Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

[Valerij56]

Здесь : https://naked-science.ru/article/concept/baza-pervyh-poselencev-na-marse-v результаты работы международной группы специалистов создававших облик баз первых поселенцев на Марсе.

   
В этой работе, действительно, участвовали специалисты, но, в первую очередь, это дизайнерский проект, и реализовывался он средствами виртуализации, чаще всего применяемой сейчас игроделами. Такие проекты в НАСА и DARPA реализуются постоянно.
   

[Valerij56]

На самом деле на Марсе, безусловно, потребуется нормальная тяжёлая техника. Через какое-то время (и довольно быстро) её станут строить из местных материалов, используя узлы и комплектующие с Земли, но в начале её будут доставлять с Земли. Думаю, у доставляемой с Земли техники будут предусмотрены емкости для засыпки реголитом.

Я тут подумал, что с размерами несколько погорячился: даже облегчая конструкцию для транспортировки (в расчёте на местный балласт), нет смысла сокращать колесную базу и колею, особенно если предполагается телескопическая стрела с большим выносом.

   
Вот вот, и я об этом подумал.

[crazy_terraformer]

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430874?SSL=1
«Наука и жизнь» №9, 2009
Горные потоки и бассейны на Марсе
Леонид Ксанфомалити, доктор физико-математических наук,
Институт космических исследований (ИКИ РАН)

Ещё философы античности в своих догадках об устройстве Вселенной пытались судить о возможности существования жизни в других мирах. Обитаемость планет считалась почти очевидной, а великий Исаак Ньютон допускал, что населено даже Солнце. Интерес к «братьям по разуму» вообще присущ человеку. Пожалуй, нет идеи, более популярной, чем поиск жизни за пределами Земли. В 1897 году в русском переводе вышла книга знаменитого французского популяризатора науки К. Фламмариона «Живописная астрономия». В главе, посвящённой Красной планете, автор писал: «Человеческий мир Марса, вероятно, значительно опередил нас во всём и достиг большого совершенства... Эти неизвестные нам братья не бестелесные души, но и не бездушные тела; это не сверхъестественные, но и не грубоестественные существа; они действуют, мыслят и рассуждают, как делаем это мы на Земле. Они живут в обществе, они состоят из семейств и образуют народы; они построили города и научились всяким искусствам». Журналы тех лет неизменно обращались к теме несчастных марсиан, страдающих от нехватки воды, чему немало способствовали опубликованные незадолго до того, в 1877 году, сообщения об открытии на Марсе ирригационной системы каналов (которых на самом деле нет). Был даже организован сбор средств для создания ракеты, которая доставит на Марс воду. (Увы, как нередко и в наши дни, накопленные средства бесследно исчезли.)

"Mars One" тех дней...

Присутствие жидкой воды на поверхности Марса долгое время вообще считалось невозможным не только из-за низких средних температур, но и по причинам, определяемым термодинамическими свойствами системы фаз лёд ↔ вода ↔ водяной пар. При давлении 6,1 мбар и ниже вода кипит при любой температуре, допускающей её жидкое состояние. Водяной пар составляет ничтожную долю атмосферы Марса, но законы термодинамики таковы, что поведение фаз воды определяется полным давлением атмосферы, включая все её компоненты. Принятая для «средней» поверхности планеты величина 6,1 мбар была выбрана как аналог «уровня моря» на Земле. Она соответствует тройной точке диаграммы состояния воды при 0,01°С, где в термодинамическом равновесии существуют все три фазы.


Рис. 5. Термодинамические условия существования льда, пара и воды. Маленький кружок в верхней части диаграммы соответствует давлению 6,1 мбар и температуре 0°С. Слева показана соответствующая глубина под поверхностью планеты. Вертикальными линиями указаны среднегодовые температуры для широт 30 и 70°N. Условия существования воды в жидком виде на поверхности Марса отражает небольшая треугольная часть диаграммы, выделенная тёмно-синим цветом. Изображение: «Наука и жизнь»

На рис. 5 показаны области существования льда, пара и воды на Марсе в зависимости от температуры и давления. Слева показана шкала глубины под поверхностью, которая соответствует такому давлению. Небольшой треугольник тёмно-синего цвета указывает на зону возможного существования воды в жидком виде на поверхности. Таким образом, своеобразный «запрет по давлению», то есть широко распространённое мнение, что вода вообще не может присутствовать в жидком виде на поверхности Марса, неверен. Запрет не носит абсолютного характера, поэтому некоторые геологические образования на поверхности планеты могут иметь природу, связанную с водой.

