Луна. Экономика и логистика.

[AndrejM]

Так что ртуть придётся или пристроить или для этих целей, или просто выбросить.

Считайте что пристроили. Кто следущий в таблице?

[AndrejM]

Ну и в постоянно затенённом кратере проблему терморегуляции, возможно, решить проще, чем проблему чередования холода и жары на освещённых участках

Для первой базы выбор места будет ... выбирай нехочу.
А потом когда все развернётся можно и искусственную тень учитывать. Эффект тот же.

[crazy_terraformer]

(кликните для показа/скрытия)

При выводе космического аппарата на низкую околоземную орбиту требуется достичь первую космическую скорость, равную 7,8 км/с (для орбиты высотой 200 км). Однако из-за различных потерь (гравитационные, аэродинамические, потери на управление) от ракеты требуется бо́льшая характеристическая скорость, составляющая 9—10 км/с.

Это на Земле.
На Луне.
Первая космическая скорость (v1)   1,68 км/с
Вторая космическая скорость (v2)   2,38 км/с
Ускорение свободного падения на поверхности 1,62 м/с² 0,165 от земного g
Аэродинамических потерь нет, гравитационные из-за  меньшего джи меньше, двигатели работают в вакууме(потерь на противодавление нет). Ляпота. Можно снизить требования к удельному импульсу(?)  тяге, задействуем для взлёта и парковки на НОО Луны; одноразовые двигатели на металлическом горючем(Na, Ca, Mg, Al)  или на смеси кремния с этими металлами( желательно с алюминием), возможно металлгидридное горючee(от бинарных гидридов до алюмогидрида натрия) или силан SiH4, окислитель — кислород. Для взлёта с Луны можно задействовать рельсотрон.
Грузовик стыкуется на орбите с буксиром и заливает в него рабочее тело для двигателей(ртуть, щелочные Ме, кислород).
Буксир медленно тащится на ионных(рабочее тело — ртуть или щелочные металлы) или плазменных( кислород)  двигателях, используя бортовую СЭС как источник энергии, точка назначения — одна из коллинеарных точек Лагранжа системы Земля—Луна, выбрана с целью коррекции траектории с минимальными затратами, а из точки Лагранжа буксир тащит грузовик к Земле, в зависимости от цели после отстыковки, используя аэродинамическое торможение грузовик сбрасывает скорость и либо ссадится на планету, либо начинает парковаться на одной из околоземных орбит, поднимая перигей и скругляя эллипс. На целевой орбите груз отстыковается, перегружается или выпускается из "трюма"....

Если выстроить индустрию на Луне + организовать на Луну роботизированные поставки( углерода и его соединений, азотистых соединений, возможно воды) с комет и астероидов, то от земного грузового космоса можно отказаться навсегда. Возить разве что только людей и др. живые формы на НОО Земли в капсулах. Самое же главное — это космическая энергетика, это она должна оплачивать банкет, напрямую или косвенно.

[crazy_terraformer]

А потом когда все развернётся можно и искусственную тень учитывать. Эффект тот же.

Плюс аккумулировать холод в виде сжиженного газа за две недели ночи плюс период сумерек.
А со временем организовать систему подповерхностных трубопроводов для перекачивания жидкого и газообразного кислорода первого к потребителям холода, второго к ближайшим аккумуляторам холода наиболее близким: к вечерней сумеречной зоне на дневной стороне, к утренней — на ночной...
Лунный Газпром. Вечный гешефт! Кислород на Луне никогда не кончится!
Мелкими буквами: до превращения Солнца в красный гигант..

[BlackMokona]

Ага. Стоимость золота - по цене патронов чтобы у папуасов/индейцев отнять.
Классика.
По факту в человека часах в Советах и Прибавочной стоимости в штатах.

Правда? И можете хоть один гос.план или бизнес план привести с использованием в качестве базовой единицы такие вещи?

[дерево]

Первая космическая скорость (v1)   1,68 км/с
Вторая космическая скорость (v2)   2,38 км/с
Ускорение свободного падения на поверхности 1,62 м/с² 0,165 от земного g
Аэродинамических потерь нет, гравитационные из-за  меньшего джи меньше, двигатели работают в вакууме(потерь на противодавление нет). Ляпота. Можно снизить требования к удельному импульсу(?)  тяге

   В лунных условиях лучше безракетные запуски при наличии инфраструктуры.
   Можно лифт делать с уже существующими материалами. Требования к прочности канатов определяются гравитационным потенциалом (R⋅g), который у Луны 2,8 МДж/кг в 22 раза меньше земного, а в точку Лагранжа наверное ещё меньше. При том что массово выпускаемые волокна имеют прочность до 1 МДж/кг, соответственно утолщение тросов наверх будет лишь в несколько раз относительно точки крепления к Луне, а не несколько порядком необходимых для земного лифта.
   Также и электромагнитный ускоритель там кажется вполне реализуемым. Достаточно длины лишь 2⋅π⋅R⋅0,165/6=300 км для разгона до 1й к.ск. с перегрузкой 6g для людей. А для грузов и 20 км хватит.

