Луна. Экономика и логистика.

[николай теллалов]

Невесомость

большинство людей таки ее плохо переносят однако
https://ria.ru/20200523/1571899482.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC_%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%BF%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8

[Maki]

Ну, ездят же всякие волонтеры за свой счет собирать мусор на Крайнем Севере.

Угу. Рыболовлева, Потанина, или, на худой конец, Дурова, Лебедева, или там Галкина со Шнуром средь них не замечено ли?
Повторюсь, геологический туризм - он имеет место быть. Но на Земле - это дешёвое развлечение для публики определённого сорта.
Вот, ежели, на Луне внезапно откроется ВИП-месторождение, где из глубин выперло алмазы на 20 карат - Де Бирс быстро договорится со всеми субъектами во имя сохранения олигополии. И Маск, Безос, Китайкосмос, и даже лично сам Батут (это я в уважительном смысле) будут предлагать свои услуги узкому кругу космотуристов по строго согласованной цене.

Что касается остального:
Лас-ВегасКосмодромас, с блэкджеком, шлюхами, тренажёрами, саунами, ресторанами, охотой на сайгаков и прочей активностью - это программа, не уступающая по насыщенности круизному лайнеру.
Перелёт - да, комфорт автобуса. Зато Космический Старт, Перегрузки, Невесомость и "Земляяя в иллюминаторе (С)" - это совершенно нетривиальные ощущения. Галантные парочки это особенно оценят.
После невесомости, лунная недогравитация покажется не более чем забавной. Попрыгать, и поставить себе галочку. И назад.
Пребывание на Луне отстойно уже потому, что селфи в купальнике там не наколотить. Хотя... Индивидуальный латексный скафандр и прозрачный шлем могут немного исправить положение.

Вот это сказано очень по существу:

Вы недооцениваете любопытство/безбашенность многих людей. Отнюдь не все ищут удобств и развлечений во время отдыха.

Давайте исходить из того, что имперский крейсер летающий бордель для миллиардеров, в обозримом будущем, к Луне не запустить. Так что наш аппарт - именно космический автобус. А клиент - богатый экстремал. Рисковый и способный недельку побомжевать. 

[Ulkolainen]

Вопрос - Дает ли лунный/космический туризм уникальные ощущения и переживания? (которые нигде нельзя больше испытать)

Ответ - а то!

Невесомость. Вид на Землю извне.

Для простого знакомства с невесомостью Луна избыточна. Хватит пары орбитальных витков, чтобы ощутить и вдоволь накувыркаться. Аттракцион выходного дня.

Но всё остальное - да. Поскольку 0,16g на Земле никак не воспроизводится, завязанные на него развлечения в любых формах будут исключительно лунными.

Если цена будет подходящей.

А если останется "кусачей", путевки можно будет разыгрывать в лотереях и викторинах.

[crazy_terraformer]

Вопрос - Дает ли лунный/космический туризм уникальные ощущения и переживания? (которые нигде нельзя больше испытать)
Ответ - а то!

Ага, при условии употребления виагры самцом человека

[Maki]

Ну что-ж... Пора подвести предварительный итог темы.

У нас вырисовывается два основных пути хозяйственного использования Луны, которые доступны на современном уровне техники:
1. Самый простой (но чреватый экологическими рисками) - это захоронение особо опасных ядерных отходов.
2. Более сложный, но также технически осуществимый - туризм для ВИП-экстремалов, включающий высадку и прогулку по Луне.

Второй вариант, в недалёком будущем, может развиваться в двух направлениях:
а) Создание корабля с комфортом "автобуса", который способен неоднократно взлетать и садиться на Луну, и высаживать туристов для коротких прогулок.
б) Создание комфортабельного орбитального челнока Земля-Луна с посадочным модулем, и строительство комфортабельной турбазы, с электрокарами, батутами, и номерами для новобрачных.