Исчо бы такую диаграммку для разных солевых растворов получить(сульфаты, хлориды, перхлораты и их смеси характерные для марса).

[Проходящий Кот]

А на чём вы всё это везти собираетесь?

[Valerij56]

Идея уже не нова, мы её обсуждали в другой теме, то есть для осуществления доставки крупногабаритной техники на Марс понадобятся тяжёлые крылатые корабли - космопланы так сказать межпланетного класса, эти корабли запускаются с Земли на околоземную орбиту с минимальной полезной нагрузкой, и остаются там до прибытия...

   
Идея разделить маршрут на два или три участка, и использовать для межпланетного перелёта корабль, который не будет садиться на Землю, а ПН и топливо для него доставлять специализированными челноком, возможно крылатым, Земля-Орбита (и, возможно, Марс-Орбита, но наверняка бескрылым) здравая, и вполне может быть через некоторое время реализована. А вот крылья межпланетному кораблю абсолютно не к чему.

[Valerij56]

Техника или её некоторая часть за время пути моет быть собрана, то есть приведена в рабочее состояние, часть её полностью, другая частично. По прибытии на Марс, техника готовая к работе самостоятельно покинет грузовой отсек через килевой грузовой люк (аналогичный применяемому на транспортных самолётах), техника , оборудование, и материалы для использования в труднодоступных местах будет доставлена на место без посадки, просто опущена на 200-метровом тросе. Межпланетный корабль-любой конструкции, здесь представлена лишь его концепция, как вы знаете у SPACE X уже мелькнул корабль использующий аналогичную концепцию.

   
Горизонтальная посадка на полосу на Марсе для тяжёлой техники практически невозможна, при его плотности атмосферы посадочная скорость будет несколько скоростей звука, так же невозможна доставка на тросе без посадки - в режиме висения реактивные двигатели будут жрать тонны топлива каждую секунду. На Марсе возможны только баллистические и орбитальные перелёты, и сверхлёгкие беспилотные вертолёты и самолёты - разведчики и ретрансляторы на аккумуляторах, может быть самолёты на СБ.
   
А вот грузовой челнок "горизонтальной компоновки", который будет садиться на двигателях, но не стоймя, а горизонтально, с грузовым отсеком внизу во всю длину, и топливными баками над ним, с выгрузкой с торца через рампу, аналогично большегрузным самолётам - почему нет? Это вполне реально. Для такого аппарата желательно обеспечить твёрдую поверхность в районе посадки, и необходимо топливо для взлёта. Кстати, такой челнок и меньшие, примерно аналогичные пилотируемые и пассажирские могут использоваться для баллистических и орбитальных перелётов на большие расстояния.
   
Почему "баллистические и орбитальные" перелёты? Потому, что баллистический перелёт к антиподам с посадкой на двигателях требует характеристической скорости (а, значит, топлива) требует больше, чем орбитальный.

[Valerij56]

в режиме висения реактивные двигатели будут жрать тонны топлива каждую секунду.

И снова земные мерки... там гравитация 37 % от земной, какой там может быть перерасход топлива? Да с его максимальной заправкой  " под завязку"  280 тонн топлива без ПТБ, пусть он половину расходует на перелёт, 140 остаётся, отнимем примерно 60 тонн для погашения скорости , выдачи тормозного импульса перед входом в атмосферу, остаётся 80 тонн  для выхода к месту посадки, и выгрузки , полагаю этого вполне достаточно. Есть  и другие меры для погашения скорости.

   
Я однажды считал систему баллистического прыжка не для Марса, для Луны. Поверьте, режимом висения никто пользоваться не станет.

[Valerij56]

Почему-то по сути бескрылый BFS может снизить скорость до приемлемой, а полноценный крылатый аппарат - не сможет?