[Maki]

А потом когда все развернётся можно и искусственную тень учитывать.

С тенью, признаться, я перемудрил. Достаточно навеса чтоб защитить конструкции и транспорт. А температура окружающего реголита не имеет значения.

[crazy_terraformer]

Можно лифт делать с уже существующими материалами.

Оценки обрыва лифта под действием космических факторов хотелось бы посмотреть!

[дерево]

Оценки обрыва лифта под действием космических факторов хотелось бы посмотреть!

Метеориты, УФ, радиация? Можно оценить воздействие в сравнении с имеющимся в космосе.
Продольная площадь троса (пусть по одному на каждые несколько тонн полезного груза в точке L₁ или L₂) средним диаметром 1 см и длиной ~30тыс.км составляет ~1 млн м². Значит метеориты в каждый трос будут попадать примерно в тысячу раз чаще, чем в МКС. Обшивка МКС сделана из полиамида (прочность 60 МПа) толщиной ~3 мм, значит трос 1 см из пара-арамида выдержит в сотню раз большую энергию метеорита, чем обшивка МКС. Частота метеоритов обратно пропорциональна квадрату их массы. Получается частота порчи всех тросов в 10 раз меньше частоты появления дырок в обшивке МКС. Наверное придётся несколько раз в год менять один из тросов.
От УФ легко защитить полимеры алюминиевой фольгой.
Также у пара-арамидов огромная радиационная прочность более 1 МГр. Если люди на Луне выдержали несколько дней, то такой трос выдержит тысячелетнюю радиацию.

[LonelyWanderer]

Оценки обрыва лифта под действием космических факторов хотелось бы посмотреть!

Метеориты, УФ, радиация? Можно оценить воздействие в сравнении с имеющимся в космосе.
Продольная площадь троса (пусть по одному на каждые несколько тонн полезного груза в точке L₁ или L₂) средним диаметром 1 см и длиной ~30тыс.км составляет ~1 млн м². Значит метеориты в каждый трос будут попадать примерно в тысячу раз чаще, чем в МКС. Обшивка МКС сделана из полиамида (прочность 60 МПа) толщиной ~3 мм, значит трос 1 см из пара-арамида выдержит в сотню раз большую энергию метеорита, чем обшивка МКС. Частота метеоритов обратно пропорциональна квадрату их массы. Получается частота порчи всех тросов в 10 раз меньше частоты появления дырок в обшивке МКС. Наверное придётся несколько раз в год менять один из тросов.
От УФ легко защитить полимеры алюминиевой фольгой.
Также у пара-арамидов огромная радиационная прочность более 1 МГр. Если люди на Луне выдержали несколько дней, то такой трос выдержит тысячелетнюю радиацию.

1. Космический лифт, состоящий из нескольких тросов, скажем, из 10, и разделённый на секции с множеством промежуточных креплений. Тогда можно менять только повреждённые участки троса.
2. Опять же, центрифуга, и трос, свёрнутый в катушку с защитным чехлом в состоянии покоя.

[Maki]

Оценки обрыва лифта под действием космических факторов хотелось бы посмотреть!

А зачем? Для безракетных запусков есть соответствующая тема. А здесь хотелось бы поговорить об экономике и логистике. А не о фантастических прожектах.

Если выстроить индустрию на Луне + организовать на Луну роботизированные поставки( углерода и его соединений, азотистых соединений, возможно воды) с комет и астероидов, то от земного грузового космоса можно отказаться навсегда.

Даже "морской старт" обанкротился. А уж перетаскивать на Луну целые производственные цепочки и трудовые коллективы - это 100% разорение. Ведь как было бы выгодно построить экваториальный космодром в Сомали, и собирать там ракеты из говна и палок производимых на месте компонентов! Ан нет, ни у кого и в мыслях нет такого.
Давайте, для начала, добудем из реголита хоть килограмм лунной нержавейки. И посмотрим, не выгоднее ли доставлять её с Земли.

P.S.
От чего бы, для начала, не решить вопрос о добыче воды и кислорода? Разработка лунной мерзлоты - задача совершенно нестандартная. Это бурение, разогрев породы каким-то неведомым способом, и откачка пара. И, после очистки и конденсации, эта драгоценная жидкость попадёт всего-то навсего в душевую лунной турбазы...
Кому захочется убивать кучу денег и времени на такое? Куда проще использовать наработки МКС, и использовать привозную воду.

