Газовые гиганты - источник термоядерного топлива

[sharp]

Исходим из допущения, что через несколько десятков или сотен лет удастся получить годный для коммерческого использования термоядерный реактор. Первоначально для термояда будет хватать топлива, добытого и произведенного на Земле, однако с ростом энергопотребления цивилизации, а так же в процессе освоения космоса неизбежно встанет вопрос о том, что именно космос должен являться источником топлива для термоядерной энергетики.
Традиционно звучат предложения о добыче топлива на Луне, но добыча на Луне - это граммы и даже миллиграммы добытого сырья на тонны переработанного грунта, и естественным образом возникает вопрос: почему бы не добывать сырье для термоядерного топлива хоть и дальше, но там, где оно сконцентрировано в свободном виде и в гигантских, практически неисчерпаемых количествах? Конечно, речь о газовых гигантах, в первую очередь о ближайшем к нам - Юпитере.

Чем это лучше добычи на Луне и других объектах?
1. Процесс добычи технологически несложен: спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу и захватывает забортный газ, переводя его в сжиженное состояние и накапливая в баллоны, а затем поднимается назад, на орбиту и далее - к пункту назначения (Земле или Марсу).

2. Относительная легкость развертывания. Используя группировку всего несколько сотен КА, можно будет полностью покрывать потребности цивилизации в энергии: достаточно, чтобы примерно раз в неделю очередной КА прибывал к Юпитеру, производил добычу и направлялся в обратный рейс. Таким образом, если полет в одну сторону занимает 2 года, требуется всего лишь 200 КА для непрерывного снабжения.
Тогда как для добычи ТЯ-топлива путем разработки Луны или любого твердого космического тела требуется развертывать на их поверхности мощную добывающую промышленность - тысячи сборщиков и десятки заводов для переработки - неизбежно выводя для этого огромные массы грузов с Земли. Причиной тому - крайне малые концентрации добываемых веществ.

3. Значительно повышаются возможности для колонизации планет и ресурсной разработки планет, а так же спутников Юпитера - за счет того, что решается проблема доступной энергии. Фактически это станет значительным шагом к тому, чтобы стать цивилизацией 2-го типа и полноценной космической цивилизацией.

Предлагаю обсуждать вопросы перспективности такой добычи и того, как наиболее оптимальным образом организовать процесс добычи и переработки.

Проблему собственно создания и введения в широкое применение термоядерного реактора предлагаю оставить за скобками, так как это предмет отдельного обсуждения в другой теме.

[druid3]

спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу и захватывает забортный газ

А разность гравипотенциалов крылышки то не сломит?

...кстати, а что именно Вы так думаете добывать? Водород или никель?

[sharp]

А разность гравипотенциалов крылышки то не сломит?

Не должна. На нейтронную звезду Юпитер не похож, вроде.

...кстати, а что именно Вы так думаете добывать?

Водород.

[snickers]

спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу

мысль гениальная ) у нас на орбите прямо рассадник шатллов.  Которые "просто" летают через атмосферу. Для Юпитера первая космическая - 43 а вторая 61 км/сек. Есть чем из атмосферы Юпитера разогнать "просто шатлл"?

захватывает забортный газ, переводя его в сжиженное состояние и накапливая в баллоны,

Что же "просто шатлл" захватит?? Посмотрим состав атмосферы Юпитера - Два основных компонента атмосферы Юпитера — молекулярный водород и гелий. Конечно же столь редчайшие на Земле элементы дойстоны того что бы их --

поднимается назад, на орбиту и далее - к пункту назначения (Земле или Марсу).

Аффтар вообще не понимает, что тот же гелий-3 в Лунном реголите содержиться из за накопления, принесенный солнечным ветром.

почему бы не добывать сырье для термоядерного топлива хоть и дальше, но там, где оно сконцентрировано в свободном виде и в гигантских, практически неисчерпаемых количествах?

А как гелий-3 будет накапливаться в атмосфере Юпитера которая перемешиваеться?
 А вообще мысль поражает своим размахом) - возить водород и гелий на Землю с Юпитера)).

Предлагаю обсуждать вопросы перспективности такой добычи и того, как наиболее оптимальным образом организовать процесс добычи и переработки.

Никак, у нас нет ни РН ни "шаттлов" способных выйти с гравитационной ямы Юпитера на его орбиту. Так же аффтару перед прожектерством стоит сравнить % содержаение гелия-3 и тяжелого водорода (дейтерия) в единице атмосферы Юпитера и в единице обьема реголита Луны. Это как минимум. И вообще попытаться потом немного подумать). Если получиться и сделать выводы.

[druid3]

Так системе Росси никакой Хелий3 и не нужен! Алюминево-воздушный топливный элемент - выделяет энергию и водород! Научиться его собирать(водород!). Потом греем с никелевым порошком и "итальянский термояд". Боги... та тут на целую звезду хватит ... зачем лететь?

[sharp]

мысль гениальная ) у нас на орбите прямо рассадник шатллов.  Которые "просто" летают через атмосферу. Для Юпитера первая космическая - 43 а вторая 61 км/сек. Есть чем из атмосферы Юпитера разогнать "просто шатлл"?

Конечно, не рассадник, их придется произвести на Земле и запустить в космос. В перспективе - наладить производство составных частей КА полностью в космосе.

Вторая космическая Юпитера - только на первый взгляд проблема. Шаттл будет иметь термоядерный реактор в качестве энергетической установки, а некоторая часть добытых газов будет использоваться в качестве рабочего тела для разгона ионным или плазменным двигателем. Возможно - в отдельной разгонной ступени.
Зато соотношение орбитальных скоростей Юпитера и Земли таково, что, покинув Юпитер по рассчитанной траектории, шаттл может достичь Земли и выйти на ее орбиту, практически не расходуя на это энергию.

Аффтар вообще не понимает, что тот же гелий-3 в Лунном реголите содержиться из за накопления, принесенный солнечным ветром.

Вы, чукча, явно не читатель, а писатель. Перечитайте стартовый пост, а так же поинтересуйтесь концентрацией гелия-3 в лунном реголите. Прикиньте, сколько вам придется копать Луну прежде чем добыча выйдет хотя бы на самоокупаемость.

Конечно же столь редчайшие на Земле элементы

Водород на Земле содержится, главным образом, в составе воды. Используя ее для производства термояда, вы будете необратимо уменьшать ее запасы на Земле, постепенно высушивая климат. Кроме того, для снабжения топливом любых объектов на орбите вам придется производить запуски с Земли, расходуя на это топливо и загрязняя атмосферу.

[sharp]

Так системе Росси никакой Хелий3 и не нужен!

Если использовать протон-протонный цикл, то добыча хелия-3 действительно не нужна.

[crazy_terraformer]

Аффтар вообще не понимает, что тот же гелий-3 в Лунном реголите содержиться из за накопления, принесенный солнечным ветром.

В лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение миллиардов лет облучения солнечным ветром. В результате тонна лунного грунта (в тончайшем приповерхностном слое) содержит порядка 0,01 г гелия-3 (до 50 ppb) и 28 г гелия-4.
Большая часть гелия-3 приносилась и приносится в составе солнечного ветра, остальная часть рождена в процессе распада трития, образовавшегося в ходе ядерных реакций скалывания лития под действием альфа-частиц и космических лучей.
Гелий-3 планет-гигантов - это в основном первичный гелий-3, вошедший в их состав из протопланетного облака. Этого гелия-3 полно на Солнце + к вырабатывающемуся в ядре.
Содержание гелия по отношению к водороду в верхних слоя атмосферы Юпитера, согласно таблице ниже, равно He/H=(0,807 ± 0,02)*0,0975=0,0786825±0,00195
По некоторым оценкам запасы ³₂He  на Юпитере составляют 10²⁰тонн.

[LonelyWanderer]

Так системе Росси никакой Хелий3 и не нужен!

Если использовать протон-протонный цикл, то добыча хелия-3 действительно не нужна.

Да ладно, протон-протон это слишком уж жирно, не нужны такие сложности. В мечтах хотя бы дейтерий-дейтерий - его более, чем достаточно повсюду, хватило бы, чтобы терраформировать или даже двигать планеты...

[EvilShurik]

А вот интересно, можно ли в токамаке "невменяемых размеров", километры там, или даже десятки километров плазменной камеры "бублика" зажечь протон-протонный цикл синтеза?
По крайней мере до 700 мегакельвинов плазму в токамаках нагревали. Сложности удержания плазмы убывают пропрорционально размерам "бублика". Поэтому-то термоядерные реакторы так тяготеют к гигантомании.

В космосе можно возвести ТЯР сколь угодно больших размеров. По крайней мере до сотни километров - наверняка. Следовательно, плазму в таком ТЯР можно нагреть до нескольких миллиардов градусов. А при такой температуре протон-протонный синтез идёт весьма охотно. Ещё быстрее будут выгорать продукты синтеза протия. Дейтерий при таких температурах практически сразу присоединит протон, а образовавшийся гелий-3 будет реагировать с другими ядрами гелия-3 и давать гелий-4 и два протона.
Как результат имеем путь и громадный, но мощный ТЯР работающий на самом распространённом топливе Вселенной - протиевом (обычном, протонном) водороде!

Что касается добычи топлива с планет-гигантов, то сколь-нибудь осмысленной такая добыча выглядит только с планет Уран и Нептун. И добывать оттуда лучше всего дейтерий и гелий-3, которого там немало. Впрочем, дейтерий в очень больших количествах есть на Марсе - его там в относительном содержании раз в десять больше чем на Земле. Т. е. если на Земле одно ядро дейтерия попадается на шесть тысяч пятьсот обычных протонов - ядер атомов водорода, то на Марсе - уже на шестьсот протонов! Соответственно, добывать дейтерий на Марсе - проще.

[crazy_terraformer]

...кстати, а что именно Вы так думаете добывать?

Водород.

Сжиженный водород - протий как термоядерное топливо в протон-протонном цикле неудобен, там большая часть энергии уносится нейтрино. Для иных циклов с использованием протия его количество на Земле(для использования на Земле) и меньших небесных телах, содержащих воду предостаточно.
Остаётся применение твердого металлического водорода,если можно его получить в промышленных масштабах в достаточно стабильном состоянии.
При переходе в молекулярное состояние он даст на 1 кг энергии больше в 20 раз, чем сжигание 1кг водорода в кислороде. Однако даже если это вещество можно производить, где взять энергию?
Придётся либо жечь дейтерий или гелий-3 и терять энергию в результате многочисленных преобразований. Либо получать энергию извне с орбиты из сети трансиверов солнечной энергии, если такую можно построить, тогда есть смысл использовать бесполезно выбрасываемую Солнцем энергию, которую человечество не надо будет задействовать в других проектах.
Опять-таки  нет смысла добывать водород на планете-гиганте, если можно получить его из воды или льда на распространённых спутниках планет-гигантов, или на Плутоне-Хароне и далее.
Я исхожу из допущения, что доставка водорода из атмосферы планеты-гиганта будет энергетически дороже его добычи из воды на спутниках планет-гигантов, карликовых-планетах и др. малых телах СС и доставки оттуда.
Таким образом единственное что надо добывать - это гелий-3 из атмосферы планеты-гиганта и возможно дейтерий, сбрасывая балласт в виде протия и гелия-4. Хотя добывать немного гелия-4 это тоже неплохо для других нужд.

