Освоение Меркурия

[MenFrame]

Кажется Меркурианские 700 град лучше чем Лунные 120??

Конечно же...Лучше веть в печке жить, чем иметь эту печку рядышком.
Эти 700 гр. бесполезны если нет рядом доступного холодильника. Потому судьба меркурианских колоний непрерывно убегать от восхода. Дабы иметь и холодильник и нагреватель который нужен для существования любой жизни или машины.

[Александр Овчар]

Почти вся энергия Земной цивилизации производится в интервале перепада температур 700  -  20 град С. Кажется Меркурианские 700 град лучше чем Лунные 120?? град на Солнечной стороне.

Начинать следует с того, что почти вся энергия Земной цивилизации производится с использованием жидких и плотных газовых теплоносителей, берущихся из природы в готовом виде. Чего нет более нигде в Солнечной системе за исключением Земли и Титана (да и во втором случае теплоноситель из неполярных углеводородов - такое себе и по теплоёмкости и по температурному диапазону жидкого состояния).

Конечно, не хотелось бы строить светлое будущее с помощью паровых машин. Луна может быть лучше,  за счет запасов ³He

³He + ³He → ⁴He + 2p + 12,8 МэВ,³He + D → ⁴He + p + 8,35 МэВ, где D – дейтерий, p – протон.

Известные "прожекты" вика или гугл1 гугл2

(кликните для показа/скрытия)

Распад трития в гелий-3 снижает взрывную мощность термоядерной боеголовки, поэтому необходимо периодически извлекать накопленный гелий-3 из боеголовки. Гелий-3, удаляемый в количестве порядка 20 кг в год, во время этого процесса, продается для физических исследований и других применений. Если перерабатывать весь добываемый в мировых промышленных масштабах из природного газа гелий с целью криогенного извлечения природного гелия-3, то удастся выделять всего 2 кг гелия-3 в год. Существует идея добычи гелия-3 на Луне из лунного грунта – реголита. Тонна лунного грунта (в тончайшем приповерхностном слое) содержит порядка 0,01 г гелия-3 и 28 г гелия-4.  Данная изотопная распространенность гелия-3 на Луне (примерно 0,043%) значительно выше, чем в земной атмосфере. В лунном грунте гелий-3 накопился в течение многих миллионов лет, за счет облучения поверхности Луны солнечным ветром. Для извлечения гелия-3 из лунного грунта последний необходимо нагреть до нескольких сотен градусов. Применяется гелий-3 для наполнения газовых счетчиков-детекторов нейтронов, в научных лабораториях для получения сверхнизких милликельвиновых температур (около 0,02 К), путем растворения жидкого гелия-3 в гелии-4 и рассматривается как перспективное термоядерное топливо в управляемом термоядерном реакторе. Термоядерная реакция с гелием-3 выглядит следующим образом:
 ³He + ³He → ⁴He + 2p + 12,8 МэВ,
³He + D → ⁴He + p + 8,35 МэВ, где D – дейтерий, p – протон.
В результате этой термоядерной реакции образуется стабильный изотоп гелия-4 (4He), протон и большое количество энергии. В то время, как в ходе альтернативной термоядерной реакции дейтерия с тритием образуются нейтроны, которые уносят большую энергию, глубоко проникают в окружающие конструкционные материалы, делают их радиоактивными и разрушают их. В итоге такие материалы необходимо периодически (через несколько лет) заменять новыми. Протоны, которые образуются в результате реакции термоядерного синтеза с участием гелия-3, наоборот, глубоко не проникают в окружающие материалы и не наводят радиоактивность. Поэтому такие материалы и конструкции могут служить десятилетиями. Энергетическая эффективность гелия-3 как топлива в термоядерном синтезе огромна. Так, 1 тонна гелия-3 заменяет порядка 15-20 миллионов тонн нефти. Ежегодная потребность России в гелии-3 составляла бы для нужд энергетики порядка 20-30 тонн, а всего человечества – 200 тонн.

