Освоение Луны

[Проходящий Кот]

Вес "Аполона" на орбите перед стартом к Луне был около 40 тон.

Сейчас нет носителей способных разогнать 40 тонн до второй космической.

А с каких это пор "Аполлон" разгонялся на вторую космическую прямо со старта?
Сначала он выходил на обычную орбиту вокруг Земли с массой 40 тон и только потом разгонялся к Луне....

[Андрей 2]

Теперь рассмотрим действие автоматики блокировки разрушенного стеклоблока:
Конструкция в целом заимствована у такого механизма как ролеты, хотя и имеет некоторые отличия.
После полного разрушения стеклоблока вместе с датчиком "змейка" происходит выгорание оправы (уплотнителя) и отстрел остатков стекла, все обломки, которые могут остаться в проёме, будут выметены потоком воздуха.
Сразу после этого включается электродвигатель 3, вращающий ось 6 наматывающую на себя тросик 4, через который посредством бегунка 9 вытягивается шторка 5 с закреплённой на ней надувной подушкой 8, которая надувается сжатым газом из небольшого баллончика снабжённого электроклапаном (на рисунке не показан).

[Андрей 2]

Схематический рисунок.

[LonelyWanderer]

Но такими окнами не остеклишь сколько-нибудь значительные площади - слишком дорого.

[Андрей 2]

Подумаю над более доступным вариантом.

[Dem]

Надо чтобы один механизм на несколько блоков, а не у каждого.

[Андрей 2]

Есть упрощённый вариант стеклоблока, где бронестекло заменено на аналог витринного, но потолще:

1) Первый слой принимает на себя удар и разрушается.

2) Второй слой, аналог ПВХ - прозрачный, мягкий материал, частично гасит и рассеивает  энергию удара.

3) Третий слой - армированное органическое стекло, также частично гасит оставшуюся энергию удара
но при разрушении его сколки не смогут разрушить последний слой стекла.

4) Следующий элемент - это рамка из пористого материала, она должна погасить остаток энергии удара за счет деформации "гармошкой".

5) Внутренний слой стекла с датчиком "змейка", материал - стекло того же типа что и первый слой.
 

[LonelyWanderer]

А от какого размера метеоритов могут спасать все эти стекла? От метеоритов размером с горошину максимум? А размером с кулак? А если он попадёт в раму? А как же защита от радиации? Несколько сантиметров толщины стекла - это плохая защита, какие бы на него напыления не делали.

Неплохо было бы для начала рассчитать вероятность падения метеора того или иного размера на единицу площади за единицу времени и оценить то, какую вообще противометеорную защиту нужно делать.

[Андрей 2]

Здесь нужна статистика, каково среднее количество выпадающих метеоритов к примеру на10кв. км.
Желательно знать примерный тип метеоритов и средний размер самых распространённых этих тел.
После этого подбирать материалы и их толщину. Прорабатывая эти варианты я исходил из размеров  метеоритов от 1см до 10 см, все большие тела я предлагаю сбивать.

[Андрей 2]

Земля притягивает в 6 раз больше мусора чем Луна, значит опасность поражения метеоритами тех же орбитальных  станций тоже выше в 6 раз, но ведь нет примера их поражения до неприемлемого состояния.

[crazy_terraformer]

Вместо стекла надо что-то вроде стеклооптикобетона использовать - прочный и светопропускающий материал, если хотите естественного освещения.

[Андрей 2]

Есть мысль применить технологию "самозаживления" подобная технология применяется в военной авиации, где затягиваются пробоины в топливных баках, в нашем случае это должен быть набор из твёрдых и вязких, гелеподобных материалов, но каких именно - не могу определиться.

[Проходящий Кот]

Вообще-то это крыша.Так что непонятно что получится у обитателей Русской Рулетки...

[LonelyWanderer]

Никак не получается найти достаточно достоверных данных о количестве метеоров и частоты их падения, лишь отрывочные сведения в статьях без ссылок на первоисточники. Но, попробуем разобраться в том, что есть:
http://meteorit.pro/o-meteoritah/nekotoryie-opredeleniya/
На Землю падает 500 метеоритов в год весом >200 грамм. Весом >4 тонн - раз в 10 лет. Разница в весе 20 000 раз, в частоте - 5000 раз. Т.е. с уменьшением размеров метеоритов их количество в растёт в несколько меньшей пропорции по сравнению с падением массы.
http://2u.ucoz.ru/publ/astronomija/astronomija/skolko_meteoritov_padaet_na_zemlju_ezhegodno/13-1-0-581
На Землю в год 26 тысяч метеоритов с весом >100 грамм каждый. 3000 весом >1кг. Здесь также частота падений несколько медленнее меняется по сравнению с изменением веса. Но здесь 1-килограммовых в 6 раз больше, чем в предыдущей ссылке 200-граммовых.
https://www.gazeta.ru/science/2006/06/19_a_677534.shtml
Частота падения метеоритов весом более 1 кг в зоне ответственности лунного сейсмографа - более 400 в год. Площадь этой зоны неизвестна.
https://oko-planet.su/science/sciencecosmos/186283-v-lunu-vrezalsya-samyy-bolshoy-za-istoriyu-nablyudeniy-meteorit.html
Приводится оценка количества падений метеоритов на Луну 260-520 в год весом более 1 кг.