[LonelyWanderer]

1. Процесс добычи технологически несложен: спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу и захватывает забортный газ, переводя его в сжиженное состояние и накапливая в баллоны, а затем поднимается назад, на орбиту и далее - к пункту назначения (Земле или Марсу).

Сколько он может захватить газа, не потеряв скорость движения настолько, чтобы не упасть на планету? Сдаётся мне, что это лишь несколько процентов от массы корабля, и то, если он движется по пролётной траектории, а не по орбите с перигелием в верхних слоях атмосферы, иначе это будет лишь доли процента массы корабля.

2. Относительная легкость развертывания. Используя группировку всего несколько сотен КА, можно будет полностью покрывать потребности цивилизации в энергии: достаточно, чтобы примерно раз в неделю очередной КА прибывал к Юпитеру, производил добычу и направлялся в обратный рейс. Таким образом, если полет в одну сторону занимает 2 года, требуется всего лишь 200 КА для непрерывного снабжения.

Откуда эти цифры? Наобум? Тут нужно считать. Взять массу корабля, пусть это будет шаттл. Посчитать, какая его будет скорость на входе в атмосферу, и какая должна быть на выходе при заборе газов за счёт импульса торможения, но чтобы она была не меньше 1-й космической - эта величина будет зависеть от массы забираемых газов. Аэродинамическим сопротивлением пока пренебрежём. А потом нужно выделить из этих газов гелий-3. Если там процентное  его содержание, как в лунных породах, то это 0,043 % от гелия-4 и ещё меньше от массы всех газов. Таким образом, получаем массу собранного гелия-3. Затем считаем, сколько нам нужно этого вещества, и рассчитываем необходимую периодичность полётов и количество необходимых шаттлов.

[LonelyWanderer]

Отдельно нужно коснуться выбора планеты-гиганта для добычи гелия-3. Тут есть большая разница.
Чтобы можно было захватить как можно больше атмосферных газов, скорость входа шаттла в верхнюю атмосферу должна быть минимально возможной, т.к. чем больше скорость, тем больше аэродинамическое сопротивление (которое растёт пропорционально квадрату скорости, т.е. рост потерь кинетической энергии будут гораздо больше роста массы забираемых газов; здесь можно привести пример самолётов, предназначенных для тушения лесных пожаров, забирающих воду с водоёмов на ходу - при незначительной потери скорости они забирают большую массу воды).
Здесь нужно рассчитать 2-ю космическую скорость (или 1-ю, в зависимости от схемы полёта), и скорость вращения планеты.

Итак:

Юпитер:
2-я космическая скорость - 59,5 км/с;
скорость вращения экватора - 12,6 км/с;
разность - 46,9 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 10,2%;

Сатурн:
2-я космическая скорость - 35,5 км/с;
скорость вращения экватора - 9,87 км/с;
разность - 25,63 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 3,25 %;

Уран:
2-я космическая скорость - 21,3 км/с;
скорость вращения экватора - 2,59 км/с;
разность - 18,71 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 26,2 %;

Нептун:
2-я космическая скорость - 23,5 км/с;
скорость вращения экватора - 2,68 км/с;
разность - 20,82 км/с.
содержание гелия в атмосфере - 19 %;

Как видно из цифр, абсолютным победителем здесь является Уран по всем показателям, и в сумме их эффективность добычи там будет выше в разы, чем на других планетах.

[Nucleosome]

Опять-таки  нет смысла добывать водород на планете-гиганте, если можно получить его из воды или льда на распространённых спутниках планет-гигантов, или на Плутоне-Хароне и далее.

конено можно, но только пока они не кончаться. Юпитер же больше, чем всё прочее (кроме Солнца конечно) вместе взятое, потому кончится позже всех по любому. правда по этой же причине и взять с него что-либо труднее...

Сдаётся мне, что это лишь несколько процентов от массы корабля, и то, если он движется по пролётной траектории, а не по орбите с перигелием в верхних слоях атмосферы, иначе это будет лишь доли процента массы корабля.

думаю, что процесс лучше усложнить - сами шатлы не только собирают газ, но и выделяют из него дейтерий, который и везут. хотя конечно это их утежелит, но учитывая, что полезная нагрузка резко "удорожает" думается это имеет смысл

[crazy_terraformer]

А потом нужно выделить из этих газов гелий-3. Если там процентное  его содержание, как в лунных породах, то это 0,043 % от гелия-4 и ещё меньше от массы всех газов. Таким образом, получаем массу собранного гелия-3. Затем считаем, сколько нам нужно этого вещества, и рассчитываем необходимую периодичность полётов и количество необходимых шаттлов.

Масса Юпитера =1,8986·10²⁷ кг
Масса Земли=5,9726·10²⁴ кг
Масса Юпитера без каменно-металлического ядра=Масса Юпитера-10 Земель=1,8986·10²⁷ кг-5,9726·10²⁵ кг=(189,86-5,9726)·10²⁵ кг
Масса Юпа без кам-мет.ядра=1,838874·10²⁷ кг
Основная масса это водород, если считать, что содержание гелия одинаково во всех слоях и равно содержанию в верхних слоях по отношению к водороду 0,0786825±0,00195.
mHe=(0,0786825±0,00195)_*1,838874·10²⁷ кг=(0,144687203505±0,0035858043)·10²⁷
mHe=~(1,4469±0,0359)·10²⁶ кг=~(1,4469±0,0359)·10²³ тонна
Я нашёл одно упоминание, что масса гелия-3 порядка 10²⁰тонн, но это данные не имеющие ссылок на научную литературу.
Юпитер получил этот гелий-3 оттуда же откуда протосолнце - аккрецией из протопланетной туманности, а также с поставками кометами и планетезималями, поэтому его содержание должно быть больше чем в реголите.

[LonelyWanderer]

В посту N 12 я добавил содержание гелия в атмосфере (при условии равенства доли содержания гелия-3), из чего сделал вывод, что более всего подходит для добычи этого газа Уран, причём намного лучше остальных планет.

[snickers]

Куб водорода весит около 90 грамм. Каков обьем "шаттла" нужен для тонны водорода? А для 10 тонн?
У нас уже кстати есть термояд? Вполне вероятно что его не будет в принципе.

конено можно, но только пока они не кончаться.

У нас проблемы с водой? Пока ее даже жечь не в чем, нет термоядерного реактора.

Взять массу корабля, пусть это будет шаттл. Посчитать, какая его будет скорость на входе в атмосферу, и какая должна быть на выходе при заборе газов

Что будет топливом у такого корабля? Та же вода по сути (ее компоненты) или инертные газы, сколько тонн надо их сжечь что бы выйти из гравитационного колодца того же Юпитера?  Выиграли в лоторею миллион, пропили, сдали бутылки купили Запорожец? Вам это не напоминает такой вариант?

[crazy_terraformer]

Юпитер:
2-я космическая скорость - 59,5 км/с;
скорость вращения экватора - 12,6 км/с;
разность - 46,9 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 10,2%;
Сатурн:
2-я космическая скорость - 35,5 км/с;
скорость вращения экватора - 9,87 км/с;
разность - 25,63 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 3,25 %;
Уран:
2-я космическая скорость - 21,3 км/с;
скорость вращения экватора - 2,59 км/с;
разность - 18,71 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 26,2 %;
Нептун:
2-я космическая скорость - 23,5 км/с;
скорость вращения экватора - 2,68 км/с;
разность - 20,82 км/с.
содержание гелия в атмосфере - 19 %;
Как видно из цифр, абсолютным победителем здесь является Уран по всем показателям, и в сумме их эффективность добычи там будет выше в разы, чем на других планетах.

А где вы взяли показатели по гелию?
Не стоит забывать о температурной нагрузке при прохождении через атмосферу благодаря работе воздухозаборников, причём она будет приходится именно на них.
Смысл в этих универсальных аппаратах(сбор и сжижение газов) имеется, если будет технология быстрого выделения гелия-3 и дейтерия, либо если в энергетическом плане добыча и доставка больших количеств водорода с планеты-гиганта будет дешевле электролиза воды на более мелких телах СС. Либо как указал Nucleosome вода когда-нибудь кончится, но это произойдёт максимум ч/з миллионы лет, вопрос только куда она уйдёт.

[LonelyWanderer]

думаю, что процесс лучше усложнить - сами шатлы не только собирают газ, но и выделяют из него дейтерий, который и везут. хотя конечно это их утежелит, но учитывая, что полезная нагрузка резко "удорожает" думается это имеет смысл

Дейтерий вообще не имеет смысл там собирать, его в воде на спутниках море. Только гелий-3. Но вряд-ли его можно выделять непосредственно на спускаемом в атмосферу корабле, это должна быть отдельная инфраструктура.

[LonelyWanderer]

Юпитер:
2-я космическая скорость - 59,5 км/с;
скорость вращения экватора - 12,6 км/с;
разность - 46,9 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 10,2%;
Сатурн:
2-я космическая скорость - 35,5 км/с;
скорость вращения экватора - 9,87 км/с;
разность - 25,63 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 3,25 %;
Уран:
2-я космическая скорость - 21,3 км/с;
скорость вращения экватора - 2,59 км/с;
разность - 18,71 км/с;
содержание гелия в атмосфере - 26,2 %;
Нептун:
2-я космическая скорость - 23,5 км/с;
скорость вращения экватора - 2,68 км/с;
разность - 20,82 км/с.
содержание гелия в атмосфере - 19 %;
Как видно из цифр, абсолютным победителем здесь является Уран по всем показателям, и в сумме их эффективность добычи там будет выше в разы, чем на других планетах.

А где вы взяли показатели по гелию?
Не стоит забывать о температурной нагрузке при прохождении через атмосферу благодаря работе воздухозаборников, причём она будет приходится именно на них.

Да не парился долго, в википедии. Повышенное содержание гелия в Уране легко объяснимо, т.к. эта планета наименьшая из планет-гигантов по массе: повышенное содержание гелия означает пониженное содержание водорода, в процессе формирования этой планеты из протопланетного облака водород плохо накапливался там, улетучивался, поэтому и пропорции гелия больше. В Нептуне, например, имеющим бОльшую массу гелия уже поменьше, а в Юпитере и Сатурне ещё меньше - они много накачали в себя водорода. Хотя не понятно, почему в Юпитере гелия больше, чем в Сатурне, здесь, наверное, его географическое положение сыграло роль.

[LonelyWanderer]

Куб водорода весит около 90 грамм. Каков обьем "шаттла" нужен для тонны водорода? А для 10 тонн?

Что, вот прям куб водорода при нормальном атмосферном давлении? Я же, думаю, его предполагается не прямо в кабину закачивать

Что будет топливом у такого корабля? Та же вода по сути (ее компоненты) или инертные газы, сколько тонн надо их сжечь что бы выйти из гравитационного колодца того же Юпитера?

Ну, залетая туда со скоростью выше 2-й космической, можно вылететь с 1-й космической (потеряв скорость в атмосфере при заборе газов), а уж назад выбираться с помощью всяких там ионников и тому подобного. А как рабочее тело использовать ненужные газы - тот же протий (которого большинство), оставляя себе гелий-3, гелий-4, дейтерий.

