Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

[crazy_terraformer]

При анализе Марса достаточно учесть атмосферные газы, ресурсы воды и наиболее массовые горные породы. По всем этим пунктам сейчас уже накоплено достаточно информации для того, чтобы сделать некоторые оценки касательно данного вопроса.

Ну тут все не так однозначно: состав грунта на глубину до километра может сильно отличаться от поверхностного слоя, который доступен нам для изучения в настоящее время.

Что хорошо - шахты на Марсе могут быть почти в 2,65 раза глубже земных. Шахта "Тау-тона" в ЮАР пока имеет глубину 5 км, её лифтовые моторы на Марсе могли бы тратить столько же как сейчас энергии на подъём с глубины около 13,23 км.

[Кремальера]

Что хорошо - шахты на Марсе могут быть почти в 2,65 раза глубже земных.

Зачем там что-то рыть?Там рекордные перепады высот в системе.Результаты выветриваний,причем есть и очень древние разломы,которых нет на Земле.Что позволит упростить доступ к слойкам и жильным выходам.

[sharp]

Я выше давал БП по германо-галлиевому заводу.,основанный на низких концентрациях.,на которые просто "визуально" наткнулся Curiosity.Вы меня не опровергли,а просто отодвинули сроки окупаемости.

На эти концентрации и на Земле наткнуться не проблема, зачем куда-то лететь? К тому же ваш план никак не объясняет, каким образом доставленный на Землю конечный будет весить дешевле нескольких миллионов за кг.

Зачем там что-то рыть?Там рекордные перепады высот в системе.Результаты выветриваний,причем есть и очень древние разломы,которых нет на Земле.Что позволит упростить доступ к слойкам и жильным выходам.

С этой точки зрения могли бы быть интересны долины Маринера, но почему-то их упорно игнорируют при отправке роверов.

[Кремальера]

С этой точки зрения могли бы быть интересны долины Маринера, но почему-то их упорно игнорируют при отправке роверов.

Одна-единственная партия состоящая из людей ,а не из многомиллиардных железок,закрыла бы все наиболее актуальные вопросы по ресурсам,которые тут обсуждаются.
Стало быть дело за ней.

каким образом доставленный на Землю конечный будет весить дешевле нескольких миллионов за кг.

Напротив объясняет.Я воспользовался вашей же подсказкой-табличкой  по медленным траекториям.Галлий и германий не самый удобный товар для марсианского экспорта,платиноиды с золотом были бы намного лучше(а напр.побочно добываемый кадмий и медь-уже не повозишь),но все равно маржинальность до 50% возможна.Естественно только тогда,если цена для фрахтователя рейса BFS будет в рамках того что в прошлом году озвучивал Маск,т.е. 5-7 миллионов за один пуск системы BFR/BFS.

[AlexAV]

Я выше давал БП по германо-галлиевому заводу.,основанный на низких концентрациях.,на которые просто "визуально" наткнулся Curiosity.Вы меня не опровергли,а просто отодвинули сроки окупаемости.

Посмотрите минералогический  состав той формации. Он достаточно своеобразен. Там три основные компоненты - полевой шпат (плагиоклаз, альбит, ортоклаз), диопсид и оливин. А вот сульфидов по сути нет. Цинк там совершенно точно связан с диопсидом, для него характерно замещение кальция цинком. Галлий - может замещать или цинк или алюминий, т.е. или диопсид или полевой шпат. Германий - любой из обозначенных силикатов, он изоморфен кремнию, а он есть везде.

Так вот, технологические схемы на которые Вы сослались могут вскрывать сфалерит, но ни кислотная, ни щелочная в приведённом варианте не справятся с перечисленными силикатными минералами. В водных растворах щелочей ни диопсид, ни полевой шпат практически не растворяются. К кислотам они тоже относительно устойчивы. Так что приведённый Вами вариант просто заведомо не годится.

Опять же никакой оценки себестоимости Вы не привели (включая используемые реактивы, их источники и стоимость, стоимость оборудования и т.д.).

Так, если вопрос обсуждать, то нужно обсуждать предметно. Ответе на вопросы:

1) Какая конкретно технологическая схема будет использоваться для извлечения (то что Вы привели - годится для сфалеритовой руды, но для силикатных минералов непригодно совершенно).
2) Какие реактивы потребуются и откуда они будут браться. Какой будет расход энергии на единицу продукции.
3) Дайте краткую номенклатуру требуемого оборудования с оценкой его стоимости.
4) Оцените требуемое количество персонала, расходы на его содержание на Марсе и заплатанный фонд.