Но как знать, не удивлюсь,  если пустотные энергостанции, на градиенте температур между светом и тьмой будут лучше. 

[Александр Овчар]

Почти вся энергия Земной цивилизации производится в интервале перепада температур 700  -  20 град С. Кажется Меркурианские 700 град лучше чем Лунные 120?? град на Солнечной стороне.

Начинать следует с того, что почти вся энергия Земной цивилизации производится с использованием жидких и плотных газовых теплоносителей, берущихся из природы в готовом виде. Чего нет более нигде в Солнечной системе за исключением Земли и Титана (да и во втором случае теплоноситель из неполярных углеводородов - такое себе и по теплоёмкости и по температурному диапазону жидкого состояния).

А что там, внутри Меркурия? Если пробурить? Там могут быть запасы, например,  воды? Еще я помню идеи о возможном синтезе нефти в недрах (органические отходы жизнедеятельности не требуются). Откуда водичка?  Ну например, метеоритами занесло. Из внешних слое СС. 

 Если бурение (на Земле) создает большую часть энергоносителей, то это как то фундаментально?

[Александр Овчар]

Кажется Меркурианские 700 град лучше чем Лунные 120??

Конечно же...Лучше веть в печке жить, чем иметь эту печку рядышком.
Эти 700 гр. бесполезны если нет рядом доступного холодильника. Потому судьба меркурианских колоний непрерывно убегать от восхода. Дабы иметь и холодильник и нагреватель который нужен для существования любой жизни или машины.

Эта печка затухает на глубине 1 метр. Подумайте, всего 1 метр  (рукой подать) до источника вечного тепла/энергии, на "комфортных" 700 град, где конструкционные материалы еще обладают полезной  прочность.

И этот эликсир равномерно распределен на любой, возможной, жилой площади. Как будто с неба падает. Песчаные Черви с планеты Арракис были бы счастливы.

[MenFrame]

Подумайте, всего 1 метр  (рукой подать) до источника вечного тепла

Вы этот метр прогреете за считанные часы. Потому не какого вечного источника.

[Александр Овчар]

Подумайте, всего 1 метр  (рукой подать) до источника вечного тепла

Вы этот метр прогреете за считанные часы. Потому не какого вечного источника.

Вы хотели сказать охладите?

Берем 1 км2, засыпаем субстанцией  типа Vantablack.  Эта субстанция поглощает почти  100% в широком спектре с высокой теплопроводностью  более 3500 Вт/(м*К), и пропускаем через нее  расплав соли или синтетические масла.  Получится почти рядовая ТЭЦ, с типовым к.п.д (30%?).

Меркурианская ТЭЦ отличается от Земной тем, что ей надо уметь добывать  Холод, а не Тепло. Не знаю, что это значит, какие тут могут быть ТТХ.  Например, если на М. построить "сарай" с хорошей крышей, то в сарае может быть запас "космического холода", сам по себе, с циклом 58 дней.

Не надо ниче копать - планета вертится и сама запасет космический холод, если построить "сарай".

с учетом кривой нагрева/охлаждения черного тела, за основу

[MenFrame]

Вы хотели сказать охладите?

Если вы ее используйте как холодильник то нагреваете.

Берем 1 км2, засыпаем субстанцией  типа Vantablack.

И где вы ее на меркурии возьмете?

Получится почти рядовая ТЭЦ, с типовым к.п.д (30%?).

Не получиться если у вас нет холодильника с привычными для холодильника температурами.

Меркурианская ТЭЦ отличается от Земной тем, что ей надо уметь добывать  Холод, а не Тепло.

ТЭЦ нужна разница температур, причем в приемлемых для нее интервалах.

Не надо ниче копать - планета вертится и сама запасет космический холод, если построить "сарай".

А на Луне не какого сарая городить не надо. Фотоэлементы там могут работать в комфортных для себя интервалах температур.