Итак, прикину, очень и очень приблизительно конечно, частоту падений более мелких метеоров. Возьму за цифру 260 метеоров более 1 килограмма в год на Луну (она похожа на земные 3000 метеоров в предыдущей ссылке с учетом разницы в размерах планет). И возьму то же пропорциональное изменение частоты и массы метеоров - уменьшу в 20 000 раз вес и увеличу частоту  в 5000 раз. Получается частота падений метеоров массой более 50 мг - 1.3 миллиона в год.
Получается удобная цифра для оценки метеорной опасности - метеор весом в 50 мг, двигающийся со скоростью 10 км/с обладает кинетической энергией в 2500 Дж, а 20 км/с - 10 000 Дж. Для сравнения, патрон калибра 5.45 обладает энергией 1100-1500 Дж, а винтовочный патрон калибра 7.62 - 3500 Дж. Патроны крупнокалиберных винтовок (12.7*108 мм) имеют 17 кДж - это метеорит массой 0.05 грамм со скоростью 26 км/с, а патрон КПВТ калибра 14.5*114 (основное оружие БТР-80) - 32 кДж соответствует скорости такого метеора в 35 км/с. Самые скоростные метеоры такой массы в 0.05 грамм (>70 км/с) приближаются по мощности к 30-миллимитровой авиационной пушке и пушке БМП-2.
Таким образом, можно эти цифры принять как максимальные - если не отливать многослойные окна метровой толщины, то окна скорее всего такими частицами и более крупными будут пробиваться.

Площадь Луны - 37.93 млн.км². Переведём в гектары - 3 793 млн.га. Частота падений - 1.3 миллиона. Тогда частота падений такого метеора на каждый 1 гектар поверхности будет раз в 2917 лет. Выглядит довольно безопасно даже для тепличного хозяйства, если делать окна способными выдержать выстрелы из крупнокалиберного пулемёта. Но тем не менее, даже вероятность потерь в 1/2917 - это довольно много для такой дорогостоящей инфраструктуры, а потому застеклять окнами с такими прочностными характеристиками можно лишь относительно небольшие помещения. Например, прозрачные купола из такого стекла с площадью 1 км² будут поражаться уже каждые 29 лет! А потому их нужно уже делать способными выдерживать танковый снаряд... Про купола ещё больших размеров уже не говорю.
А теперь нужно подумать, реально ли делать стеклянные теплицы, способные выдержать удар в 10 кДж, какова толщина такого перекрытия будет и его цена - иначе и 1 гектар будет поражаться непозволительно часто.

[LonelyWanderer]

Короче, имхо, чем делать дорогостоящие ударостойкие окна, да при этом ещё подвергаться радиации, если так уж хочется естественного освещения, лучше строить световые колодца и перенаправлять солнечные лучи зеркалами - пусть метеоры бьют в зеркала. Тем более, что при наклоне оси вращения Луны всего 1.5 градуса зеркальные системы можно сделать вообще неподвижными. Поставил и забыл, пока они не разрушатся сами от старости. И безопаснее, и надёжнее и дешевле.

[LV46]

Интересные расчеты. Может лунные колонизаторы призадумаются. Тем более вы взяли минимальный показатель количества метеоритов - 260, при 500 будет всё еще хуже.
----------------------
На данный момент, если даже обычные стеклопакеты возить текущими ракетами (Даже SLS со стоимостью запуска 0,5млрд$), то Земля станет банкротом очень быстро. Чтобы покрыть 1км², хотя бы.
Не говоря уже о бронебойных стеклах, которые гораздо тяжелее. И способе за 6-8 часов нахождения на поверхности, что-нибудь вообще построить в скафандрах.

[LonelyWanderer]

Интересные расчеты. Может лунные колонизаторы призадумаются. Тем более вы взяли минимальный показатель количества метеоритов - 260, при 500 будет всё еще хуже.
----------------------
На данный момент, если даже обычные стеклопакеты возить текущими ракетами (Даже SLS со стоимостью запуска 0,5млрд$), то Земля станет банкротом очень быстро. Чтобы покрыть 1км², хотя бы.
Не говоря уже о бронебойных стеклах, которые гораздо тяжелее. И способе за 6-8 часов нахождения на поверхности, что-нибудь вообще построить в скафандрах.

Вероятно, количество ежегодно падающих на Луну метеоритов массой более 1 кг не только больше 260, но и больше 500. Ведь по ссылке с данными сейсмографа (площадь ответственности которого неизвестна, но о ее существовании было сказано) - уже привелась цифра 400. Эта цифра может достигать 1000 или даже 2000 метеоров в год. В соответствующее количество раз возрастет частота падений и минимальных частиц с достаточной пробивной мощью.

Стекло возить с Земли вообще не вариант. Может быть только по 1 способ - изготовление на месте из местных материалов.

[Андрей 2]

Тем не менее, орбитальные аппараты в решето не превратились. Не так ли?

[LonelyWanderer]

Тем не менее, орбитальные аппараты в решето не превратились. Не так ли?

Потому что космические аппараты - маленькие консервные банки, вероятность попадания в квадрат 10*10 метров метеора весом более 50 мг (не считая космический мусор, коего на околоземной орбите уже больше, чем метеоров) будет уже раз в десятки тысяч лет , но мы говорим о колонизации - о постройках значительных размеров, тем более если мы претендуем на выращивание продуктов под естественным освещением. Обратно пропорционально размерам растет и вероятность попадания. Космическая станция вроде МКС, но размером с город теряла бы по несколько модулей за год.

[Андрей 2]

Самые скоростные объекты - самые маленькие, около 1мм размером, даже если они пробьют 1 слой 2-го варианта, то застрянут в о втором, потеряв энергию.