Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

[Valerij56]

И снова избитый вопрос: а чего бы вам допрежь не практиковаться на любой из более понравившихся Земных пустынь, что надо сразу бросаться в место почти без атмосферы, магнитного поля и концентрированных месторождений много чего?

   
Сколько раз надо повторять один и тот же ответ? Тем, что они - земные!
   
Вам не нравятся планы Маска, или у вас есть свои? Вас никто не неволит в них участвовать, вы вполне можете реализовывать собственные планы. Давайте не будем флудить на избитую тему!

[Valerij56]

    ЧЕМ эти люди НАСА там будут заниматься.

   
Прежде всего они водрузят там флаг и будут демонстрировать величие страны. Ничего не имею против, прилетев на Марс имеют право. Кроме того НАСА наверняка сформирует госпрограмму, в которой они будут работать. Типа "национальной лаборатории на другой планете". Судя по результатам, полученым на МКС, в этом есть сугубый смысл. Хотя бы в плане подготовки специалистов и проведении исследований в американских университетах.
   

Для начала они будут делать все чтобы эта эпопея вообще не состоялась.

   
Система, существующая в Штатах построена так, что тоода эти люди быстро потеряют работу.
   

[Technecy]

Цитировать
    ЧЕМ эти люди НАСА там будут заниматься.

   
Прежде всего они водрузят там флаг и будут демонстрировать величие страны.

[sharp]

https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/Mars_Water_ISRU_Study.pdf

Исключительно интересная работа НАСА "Mars Water ISRU Study" - настольная книга будущего колониста! Пока, к сожалению, только на английском.

Широко исследован вопрос производства химического топлива (метан-кислородной пары) для взлетающих с Марса кораблей. И, в частности, вопрос добычи на Марсе воды как необходимого компонента такого производства.

В качестве источников энергии рассматриваются компактные АЭС мощностью 10 кВт (видимо, "Килопауэры").

Интересная картинка, позволяющая оценить скорость наработки топлива при входной мощности 20 кВт:

[MenFrame]

Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

Тюрьма для олигархов с пожизненным. За их счет разумеется.

[Rattus]

Не настолько знаком с биографиями, чтобы увидеть связь.

Все они - глубоко воцерковлкенные астрофизик, биолог и врач.

Ну а по смыслу, база должна быть такой, чтобы в ней можно было жить, а не существовать.

Вот только для подавляющего большинства взрослых состоявшихся людей в понятие "нормально жить" входит ещё и семья. Не входит только для тех, кто готов отдать себя беззаветному монашнскому служению науке. И при этом быть весьма толковым специалистом. Много Вы таких наберёте?

Сколько раз надо повторять один и тот же ответ? Тем, что они - земные!
   
Вам не нравятся планы Маска, или у вас есть свои?

Мне не нравится, когда какой-то мегапроект пытаются реализовать без стендовых натурных испытаний. Знаком с историей разработки Н-1, знаете ли. Если кто-то думает, что инфраструктура системы жизнеобеспечения на десятки-сотни человек с гарантийным сроком службы всех узлов также в десятки лет - это гораздо проще чем ракетный двигатель разработать - то вынужден огорчить.

[библиограф]

Широко исследован вопрос производства химического топлива (метан-кислородной пары) для взлетающих с Марса кораблей. И, в частности, вопрос добычи на Марсе воды как необходимого компонента такого производства.

А если мы будем просто вести обычный электролиз воды и сжижать образующиеся кислород и водород,
то получим при вводимой энергии 20квт, примерно, те же 58 кг жидкого кислорода в сутки, и эквивалентное количество жидкого водорода...
А удельный импульс водородно-кислородного ЖРД почти на треть больше, чем у метанового.

[Андрей 2]

Да, история запусков Н-1 заставляет задуматься о безопасности полётов, хотя отрицательный результат - это тоже результат, главное не наступить ещё раз на эти грабли. Хотя с тех пор многое изменилось как в электронике так и в двигателестроении.

[sharp]

А удельный импульс водородно-кислородного ЖРД почти на треть больше, чем у метанового.

Однако водороду требуются более тяжелые топливные баки, так что тут палка о двух концах.

