по одинаковой плотности

Набор минералов там небогат и однообразен. Ну допустим мы отделим анортит от пироксена. Там кальций, кремний, кислород – и здесь кальций, кремний, кислород. Разделение может быть более полезным для морских базальтов и KREEP-пород при выделении титана и редкоземельных элементов, но из обычного материкового реголита ничего кроме кислорода, кремния, железа, алюминия, кальция и магния всё равно не извлечёшь. Правда, в реголите местами могут быть небольшие примеси вещества метеоритов и вещества из других районов Луны, прилетевшего при образовании крупных кратеров, но переработка больших объёмов реголита с отделением небольшой полезной примеси, когда всё остальное идёт в отвал – это отдельная тема. Во всяком случае, содержание и наличие этих примесей сначала надо разведать. А основной состав обычного реголита мы знаем уже сейчас, с ним и нужно работать.

[snickers]

Да какие виллы-яхты,

Читайте внимательнее. Яхты это про Землю.

да не терраформируют Луну никогда

А про это я тоже речи не вел.
Вы так исковеркали всю мою фразу, что она потеряла всякий смысл.  Я имел ввиду, что если на Земле есть спрос на предметы роскоши типа виллы или яхты, то и на Луне миллиардеры и олигархи при удешевление стоимости перевозок вполне себе могут позволить частную постройку. Эдакий вариант виллы на Луне пол куполом.  На Земле есть "лунное посольство", где успешно торгуют участками Луны. Понятно это не имеет юридичской силы. Но это ПОКА не имеет.  Думаю территориальный дерибан Луны не за горами.

[Skipper_NORTON]

А Луна может удержать кислородно-азотную атмосферу в 1 бар, вроде, только 10000  лет? 
Тогда нет смысла ее вообще терраформировать.
 

[snickers]

Вот и пришли к логическому завершению темы.    Хотя.. освоив ВИЭ на Земле, поборов бедность и нищету, перейдя к следующему экономическому укладу.. Луну можно терраформировать. Ну что бы просто было.  Разве не красиво видеть на небосводе живой мир, не загаженный (лунной промышленностью, тракторами, роботами с ломиками и прочей техногадостью) и иметь возможность там побывать??
Но это так фантазии. не с нашим обществом потребления.

[АлександрБровко]

А Луна может удержать кислородно-азотную атмосферу в 1 бар, вроде, только 10000  лет? 
Тогда нет смысла ее вообще терраформировать.

скорее всего кислород будет побочным продуктом  металлургии, и будет поддерживать атмосферу.

[Dim Dim]

А Луна может удержать кислородно-азотную атмосферу в 1 бар, вроде, только 10000  лет? 

То есть, больше, чем вся описанная история человеческой цивилизации. :-)

Тогда нет смысла ее вообще терраформировать.

А Вам, простите, сколько надо?

Терраформирование Луны действительно мероприятие сомнительное.

[crazy_terraformer]

Но позвольте, какие гидротермальные процессы на Луне? Там вода – страшный дефицит, даже в затенённых кратерах её очень мало,  так что воду придётся экономить и везде где только можно обходиться без неё. Использование гидротермальных процессов возможно на многих астероидах, особенно удалённых, но Луна для этого совершенно не годится, по крайней мере пока не освоена технология перемещения больших масс воды на Луну.

Не меньше 600 млн. тонн воды точно обнаружено на северном полюсе в виде ледяных глыб.
Российские учёные с помощью созданного ими прибора LEND, установленного на зонде LRO, выявили участки Луны, наиболее богатые водородом. На основании этих данных НАСА выбрало место для проведения бомбардировки Луны зондом LCROSS. После проведения эксперимента, 13 ноября 2009 года НАСА сообщило об обнаружении в кратере Кабеус А (кратер в 200 км от южного полюса) воды в виде льда.
В результате бомбардировки испарилось 92,2 литра воды.
http://www.rusrep.ru/article/2011/02/01/luna/

Воды на Луне несколько процентов в верхнем слое грунта. Где-то больше, где-то меньше. Осенью была опубликована подробная карта ее распределения, составленная по данным прибора LEND, сконструированного российскими учеными...

Когда американцы запускали аппарат с нашим LEND на борту, про лед на Луне было мало что известно. Понятно было, что он есть, в первую очередь в виде остатков комет, которые уже четыре миллиарда лет врезаются в наш спутник. Было и второе предположение: что вода может образоваться в химических реакциях солнечного ветра с лунным грунтом, реголитом. В любом случае, лед на Луне обнаружили американцы в ходе миссии «Клементина» в 1993–94 годах (25 января 1994). Но все думали, что если вода где-то и сохранилась в значимых количествах, то, наверное, в вечной тени кратеров на Северном и Южном полюсах. Все оказалось не так.

— Видите, черными контурами обведены так называемые постоянно затененные области, — показывает Митрофанов карту распределения воды на Луне. — В полярных областях Солнце стоит низко к горизонту, поэтому если есть кратер, то за его гребень лучи никогда не попадают. Мы ожидали, что лед в основном там и обнаружится, потому что в других местах вода должна была испариться в результате нагрева. Но оказалось, что содержание воды не особенно зависит от затененности.

На карте синим изображены места, где воды много, а желтым и красным — где мало. Мозг привычно соотносит картинку с земными картами, и у него, у мозга, получается, что на Луне прямо-таки океаны. На самом деле количество замерзших частичек льда в красных областях отличается от синих на несколько процентов. И действительно, синие области никак не совпадают с кратерами. Ученые полагают, что вода на освещенных участках находится под слоем грунта. Ведь реголит — очень хороший теплоизолятор, поэтому в десятке сантиметров от раскаленной солнцем поверхности уже космический холод.