[LonelyWanderer]

Я бы предложил ещё одну схемку добычи гелия-3 на планетах-гигантах. Не с помощью шаттлов, а с помощью космического лифта. Если его противовес, а именно база по выделению гелия-3 из общей массы атмосферных газов будет находиться чуть выше верхней кромки атмосферы (где не будет ощутимого торможения), то от него можно подвесить трос, тянущийся до верхней разряженной атмосферы, и на конце этого троса будет находиться заборник газов. Он будет испытывать аэродинамическое торможение, плюс торможение передачей тормозящего импульса забираемых газов. Чтобы ликвидировать последствия этого торможения на базе, на верху этого троса, должны находиться ускорители. Рабочим телом этих ускорителей будет служить протий - самое большое по массе вещество, а дейтерий, гелий-3 и гелий-4 будут забираться и транспортироваться потребителям. Энергетическая установка может представлять из себя атомный реактор, топливом для которого может служить искусственно полученные радиоактивные материалы через использование термоядерной энергии. Это самый простой вариант, но с меньшим КПД (нужно производить для него топливо). Больший КПД будет, если там будет непосредственно находиться термоядерный реактор, работающий на добываемом гелии-3. Ещё один вариант (подходящий, наверное, только для Юпитера) - СЭС (солнечные батареи, и зеркала-концентраторы, необходимые из-за малой плотности солнечной энергии). Также энергию можно туда попробовать подавать микроволновым способом.

[sharp]

Сколько он может захватить газа, не потеряв скорость движения настолько, чтобы не упасть на планету? Сдаётся мне, что это лишь несколько процентов от массы корабля, и то, если он движется по пролётной траектории, а не по орбите с перигелием в верхних слоях атмосферы, иначе это будет лишь доли процента массы корабля.

Зайдя в атмосферу, шаттл должен перейти на аэродинамический полет на турбинных двигателях - то есть, попросту говоря, превратиться в самолет. В этом случае вы можете лететь через атмосферу столько, сколько вам нужно, до тех пор, пока емкость не окажется на 100% заполнена сжиженным водородом.

Куб водорода весит около 90 грамм.

Куб жидкого водорода весит 70 кг. 14 кубов = около тонны.

[sharp]

Смысл в этих универсальных аппаратах(сбор и сжижение газов) имеется, если будет технология быстрого выделения гелия-3 и дейтерия, либо если в энергетическом плане добыча и доставка больших количеств водорода с планеты-гиганта будет дешевле электролиза воды на более мелких телах СС.

Как вариант - станция переработки на одном из спутников. Тогда будет две группировки шаттлов - добывающая и транспортировочная. Добывающая свозит сырье на базу, транспортировочная - курсирует между базой и планетами назначения, перевозя готовое топливо.

[sharp]

Не с помощью шаттлов, а с помощью космического лифта.

Вот только практическая реализуемость космического лифта крайне сомнительна. Да и на постройку вы потратите колоссальную энергию, которой у вас нет, пока вы еще не начали добычу с Юпитера.
Да и зачем лифт? Шатлл вытащит сам себя на 2-ю космическую ионным двигателем, использовав как рабочее тело примерно половину добытого газа.

[crazy_terraformer]

А я за большие автоматические летающие атмосферные платформы - гибрид монгольфьера (подъёмный газ-атмосферный воздух подогреваемый в баллонах или шарах) с электрическими вертолётными или турбореактивными двигателями, работающими в аварийном режиме. Платформа оборудуется заводом по сжижению и фракционированию атмосферных газов с причальной площадкой для грузовых челноков.
Источники энергии:
 1) внешние - орбитальные трансиверы (передача мазером или лазером), приёмник-энергии - ректенна, солнечные панели, зеркала собирающие свет на разного рода приёмники.
 2) внутренние
2.a)основные или аварийные атомные реакторы на платформах могут быть с большинством подкритических блоков для регулирования мощности и одним или парой обычных блоков, питающих вспомогательное оборудование, но главное запитывающих излучатели нейтронов для включения подкритических реакторов.
2.b) термоядерный реактор.
Какого размера может быть летающая плаформа?
Какого минимального размера должны быть электромагнитные катапульты для выброса из атмосферы Юпитера грузовых контейнеров с ракетными движками для перехода на НОО?
Размер определяется наибольшей мощностью магнитного поля, которое смогут развивать сверхпроводящие катушки не теряя сверхпроводимость и не разрываясь на части.

[LonelyWanderer]

Не с помощью шаттлов, а с помощью космического лифта.

Вот только практическая реализуемость космического лифта крайне сомнительна. Да и на постройку вы потратите колоссальную энергию, которой у вас нет, пока вы еще не начали добычу с Юпитера.
Да и зачем лифт? Шатлл вытащит сам себя на 2-ю космическую ионным двигателем, использовав как рабочее тело примерно половину добытого газа.

Я думаю, что всё в точности до наоборот. Какие ионные двигатели, их мощность такова, что удастся поддерживать полёт лишь в верхней экзосфере, собирая ничтожное количество вещества. А если опуститесь ниже, да так, чтобы как вы говорите, летать до тех пор, пока не соберёте нужное количество газа, то скорость упадёт слишком сильно, а 1-я космическая скорость на планетах-гигантах очень велика, вы не наберёте её назад никак. Тут возможен только пролётный вариант с заведомо излишней скоростью, с большим запасом кинетической энергии.

[LonelyWanderer]

А я за большие автоматические летающие атмосферные платформы - гибрид монгольфьера (подъёмный газ-атмосферный воздух подогреваемый в баллонах или шарах) с электрическими вертолётными или турбореактивными двигателями, работающими в аварийном режиме. Платформа оборудуется заводом по сжижению и фракционированию атмосферных газов с причальной площадкой для грузовых челноков.
Источники энергии:
 1) внешние - орбитальные трансиверы (передача мазером или лазером), приёмник-энергии - ректенна, солнечные панели, зеркала собирающие свет на разного рода приёмники.
 2) внутренние
2.a)основные или аварийные атомные реакторы на платформах могут быть с большинством подкритических блоков для регулирования мощности и одним или парой обычных блоков, питающих вспомогательное оборудование, но главное запитывающих излучатели нейтронов для включения подкритических реакторов.
2.b) термоядерный реактор.
Какого размера может быть летающая плаформа?
Какого минимального размера должны быть электромагнитные катапульты для выброса из атмосферы Юпитера грузовых контейнеров с ракетными движками для перехода на НОО?
Размер определяется наибольшей мощностью магнитного поля, которое смогут развивать сверхпроводящие катушки не теряя сверхпроводимость и не разрываясь на части.

Электромагнитная катапульта, выстреливающая груз со скоростью 47 км/с (для Юпитера) ?

[Aluminium]

Можно использовать импульсный двигатель (взрыволёт). Должно получиться стартовать даже с Юпитера.

[LonelyWanderer]

Предлагайте хотя бы приблизительные расчёты своих шатлов и дирижаблей
Я пока предложу приблизительный расчёт космического лифта.

Плотность водорода 90 г/м³, смеси с гелием будет где-то в районе 100 грамм. Воздуха 1200 г/м³к, разница получается 12 раз. Разность гравитации Земли и  Юпитера 2.5 раз.  Итого (не учитывая температуру), плотность юпитерианской атмосферы с глубиной растёт в 4.8 раз медленнее земной атмосферы.

Если бы мы организовали такую добычу газа из земной атмосферы, то нам нужно было бы расположить базу примерно на высоте МКС, километров 400-500 высоты, а воздухозаборник разместить на высоте километров 80, т.е. нам понадобился бы лифт длиной 400 километров. На Юпитере с учетом более протяжённой атмосферы, соответственно, нам нужен лифт длиной 2000 километров.

Ускорение свободного падения на поверхности Юпитера 2,535 g. Экваториальный радиус Юпитера 71 492 км, на высоте 2000 километров гравитация будет слабее в 1,0567 раз, т.е. равна 2,39 g. Разность получается 0,136g.  Эта цифра нужна для расчёта реальности подобного космического лифта.

Стальной трос длиной 2000 километров, неизменяющейся толщины, с площадью сечения 1 м² (беру это сечение, чтобы не переводить цифры) при средней гравитации 0.068g будет весить: 1060800000 кг или 1060000 тонн.

Предел прочности высоколегированной стали марки 30ХГСА 1.4·10⁹ Па. Паскаль = нюьтон на метр², или 0.102 кг/м².
Соответственно, данная марка стали может выдержать 1.4·10⁸ кг веса с площади сечения 1 м².
Итак, сравниваем:
Предел прочности 140000000 кг
Вес:                      1060800000 кг

Разница всего 7.58 раз.
Соответственно, реализуемости такого космического лифта можно добиться применением, естественно, не стали для сооружения космического лифта, а более пригодных для этого материалов. Тут даже нанотрубки не нужны. По данным Википедии, плотонсть углеволокна 1900 против 7780 у стали 30ХГСА , а прочность углеволокна 4·10⁹ против 1.4·10⁸ у стали.
Итого углеволокно лучше стали в 11.7 раз. И это ещё не учитывая возможности по экономии веса с помощью изменения толщины.
Таким образом космический лифт с подобными параметрами реализуем с помощью применения углеволокна.

Космический лифт может из себя представлять вообще просто трубу. Воздухозаборник, движущийся в верхней атмосфере будет на входе иметь высокое динамическое давление, гораздо выше статического,и поэтому газы, попадающие туда, по идее должны вообще сами двигаться вверх по трубе на базу. Однако, компрессоры всё же должны быть из-за наличия трения со стенками трубы.
Наверху, на базе, газы будут разделяться, основная часть их, а именно водород - протий, будет использована как рабочее тело для двигателей. А дейтерий, гелий-3 и гелий-4 будут закачиваться в баллоны, после чего отправляться потребителям.

[mbrane]

Так системе Росси никакой Хелий3 и не нужен! Алюминево-воздушный топливный элемент - выделяет энергию и водород! Научиться его собирать(водород!). Потом греем с никелевым порошком и "итальянский термояд". Боги... та тут на целую звезду хватит ... зачем лететь?

А для итальянскоготтермояда корабли будем выводить на двигателях эмдрайв

[mbrane]

там, или даже десятки километров плазменной камеры "бублика" зажечь протон-протонный цикл синтеза?

дай догадаюсь чтот же нам мешает - наверное ....наверное....температура....я выиграл главный приз?

Рассуждения о снижающейся сложности повеселили...камрад берешь книгу по звездному неклеосинтезу....смотришь плотность и температуру плазмы необходимой для загорания звезды....потом изучаешь неутойчивости...а все потому шо не надо путать слабые и сильные ядерные силы

[mbrane]

Остаётся применение твердого металлического водорода,если можно его получить в промышленных масштабах в достаточно стабильном состоянии.

Свят-свят....

[LonelyWanderer]

Далее о высоте, с которой можно забирать газы, нужно знать температурные нагрузки, о которых как-то совсем никто не говорит, а ведь скорости входа-выхода в атмосферы планет-гигантов - десятки километров в секунду. Всё сгорит ещё задолго до набора необходимой скорости. Обычный спейс-шаттл не сможет поддерживать горизонтальный полёт в верхней атмосфере, т.к. скорость, при которой будут полезны его крылья и смогут поддерживать его будет слишком велика и он испарится.
Я взял космический симулятор и погрузил шаттл в атмосферу Юпитера до той высоты, где его температура остаётся приемлемой для работы.
Например на высоте, на которой статическое давление равно 0.0004 кПа, температура его из-за трения в симуляторе получилась 60⁰С, при давлении 0.0014 кПа - 200⁰С, при давлении 0.0052 кПа - 700⁰С, при давлении 0.01 кПа - 1340⁰С (это цифры лобовых деталей, горизонтальные плоскости 600-700 ⁰С).