   
При гиперзвуке лучшим аэродинамическим профилем будет бревно со слегка заострённым концом, полено с заострённым концом чуть хуже. Собственно, любой аэродинамический профиль на гиперзвуке не работает, поток отрывается от поверхности, и объект летит внутри плазменного кокона.
   

Для устойчивого полёта на малой скорости изменим стреловидность крыла.

   
Как по вашему, что останется от его крыльев после входа в атмосферу на гиперзвуке? Как вы организуете охлаждение передних кромок? Сколько будет весить всё это великолепие с крылом изменяемой стреловидности? На какую атмосферу прикажете рассчитывать параметры крыльев межпланетного самолёта - на земную или на марсианскую?

[LonelyWanderer]

Крылатая посадка на Марс с тяжёлым грузом возможна, может быть даже нужна. Но для этого нужны крылья большой площади. Что делает невозможным вхождение со 2-й космической скоростью в атмосферу (большие крылья не выдержат перегрузок). Для таких крыльев нужно плавное постепенное снижение с начальной скоростью меньше 2-й космической. Т.е. мы имеем затраты на предварительное торможение.
С крыльями умеренной площади можно войти по касательной в атмосферу со 2-й космической и зацепиться за нее, постепенно снижаясь. Но посадочная скорость превысит звуковую. Но ведь можно использовать тормозные парашюты и двигатели, как у самолётов вертикального взлета и сесть на более низкой скорости. Т.е. не зависнуть и сесть, а именно приземлиться с пробегом и хорошей горизонтальной скоростью, где посадочные двигатели будут помогать, а не полностью заменять крылья.
Тяжёлый бескрылый корабль, снижающийся по баллистической траектории будет иметь слишком большую посадочную скорость, ему для посадки нужно больше топлива и более мощные двигатели, чем в предыдущем случае. Кроме того это гораздо опаснее.

[Valerij56]

Я однажды считал систему баллистического прыжка не для Марса, для Луны. Поверьте, режимом висения никто пользоваться не станет.

Не уверен,отсутствие необходимости постройки ВПП-это заманчивое обстоятельство,не нужно мучатся с расчисткой места под полосу, не нужно укладывать покрытие и тд , на первых порах этот режим работы очень пригодится.

   
Это преимущество меркнет перед расходом топлива. Тяга Мерлина-1Д примерно 93 тонны, удельный импульс 345, то есть одной тонны топлива ему не хватит и на четыре секунды работы.
   

На какой хим состав или на какую плотность? Если вопрос в плотности то опять-таки изменение стреловидности нивелирует разницу, если хим. состав то этот корабль изначально планировался для работы в атмосфере Венеры, со всеми её " кислотными прелестями", всё выдержит.

   
И какого лешего вы притащили это чудо-юдо в тему о Марсе?
   

[Изобретатель]

Было в прошлом годе :Презентовали проект гиперглайдера для баллистического полета и посадки.Летающее крыло-эллипс входит в атмосферу по длинной оси, при посадке разворачивается на 90 градусов.Я здесь предлагал такой сверхзвуковой носитель для воздушного старта,на гипер моей фантазии нехватило.Попробую поискать картинку.Нашел:https://www.youtube.com/watch?v=dsOB-CwMJSs   Где-то на 6-7 минуте.

[Андрей 2]

Модераторы, почистите тему от бреда.

Свой "бред" я убрал, летайте на BFS/

[Проходящий Кот]

Самокритично.

Сравнение с атмосферой Венеры ---- бывает.
После этого весь ваш текст воспринимается только как шутка.

[Андрей 2]

Сравнение с атмосферой Венеры ---- бывает.
После этого весь ваш текст воспринимается только как шутка.

Вообще-то речь шла о полётах в верхних слоях венерианской атмосферы, так что это не шутка.

[Проходящий Кот]

А Марс причём?

[LonelyWanderer]

Сравнение с атмосферой Венеры ---- бывает.
После этого весь ваш текст воспринимается только как шутка.