— Как же вы с пятидесяти километров эти проценты считаете? — спрашиваем.

— Так и считаем, — говорит Митрофанов. — Принцип работы какой? Прибор регистрирует нейтроны, которые вылетают из лунного грунта при взаимодействии с космическими частицами. Число этих нейтронов зависит от состава грунта, особенно от количества водорода. Потому что нейтрон, сталкиваясь с атомом водорода, теряет половину своей энергии, замедляется и может поглотиться. То есть там, где водорода много, нейтронов мало. А водород на Луне как раз должен находиться в составе водяного льда.

— А почему прибор был вызовом?

— Потому что нейтронов действительно мало. Мы регистрируем всего пять нейтронов в секунду. Мы счетчики сделали максимально чувствительными.....

Когда LEND накопил статистику, к радости исследователей стало ясно, что вода на Луне присутствует не только в кратерах, но и на вполне доступных и удобных для посадки солнечных равнинах. Нужно было проверить, действительно ли это вода, и поточнее сказать, сколько ее. Тогда американцы провели эксперимент LCROSS. 9 октября 2009 года в Луну ударили разгонным блоком «Центавр». Удар выбил столб пыли из поверхности на высоту в полтора километра, а затем на Луну через этот столб «уронили» и сам аппарат LCROSS, который, пока падал, анализировал состав лунного грунта. Все это происходило на границе кратера Кабеус у Южного полюса. Воды нашли действительно много — примерно 5% по массе.

.... Лед на Луне позволяет поставить простую установку для получения кислорода и водорода из воды. Берем грунт, нагреваем, получаем водяной пар. Воду разлагаем электричеством на кислород и водород — сразу и воздух, и горючее для ракет.

Те данные, которые получили ученые из Института космических исследований, показывают, что из тонны местного грунта можно выжать пятидесятилитровый бак воды. Не так уж и плохо. В некоторых регионах Земли почва гораздо суше.

Таким образом под слоем реголита толщиной от 10 см есть вероятность найти лёд или другие богатые водородом вещества в любой точке Луны.

[Андрей 2]

Здравствуйте, уважаемые участники! Я здесь у вас транзитом, мы тут кое-что построим если вы не возражаете.
Колонизация — процесс заселения и освоения новых территорий. Колонизация тесно связана с понятием миграции, однако, не предполагает автоматически утраты колонизаторской общностью контроля над своей прежней территорией.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
Лично я намерен придерживаться именно смысла этого определения КОЛОНИЗАЦИЯ и действовать намерен  только в этом русле.
Для начала предлагаю определиться с тем что человечеству необходимо для успешной реализации вышеуказанной процедуры. Предлагаемый мной вариант действий пока НЕ ПРЕДПОЛАГАЕТ УГЛУБЛЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ.

Вот то что (на мой взгляд) необходимо для колонизации именно Луны:

1) Прежде всего понадобятся очень надёжные источники электроэнергии, способные работать как днём так и ночью, поскольку работы по колонизации будут идти и днём и ночью, не теряя времени.

2)Строительство городов под куполом - универсальных систем жизнеобеспечения людей, способных удерживать воздух, воду и удерживать температуру, комфортную для людей, ограничивающих поступление под купол наиболее агрессивных видов излучений.

3)Освоение местных ресурсов, особый упор нужно сделать на поиски и добычу металлов и воды,
 crazy_terraformer показал расположение залежей водного льда, поэтому проблему можно считать частично решённой.

Пока хватит, продолжение следует.

[LV46]

Здравствуйте, уважаемые участники! Я здесь у вас транзитом, мы тут кое-что построим если вы не возражаете.

Купола - это выдумки фантастов прочно засевшие в головах обывателей; не будет никто строить купола. Уже сто раз обсуждалось. Максимум - прозрачное накрытие каких-нибудь небольших ущелий.
Купол - самая ненадежная и самая дорогая (это важно) из всех конструкций. А самая надежная и дешевая - подповерхностная инфраструктура. Тем более она там есть уже почти готовая, тоже уже обсуждалось. Будущее за этим, а не за "купалами".
---------------
p.s. Дурацкая ссылка на статью из википедии. "не предполагает автоматически утраты колонизаторской общностью контроля над своей прежней территорией." Где камрад Rattus?, он ща эту строчку быстро подредактирует, "патамушта это уже палучаеца ни калония, а база". 

[Rattus]

Где камрад Rattus?, он ща эту строчку быстро подредактирует

А остальных в Википузии зобанилле уже?

[Андрей 2]

Купола - это выдумки фантастов прочно засевшие в головах обывателей;

Всё что вы видите вокруг себя - всё это когда-то считалось фантастикой, от велосипеда до космических полётов, всё было осмеяно. Время всё расставило по местам.

Вас смущает прочность этих городов? Но как вы можете судить о том что ещё не построено?
Их прочность зависит от:

1) Размера конструкции, (я ведь не писал что это будут мегаполисы).
2) От конструкции объекта.
3) От качества и свойств материалов для изготовления объекта.
4) От качества выполнения работ по их изготовлению.

не будет никто строить купола

Не нужно говорить за всех.

Купол - самая ненадежная и самая дорогая (это важно) из всех конструкций

Об этом рано судить поскольку нет прецедента их создания вне Земли.

 

А самая надежная и дешевая - подповерхностная инфраструктура.

Подповерхностная инфраструктура тоже не подарок из-за возможных геологических событий, подобных
тому которое имело место 4 Ноября 1958 года. и т.д.
Под поверхностью мы разместим другое хозяйство, включающее источники электропитания, укреплённые убежища ( на всякий случай), сеть тоннелей связывающую всё это хозяйство с городами. 

p.s. Дурацкая ссылка на статью из википедии.

Любую ссылку можно обозвать дурацкой.