Итого, если верить симулятору, и рассчитывать, что, под воздействием динамического давления газы будут подниматься по трубопроводу наверх, то конструкция воздухозаборника может быть предельно простой, без каких-либо механизмов, и он может работать при высоких температурах, например, как при последних приведённых цифрах, с давлением 0.01 кПа. А если так не получится, и нужны механизмы, компрессоры непосредственно в воздухозаборнике, то можно рассчитывать на высоту с давлением 0.0004 кПа.
Зная скорость движения, можно рассчитать количество забираемых газов исходя из диаметра воздухозаборника.
Например, при скорости движения  47 км/с и давлении 0.01 кПа при площади воздухозаборника 1  м² мы можем собрать 4.7 м³/с газа с нормальным давлением. Или 470 грамм/с.
Если верить Википедии по составу атмосферы, то на гелий придётся 47 грамм/секунду.
Если изотопное соотношение гелия-3 в атмосфере Юпитера такое же, как в лунном реголите, равное 0,043 %, то цифра получается 20 мг/с.
Или 1.73 кг/сутки. Согласно той же Википедии, 1 тонна гелия-3 равна 15 миллионам тонн нефти. Таким образом, 1 такой воздухозаборник с площадью 1 м² в верхней атмосфере Юпитера способен снабжать энергией, равной 26000 тонн нефти в сутки, или почти 10 млн.тонн нефти в год. Мировая добыча нефти - около 4 млрд.нефти в год. Соответственно, нужен воздухозаборник площадью 400 м² или совокупность их меньшего размера.

Вот, примерно такие рассчёты хочется увидеть  для дирижаблей, шаттлов и т.д.

ЗЫ: снизить шаттл в симуляторе хотя бы чуточку в атмосферу Юпитера никак не получается. Чуть попадая в самые верхние слои атмосферы, двигаясь с огромной скоростью по круговой орбите, он начитает быстро терять скорость, гораздо быстрее, чем растёт подъёмная сила его крыльев, в результате происходит неконтролируемое падение и сгорание. В то время, как в верхней земной атмосфере он может планировать очень долго со скоростью чуть меньшей, чем 1-я космическая, и может так пропланировать несколько оборотов вокруг Земли, прежде, чем опустится до нижних слоёв. И можно даже совершить временный прыжок обратно в космос. С Юпитером ничего подобного не получается. Скорость слишком велика, аэродинамическое сопротивление слишком велико, а подъемная сила столь неплотного газа, как водород - ничтожна при большой гравитации, и избежать катастрофы невозможно.

[sharp]

Если бы мы организовали такую добычу газа из земной атмосферы, то нам нужно было бы расположить базу примерно на высоте МКС, километров 400-500 высоты, а воздухозаборник разместить на высоте километров 80, т.е. нам понадобился бы лифт длиной 400 километров. На Юпитере с учетом более протяжённой атмосферы, соответственно, нам нужен лифт длиной 2000 километров.

Если верхушка лифта не на геостационарной орбите, лифт будет своей нижней частью испытывать трение об атмосферу. Как предлагается его компенсировать? На верхушке будут установлены стабилизационные двигатели? Какова должна быть их мощность, чтобы поддерживать на орбите тело массой несколько миллионов тонн?
Какими средствами предлагаете строить данное астроинженерное сооружение? Пока добыча топлива еще не налажена, у нас имеет место явный дефицит энергии.

[mbrane]

Сжиженный водород - протий как термоядерное топливо в протон-протонном цикле неудобен, там большая часть энергии уносится нейтрино.

При преобладании более чем на три порядка над кларком дейтерия - унос энергии нейтрино-сомнительный недостоток....

[sharp]

Если верить Википедии по составу атмосферы, то на гелий придётся 47 грамм/секунду.
Если изотопное соотношение гелия-3 в атмосфере Юпитера такое же, как в лунном реголите, равное 0,043 %, то цифра получается 20 мг/с.
Или 1.73 кг/сутки. Согласно той же Википедии, 1 тонна гелия-3 равна 15 миллионам тонн нефти. Таким образом, 1 такой воздухозаборник с площадью 1 м2 в верхней атмосфере Юпитера способен снабжать энергией, равной 26000 тонн нефти в сутки, или почти 10 млн.тонн нефти в год. Мировая добыча нефти - около 4 млрд.нефти в год. Соответственно, нужен воздухозаборник площадью 400 м2 или совокупность их меньшего размера.

В первом посте темы я предлагаю использовать группировку из 200 шаттлов, курсирующих между Землей и Юпитером. Если площадь воздухозаборников каждого шаттла 10 м2, то имеем добычу, эквивалентную 20 млрд тонн нефти в год.

[LonelyWanderer]

Если бы мы организовали такую добычу газа из земной атмосферы, то нам нужно было бы расположить базу примерно на высоте МКС, километров 400-500 высоты, а воздухозаборник разместить на высоте километров 80, т.е. нам понадобился бы лифт длиной 400 километров. На Юпитере с учетом более протяжённой атмосферы, соответственно, нам нужен лифт длиной 2000 километров.

Если верхушка лифта не на геостационарной орбите, лифт будет своей нижней частью испытывать трение об атмосферу. Как предлагается его компенсировать? На верхушке будут установлены стабилизационные двигатели? Какова должна быть их мощность, чтобы поддерживать на орбите тело массой несколько миллионов тонн?
Какими средствами предлагаете строить данное астроинженерное сооружение? Пока добыча топлива еще не налажена, у нас имеет место явный дефицит энергии.

Почему несколько миллионов тонн? Приведённые цифры лишь для простоты расчёта, чтобы не переводить цифры, не нужно же делать трос лифта с сечением 1 м².  И компенсанция зависит не от веса, а от лобового сопротивления водухозаборника и нижней части троса (и/или трубы).
Мощность для поддержания высоты нужно отдельно приблизительно рассчитать, но я пока устал, позже 
Рабочее тело для двигателей, я уже говорил - ненужный протий, которого подавляющее большинство.
Во-первых, чтобы сооружать такое, нужно уже иметь готовый, работоспособный, экономически выгодный (на фоне СЭС) термоядерный реактор, а уже потом думать, как добывать гелий-3. На первоначальном этапе, для единственного созданного реактора (а не для потребностей всей Земли), можно соорудить самый простейший и небольшой космический лифт, забирающий небольшое количество газов. Выше я предложил параметры для сбора более килограмма гелия-3 в сутки, при метровом воздухозаборнике  и высоте его на 0.01 кПа. Первый маломощный воздухозаборник можно расположить гораздо выше, где и давление меньше, и температуры от трения ниже, и длина троса меньше. Испытывая меньшее сопротивление можно и противовес расположить ниже, сократив длину троса с 2000 км до нескольких сотен километров. Вот с этого можно начать.

[ВадимZero]

1. Процесс добычи технологически несложен: спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу и захватывает забортный газ, переводя его в сжиженное состояние и накапливая в баллоны, а затем поднимается назад, на орбиту и далее - к пункту назначения (Земле или Марсу).

Проблема только в том что только одну десятитысячную этой массы можно использовать как термоядерное топливо(гелий3+дейтерий) Остальное бесполезный водород который не в одном термоядерном реакторе(за исключением солнца) вы не сожгете. Скажем ваш шатл летящий на низкой опорной орбите Нептуна, будет забирать атмосферу на скорости 13км/с. А это 84,5 мегаджоуля на килограмм массы. Из него на топливо приходиться только 0.1 грамма, которые выделят при полном сжигании 34000 мегаджоуля энергии. Если взять суммарный кпд системы в 10%, то ЕРОИ добытого топлива получается в районе 40.
   Если с помощью тросовой системы понизить скорость улавливаемого вещества в два  раза, то ЕРОИ выростет до 160. Но лучше всего на мой взгляд, использовать селективное улавливание. Скажем поток проходящего газа облучать лазером с длинной волны настроенной на ионизацию дейтерия и гелия3, а ионны захватывать  магнитной системой.

[LonelyWanderer]

1. Процесс добычи технологически несложен: спускаемый аппарат-шаттл просто летит через атмосферу и захватывает забортный газ, переводя его в сжиженное состояние и накапливая в баллоны, а затем поднимается назад, на орбиту и далее - к пункту назначения (Земле или Марсу).

  Если с помощью тросовой системы понизить скорость улавливаемого вещества в два  раза, то ЕРОИ выростет до 160. Но лучше всего на мой взгляд, использовать селективное улавливание. Скажем поток проходящего газа облучать лазером с длинной волны настроенной на ионизацию дейтерия и гелия3, а ионны захватывать  магнитной системой.

Вряд-ли получится на такой скорости прохождения газов.

[LonelyWanderer]

Если верить Википедии по составу атмосферы, то на гелий придётся 47 грамм/секунду.
Если изотопное соотношение гелия-3 в атмосфере Юпитера такое же, как в лунном реголите, равное 0,043 %, то цифра получается 20 мг/с.
Или 1.73 кг/сутки. Согласно той же Википедии, 1 тонна гелия-3 равна 15 миллионам тонн нефти. Таким образом, 1 такой воздухозаборник с площадью 1 м2 в верхней атмосфере Юпитера способен снабжать энергией, равной 26000 тонн нефти в сутки, или почти 10 млн.тонн нефти в год. Мировая добыча нефти - около 4 млрд.нефти в год. Соответственно, нужен воздухозаборник площадью 400 м2 или совокупность их меньшего размера.

В первом посте темы я предлагаю использовать группировку из 200 шаттлов, курсирующих между Землей и Юпитером. Если площадь воздухозаборников каждого шаттла 10 м2, то имеем добычу, эквивалентную 20 млрд тонн нефти в год.

Какой-то слишком простой расчёт Да не взлетит ни один шаттл из юпитерианской атмосферы. И с Земли его поднять очень трудно, а тут нужно приложить в десятки раз больше энергии, причём непонятно какого происхождения. Да и КПД будет крайне низким. Масса тягаемого туда-сюда корабля (даже, если бы вам удалось чудом его отправить с Юпитера назад) гораздо больше носимого полезного груда. И подавляющее большинство времени он будет в пути туда-обратно и не занят непосредственно добычей. Если уж и создавать добычу на Юпитере, то корабли/механизмы и т.д. это осуществляющие должны постоянно там находиться, или в окрестностях, но никак не летать туда-сюда. Отправлять на Землю нужно специально созданный для этого транспорт, который не будет заниматься добычей.
А ещё не учтены соотношения положения Юпитера и Земли. Нельзя просто слетать на Юпитер и назад. Для этого должны использоваться стартовые окна, в часть времени, и в большую его часть, вообще такой маршрут невозможен.

[ВадимZero]

Вряд-ли получится на такой скорости прохождения газов.

Поглощение квантов света атомами не зависит от их скорости.

[LonelyWanderer]

Вряд-ли получится на такой скорости прохождения газов.

Поглощение квантов света атомами не зависит от их скорости.

Зато этот атом просто не прилипнет туда, куда вы хотите, какой бы он там заряд не имел, и какое бы магнитное поле вы там не создали. Скорость прохождения газа слишком велика, да ещё это броуновское движение, когда атом гелия то и дело будет наталкиваться на атомы водорода, и пока он будет прорываться, ведомый магнитным полем, вся смесь давно покинет улавливатель. Или вы о стационарных дирижаблях?

[ВадимZero]

Или вы о стационарных дирижаблях?

Я о шатле который летит в сильно разряженной атмосфере, где столкновениями атомов можно пренебречь.

[sharp]

Да не взлетит ни один шаттл из юпитерианской атмосферы. И с Земли его поднять очень трудно, а тут нужно приложить в десятки раз больше энергии, причём непонятно какого происхождения.