При площади крыла как у Шаттла посадочная скорость около 600 м/с (помнится, в Орбитере симулировал). Но у Шаттла площадь крыла слишком мала, она предназначена для выдерживания земных перегрузок, на вход в атмосферу со скоростью под 8 км/с. При входе в марсианскую атмосферу перегрузки меньше, можно сделать крылья больше, чем у Шаттла и довести посадочную скорость порядка до 300-400 м/с. Посадочная скорость Шаттла на Земле - около 100 м/с (эту скорость выдерживают шасси). Следовательно, 200-300 м/с нужно сбросить. Быстро это можно сделать с использованием тормозных парашютов при одновременном увеличении тяги посадочных двигателей, причем посадочные двигатели могут иметь небольшой угол вперёд, и при положительном тангаже летательного аппарата они также будут    оказывать тормозящее воздействие.
Баллистический корабль размером с Шаттл до удара о поверхность через трение об атмосферу успеет сбросить скорость хорошо если до 500 м/с, а то и весь 1 км/с. Двигателям потребуется большое количество топлива, и масса самих двигателей будет немаленькой,  в совокупности масса будет гораздо больше, чем масса крыльев и относительно маломощных посадочных двигателей крылатого аппарата (задача которых будет только  помогать крыльям удерживать аппарат в воздухе, при, напоминаю, пониженной гравитации, но не гасить скорость). При этом безопасность баллистического корабля будет очень и очень низкой, не думаю, что нужно объяснить, почему. У крылатого же аппарата остаются куда больше возможностей для спасения в случае неисравностей посадочных двигателей.

[Андрей 2]

У крылатого же аппарата остаются куда больше возможностей для спасения в случае неисравностей посадочных двигателей.

Вот именно!

[LonelyWanderer]

А может быть в отдаленной перспективе возможно построить аэродром внутри большой аэродинамической трубы с мощными вентиляторами в дальнем торце? Если у нас посадочная скорость будет 300-400 м/с, а размах крыльев, допустим, 50 метров (у Шаттла 23.7 м), значит потребуется аэродинамическая труба диаметром метров 200, и скорость потока воздуха там - 200-300 м/с. Реально ли построить такую аэродинамическую трубу? Этим мы бы значительно снизили вес самого космического аппарата, которому бы уже не потребовались дополнительные посадочные двигатели и топливо для них.

[Valerij56]

Сравнение с атмосферой Венеры ---- бывает.
После этого весь ваш текст воспринимается только как шутка.

При площади крыла как у Шаттла посадочная скорость около 600 м/с (помнится, в Орбитере симулировал). Но у Шаттла площадь крыла слишком мала, она предназначена для выдерживания земных перегрузок, на вход в атмосферу со скоростью под 8 км/с. При входе в марсианскую атмосферу перегрузки меньше, можно сделать крылья больше, чем у Шаттла и довести посадочную скорость порядка до 300-400 м/с. Посадочная скорость Шаттла на Земле - около 100 м/с (эту скорость выдерживают шасси). Следовательно, 200-300 м/с нужно сбросить. Быстро это можно сделать с использованием тормозных парашютов при одновременном увеличении тяги посадочных двигателей, причем посадочные двигатели могут иметь небольшой угол вперёд, и при положительном тангаже летательного аппарата они также будут    оказывать тормозящее воздействие.
Баллистический корабль размером с Шаттл до удара о поверхность через трение об атмосферу успеет сбросить скорость хорошо если до 500 м/с, а то и весь 1 км/с. Двигателям потребуется большое количество топлива, и масса самих двигателей будет немаленькой,  в совокупности масса будет гораздо больше, чем масса крыльев и относительно маломощных посадочных двигателей крылатого аппарата (задача которых будет только  помогать крыльям удерживать аппарат в воздухе, при, напоминаю, пониженной гравитации, но не гасить скорость). При этом безопасность баллистического корабля будет очень и очень низкой, не думаю, что нужно объяснить, почему. У крылатого же аппарата остаются куда больше возможностей для спасения в случае неисравностей посадочных двигателей.

   
Starship при посадке на Марс летит не как баллистический корабль, а почти горизонтально, как гиперзвуковая планирующая боеголовка, управляемо удерживаясь в нижних, относительно плотных, слоях марсианской атмосферы за счёт аэродинамики, затем кабрирует, гася остатки скорости, и кормой вперёд садится на двигателях. Для этого ему нужна характеристическая скорость менее 1 км/с. Создать посадочную полосу и шасси для посадки с такой скоростью нереально.
   

[Проходящий Кот]

Прямо "Авангард"