[Valerij56]

много солнечных батарей и аккумулятор для ночи

Кстати. Вот эти и многие другие нужные технологии, нужные на Марсе, тоже ведь специальность Теслы и других компаний Маска или его родственников и друзей... 
Я еще когда узнал про то, когда и как был разработан бизнес-план Теслы, поразился тому, как давно и как подробно было распланировано все то, что компания сейчас делает.
Складывается такое впечатление, что все, что Маск делает, это часть большого плана. Существенно более большого, чем можно было бы подумать, даже подробно ознакомившись с его опубликованными планами. Вполне возможно что какую-то часть колесной техники для Марса, будет выпускать Тесла... (вообще, если на Марсе нормальные дороги построить, то можно туда возить серийную Теслу - электромобилям атмосфера не нужна... возможно, в этом веке так и будет)

   
Конкретного плана - наверняка нет, просто напомню, что всё началось с плана отправки миниатюрной оранжереи на Марс. но он, безусловно, очень "глубоко" думает, и в голове у него эти бизнесы взаимосвязаны.
   

Я предполагаю, что примерно половина из них будет астронавтами НАСА

Вполне возможно и вероятно, но никак не проясняет вопрос - ЧЕМ эти люди НАСА там будут заниматься. Я так понимаю, что помощи в работе с оборудованием колонии, добычей-переработкой и т.д., от них ждать не стоит. Что они будут делать, ковыряться в грунте Марса и рассматривать его под микроскопом? Допустим, полезно и нужно, но едва ли есть смысл заниматься этим целой толпой. какие еще у них могут быть занятия? (подчеркну, речь о НАСА а не о людях "КОМ" - у них задачи предельно ясны будут)

а баки для хранения сжиженных газов - топливные баки BFS.

Вот это, если подумать, под вопросом. Будет ли теплоизоляция баков пригодна для очень длительного хранения криогенных компонентов? Не вызовет ли это диких потребностей для электропитания холодильника... возможно, будет резоннее устроить подземное хранилище, в карьере/тоннеле вырытом той же техникой для добычи льда.

   
Возможно. Но сначала его надо вырыть и освоить технологию строительства на Марсе огромных емкостей для криогенных жидкостей.
   

Eще любопытный вопрос, о посадке на Марс первой беспилотной партии BFS. Учитывая что садятся они на опоры, вертикально - нужна относительно ровная площадка, и немаленькая. Побольше чем была нужна для посадки того же Куриосити. И, все спускаемые аппараты севшие на Марс, еще никогда таких пропорций ширина/высота не имели, т.е. требования к допустимому уклону на площадке куда выше. Сесть куда-попало на склон, в овраг и т.п., неприемлемо. А лаг - несколько минут... потребуется разработать автопилот BFS, способный сажать ее на планете автономно, и самостоятельно выбирать конкретное место посадки.

   
Я думаю, здесь ещё смешнее. Поскольку BFS будет не только садиться на Марс, но и взлетать с него, её опоры должны быть сложнее, чем "ноги" Фалькона-9. Они должны не только выдвигаться, но и убираться,тем более, что возможно их использование и при дозаправке. Вполне возможно, что внутри последней, самой тонкой и длинной секции опор будет спрятан гидро или, скорее, пневмо цилиндр с блокировкой штока в любом промежуточном положении. То есть автоматика сможет регулировать длину ног, в зависимости от рельефа. Это важно, так как из-за вечной мерзлоты грунт под опорой может менять свои свойства. Кроме того, у НАСА есть доступ к снимкам Марса с орбиты с высоким разрешением, поэтому есть возможность выбрать место посадки без крупных валунов. Ну, и, в третьих, думаю, что на каждой из первых же BFR будет находиться ровер-разведчик. Большая энерговооружённость его от аккумулятора позволит ему двигаться значительно быстрее, а солнечные батареи - вернуться, при необходимости, в обжитые районы "малой скоростью". Смысл в том, что он сможет оследовать районы, удалённые от места посадки.

[Valerij56]

C учётом того, что надо самостоятельно доставать грунт с глубины пять и более метров

Это край.Вустер в августе сказал что они постараются найти место с залежами на 1-3м глубине.

   
"Постараются" - не факт, что "найдут", тем более без поддержки буровой на поверхности.
   
Тоннельному экскаватору, по большому счёту, нет большой разницы, 3 или  метров, но полноценный пригодится ещ на многих работах, и может копать автоматически. Просто маленький можно использовать не везде, и возможности его очень ограничены.
   

Они займутся подготовкой части ракет к возвращению на Землю, техническими работами и подготовкой к приёму следующих рейсов и их экипажей.  Часть этих людей останется а Марсе на следующий синод или навсегда...

Я больше скажу:те кто прилетит в 26-м ,но скорее в 28-30-м году,по прилету не будут иметь под рукой уже наработанную готовую пару.Это было бы слишком просто.,в чем собственно и риск.Они должны будут развернуть ISRU,используя уже размеченную(авт.роверами?)площадь под вскрышку льда.,запустить генерацию до нужного уровня(минимум 1,5-2 МВт в день),аккумуляцию и ждать попутного ветра.На самом деле,я бы,например, так делать не стал.Тем более теперь, когда слонятка-BFS подрос до 100 тонн на поверхность Марса.