Далее можно будет говорить о себестоимости.

Минеральный состав формации  Windjana:

[crazy_terraformer]

Зачем там что-то рыть?Там рекордные перепады высот в системе.Результаты выветриваний,причем есть и очень древние разломы,которых нет на Земле.Что позволит упростить доступ к слойкам и жильным выходам.

Рыть можно, чтобы добраться до магматических интрузивов. Может даже гранитоподобные породы там есть, но глубоко.

[AlexAV]

но все равно маржинальность до 50% возможна.

Даже если эта порода бы лежала на Земле в связи с её абсолютно невменяемым составом сомневаюсь, что добыча германия и галлия из неё вообще окупалась бы. Содержание низкое. Вкрытие требует дорогих и энергоёмких пирохимических методов. Затраты реактивов будут огромны. На Марсе - тем более.

В общем не путайте ортоклаз (да и диопсид тоже) со сфалеритом. Сложности при их переработке очень отличается. 

[sharp]

Я воспользовался вашей же подсказкой-табличкой  по медленным траекториям.

Она позволяет расчитать перелет, но нужно же расчитать и сколько надо возить в одну сторону и в другую... Туда потребуется везти оборудование для переработки руд, расходные материалы и вещества, периодически оборудование придется обновлять ввиду наработки на отказ.
Плюс разумеется оборудование для топливного ISRU.

Можете попробовать оценить, сколько в среднем килограмм конечного продукта будет поставлено на Землю, в расчете на килограмм доставленного на Марс груза?

[Кремальера]

Опять же никакой оценки себестоимости Вы не привели

Я оттолкнулся от примера земного завода.см.ответ 1027.,а для того чтобы предметно ответить на ваши вопросы,нужно четкое понимание марсианских технологий:энергетики,добычи,обагащения и пр.Ибо земные аналоги там могут и не работать,или работать не эффективно(затратно или не должным образом).Они должны быть адаптированными.Многие из этих решений только предстоит придумать.Но в целом,ничего не возможного в марсианском майнинге нет.Более подробно я отпишу позднее.

[Кремальера]

уда потребуется везти оборудование для переработки руд, расходные материалы и вещества, периодически оборудование придется обновлять ввиду наработки на отказ.

перечитайте ответ 1027 в теме.

[noxx77]

, а лёд, внезапно, тает, а вечная мерзлота превращается в болото.

Божественным вмешательством? Чтобы лёд растаял/сублимировал нужен подвод энергии, который вполне известен от солнца и вполне расчитываем от реактора. К тому же легко экранируем.

[AlexAV]

Я оттолкнулся от примера земного завода.см.ответ 1027.,

Вы взяли завод:
1) Который должен работать на абсолютно ином сырье (причём марсианское судя по минералогическому составу куда более проблемное).
2) Содержание полезной компоненты в сырье на которое он рассчитан практически десятикратно больше, чем на Марсе. Это, грубо говоря, уже само по себе увеличивает себестоимость в эти же самые раз десять, даже если бы характер сырья был тем же.
3) В расчёте себестоимости там реактивы посчитаны по земным ценам. Однако переносить эти цены на марсианские условия  - абсурд. Сколько стоит один литр воды на Земле? Вы действительно считаете, что на Марсе она будет стоить столько же? А килограмм соды, которая там (да и скорее всего для любого техпроцесса извлечения галлия и германия) нужна и огромных количествах?

Нет, так не пойдёт. К реальности (марсианской) сделанные таким образом оценки точно отношения не имеют.

[noxx77]

Во первых, "сайклер" на русском языке обычно называется "циклер". Во вторых, строить его лучше не на Луне, а в космосе, используя этот астероид как основу и большую часть материала. В третьих, алюминия , железа, титана и кремния на Марсе и своего достаточно.