Если при варианте "а" туристам доступна практически вся Луна, то вариант "б" требует очень внимательного выбора места.

Итак, господа отельеры, в каком месте Луны вы бы отгрохали фешенебельный туристический комплекс?

P.S.
Ну и методику складирования ядерных отходов стоит обдумать. Если на Земле, с её "живой" геологией, отходы приходится старательно прятать, то на на Луну их, полагаю, можно просто сбрасывать в определённую точку. Локальное изотопное загрязнение в пределах одного кратера никак не повлияет ни на туризм, ни на возможные геологические работы с участием человека.

[crazy_terraformer]

Ядерные отходы, а состав их какой? Может  их можно использовать как источник сырья для создания неких механизмов и без непосредственного участия человека посредством автоматических систем, роботов с ИИ или удаленного управления оператором.

[crazy_terraformer]

Как алюминий из реголита выплавлять будем?

Рассмотрим, шо есть на Луне в вечной тени полярных кратеров...
Вот надыбал сей весёлый текст
Виманы и ртуть, или как нам обустроить лунный рейх
Избранные отрывки.

....материальные ресурсы, которые есть на дне вечно затененных кратеров.

Про то, какие там вещества, мы знаем благодаря самопожертвованию зонда LCROSS, который в 2009г. раздолбался о дно кратера Кабео в 100 км от южного полюса Луны, перед этим успев проанализировать состав облака, образовавшегося при падении его собственного разгонного блока за несколько минут до этого.

Так вот, в выброшенном материале обнаружилось около 150 кг воды и … 12 кг ртути. Содержание воды в грунте кратера – около 5 процентов по весу, а ртути – около 0.3%, то есть всего на порядок меньше. Результат несколько неожиданный, хотя и предсказывавшийся некоторыми теоретиками. Дело в том, что легкая молекула воды, попавшая на Луну, с большой долей вероятности улетучится в космос. Тяжелый атом ртути такой возможности не имеет, у него слишком маленькая скорость даже при дневных температурах, так что вся ртуть, выпарившаяся из поверхности Луны при излияниях лавы и падениях метеоритов, в конечном итоге оседает в холодных полярных кратерах.

По оценкам, суммарное количество воды в полярных кратерах – порядка миллиарда тонн.

ЕМНИП мне встречалась где-то цифра 1млрд 650млн тонн, но продолжим..

  Ртути, соответственно, там должно быть десятки миллионов тонн. Для сравнения, выявленные ресурсы ртути на Земле – около 700 тысяч тонн, а годовая добыча – порядка тысячи тонн. Возникает, однако, вопрос– зачем вообще кому-то может понадобиться ртуть в таких неимоверных количествах?!

Вот, оказывается, зачем нацисты улетели на Луну! Ртуть же, как всем известно, используется в двигателях виман. (на всякий случай уточню – это шутка)

Прежде чем предаться размышлениям по этому поводу, можно помедитировать на то, какие еще летучие вещества обнаружил LCROSS в выбросе (в молярных процентах от количества водяного пара, водяного пара было выброшено около 50 кг, остальное – в форме льда):

Сероводород 16.75%
Аммиак 6.03%
Двуокись серы 3.19%
Этан 3.12%
Углекислый газ 2.17%
Метиловый спирт 1.55%
Метан 0.65%

В грунте эти вещества вовсе не обязательно содержатся в той же пропорции, поскольку в газовую часть облака внесло вклад не только то вещество, что было выброшено ударом (около трех тонн), но и то, что выпарилось из передвинутого и нагретого ударом грунта, оставшегося на поверхности (несколько сот тонн). Помимо всего вышеперечисленного, в газовом облаке обнаружилось 120 кг молекулярного водорода и 40 кг угарного газа. Оба этих вещества крайне летучие, и их содержание в грунте не может превышать несколько десятитысячных по массе.  Так что скорее всего они высвободились из большой массы нагретого грунта.