Почему непонятно какого? Компактный термоядерный реактор на борту. В качестве рабочего тела использовать водород или гелий-4, закачанные из атмосферы. То есть, дейтерий и гелий-3 накапливаем как полезную нагрузку, остальное - как рабочее тело.
Для выхода на орбиту используем ЭРД с высокой большим расходом рабочего тела. Если корабль+полезная нагрузка весят 10 тонн, то всего 5 тонн р/т при скорости истечения 100 км/с будет достаточно, чтобы накинуть шаттлу 40 км/с скорости.

Если уж и создавать добычу на Юпитере, то корабли/механизмы и т.д. это осуществляющие должны постоянно там находиться, или в окрестностях, но никак не летать туда-сюда. Отправлять на Землю нужно специально созданный для этого транспорт, который не будет заниматься добычей.

Возможно, так и есть, в этом случае шаттлы должны курсировать между Юпитером и базой на одном из спутников (или орбите).

[ВадимZero]

Для выхода на орбиту используем ЭРД с высокой большим расходом рабочего тела.

ЭРД для старта с Юпитера...оригинально

[LonelyWanderer]

Или вы о стационарных дирижаблях?

Я о шатле который летит в сильно разряженной атмосфере, где столкновениями атомов можно пренебречь.

Да, но там, думаю, и улавливаемыми атомами гелия-3 тоже тогда можно будет пренебречь

[LonelyWanderer]

Почему непонятно какого? Компактный термоядерный реактор на борту. В качестве рабочего тела использовать водород или гелий-4, закачанные из атмосферы. То есть, дейтерий и гелий-3 накапливаем как полезную нагрузку, остальное - как рабочее тело.
Для выхода на орбиту используем ЭРД с высокой большим расходом рабочего тела. Если корабль+полезная нагрузка весят 10 тонн, то всего 5 тонн р/т при скорости истечения 100 км/с будет достаточно, чтобы накинуть шаттлу 40 км/с скорости.

Компактный термоядерный реактор на шаттле? Ну-ну. Хотел бы я себе термоядерный реактор в телефоне иметь, или вместо батареек в часах

[EvilShurik]

там, или даже десятки километров плазменной камеры "бублика" зажечь протон-протонный цикл синтеза?

дай догадаюсь чтот же нам мешает - наверное ....наверное....температура....я выиграл главный приз?

Рассуждения о снижающейся сложности повеселили...камрад берешь книгу по звездному неклеосинтезу....смотришь плотность и температуру плазмы необходимой для загорания звезды....потом изучаешь неутойчивости...а все потому шо не надо путать слабые и сильные ядерные силы

Не. Книжки по термояду я смотрел. Как раз, при гигаградусной температуре становится возможна реакция превращения протона в нейтрон при соударении с электроном. Получившийся нейтрон практически мгновенно связывается сначала с одним, а затем другим протоном давая гелий-3.
Увеличение размера "бублика" токамака упрощает удержание плазмы на длительном интервале времени, а следовательно, делает возможным достижения "критерия Лоусона" для протон-протонной реакции.
Поскольку основное количество энергии выделяется в реакции гелий-3 + гелий-3, то потери выделившейся энергии с нейтрино пренебрежимо малы. Не более процентов от общего баланса энергии реакции получения альфа-частиц из протонов.
В космосе можно относительно просто создавать токамаки исполинских размеров. При этом "утечка" тех же нейтронов из плазмы становятся пренебрежимо малыми, из-за большой толщи плазмы.

Строительство токамаков-гигантов возможно естественно, при развитой космической индустрии. Когда всё необходимое добывается в космосе. С астероидов, малых планет.
Поэтому протон-протонный синтез может представлять интерес, для удалённых от Солнца областей солнечной системы. Если требуется производство громадного количества энергии для какого-нибудь производства в поясе Койпера или вообще, за Плутоном, то эта установка становится оправданной. А топливо для неё - широко встречающимся и практически безплатным!

[sharp]

Компактный термоядерный реактор на шаттле?

Относительно компактный, массой около 5 тонн. Для часов и телефона тяжеловато, все-таки

[Kaiserfrogling]

Остальное бесполезный водород который не в одном термоядерном реакторе(за исключением солнца) вы не сожгете.

Помимо протон-протонной реакции водород может гореть в CNO-цикле, который имеет самые жесткие условия их всех термоядерных реакций, но зато самый неприхотливый к топливу и абсолютно безнейтронен.

[crazy_terraformer]

Какого минимального размера должны быть электромагнитные катапульты для выброса из атмосферы Юпитера грузовых контейнеров с ракетными движками для перехода на НОО?
Размер определяется наибольшей мощностью магнитного поля, которое смогут развивать сверхпроводящие катушки не теряя сверхпроводимость и не разрываясь на части.

Электромагнитная катапульта, выстреливающая груз со скоростью 47 км/с (для Юпитера) ?

Выстреливать надо с экватора в одну сторону с направлением вращения, чтобы уменьшить первую космическую на скорость вращения экваториальных верхних слоёв атмосферы.
Первая космическая скорость (v1) 42,073 км/с
Экваториальная скорость вращения 12,6 км/с
Разность 42,073-12,6=29,473 км/сек
Таким образом выходим на НОО и закрепляемся на ней работая ракетными двигателямими водородно-кислородными или электроракетными термическими, если грузовой транспорт будет обладать развертываемой ректенной или солнечными панелями для приёма энергии с системы орбитальных трансиверов.
Используя внешний источник энергии и запас сжиженного водорода грузовой транспорт может покинуть НОО и уйти на более высокие орбиты в системе Юпитера ч/з точки Лагранжа для экономии топлива, чтобы сбросить груз на орбитальной базе или в космотанкер, а затем вернуться обратно в атмосферу Юпитера.
Электрические термические двигатели похоже могут заменить ЖРД в космосе.

Электрический ракетный двигатель термический.

Остаётся применение твердого металлического водорода,если можно его получить в промышленных масштабах в достаточно стабильном состоянии.

Свят-свят....

Вот и я тоже в получении его в стабильном виде глубоко сомневаюсь.

А ещё не учтены соотношения положения Юпитера и Земли. Нельзя просто слетать на Юпитер и назад. Для этого должны использоваться стартовые окна, в часть времени, и в большую его часть, вообще такой маршрут невозможен.

Учитывая,что термоядерные реакторы к этому времени будут существовать, такая мелочь как окна для доставки термоядерного горючего может быть обойдена. Гелий-4 или протий могут служить как газы-охладители в каком-нибудь открытом контуре теплоохлаждения реактора, а затем сбрасываться ч/з электротермический двигатель питаемый от реактора. Либо протий и гелий-4 будут впрыскиваться для увеличения тяги в плазму, вырабатываемую термоядерным реактором в режиме термоядерного двигателя. 

там, или даже десятки километров плазменной камеры "бублика" зажечь протон-протонный цикл синтеза?

...при гигаградусной температуре становится возможна реакция превращения протона в нейтрон при соударении с электроном. Получившийся нейтрон практически мгновенно связывается сначала с одним, а затем другим протоном давая гелий-3.
Увеличение размера "бублика" токамака упрощает удержание плазмы на длительном интервале времени, а следовательно, делает возможным достижения "критерия Лоусона" для протон-протонной реакции.
Поскольку основное количество энергии выделяется в реакции гелий-3 + гелий-3, то потери выделившейся энергии с нейтрино пренебрежимо малы. Не более процентов от общего баланса энергии реакции получения альфа-частиц из протонов.
В космосе можно относительно просто создавать токамаки исполинских размеров. При этом "утечка" тех же нейтронов из плазмы становятся пренебрежимо малыми, из-за большой толщи плазмы.

Такой реактор мог бы пригодиться.
Однако, если будет возможно построить сеть трансиверов солнечной энергии к планетам-гигантам, то можно будет использовать бесполезно сливаемую в космос энергию Солнца для добычи водорода с целью использования его для синтеза воды на каменных безводных телах СС (Меркурий, Луна, безводные астероиды, Венера, а в очень дальней преспективе Марс) из бесполезно хранящейся массы кислорода выделенного из их пород в процессе выделения металлов и др. хим элементов из различных силикатов и алюмосиликатов и пр. кислородных соединений и минералов.

[Diman]

"Учитывая,что термоядерные реакторы к этому времени будут существовать, такая мелочь как окна для доставки термоядерного горючего может быть обойдена. Гелий-4 или протий могут служить как газы-охладители в каком-нибудь открытом контуре теплоохлаждения реактора, а затем сбрасываться ч/з электротермический двигатель питаемый от реактора. Либо протий и гелий-4 будут впрыскиваться для увеличения тяги в плазму, вырабатываемую термоядерным реактором в режиме термоядерного двигателя"

Достойный ответ теме "Нет термояда, нет ископаемых..."

[crazy_terraformer]

Сжиженный водород - протий как термоядерное топливо в протон-протонном цикле неудобен, там большая часть энергии уносится нейтрино.

При преобладании более чем на три порядка над кларком дейтерия - унос энергии нейтрино-сомнительный недостоток....

Если бы коммерческий термоядерный реактор на протон-протонном цикле можно было бы реализовать на Земле я бы согласился.

Стальной трос длиной 2000 километров, неизменяющейся толщины, с площадью сечения 1 м2 (беру это сечение, чтобы не переводить цифры) при средней гравитации 0.068g будет весить: 1060800000 кг или 1060000 тонн.
Предел прочности высоколегированной стали марки 30ХГСА 1.4·109 Па. Паскаль = нюьтон на метр2, или 0.102 кг/м2.
Соответственно, данная марка стали может выдержать 1.4·108 кг веса с площади сечения 1 м2.
Итак, сравниваем:
Предел прочности 140000000 кг
Вес:                      1060800000 кг
Разница всего 7.58 раз.
Соответственно, реализуемости такого космического лифта можно добиться применением, естественно, не стали для сооружения космического лифта, а более пригодных для этого материалов. Тут даже нанотрубки не нужны. По данным Википедии, плотонсть углеволокна 1900 против 7780 у стали 30ХГСА , а прочность углеволокна 4·109 против 1.4·108 у стали.
Итого углеволокно лучше стали в 11.7 раз. И это ещё не учитывая возможности по экономии веса с помощью изменения толщины.
Таким образом космический лифт с подобными параметрами реализуем с помощью применения углеволокна.

Жаль, что самый близкий к планете спутник - Метида находится слишком далеко.
Средний радиус орбиты (r)    128 000 км.
Экваториальный радиус Юпитера 71 492 ± 4 км
Разность 128000-71 492 ± 4=56508 ± 4 км
Точки Лагранжа системы Юпитер-Метида тоже не подходят.
Но у Юпитера есть кольца, в которых имеются глыбы с максимальным размером в 0,5-1 км. Эти глыбы можно попробовать подогнать поближе к Юпитеру и использовать в качестве якорей для космических лифтов.

[Diman]

Здорово! Хорошие математические расчеты!

[Kaiserfrogling]

Увеличение размера "бублика" токамака упрощает удержание плазмы на длительном интервале времени, а следовательно, делает возможным достижения "критерия Лоусона" для протон-протонной реакции.

Один неудобный момент - протон-протонная реакция идет не через сильное а через слабое взаимодействие, для покрытия критерия Лоусона токамак должен быть не менее 100 км.