   
Здесь есть определённая ясность. Понятно, что НАСА сядет на хвост, понятно, что Маск от этого никуда не денется, но также понятно, что НАСА не частники и людей в один конец посылать не будет.  Кроме того, я потому и закладываю минимум два синода между посадкам первой беспилотной и пилотируемой BFS - это минимальное время, когда можно от проведения эксперимента по ISRU перейти к работающей системе.
   
И ещё надо иметь в виду. Первые BFS с Марса не вернутся, поэтому завод по производству топлива и холодильники для его хранения могут быть стационарно установлены профи ещё на Земле. Останется только обеспечить энергию и воду. Да, согласен, баки не очень, но других пока нет. Можно обмотать/обклеить BFS уже на Марсе ЭВИ (экрано-вакуумной теплоизоляцией). Учитывая малое количество водяного пара в разряжённой атмосфере Марса. Получится не так уж и плохо.
   

[библиограф]

Поскольку кислородно-водородное топливо втрое легче кислородно-керосинового, то оно требует при той же массе втрое большего объема для своего размещения. В итоге вес конструкции ракетной ступени, приходящийся на 1 кг топлива, оказывается для кислородно-водородного топлива на 40% большим, чем для кислородно-керосинового. Этот недостаток с избытком компенсируется высоким удельным импульсом кислородно-водородных ЖРД. При равной стартовой массе космическая ракета на кислородно-водородном топливе способна вывести на орбиту втрое больший полезный груз, чем ракета на кислородно-керосиновом топливе. Применение этого топлива на верхних ступенях ракеты "Сатурн-5" позволяет выводить на низкую круговую геоцентрическую орбиту до 140 т, а на траекторию полета к Луне - до 48,5 т полезного груза.
http://wmpt.narod.ru/zz6.htm

возможно, будет резоннее устроить подземное хранилище, в карьере/тоннеле вырытом той же техникой для добычи льда.

Подземное или наземное - не так важно! Потери на испарение жидкого водорода в обычном
транспортном сосуде емкостью 100 литров - 1% в сутки. При увеличении объема емкости в сто раз
потери будут около 0.1% - это может компенсировать небольшой ожижитель. 

[Valerij56]

Вот, для начала, собственно, и всё. Кто что думает? Только о терраформировании и о том, что капиталистам это не нужно - не здесь.

Принято. Условно считаем, что вопрос нужности решён. К примеру, это долговременная исследовательская база, с которой катают десятки роверов, пилотируют дроны. Чтобы не менять экипажи часто, живут десятилетиями, а чтобы не таскать ништяки с Земли - строятся на местных ресурсах. Цель базы - удешевить для Земли саму себя без потери функциональности, поэтому вопрос "давайте вообще не летать" не стоит: просто делаем допущение, что она нужна и такое решение есть.

В ответ, кстати, прошу модераторов резать экономическую риторику окупаемости - обсуждаем технические вопросы. Если что-то стоит хреналиард тугриков, то просто учитываем это для интереса, сравнивая с альтернативными решениями.

   
В принципе согласен, для этого есть другая тема. И ещё. Никто не говорил о быстрой окупаемости, это слово из другого лексикона. Колонизация Марса и освоение Солнечной Системы - это стартап, точнее даже огромный комплекс стартапов. От стартапов никто не ждёт от них прибыли прямо сейчас, для них нормально "убегать от банкротства" увеличивая задолженность, при условии, что стоимость стартапа и его портфель заказов растут быстрее задолженности. Такова современная рыночная экономика, и без этого она с такой скоростью развиваться не может.
   
Но в деталях об этом не здесь.
   

И ещё одно допущение: чтобы не зацикливаться на Маске (хотя бы потому, что он часто передергивает планы), принимаем, что КОМ рассматривает разные решения проблем, заимствуя любой земной опыт. Например, по лицензии может запилить российский унитаз "мокрого сжигания" и не заморачиваться.

   
Не считаю, что "передёргивания" Маска минусом, ему важно ехать, а не шашечки достичь цели, а не отметки о выполнении плана и проведении мероприятий. Но принято.

[Valerij56]

Чтобы своих привезти? Это дело нехитрое, да.

Ви-таки шо-то против них имеете? А вот в БИОСе нет: рассматривают как догрызателей растительных остатков перед калифорнийскими червями, а попутно источник животного белка. Информация инсайдерская с подтверждением в открытых источниках, но на вопросы загадочно улыбаются...