Если судить по температурам кипения веществ, наиболее надежные данные по содержанию в грунте таблица дает для метанола.

Итак, имеются месторождения летучих веществ и относительно летучих веществ микс органики, смерзшихся газов и ртути с реголитом и реголитной пылью. Здесь всё ясно — физические методы разделения. Сублимация легкокипящих компонентов в автоклаве, фильтрация откачиваемой парогазовой смеси от органической и неорганической пыли, разделение газовой фазы конденсацией компонентов при соотвествующих условиях для каждого. Твёрдый остаток, содержащий органику и пыль, можно подвергнуть пиролизу в пиролизном котле или в том же автоклаве, если конструкция подходит. Далее идёт фильтрация откачиваемой парогазовой смеси от органической и неорганической пыли, разделение газовой фазы конденсацией компонентов при соотвествующих условиях для каждого. Пыль возвращается в при следующей загрузке в котёл. Пиролизованный остаток будет добавлен при комплексной переработке в шихту из природной мелкой фракции реголита или из мелкой фракции размола более крупных фрагментов реголита, или в шихту из мелкой фракции других горных пород Луны.
При получении из горных пород Луны материалов способами, включающими использование химических реактивов,
переработка должна быть комплексной хотя бы для полной регенерации реактивов и химических элементов, входящих в состав покрытий, смазок и прокладок используемых аппаратов. Очень желательно, чтобы утечки реактивов и указанных веществ не только восполнялись полностью, но и шла наработка запасов.А ещё лучше если производимые материалы были  практически химически чистыми.

(кликните для показа/скрытия)

Этот термин определяет вещество наивысшей возможной степени очистки при данном уровне развития науки и техники.

Максимальная задача — добыча из породы веществ, кларковый состав которых в единицы ppm, а то и менее. Чем глубже очистка, тем больше надо СЭС.
Таким образом промышленная добыча и производство только одного алюминия не имеет смысла, из породы надо вытягивать всё по максимуму. Единственным отходом может считаться лишний кислород, а может не считаться, если его будет возможно вывезти с Луны к потребителям.


Можно предварительно отделить от мелкой фракции реголита э/магнитом часть ильменита и железа(частиц свободного железа(метеоритного или восстановленного из лунных минералов в результате разложения их жёстким излучением Солнца, солнечным ветром, импактным воздействием) или частиц железа, спечённымм с частицами реголитной силикатно или алюмосиликатной пыли.

(кликните для показа/скрытия)

А можно и не заниматься этой фигнёй.

Органика, угарный газ могут быть использованы для восстановления железа в индукционной печи.
Углекислый газ и вода, выделившиеся в этом процессе могут использованы как реактивы или растворители, или как источники: СО2 — углерода(сажа,графит), кислорода и угарного газа; вода — водорода и кислорода.
Органика может быть использована для получения пиролитического улерода(сажа, графит).
Для разрушения силикатной и алюмосиликатной матрицы минералов,составляющих реголит, необходимо провести восстановительный обжиг фторирующий или хлорирующий. Учитывая, что фтор — редкий элемент и высокий кларк хлора, то придётся вести хлорирующий обжиг. Изначально хлор будет поставляться с Земли, пока не будет создана цепочка рециркуляции, где единственным отходом будет кислород, а утечки химикатов из цикла будут восполняться их продукцией из породы. Жидкий хлор перевозить не удобно и не безопасно, к тому же нам потребуется натрий, поэтому с Земли будем таскать NaCl. Хлор и натрий получаем электролизом раствора, используем ртутный катод для получения натрия, а графитовый анод или титановый анод с окисно-рутениево-титановым покрытием (аноды ОРТА), или другие малорасходуемые аноды. Рутений или иные подобные материалы для покрытия анодов вероятно будет завозиться с Земли какое-то время... Или будут таки использовать графит.
В качестве восстановителя в хлорирующем обжиге используем углерод(сажа, графит). Конечно кларк углерода 85 ppm — мал, так что когда полярные депозиты выгребут, а поставки с комет и астероидов ещё не начнутся, то хоть шерсти клок...