[sharp]

А я за большие автоматические летающие атмосферные платформы - гибрид монгольфьера (подъёмный газ-атмосферный воздух подогреваемый в баллонах или шарах) с электрическими вертолётными или турбореактивными двигателями, работающими в аварийном режиме.

На Земле отношение тяги к весу вертолетного двигателя - около 20-30. В атмосфере Юпитера при давлении 1 бар плотность газа в 10 раз меньше земной, следовательно и тяга в 10 раз меньше.
Допустим, мы повысим мощность двигателя в несколько раз, и доведем соотношение до 10. То есть, каждый двигатель массой 2 тонны удерживает на себе 18 тонн веса платформы...

Каков вес одной платформы? Так навскидку, каркас, перерабатывающие мощности, реактор - не менее 10000 тонн, на удержание которых потребуется 560 двигателей. Мрщность одного двигателя будет равна не менее 30000 л.с, или 22 МВт, а совокупная мощность двигательных установок - 12 ГВт. С учетом КПД, вам нужен термоядерный реактор мощностью около 20 ГВт. И, даже если допустить, что он впишется в заявленную массу, вам придется расходовать 300 грамм/сек термоядерного топлива, или 25 тонн в сутки. И это только на удержание платформы на плаву. Скорее всего, это меньше, чем дневная выработка такой платформы. А при увеличении добычи и мощности реактора пойдет вверх и вес...

Про монгольфьер забудьте, при такой низкой плотности практически невозможно создать подъемную силу таким путем.

[crazy_terraformer]

А я за большие автоматические летающие атмосферные платформы - гибрид монгольфьера (подъёмный газ-атмосферный воздух подогреваемый в баллонах или шарах) с электрическими вертолётными или турбореактивными двигателями, работающими в аварийном режиме.

На Земле отношение тяги к весу вертолетного двигателя - около 20-30. В атмосфере Юпитера при давлении 1 бар плотность газа в 10 раз меньше земной, следовательно и тяга в 10 раз меньше.
Допустим, мы повысим мощность двигателя в несколько раз, и доведем соотношение до 10. То есть, каждый двигатель массой 2 тонны удерживает на себе 18 тонн веса платформы...

Ладно вертолёт хуже самолёта, т.к. тратит больше топлива. У вертолётного двигателя слишком много деталей, это увеличивает вероятность поломки.
Возможно гибрид дирижабля с реактивным самолётом или дирижабль с реактивными двигателями решит проблему.
Кроме того использование двигателей - это будет аварийный режим на время ремонта.

Про монгольфьер забудьте, при такой низкой плотности практически невозможно создать подъемную силу таким путем.

Плотность зависит от давления, а давление от глубины погружения в атмосферу и температуры среды. Можно опустится до 10 бар. Покрыть баллоны или баллонеты с нагреваемым газом лёгкой теплоизоляцией, и что мешает их объём сделать больше.

[druid3]

Ладно вертолёт хуже самолёта, т.к. тратит больше топлива. У вертолётного двигателя слишком много деталей, это увеличивает вероятность поломки.
Возможно гибрид дирижабля с реактивным самолётом или дирижабль с реактивными двигателями решит проблему.

А что насчет ионолета? Не ионно-катодный двигатель(для малых тяг в дальнем космосе) а именно ионный привод. Очень высокий К.П.Д. + устойчивая работа при малых давлениях.

[druid3]

 

[AndrejM]

Почему ни кто не вспомнил о реальном железе?

АМС "Галилео" и атмосферный зонд для Юпитера
"Атмосферный зонд вошел под углом -8.3° к местной горизонтали. Условия входа полностью определены положением АМС при отделении зонда 12/13 июля. При угле - 9.8° зонд бы погиб при входе от перегрева, при угле - 6.8° - срикошетировал от атмосферы и ушел в космос."
http://galspace.spb.ru/index453.html
Пока что это все что смогло попробовать атмосферу на вкус.

[AndrejM]

В своё время оценил возможность забора газов из атмосферы Юпитера.
Получилось что чтобы поднять килограмм мы должны утопить больше килограмма.
У кого-то есть энергетический расчёт подъёма вещества из атмосферы? (Предположим что конструкция ничего не весит. Только ваты джоули и т.д.)

[AndrejM]

Мне кажется что единственный источник энергии для забора газов: это солнце.
Все остальное требует тянуть с собой и расходовать слишком большую массу.
А вот поднимать только часть газов не эффективно.
Без источника энергии с собой от газов не оттолкнёшься. Ас ним практически все, а то и больше придётся утопить.
Поэтому може лучше понять по дешёвке но все что схватим а потом лишнее использовать с пользой.

[druid3]

Мне кажется что единственный источник энергии для забора газов: это солнце.

Солнце у далеких планет-гигантов?

А чем тогда плоха орбитальная солнечная электростанция? Чем больше таких станций тем ближе они перемещаются к Солнцу. Образуя постепенно сферу Дайсона. Панели стоят копеечно. И главное уже существуют. В отличие от...

[LonelyWanderer]

Мне кажется что единственный источник энергии для забора газов: это солнце.

Солнце у далеких планет-гигантов?

А чем тогда плоха орбитальная солнечная электростанция? Чем больше таких станций тем ближе они перемещаются к Солнцу. Образуя постепенно сферу Дайсона. Панели стоят копеечно. И главное уже существуют. В отличие от...

Если из добываемого гелия-3 получится извлекать на порядки больше энергии, чем тратить на его добычу, то имеет смысл. Вот смотрите, если пропорции гелия-3 как на Луне, 0.043%, а гелия - 10%, то чтобы поднять 43 грамма гелия-3, нам нужно поднять 1 тонну атмосферы. Если 1 тонна гелия-3 эквивалентна 15 миллионам тонн нефти, как говорится в википедии, то 43 грамм равняется 645 тоннам нефти (характеристики приближаются к химическим ракетам на Земле)... Которыми нужно поднять тонну атмосферы Юпитера..
[ И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта]

[sharp]

[ И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта]

Так и есть, затевать петрушку ради одного только гелия-3 нецелесообразно. Нужно либо добывать так же дейтерий и тритий, либо производить их из добытого водорода.

[crazy_terraformer]

И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта

Вот я и говорю нужны либо станции  плавающие в атмосфере по выделению и сжижению дейтерия и гелия-3 или по сжижению тамошнего воздуха, питаемые от орбитальных трансиверов.
Энергия для покидания гравитационного колодца тоже солнечная от них. Приёмники энергии на грузовых транспортах могут располагаться на широких и длинных крыльях. В атмосфере будут работать атмосферные реактивные электрические термические двигатели, вне атмосферы космические электрические термические ракетные двигатели.
В итоге будет тратится только рабочее тело- сжиженный водород или сжиженный юпитерианский воздух и трансформированная солнечная энергия.

[sharp]

Энергия для покидания гравитационного колодца тоже солнечная от них.

Вопрос-то не в том, откуда брать энергию, а в том, чтобы тратить на весь процесс добычи меньше энергии, чем будет добыто.

[crazy_terraformer]

Энергия для покидания гравитационного колодца тоже солнечная от них.

Вопрос-то не в том, откуда брать энергию, а в том, чтобы тратить на весь процесс добычи меньше энергии, чем будет добыто.

Энергия Солнца бесполезно утекает в пространство, а так хоть часть её можно законсервировать в виде добытого гелия-3 и дейтерия, сжиженных протия и гелия-4.

[AndrejM]

Энергия Солнца бесполезно утекает в пространство, а так хоть часть её можно законсервировать в виде добытого гелия-3 и дейтерия, сжиженных протия и гелия-4.

А остальные источники энергии нам в другом месте пригодятся.

[LonelyWanderer]

[ И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта]

Так и есть, затевать петрушку ради одного только гелия-3 нецелесообразно. Нужно либо добывать так же дейтерий и тритий, либо производить их из добытого водорода.

А дейтерий можно добывать отовсюду, где есть вода... Зачем эти трудности с планетами-гигантами?

[crazy_terraformer]

[ И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта]

Так и есть, затевать петрушку ради одного только гелия-3 нецелесообразно. Нужно либо добывать так же дейтерий и тритий, либо производить их из добытого водорода.

А дейтерий можно добывать отовсюду, где есть вода... Зачем эти трудности с планетами-гигантами?

Гелий-3, если будет добываться, почему бы ни прихватить дейтерий.
К тому же на что-то же можно будет тратить излишки солнечной энергии, создавать запасы на разные энергетически затратные проекты и на будущее, в т.ч. для межзвездных кораблей.
Гелий-3 одно из топлив для экологически чистых реакторов.

[LonelyWanderer]

[ И тут я усомнился в целесообразности добычи гелия-3 на Юпитере вообще каким бы то ни было способом, что в атмосфере, что в экзосфере... Поднимать весь атмосферный воздух Юпитера, без предварительного выделения гелия-3  получается чистый энергетический проигрыш, если вспомнить о тамошней гравитации, впрочем, как и у любой планеты-гиганта]

Так и есть, затевать петрушку ради одного только гелия-3 нецелесообразно. Нужно либо добывать так же дейтерий и тритий, либо производить их из добытого водорода.

А дейтерий можно добывать отовсюду, где есть вода... Зачем эти трудности с планетами-гигантами?

Гелий-3, если будет добываться, почему бы ни прихватить дейтерий.
К тому же на что-то же можно будет тратить излишки солнечной энергии, создавать запасы на разные энергетически затратные проекты и на будущее, в т.ч. для межзвездных кораблей.
Гелий-3 одно из топлив для экологически чистых реакторов.

Вот только для этого, для межзвездных кораблей. Где можно согласиться c энергетической затратностью добычи гелия-3. А дейтерий даже заодно не стоит добывать, т.к. его отправка будет всё-равно намного дороже, чем добыча из воды на планетах, спутниках или ледяных астероидах.

[crazy_terraformer]

Гелий-3, если будет добываться, почему бы ни прихватить дейтерий.
К тому же на что-то же можно будет тратить излишки солнечной энергии, создавать запасы на разные энергетически затратные проекты и на будущее, в т.ч. для межзвездных кораблей.
Гелий-3 одно из топлив для экологически чистых реакторов.

Вот только для этого, для межзвездных кораблей. Где можно согласиться c энергетической затратностью добычи гелия-3. А дейтерий даже заодно не стоит добывать, т.к. его отправка будет всё-равно намного дороже, чем добыча из воды на планетах, спутниках или ледяных астероидах.

Если использовать энергию Солнца добывать на планетах-гигантах будет выгодно даже обычный водород.

[druid3]

Если использовать энергию Солнца добывать на планетах-гигантах будет выгодно даже обычный водород.

Повторюсь, но все же... Какого минимального размера должны быть панели солнечных батарей дабы обеспечить работу одного дрона-сборщика(разумных размеров и производительности) у Юпитера или Урана. При плотности потока солнечного излучения там... Не выгоднее ли будет поставить батареи здесь и светить туда? Энергия Солнца да бесплатна, но не технология ее получения же!

[crazy_terraformer]

Если использовать энергию Солнца добывать на планетах-гигантах будет выгодно даже обычный водород.

Повторюсь, но все же... Какого минимального размера должны быть панели солнечных батарей дабы обеспечить работу одного дрона-сборщика(разумных размеров и производительности) у Юпитера или Урана. При плотности потока солнечного излучения там... Не выгоднее ли будет поставить батареи здесь и светить туда? Энергия Солнца да бесплатна, но не технология ее получения же!