1) Астероидный вариант неплох, но лететь до них дальше, чем до Луны, то есть по сложности сопоставимо с марсианской экспедицией без посадки, в то время как до Луны недельная доступность с возможностью быстрого возврата в случае непредвиденных обстоятельств. То есть требования к автономности базы на порядки меньше. Ну и, допустим, с пингом для автоматики проблем почти нет.
2) В отличие от Марса, солнечная энергетика и, особенно, плавка для Луны и её орбиты вполне приемлема: можно просто концентрировать солнечный свет, а для отражающей поверхности хватит напыления.
3) Освоив производство тяжёлых кораблей-баз на Луне, можно осваивать что угодно, включая астероиды, кстати: это почти идеальный плацдарм.

[AlexAV]

Я оттолкнулся от примера земного завода.см.ответ 1027

Предлагаю взять классический пирохимический способ извлечения германия (его достоинство - абсолютная неизбирательность к качеству сырья, работать будет для чего угодно) и оценить для него материальный и энергетический баланс (при этом будем исходить только из того, что есть на Марсе). Ну а потом исходя из него будем делать выводы.

[AlexAV]

И соответсвенно подмятия под себя всей СС включая Койпер.

Пилотируемый полёт на химии дальше где-то 5-6 а.е. практически невозможен ни с Земли, ни с Марса. Попросту получится неадекватно долго. Кроме то для химии (опять же я про пилотируемые полёты) практически закрыта система Юпитера из-за гравитации самого Юпитера прежде всего.

[crazy_terraformer]

Можно ли использовать какие-либо электронные технологии вместо использования хлора и фтора для разрушения прочных силикатов и алюмосиликатов? Электронно-лучевую печь, плазменные печи?
Перемолом на шаровых мельницах получаем порошок, а потом его в тонком слое разлагаем электронным лучом в вакуумной камере.
Алюминий придётся получать через хлорид алюминия, чтобы не использовать криолит.

[AlexAV]

Электронно-лучевую печь, плазменные печи?

Я боюсь такими методами на электричестве разориться можно.

P.S. Конкретно с германием там несколько проще, без хлора обходится. Классический метод построен на относительной летучести сульфида германия. Если породу нагреть до ~1400 градусов в токе сероводорода, то германий будет испаряться и накапливаться в золе уноса.

[crazy_terraformer]

Электронно-лучевую печь, плазменные печи?

Я боюсь такими методами на электричестве разориться можно.

Ежели оно будет дешёвое, хотя для BFS-ной колонизации это вряд ли.
С другой стороны вакуум на Марсе получить будет дешевле.

[AlexAV]

Вообще состав коренных пород на Марсе нам почти неизвестен - они покрыты слоем хорошо перемешанного реголита.

На самом деле определённая информация очень даже есть, скажем смотрите этот обзор: https://pubs.geoscienceworld.org/msa/ammin/article/100/11-12/2380/40331/petrology-on-mars

[sharp]

Я оттолкнулся от примера земного завода.см.ответ 1027.,а для того чтобы предметно ответить на ваши вопросы,нужно четкое понимание марсианских технологий:энергетики,добычи,обагащения и пр.Ибо земные аналоги там могут и не работать,или работать не эффективно(затратно или не должным образом).Они должны быть адаптированными.Многие из этих решений только предстоит придумать.Но в целом,ничего не возможного в марсианском майнинге нет.

Решил пока покумекать по упрощенной схеме. Итак, положим мы отправляем 3 BFS: с майнинговым заводом, с ISRU оборудованием, с энергосистемой.
Стоимость полета 1 BFS на Марс складывается из стоимости 7 пусков (1 корабль и 6 заправочных танкеров), итого если берем один пуск = 7 лямов, итоговая цифра 49 лямов, округленно 50.

Стоимость оборудования, ну пусть будет тоже по 50 лямов в каждом корабле, итого 300.

Мощность производства: AlexAV называл с учетом бедного состава породы около 30 кг в сутки, будем ориентироваться на эту цифру.

Допустим, 6 земных лет это дело работает, произведя за это время 65 тонн продукции и топлива для возврата 1 BFS назад с этим грузом.

Итого 300 млн$ / 65000 кг = 4615$ / кг.

То есть все равно выходит в несколько раз дороже рыночной стоимости германия, несмотря на допущения по сверхнизкой пусковой стоимости (на 2 порядка ниже нынешней!); а так же весьма низкой стоимости и приличной производительности оборудования.
Платиноиды при такой себестоимости бы окупились, но думаю производительность добычи платиноидов будет на порядок-другой пониже...