[Wert]

Эта субстанция поглощает почти  100% в широком спектре с высокой теплопроводностью  более 3500 Вт/(м*К), и пропускаем через нее  расплав соли или синтетические масла.

А холодильник где и какая у него температура? Я уж молчу про устойчивость нанотрубок в условиях Меркурия.

[Александр Овчар]

А на Луне не какого сарая городить не надо. Фотоэлементы там могут работать в комфортных для себя интервалах температур.

Фотоэлементы и на Земле могут работать, но мы обсуждали энергетику межзвездных полетах, где есть потребность в антиматерии в товарных количествах. КА с человеком будут весить как океанский лайнер типа Ноев Ковчег, условно под 100 000 тонн. И к этой массе нужен запас антиматерии, как то кратно - т.е под миллион тонн. Осетра можно урезать, дело не в нем.

А в том что, на орбите Меркурия,  антенна с диаметром диска  планеты ловит Солнечного эликсира всего лишь на 10¹⁹ Дж ( секунду?) . На 1000 кг нетто ( в секунду). антиматерии. 
1 тонна/сек = это очень мало для кораблей класса ковчег.

Вы можете представить себе ТТХ дизайна зеракла на солнечных элементах диаметром 3000 км?

[Александр Овчар]

И где вы ее на меркурии возьмете?

Это художник (с) был  

Цитата: Александр Овчар от Вчера в 12:00:46

    Берем 1 км2, засыпаем субстанцией  типа Vantablack.

И где вы ее на меркурии возьмете?

Это художник (с) был    Возник вопрос об идеальном поглощение черного тела и быстрой  теплопроводности (для охлаждения) и нагуглил  магическую субстанцию.

В задаче о земледелии есть термин - "пары". Земле (пашни) нужен отдых. Так же в задаче меркурианской ТЭЦ может быть термин - резерв.  Когда часть поверхности переходит в режим накопления холода. В ..погребах?

Что может быть проще? Два "сарая" . В одном запас  горячих кубометров (1000 К), в другом - холодных (-200 К).

• Горячие - они сами по себе, бесплатно, от Солнца.
• Холодные - аналогично, они "пекутся" на холодной стороне, с помощью горных машин (если нужно) и магических субстанций - или просто - "вызревают" на открытом грунте, в течении длинной ночи.

Позовем художника?  Вот два "айсберга" - горячий и холодный, лежат рядом. Можно подключать лампочку к термопаре и искать идеи для рождения пар.

1. антиматерия может рождаться внутри грозовых разрядах (позитроны).

Позитроны образуются во время молний в результате ядерной реакции.  1

Порождённые разрядом молнии гамма-лучи имеют достаточно энергии, чтобы «выбить» нейтроны из ядер содержащихся в атмосфере стабильных атомов кислорода-15 и азота-14. В результате кислород и азот, потерявшие нейтроны, превращаются в нестабильные атомы углерода-13 и азота-15.  1
..
Учёные зафиксировали потоки позитронов во время ударов молний, сопутствовавших урагану «Патрисия» в 2015 году. 2

2.  антиматерия может рождаться на поверхности Солнца
https://interaffairs.ru/news/show/9824
Ученые зафиксировали и проследили рождение частиц антиматерии в верхних слоях атмосферы Солнца.
===
Шутки шутками, идея анти_печки, где в течение долгой космической ночи вызревают холодные пирожки, сами по себе и быстро (за 58 дней) -  выводит Меркурий на первое место в космическом рейтинге пустотных ТЭС.   

Есть ее одно местечко..  - Зоозве и возможно в области .. Атир/Ватир

[Rattus]

Конечно, не хотелось бы строить светлое будущее с помощью паровых машин.

Почему паровых? Тепловых. Каковыми являются вообще все макроисточники энергии в цивилизации (да и не только макро- и не только цивилизации - ферменты тоже рассматриваются биофизиками как тепловые машины) кроме бета-, фотовольтаики и отчасти приливных электростанций.