   
В Китае разводят пищевых тараканов, их сушат и лузгают, как у нас семечки. Или используют как белковую добавку.

[sharp]

В итоге вес конструкции ракетной ступени, приходящийся на 1 кг топлива, оказывается для кислородно-водородного топлива на 40% большим, чем для кислородно-керосинового.

Вы цитируете сильно устаревшие материалы, лучше просто сравнить спеки современных ракет. У водород-кислородной Delta IV всего масса пустой ступени 26 тонн, масса топлива 200 тонн. Итого всего 7,7 тонн топлива на тонну ракеты.
У керосин-кислородной Falcon 9, масса пустой ступени 22 тонны, масса топлива 410 тонн. Итого 18,6 тонн топлива на тонну ракеты.

Итоговая разница, как видим, аж в 240%, а не в 40.

[viesis]

Итоговая разница, как видим, аж в 240%, а не в 40.

Все таки нужно иметь в виду, что к корпусу ступени D VI еще крепятся боковые ускорители, что требует дополнительного усиления.

[библиограф]

 У второй ступени ракеты  Сатурн-5 масса пустой 37 тонн, стартовая -459 тонн, 13 тонн на тонну
https://ru.wikipedia.org/wiki/S-II

У керосин-кислородной Falcon 9, масса пустой ступени 22 тонны, масса топлива 410 тонн. Итого 18,6 тонн топлива на тонну ракеты.

Сколько будет весить метаново-кислородная ступень и какой удельный импульс у Раптора?

[Valerij56]

Вполне возможно что какую-то часть колесной техники для Марса, будет выпускать Тесла... (

Но бОльшую САТERPILLAR.

   
Здесь есть маленькая тонкость. У САТERPILLAR уже давно приличная часть шахтной техники выпускается с электроприводом. Точнее, там большая часть силовых механизмов гидравлические, но привод главного силового насоса от дизеля или от электромотора получающему энергию по кабелю, бывают и комбинированные варианты. Всё же выхлоп от дизеля в шахте не есть хорошо, а экскаватор во время работы в шахте перемещается медленно и не очень далеко.

[библиограф]

 Электротрактор ХТЗ-12, 1952 год!
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%A2%D0%97-12
http://www.youtube.com/watch?v=snYNckHXqPs

[Valerij56]

Нужна биологическая лаборатория -  выяснение как земные существа будут жить при пониженной тяжести - эксперименты с растениями, мышами, кроликами.
                значит нужна оранжерея - Наса впрочем уже сделал образец оранжереи для Марса.

   
На МКС уже по заказу НАСА запущена небольшая центрифуга-виварий, занимающая стандартную стойку. В принципе, разумеется, она для животных, но ничто не мешает исследовать в ней и растения.
   

                                                   
Нужна буровая - или геологи обойдутся рытьем ям?

   
Разумеется, нужна. Но пока у НАСА не было возможности доставить на Луну и/или Марс что-то большое, то и планов на буровую больше двух-пяти метров у НАСА не было. Однако теперь будут. Я с самого начала скаал о буровой, на необходима и при поиске - разработке льда, и при строительстве, и т.д.
   

Дальние экспедиции будут? Тогда нужен тяжелый транспорт - с герметичными кабинами для сна - и на чем он будет ездить? На солнечных батареях наверное много он не наездит - атомный реактор на него ставить? Делать движок на метане с кислородом?

   
На данный момент известны два варианта, оба электрокары. Один разрабатывали в НАСА, прежде всего для Луны, но и для Марса:
   

   
В нём четыре спальных места и два скафандра на задней площадке. Есть немного больший вариант как раз для Марса - с шлюзом/переходным отсеком сзади спального купе.
   

   
Этот разработали по запросу НАСА для Марса, о нём известно меньше. В данный момент он на уровне концепткара.
   
Для тяжёлой техники и, тем более, для буровой, я бы не исключал дизеля на метане с кислородом и конденсацией воды из выхлопа.
   

Без транспорта - база будет способна изучить только сотню другую ближайших квадратных километров - а если место окажется неудачным? Все бросать и перелетать
на другое место?

   
Согласен полностью, даже более, поэтому, думаю, будет вариант обследования местности тяжёлыми средствами ещё на этапе беспилотных полётов. Надо найти место без вечной мерзлоты для строительства АЭС, заглублённой базы и космодрома, найти и начать разрабатывать залежи льда. То есть эти требования говорят о том, что в перспективе надо иметь два разных места с разными требованиями, на расстоянии, думаю, до двухсот километров друг от друга. Такое расстояние, в принципе, может в оба конца на одном заряде проехать электрокар с грузом.