(кликните для показа/скрытия)

Депозиты углерода в вечно тёмных полярных кратерах, которые представлены в вечной мерзлоте органикой(метан, метанол, этан, возможно более сложными соединениями) и вероятно неорганикой(СО2, СО, вероятно дициан и цианиды).
Органику используем для восстановления обогащенной железом и ильменитом FeTiO3 фракции реголита до железа и двуокиси титана, вероятно часть углерода будет захвачено железом и шлаками. Сталь в хозяйстве пригодится. Шлаки подлежат переработке( обжиг с углеродом и хлором), они содержат оксиды титана,силикаты и алюмосиликаты...
Органика окисляется до CO2 и воды.

В присутствии углерода равновесие реакции смещается вправо и большинство оксидов хлорируется до конца. Сточки зрения термодинамики роль углерода объясняются однозначно, поскольку взаимодействие углерода с кислородом характеризуется большим отрицательным значением ∆G.
Кислород уносится в составе углекислого, угарного газа и фосгена из зоны реакции.
Самое главное — кремний выносится из шихты или расплава, улетает в виде SiCl4.
Также выносятся летучие хлориды ряда цветных и благородных металлов,тетрахлорид титана, хлориды циркония и ниобия, неметаллов. Поток газов и летучих соединений проходит через скруберры, затем вещества разделяются по температуре конденсации в холодных ловушках; хлор, фосген и угарный газ возвращаются в печь. После окончания цикла пыль из пылесборников добавляется в новую шихту.
В конце концов в печи остаётся смесь хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, хлориды алюминия, железа, хрома, никеля и кобальта, марганца, редкоземельных элементов, хлорид галлия, по мелочи хлориды платины, родия, палладия.

Используем натрий для получения гидроксида натрия, водорода, карбонатов натрия, углерода.
Na+Н2О—>NaOН+Н2 водород можно пустить на восстановление железа из ильменита, например.
2NaOН+СО2—>Na2СО3+Н2О затем  выпариваем воду,
смешиваем соль с металлическим натрием и нагреваем...
Na2CO3+4Na—>3Na2O+C добавляем воду и отфильтровываем  от раствора NaOH чёрный осадок сажи или графита.
Можно вместо натрия задействовать другие методы: разложение СО2 в плазме электрическим разрядом в ячейке из ZrO2 до углерода, угарного газа и кислорода; восстановить водородом или углеродом до угарного газа, а угарный газ использовать процессе Фишера-Тропша; биотехнологию и сельское хозяйство.

Далее у нас следуют методы гидрометаллургии можно повозиться раздельным осаждением солей, гидроксидов с помощью водного раствора аммиака, барботированием раствора углекислым газом, сероводородом, использованием горячего или холодного раствора NaOH( с ним получается упрощённый процесс Байера, так как при обработке полученного субстрата  горячим раствором NaOH не образуется нерастворимый осадок алюмосиликата натрия), окислив сероводород кислородом воспользоваться полученной из него серной кислотой... Таки в результате получаем осадки, обогащённые тем или иным оксидом, гидроксидом или солью металла.
Конкретно для получения глинозёма предлагаю процесс Байера.
А вот шо далее делать с Al2O3?
Восстанавливать его металлическим натрием? Или делать электролиз с инертными анодами в расплаве хлорида натрия(калия) с добавкой 12% карбоната соотв.щелочного металла для снижения температуры плавления? Делать из части металлического алюминия карбид спеканием с углеродом, и затем спекать эту смесь с глинозёмом, откачивая газ?
Al4C3+ Al2O3<—>6Al+3CO
Можно из чистой экзотики пойти таким путём: из чистого глинозёма сделать трихлорид алюминия и востанавливать эту соль суспензией гидридом натрия ЕМНИП диэтиловом эфире или тетрагидрофуране до алюмогидрида натрия...
Алюмогидрид натрия в тетрафуране растворим, в эфире тоже. Стехиометрически смешиваем реагенты в избытке растворителя, получаем неводный раствор алюмогидрида натрия и осадок натрия хлорида. Осадок NaCl отфильтровываем. Раствор алюмогидрида натрия в эфире можно далее насыщать трихлоридом алюминия, осадок поваренной соли уйдёт в осадок до полимеризации гидрида алюминия, осадок хлорида отфильтровываем, промываем эфиром. Эта жидкость соединяется раствором гидрида алюминия и выпаривается....
По хорошему знатный кусок Луны надо заставить оранжереями для биохимического извлечения фтора из лунного грунта, соотвествующие фотосинтетики(аккумуляторы фтора) скармливать животным из скелета, которых извлекать апатит, а из апатита — фтор. А этот фтор и фтор регенерируемый в производстве, использовать для изготовления криолита....
Пы.Сы. Вот такой наукообразный поток сознания.
Можете подключаться для внесения корректив и рацпредложений.