О чём я талдычу! О сети трансиверов энергии.
Т.е солнечная энергия могла бы добываться на орбитах близких к Солнцу от земной до меркурианской и ближе к Солнцу, а передаваться по сети трансиверов мазерным или лазерным излучением, в зависимости от КПД передачи и трансформации. Фактически в СС мог бы  наращиваться и поддерживаться рой Дайсона из СЭС и сети трансиверов.

[sharp]

Какого минимального размера должны быть панели солнечных батарей дабы обеспечить работу одного дрона-сборщика

Плотность солнечной энергии в районе Юпитера - 40 МВт на кв.км. С учетом КПД будем считать, что 10 МВт.

Т.е солнечная энергия могла бы добываться на орбитах близких к Солнцу от земной до меркурианской и ближе к Солнцу, а передаваться по сети трансиверов мазерным или лазерным излучением, в зависимости от КПД передачи и трансформации. Фактически в СС мог бы  наращиваться и поддерживаться рой Дайсона из СЭС и сети трансиверов.

Да нереально это, из-за рассеивания излучения. 1 млн км - предельная дистанция для такого рода передачи. При этом приемник может располагаться только на поверхности (ибо должен будет иметь непрерывную площадь в сотни кв.км).

[ВадимZero]

Т.е солнечная энергия могла бы добываться на орбитах близких к Солнцу

У фотоэлементов очень быстро падает кпд при перегреве. Потому тащить близко к солнцу смысла нет.

[crazy_terraformer]

Т.е солнечная энергия могла бы добываться на орбитах близких к Солнцу от земной до меркурианской и ближе к Солнцу, а передаваться по сети трансиверов мазерным или лазерным излучением, в зависимости от КПД передачи и трансформации. Фактически в СС мог бы  наращиваться и поддерживаться рой Дайсона из СЭС и сети трансиверов.

Да нереально это, из-за рассеивания излучения. 1 млн км - предельная дистанция для такого рода передачи. При этом приемник может располагаться только на поверхности (ибо должен будет иметь непрерывную площадь в сотни кв.км).

1 млн км для какого размера излучателя? Закрутить приёмник никак нельзя.

[crazy_terraformer]

Т.е солнечная энергия могла бы добываться на орбитах близких к Солнцу

У фотоэлементов очень быстро падает кпд при перегреве. Потому тащить близко к солнцу смысла нет.

А кто вам говорит про фотоэлементы, про СЭС использующие теплоноситель не читали. Зеркалами можно нагревать жидкие металлы их сплавы, расплавы солей. Чем выше температура теплоносителя, тем меньше размер радиатора (+ толще стенки).

[ВадимZero]

А кто вам говорит про фотоэлементы, про СЭС использующие теплоноситель не читали.

Тепловые машины в космосе это безумно дорого, в отличии от тонкопленочных фотоэлементов.

[Змей Петров]

Фотоэлемент тоже тепловая машина

[druid3]

Плотность солнечной энергии в районе Юпитера - 40 МВт на кв.км. С учетом КПД будем считать, что 10 МВт.

Остается вопрос веса дрона, космические скорости для Юпитера знаем. Для сравнения - мощность РН Энергия  ~100 pow(10, 9) W - 100 000 МВт, Карл! 100x100 км солнечных батарей на орбите Юпитера. Достаточно это для маневров в поле тяготения Юпитера и переработки? А как нам(на какие шиши!?) пульнуть этими батареями туда!? 

1 млн км для какого размера излучателя?

Точечный лазер на Земле дает 3-х километровый зайчик на Луне. Т.е. минимум 1 ретранслятор каждые 1 млн.км.

[druid3]

Можно попытаться найти оптимум между количеством ретрансляторов и площадью батарей.

Можно еще подождать когда такая наука как "спинтроника" подгонит батареи - и транспортировать энергию в них. Но здесь могут быть проблемы... Такая батарея высвобождающая энергию за малый отрезок времени уже сама по себе оружие... 

[ВадимZero]

Фотоэлемент тоже тепловая машина

А муха тоже вертолет.

[Змей Петров]

ВадимZero, зря смеётесь.
Представьте себе ФЭ в равновесном излучении.

[ВадимZero]

ВадимZero, зря смеётесь.
Представьте себе ФЭ в равновесном излучении.

Мне достаточно знать определение термина "Тепловая машина" Оно имет конкретное значение и на фотоэлементы не распостраняется.

[druid3]

begin offtop
Ребята, а сброс оболочки красным гигантом(звездой!) много "вкусняшек оставляет" для ГТС?
end offtop

[crazy_terraformer]

А кто вам говорит про фотоэлементы, про СЭС использующие теплоноситель не читали.

Тепловые машины в космосе это безумно дорого, в отличии от тонкопленочных фотоэлементов.

Сейчас дорого. Так и гелий-3 с планет-гигантов раньше чем лет ч/3 100, нет 200-300 в лучшем случае, можно будет добывать.

[Змей Петров]

Мне достаточно знать определение термина "Тепловая машина" Оно имет конкретное значение и на фотоэлементы не распостраняется.

Так вы и вечный двигатель второго рода изобретёте.

[ВадимZero]

Сейчас дорого.

А вы видите прогресс в этой области? Если не секрет то в чем он заключается?

[ВадимZero]

Так вы и вечный двигатель второго рода изобретёте.

Пробовал, но все попытки упираются во второе начало

[crazy_terraformer]

1 млн км для какого размера излучателя?

Точечный лазер на Земле дает 3-х километровый зайчик на Луне. Т.е. минимум 1 ретранслятор каждые 1 млн.км.

А если не точечный? Вот вырастят 3-х километровый кристалл рубина или какого-то другого кристалла для мегалазера в вакууме и привед медвед. Можно и излучатель для мазера соответствующих размеров соорудить. Будет собственная гравитация мешать, то можно раскрутить. Всё упирается в прочность материалов.
Кубик рубина со стороной в 3 км будет весить около 1,09215^.10¹⁷ кг, поэтому лучше использовать газовый лазер на основе смеси аргона со фтором, он легче будет, да ещё УФ коротковолновый (193нм), а значит расходимость меньше.

[crazy_terraformer]

Сейчас дорого.

А вы видите прогресс в этой области? Если не секрет то в чем он заключается?

Я вижу прогресс в области кибернетики и информатики, робототехники - он ведёт к появлению ИИ и относительно самостоятельных машин, что увеличит в будущем производственные и интеллектуальные ресурсы человечества (ограничение будет только в области материалов, энергии и экологии) и их возможности, расширит наши возможности в космосе и мировом океане.
Прогресс в развитии ракетостроения и материаловедения ( лёгкие и прочные композиты), в росте энергетики ведёт к росту выводимой с Земли в космос массы, чем больше умной техники и грузов можно будет вывезти в космос, тем быстрее пойдёт развитие внеземной промышленности.
Развитая внеземная промышленность уже справится с такой задачей.

[crazy_terraformer]

Есть один интересный способ передачи энергии

(кликните для показа/скрытия)

кинетический

. .
 У Юпитера полно спутников мелких и крупных. Их можно

(кликните для показа/скрытия)

расстреливать с Меркурия болванками имеющими релятивистские скорости

.
В результате выделится много энергии в виде тепла и света, только собирай с орбиты.
E=mc² 

[druid3]

А если не точечный? Вот вырастят 3-х километровый кристалл рубина или какого-то другого кристалла для мегалазера в вакууме и привед медвед. Можно и излучатель для мазера соответствующих размеров соорудить. Будет собственная гравитация мешать, то можно раскрутить. Всё упирается в прочность материалов.

Так 3-х километровый кристалл даст 3 км + те же 1.5 км по краям. Волновую природу света не обмануть. Можно облучать офсетный параболоид (из какого волшебного чугуния его только сделать то?) и надеятся на порядок поднят расстояние ретрансляции.

Потому, думаю, разумнее будет все же строить огромные поля солнечных батарей в лагранжевой точке L1. Разумнее - это для добычи на Юпитере как таковой, я не знаю разумнее ли будет это солнечных орбитальных станций в районе Земли. Поля в виде небольших ферм(тысячи их) с собственным транслятором энергии каждая и возможно координирующая все это базовая станция. Выгода в технологичности(одно поле 100x100 м доставляется одним КА, например) и малой стоимости сбоя(аварии при старте, поломки, потери ориентации и т.д.) одной такой станции. Дроны в виде электролетов - мало механически перемещаемых частей - без аэродинамической формы(фермы) т.к. она не нужна в неплотных слоях атмосферы. Ионный привод для работы в атмосфере (кстати на ионном эффекте можно будет поделать и насосы) а ионный привод с испаряемым катодом - маневры в дальнем космосе. При всей футуристичности - ни одно звено системы не представляет из себя чего-то для чего у наших инженеров уже нет задела.

[ВадимZero]

он ведёт к появлению ИИ

Надеясь на ИИ, вы сильно недооцениваете ЕИ. А он уже сгенерил 99% возможных идей и подходов. Когда ИИ появиться ему просто нечего будет изобретать, он сугубо сосредоточиться на допиливании старых идей.

[crazy_terraformer]

он ведёт к появлению ИИ

Надеясь на ИИ, вы сильно недооцениваете ЕИ. А он уже сгенерил 99% возможных идей и подходов. Когда ИИ появиться ему просто нечего будет изобретать, он сугубо сосредоточиться на допиливании старых идей.

Ну и пусть допиливает, некоторые вещи можно допиливать бесконечно. Тот же термояд.

[crazy_terraformer]

Можно облучать офсетный параболоид (из какого волшебного чугуния его только сделать то?)

Параметры офсетного параболоида и чугуния?

[sharp]

А если не точечный? Вот вырастят 3-х километровый кристалл рубина или какого-то другого кристалла для мегалазера в вакууме и привед медвед.

Специалисты по лазерам утверждают, что КПД сильно падает с ростом диаметра луча.

Так 3-х километровый кристалл даст 3 км + те же 1.5 км по краям.

На самом деле нет, в формуле угла расходимости присутствует диаметр (в знаменателе), поэтому для толстого луча будет меньшая расходимость. Но КПД будет падать.

[bob]

В своё время оценил возможность забора газов из атмосферы Юпитера.
Получилось что чтобы поднять килограмм мы должны утопить больше килограмма.
У кого-то есть энергетический расчёт подъёма вещества из атмосферы? (Предположим что конструкция ничего не весит. Только ваты джоули и т.д.)

Только шаттл используя с термоядерным же двигателем спасение мы обретём. Сам питает себя, а излишки на Землю вывозит.

[Змей Петров]

Пробовал, но все попытки упираются во второе начало

Не означает ли это, что ФЭ тоже тепловая машина?
Это без подколок - самому интересно.

[Kaiserfrogling]

Надеясь на ИИ, вы сильно недооцениваете ЕИ. А он уже сгенерил 99% возможных идей и подходов. Когда ИИ появиться ему просто нечего будет изобретать, он сугубо сосредоточиться на допиливании старых идей.

Как же меня вымораживают люди, которые в ситуации "один ответ рождает два новых вопроса" орут о предельности познания.

Кроме того, фотоэлементы не являются тепловыми машинами только если их КПД 0% или 100%, в остальных случаях законы термодинамики на них распространяются

[ВадимZero]

некоторые вещи можно допиливать бесконечно. Тот же термояд.

Термояд как раз пример технологий в которых большую составляющую имеют не интеллектуальные расходы.
 

Ну и пусть допиливает

Наибольший прорыв от ИИ думаю следует ждать в биотехнологиях. Именно там интеллект и нужен чтобы разобраться в хитросплетениях устройства биологических машин.