А что там, внутри Меркурия? Если пробурить? Там могут быть запасы, например, воды?

Не могут. Плотность Меркурия исключает такой вариант. Только неглубоко у поверхности в вечной тени полярных кратеров.

Еще я помню идеи о возможном синтезе нефти в недрах (органические отходы жизнедеятельности не требуются).

И? Какой прок энергетике от углеводородов в отсутствии окислителя в готовом виде?

Откуда водичка?  Ну например, метеоритами занесло. Из внешних слое СС.

Она вся будет оставаться у поверхности (впрочем, совсем недолго в таких условиях). В силу большой плотности и отсутствия тектонической активности Меркурия. Меркурий - это весьма плотный и цельный шар из камня и соединений "нелёгких" металлов. "Впрыснуть" в него сколь-нибудь заметные количества воды возможным не представляется.

Если бурение (на Земле) создает большую часть энергоносителей, то это как то фундаментально?

Не создаёт, а извлекает накопленное биотой за сотни миллионов лет. Поэтому это фундаментально только для планет с тектоникой и жизнью.

Эта печка затухает на глубине 1 метр. Подумайте, всего 1 метр  (рукой подать)

Современные теплоизоляционные материалы позволяют и в считанные дециметры уложиться для того же разделения температур. И что?
Ещё раз - чтобы ИЗВЛЕКАТЬ энергию из разницы температур, нужно эту разницу достаточно быстро СБРАСЫВАТЬ, нейтрализовать. Для чего ВАм нужно много вещества с прямо противоположным свойством - высокой ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ. И получаемая мощность энергостанции будет прямо пропорциональна теплопроводности теплоносителя-холодильника.

Меркурианская ТЭЦ отличается от Земной тем, что ей надо уметь добывать  Холод, а не Тепло. Не знаю, что это значит, какие тут могут быть ТТХ. Например, если на М. построить "сарай" с хорошей крышей, то в сарае может быть запас "космического холода", сам по себе, с циклом 58 дней.

Раз не знаете - берите учебник по физике для школьников или абитуриентов - и читаете раздел термодинамика. Ещё раз, кратко: в природе нет никакого "космического холода", вакуум - это теплоизолятор. Пусть и полностью прозрачный для излучения. Если Вы излучаете не прямо в тёмное пространство космоса, то это излучение нагреет те тела, до которых долетит (в данном случае - это пол и крыша того "сарая-навеса") и они уже сами в свою очередь будут излучать обратно. Наступит тепловое равновесие в соответствии с законами термодинамики.

ТЭЦ нужна разница температур

Не только - ей ещё нужен теплоноситель с хорошей теплопроводностью. Который должен быть и конечным холодильником также.

Холодные - аналогично, они "пекутся" на холодной стороне, с помощью горных машин (если нужно) и магических субстанций Позовем художника?

Комментарий модератора раздела

Эта тема и Раздел Астрофорума - не для обсуждения фантастических сказок.

Вот два "айсберга" - горячий и холодный, лежат рядом. Можно подключать лампочку к термопаре и искать идеи для рождения пар.

И лампочка у вас моментально почти тухнет и светится едва-едва, поскольку "айсберги" из меркурианской породы сделаны далеко не из чистого металла и не из водяного льда и имеют весьма посредственную теплопроводность и теплоёмкость (собственно именно поэтому они могут так хорошо изолировать более глубокие недра от прогревания).

[Александр Овчар]

прямо пропорциональна теплопроводности теплоносителя-холодильника.
Цитата: Александр Овчар от Вчера в 12:00:46

    Меркурианская ТЭЦ отличается от Земной тем, что ей надо уметь добывать  Холод, а не Тепло. Не знаю, что это значит, какие тут могут быть ТТХ. Например, если на М. построить "сарай" с хорошей крышей, то в сарае может быть запас "космического холода", сам по себе, с циклом 58 дней.