[николай теллалов]

захоронение особо опасных ядерных отходов

расширю трошки идею:
захоронения радиоактивных материалов - источники тепла (никуда не деться); в лунную ночь перепад температур значительный; грех это не использовать для генерирования энергии

их можно использовать как источник сырья для создания неких механизмов и без непосредственного участия человека

+!

[cybertron]

в каком месте Луны

Ждем обнаружения и обследования лавовых трубок. Лучшего места не найдешь.

[Maki]

расширю трошки идею:
захоронения радиоактивных материалов - источники тепла (никуда не деться); в лунную ночь перепад температур значительный; грех это не использовать для генерирования энергии

Но зачем тягать энергетические крохи с грязной ядерной помойки, если у нас имеется неисчерпаемый источник в виде солнечного излучения?

в выброшенном материале обнаружилось около 150 кг воды и … 12 кг ртути. Содержание воды в грунте кратера – около 5 процентов по весу, а ртути – около 0.3%, то есть всего на порядок меньше.

Сероводород 16.75%
Аммиак 6.03%
Двуокись серы 3.19%
Этан 3.12%
Углекислый газ 2.17%
Метиловый спирт 1.55%
Метан 0.65%

Экий химический ужас!
На начальном этапе туристического освоения Луны, эту жуткую смесь придётся использовать для добычи воды, кислорода и топлива для кемпинга.
Реально ли, для начала, получить из этого коктейля просто качественную питьевую воду и кислород?

[николай теллалов]

зачем тягать энергетические крохи с грязной ядерной помойки, если у нас имеется неисчерпаемый источник в виде солнечного излучения?

1) там бывает ночь все же
2) неуютно мне при мысли, что что-то валяется без дела...

[Maki]

Ждем обнаружения и обследования лавовых трубок. Лучшего места не найдешь.

Нам, для привлечения клиента, требуется сочетание крышесносительных пейзажей и доступные залежи воды для душа и биде.
Не факт, что отыщется лавовая трубка с таким сочетанием туристических ресурсов.

[Maki]

1) там бывает ночь все же

Это да. Но Терраформер обнаружил на Луне изобилие ртути. Может быть её можно применить в качестве аккумулятора энергии?

2) неуютно мне при мысли, что что-то валяется без дела...

Боюсь, по соотношению опасность/польза ядерные отходы действительно окажутся совершенно негодным энергоисточником. Собственно, они ведь и есть отходы энергетики.
Выгодней завозить на Луну нормальное ядерное топливо, и обеспечивать им лунные туристические и геологические базы.

[crazy_terraformer]

Вопрос, насколько ядерные отходы на Луне будут обеднены полезными компонентами?