[ВадимZero]

Не означает ли это, что ФЭ тоже тепловая машина?

Нет не означает. Тепловая машина это устройство, которое напрямую превращающее тепловую энергию в кинетическую энергию(работу).

[sharp]

Надеясь на ИИ, вы сильно недооцениваете ЕИ. А он уже сгенерил 99% возможных идей и подходов. Когда ИИ появиться ему просто нечего будет изобретать, он сугубо сосредоточиться на допиливании старых идей.

Не обязательно поручать ИИ исследовательские функции. Если он сможет взять на себя управленческие - это будет уже прорывом и позволит отправлять в космос более сложные миссии. Как одна из стадий, которую требуется достичь - самовоспроизводящиеся роботы.

[Kaiserfrogling]

Термояд как раз пример технологий в которых большую составляющую имеют не интеллектуальные расходы.

-facepalm
Термояд - это тот случай, когда метод проб и ошибок малоприменим (слишком дорого стоит проба).
Однако делать из этого вывод о главенстве экспериментальной составляющей над теоретической....это весьма смелый вывод, рад буду услышать доказательства .

[ВадимZero]

роме того, фотоэлементы не являются тепловыми машинами только если их КПД 0% или 100%, в остальных случаях законы термодинамики на них распространяются

Не хотите ли вы сказать что фотоэлементы имеющие КПД 0% не подчиняются законам термодинамики?

[ВадимZero]

Термояд - это тот случай, когда метод проб и ошибок малоприменим

Другого метода нет, ибо предсказать поведение сложной системы с достаточной точностью не сможет не один интелект.

[ВадимZero]

Или вы о стационарных дирижаблях?

Я о шатле который летит в сильно разряженной атмосфере, где столкновениями атомов можно пренебречь.

Да, но там, думаю, и улавливаемыми атомами гелия-3 тоже тогда можно будет пренебречь

Как вариант можно не захватывать статическим полем, а просто концентрировать ионы гелия3. Для этого после ионизатора вытягиваем длинный трос, подаем на него отрицательный потенциал. Ионы гелия3 под действием электрического потенциала будут мигрировать в сторону троса, пускай и сталкиваясь с другими молекулами и атомами.  На конце троса ловушка с нейтролизатором.

[Змей Петров]

Тепловая машина это устройство, которое напрямую превращающее тепловую энергию в кинетическую энергию(работу).

А где сказано, что - напрямую?
Да и не тепловую энергию, да и не всякую тепловую энергию можно перевести в работу. Второе Начало, тудть ево...

[druid3]

Параметры офсетного параболоида и чугуния?

Ну как, в какой-то мере требования очевидны: ~ 1 км, понятно раз луч такой мощности нужно передавать на такие расстояния - нужна возможность технологически такое изготовить(это конечно не телескоп и длина волны лишь одна, но...), нужна супер отражающая способность что-бы при длительном падении сотен киловатт в тепло переходили десятки киловатт (которые, кстати, будут деформировать зеркало), нужна малая масса - потому как таким зеркалом нужно будет все время "подруливать" и чем оно тяжелее тем больше топлива.

[crazy_terraformer]

Термояд - это тот случай, когда метод проб и ошибок малоприменим

Другого метода нет, ибо предсказать поведение сложной системы с достаточной точностью не сможет не один интелект.

Всегда я полагаю существует баланс между теорией и практикой, эксперимент даёт некие факты, на основе их строятся теории предсказывающие некое поведение какой-то системы и направление экспериментальных работ, а эти работы далее позволяют отшлифовать теорию.

А рассвет ИИ и робототехники сулит ускорение работ. Машины не болеют и не спят. Сломанные всегда можно будет быстро заменить.

[bob]

А что насчет ионолета? Не ионно-катодный двигатель(для малых тяг в дальнем космосе) а именно ионный привод. Очень высокий К.П.Д. + устойчивая работа при малых давлениях.

Приведённая Вами статья, видимо, в чём-то, гипероптимистична. После действующей модели ионокрафта, созданной полвека назад, ни одного лётного экземпляра построено не было. Видимо, с самим принципом что-то пошло не так. Если бы ионолёты вправду были так эффективны и удобны, как уверяют авторы статьи, мы бы давно на них летали. Сейчас используется понятие "лифтер", а не "ионокрафт" или "ионолёт".
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%84%D1%82%D0%B5%D1%80
Эффект Бифельда — Брауна, открытие сделано Таунсендом Брауном в 1921 году:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%91%D0%B8%D1%84%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D0%B0_%E2%80%94_%D0%91%D1%80%D0%B0%D1%83%D0%BD%D0%B0
Изготовление и запуски лифтеров в домашних условиях (видео сборки и полёта таких моделей):
http://www.youtube.com/watch?v=1qK0b8QJCtI#&feature=share&list=UUs6D2vOvechGJy3ictpiuFQ
http://www.youtube.com/watch?v=YVHk7Of63hE#
http://www.youtube.com/watch?v=aFwZhJcrFVY#

Подумав, что может помешать технической реализации большого транспортного лифтера, я остановился на... проводе, неизбежно ведущем к конструкции. Видимо, он не устраним. Потому, что нужен источник напряжения с заземлением. Похоже, что без него дойти до сотен киловольт и постоянно их поддерживать на рамке - не получится. Если генератор будет стоять на самой машинке, он не сможет использовать заземление, и эффективность аппарата упадёт до неприменимости. Кроме того, видно что генератор, мягко скажем, тяжелее рамки в практически бесконечное число раз. Может быть, что проблема и в этом: тяги не достаточно для подъёма агрегата в целом, если источник питалова поставить на самом аппарате, а не на земле. То есть тягу, характерную для вертолёта, при тех же равных габаритах, получить-то можно (как и уверяют авторы в статье), но высоковольтное оборудование, необходимое для её получения, с места сдвинуть не удастся. Но это так, предположения. Возможно, что я и не прав.

[druid3]

Подумав, что может мешать технической реализации, я остановился на... проводе, неизбежно ведущем к конструкции. Видимо, он не устраним. Потому, что нужен источник напряжения с заземлением. Похоже, что без него дойти до сотен киловольт и постоянно их поддерживать на рамке - не получится. Если генератор будет стоять на самой машинке, он не сможет использовать заземление, и эффективность аппарата упадёт до неприменимости. Но это так, предположение. Возможно, что я и не прав.

  Неправы. Это не аппарат Мыколы Тэслы  - ни один компонент не засекречен и не подразумевает волшебных свойств. Здесь нужна банальная разность потенциалов. И высокое постоянное напряжение. Да аппарат не идеален - пробои при полете во влажном воздухе, проблемы с безопасностью. Но все это решаемо и отнюдь не миллиардными ресурсами. Модельки (даже самые примитивные) летают без проблем. Эти аппараты очень интересны 2-я своими свойствами (помимо К.П.Д.) они позволяют вертикально взлетать и садиться как вертолет и позволяют летать в очень неплотных слоях атмосферы - теоретически там где для КА очень низко а самолету высоко -20..60 км (возможно выше). Так и просится их применение в виде первой ступени КА - космодромы на порядки дешевле - доставка грузов в космос тоже. А если подумать то такой аппарат скорее всего может разгоняться в атмосфере и выскакивать из нее, затем нырять обратно приобретая дополнительное ускорение и так (совершив много витков и тысячи прыжков) до первой(может и второй) космической.

 Смешно, но наверное это и похоронило такие аппараты для человечества. Вы не интересуетесь успехами северокорейского флота и атомной промышленности? А зря... Ну представьте у них флот ионолетов еще. Причем последние незатейливы как топоры - нужно сотня тысяч - получи... Ни США, ни Россия(которой диктуют правила игры абсолютно те же общемировые финансовые инстанции, чтобы там не показывали СМИ) в такой перерасстановке сил не заинтересованы. Китай - копирует только то о чем знает... Индия - очень сильное влияние "англо-скаских институций"(не будем раскрывать тему)... Япония? Тоже под каблуком США. Кто еще имеет космические амбиции? Моя родина,  например , вообще не имеет каких-либо весомых центральных институций, не говоря уж о могущих задать вектор такой новой технологии...

Но это не значит, что их вообще не испытывают. Где-то глубоко конспиративно... Я думаю(бездоказательно, просто интуитивно) что достоверные сведения об НЛО - если отсечь всех шизоидов - это свидетельства полета таких "штучек". Неимоверные виражи и изменения скорости, странные свечения(даже на настольных модельках проявляется)... Ионолет при полете совершает работу по перемещению заряда - сильно фонит со стороны неба в радиодиапазоне. Вот эти ребята могут невольно поймать пару-другую. Кстати, если к нам летают из какой-нить проксимы-кентавра воровать сырье с планет гигантов и именно такими аппаратами - это тоже должно отмечаться в радиодиапазоне   

[druid3]

Кроме того, видно что генератор, мягко скажем, тяжелее рамки в практически бесконечное число раз. Может быть, что проблема и в этом: тяги не достаточно для подъёма агрегата в целом, если источник питалова поставить на самом аппарате, а не на земле. То есть тягу, характерную для вертолёта, при тех же равных габаритах, получить-то можно (как и уверяют авторы в статье), но высоковольтное оборудование, необходимое для её получения, с места сдвинуть не удастся.

Для такой маленькой модели - да, такой умножитель проблема, но не непреодолимая. Для больших моделей - проблема еще меньше. А вот что-бы человека поднять - нужно думать... Кстати, можно открыть отдельный тред - "на ионном ветре к звездам"... Мож подтянутся люди в теме.

[bob]

высокое постоянное напряжение.

В том и дело, что автономную машину, выдающую высокое постоянное напряжение в больших объёмах где-то в воздухе или околоземном пространстве - очень трудно сделать. Все такие машины, особенно до гигавольтных - нуждаются в заземлении: им нужно куда-то отводить лишний заряд. Например, машина Ван-дер-Граафа, как самая простая, надёжная и эффектная реализация гигавольтника, вообще без земли не работает.
Кроме того, пилотируемый вариант практически исключён, и сложная авионика тоже - от таких зарядов не спасёшься ничем - какие изоляторы ни ставь, но хоть минимальная протечка через них будет. А человеку и электронике хватит и совсем немного, чтобы сдохнуть. Например, в ионных электроракетных двигателях эта проблема, хоть в общем и решена, но далека от надёжного решения. И напруги там ниже.

P.S. В общем, сама по себе идея зачётная (в отличие от современных ИЭРД, нуждающихся в очень хорошем вакууме и возимом баке с рабочим телом), но, похоже, для её массовой реализации потребуются ещё какие-то дополнительные идеи, которые позволят ей реально заиграть.

[ВадимZero]

В том и дело, что автономную машину, выдающую высокое постоянное напряжение в больших объёмах где-то в воздухе или околоземном пространстве - очень трудно сделать. Все такие машины, особенно до гигавольтных - нуждаются в заземлении: им нужно куда-то отводить лишний заряд.

А есть вообще примеры беспроводных ионолетов?

[bob]

А есть вообще примеры беспроводных ионолетов?

Лифтеров? Не знаю. Не слышал. А так - "Хаябуса". Но он не лифтер, он классический.

P.S. Забыл, был ещё финско-прибалтийский электрический "парусник", но он был никакой, и сразу сдох.
Re: Физика солнечного ветра

[AndrejM]

Только шаттл используя с термоядерным же двигателем спасение мы обретём.

А что, термоядерная может взлететь с поверхности земли?
Орион не предлагать.