Раз не знаете - берите учебник по физике для школьников или абитуриентов - и читаете раздел термодинамика. Ещё раз, кратко: в природе нет никакого "космического холода", вакуум - это теплоизолятор.

Термин "не знаю" - это эмоция. Удивление. Удивления озарению, что М_ТЭЦ - это задача о Машинах_Для_Добывания_из_Закромов_Природы полезного ресурса = Холод. А не Тепло. Тепла  на М. навалом, лежит тонким слоем по всей поверхности (толщиной в сантиметры) и там везде 1000 К. Равномерно и однородно (условно).

"Минерал" = по имени Холод  = тоже полно = равномерно и однородно, на ночной стороне и там -200⁰С (примерно). И это все бесплатно, не надо копать, бурить, проходить шахты.. .

Поэтому себестоимость Меркурианского кВт*часа = тут нет затрат на земную логистику (извлечения нефти/газа/урана ) и их транспортировку.

На земле Энергоресурсы надо возить в закрытой упаковке. На Меркурии - он сам привезет, за счет вращения планеты.  Надо только построить... накопители. Сеть накопителей  тепла/холода. 

Уточните - как быстро остывает Меркурий на ночной стороне за 58 дней?  По  Стефану-Больцмана. И что будет, если горные машины переработают грунт М. некие в суспензии, с высокой теплопроводность? Что бы оно остывало лучше и больше. (я привел быстрый пример суспензии выше не просто так, от балды..).

Это обратная задача земным ТЭЦ, тут могут совсем другие технические решения.

[Rattus]

"Минерал" = по имени Холод  = тоже полно = равномерно и однородно

И каковы же теплоёмкость и теплопроводность этого меркурианского "минерала"?

[vika vorobyeva]

в другом - холодных (-200 К).

на ночной стороне и там -200 К (примерно)

Меня одну удивляет температура -200 К?

[Rattus]

Меня одну удивляет температура -200 К?

Опечатка видимо - там цельсиев должно быть.

[Александр Овчар]

в другом - холодных (-200 К).

на ночной стороне и там -200 К (примерно)

Меня одну удивляет температура -200 К?

Исправлено. Примите мои извинения за доставленные неудобства.

[Александр Овчар]

"Минерал" = по имени Холод  = тоже полно = равномерно и однородно

И каковы же теплоёмкость и теплопроводность этого меркурианского "минерала"?

Надо подумать .. А какие ТТХ были бы полезны? В начале была идея о транспортировке холода на дневную сторону, хладоагентом. Теперь видится дизайн размещения на поверхности набора "термосов/аккумуляторов". В шахматном порядке, горячие/холодные. У термоса есть подвижные стенки, их можно открывать/закрывать. (см. (возможно/уточнить) аналог ТС в телескопе Уэбб, там есть горячая и холодная сторона, и это как то работает надежно.

Хорошо - допустим на поверхности положили две плиты 1000 м3. (красную и синею).Это нагреватель и холодильник тепловой машины.

Положили на ночной стороне - как положить?  Красную - надо положить плоской , Синею - вертикально.  Холодная (когда на солнечной стороне ) будет дополнительно охлаждаться ИК излучением через боковые стороны, и Синей нужен "зонтик" - солнечный экран (может содержать солнечные панели).
Вы уже видите разницу в ТТХ Синей и Красной плиты?   Когда Красная на Солнечной стороне, наоборот, боковые стороны следует закрывать теплоизолятором. 

Также полезны покрытия с переменой тепловодностью, прозрачностью для ИК.Теплоемкость - Красная должна уметь быстро отдавать тепло (теплопроводность)  , а Синяя должна уметь быстро его поглощать (перераспределять) - теплоемкость .   

Другими словами - меркурианская ТЭЦ должна уметь управлять своим ТД состоянием, используя, если надо  - часть энергии Солнца.

Вопросы конвертации "чистой" электроэнергии ТЭЦ в антиматерию могут использовать, например, разряды молний, что не является простым, очевидным решением.