в выброшенном материале обнаружилось около 150 кг воды и … 12 кг ртути. Содержание воды в грунте кратера – около 5 процентов по весу, а ртути – около 0.3%, то есть всего на порядок меньше.

Сероводород 16.75%
Аммиак 6.03%
Двуокись серы 3.19%
Этан 3.12%
Углекислый газ 2.17%
Метиловый спирт 1.55%
Метан 0.65%

Экий химический ужас!
На начальном этапе туристического освоения Луны, эту жуткую смесь придётся использовать для добычи воды, кислорода и топлива для кемпинга.
Реально ли, для начала, получить из этого коктейля просто качественную питьевую воду и кислород?

Можно получить дистиллированную воду, кислород электролизом воды.
Для качественной питьевой воды нужны минеральные добавки.
 Ещё 120 кг молекулярного водорода и 40 кг угарного газа. Проценты молярные даны от массы 50 кг паров воды, но воды в виде льда выделилось около сотни кг. Но эти проценты — не % этих веществ в составе материала мерзлоты.

[Maki]

Для качественной питьевой воды нужны минеральные добавки.

А зачем? Двое-трое суток будут пить и подмываться дистиллятом, и не сдохнут.

P.S.
Молекулярный водород особенно позабавил. Может быть Ларин и не вовсе даже маргинал?

[crazy_terraformer]

https://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Crater_Observation_and_Sensing_Satellite

22 октября 2010 в журнале «Science» опубликованы результаты исследований зонда LCROSS[5][6][7][8][9][10]. Сообщается, что на полюсах спутника Земли были обнаружены залежи льда и других веществ. Особенно неожиданным для учёных стало наличие на Луне большого количества ртути и серебра.

После столкновения с Луной «Центавра» поднялось облако пара, температура которого составляла 826,85 °C. Вслед за ним поднялось облако пыли. LCROSS зарегистрировал наличие порядка 143—167 килограммов воды в виде пара и льда в поднятом облаке. Это позволило оценить массовую долю льда в реголите примерно в 2,7—8,5 %. При этом другая группа, наблюдавшая за тем же событием при помощи инструмента DLR (Diviner Lunar Radiometer), установленного на зонд LRO, полагает, что часть пара прошла мимо сенсоров LCROSS, и общая масса поднятой воды составляла порядка 300 кг[11].

В поднятом облаке были также зафиксированы такие вещества как ртуть и серебро. В поднятом облаке пыли спектроскопические данные, полученные зондом LRO, выявили наличие 570 кг угарного газа, 140 кг молекулярного водорода, 160 кг кальция, 120 кг ртути и 40 кг магния. По данным зонда LCROSS в облаке обнаружили следы натрия, аммиака, гидроксильных групп, углекислого и угарного газа, а также серебра. Следы серебра и золота обнаруживались на Луне и ранее, но в незначительных количествах.

Температура облака пара 826,85°С , возможно молекулярный водород — продукт крекинга органики.
Другой вариант импакт превратил воду в пар и перемешал отложения, содержащие металлические кальций и магний с паром и кипятком(если последний успел образоваться). Эти металлы вытесняют водород из воды...

[crazy_terraformer]

А зачем? Двое-трое суток будут пить и подмываться дистиллятом, и не сдохнут.

Могут сухие смеси разводить. Сухое молоко, сливки, соки, пакетики с солью. Мыться можно и ректификатом.

[AndrejM]

Как вам понравится идея производства разных дорогих радиоизотопов на Луне

Все замечательно. Но вы забываете что при наработке образуется дикая смесь. И причём часть вынужденны отправлять в отходы.
То есть полный цикл с получением слитков 99.999 имеет смысл.
А наработка там, а очистка тут, не отличается от наработки тут.
Так что давайте завод...

[николай теллалов]

по соотношению опасность/польза

какая от них на Луне опасность?

[николай теллалов]

сухие смеси разводить

да
и воду сушеную жевать