[Maki]

1. Космический лифт

Джентльмены, вам сюда: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,134167.0.html

[николай теллалов]

перетаскивать на Луну целые производственные цепочки и трудовые коллективы - это

о фантастических прожектах

еще раз, коли не доходит: таскать станки словно взымая репарации с побежденной страны никто не предлагал;
вероятно для вас слово

роботизированные

ничего не значит

в таком случае желаю наслаждаться как раз фантастическими прожектами лунного туризма как заметной отрасли непонятно чьей экономики

[дерево]

1. Космический лифт, состоящий из нескольких тросов, скажем, из 10, и разделённый на секции с множеством промежуточных креплений. Тогда можно менять только повреждённые участки троса.

Обязательно секциями для уменьшения толщины троса по мере приближения к поверхности, иначе он не выдержит свой вес, при прочности (по массе) меньшей, чем гравитационный потенциал.

2. Опять же, центрифуга, и трос, свёрнутый в катушку с защитным чехлом в состоянии покоя.

При чём даже может быть передвижная с коротким тросом для запуска болванок (способных выдерживать большие ускорения) из нужного материала.

Какие ещё технические решения способны удешевить лунную логистику, и насколько?

1. Космический лифт

Джентльмены, вам сюда: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,134167.0.html

Там про Землю, где лифт фантастичен пока что. Но на Луне вполне реализуем уже при сегодняшних технологиях, о чём и написал выше.

[Maki]

еще раз, коли не доходит

Полегче...
Робот, который едет на роботе и роботом погоняет - это просто плод гуманитарного воображения. В реальности же, на превращение вагона руды в этого самого робота уходит огромное количество человеко-часов. Плюсом к тому, роботам требуется обслуживание, наладка и ремонт. Так что без человеческих тушек никак.
Ничего еретического в идее относительно автономного стада роботов на Луне я не вижу. Вопрос - зачем и кому это надо. Куда проще и разумней окончательно отказаться от космической гонки, демилитаризировать околоземное пространство, и оптимизировать ракетные запуски с Земли. Один межпланетный зонд раз в несколько лет - этого вполне достаточно для удовлетворения научного любопытства землян. И вкладываться в "лунный космодром" - это бездарнейшее уничтожение денег.

P.S.
Мечтания о "роботизированных лунных заводах" предполагают участие госбюджета, чиновников, и сопутствующие "схемы". Не хотелось бы видеть этого. Что касается вашего сарказма:
 

в таком случае желаю наслаждаться как раз фантастическими прожектами лунного туризма как заметной отрасли непонятно чьей экономики

- то тут, как раз, всё реально и честно. Вот, изучайте.

P.S.
А вот и свежачок-с... https://aif.ru/society/science/sam_sebe_leonov_rossiya_otpravit_turista_v_otkrytyy_kosmos

[Maki]

о чём и написал выше

Писать можно всё что хочется. Но никаких материалов, технологий, и финансов на подобные прожекты нет и не предвидится. Как не предвидится и нагрузка, которую потребуется запускать с Луны. 
Давайте для начала обеспечим безопасный и интересный лунный туризм и захоронение ядерных отходов. Это, при нынешнем уровне техники, достаточно интересная задача.

[crazy_terraformer]

От УФ легко защитить полимеры алюминиевой фольгой.

Фольгу зацепы не порвут?

[дерево]

Но никаких материалов, технологий, и финансов на подобные прожекты нет и не предвидится.

Давно есть

Можно лифт делать из уже существующих материалов. Требования к прочности канатов определяются гравитационным потенциалом (R⋅g), который у Луны 2,8 МДж/кг. При том что массово выпускаемые волокна имеют прочность до 1 МДж/кг.

Значит тросы можно сделать из 2,8/(1/2)=6 секций, каждая следующая должна быть в 2 раза тоньше предыдущей (начиная сверху к низу). Материалоёмкость по углероду или смеси водород-азот-углерод (которые также используются в ракетном топливе, но в других химических соединениях, преобразование между которыми на Луне не составит проблем благодаря доступной солнечной энергии) получается в ~100 раз больше, значит во столько раз должен превышать суммарный выведенный на орбиту груз, чтобы лифт окупился в сравнении с ракетным запуском. Максимум за год, но наверное много быстрее, так как лифт не нужно делать исходя из максимальный массы груза, его можно разделить на части, как минимум по 1 тонне для подъёма кабин с людьми и системой жизнеобеспечения. То есть на первый лифт хватит ~100 т органических материалов и немного металлов для приводов и креплений.
Секционировать можно не только тросы и но и весь лифт с барабанами и приводами. В этом случае ненужно секционировать трос, тянущий груз, он всегда остаётся тонким. И уменьшается изменение центра масс, так как не перемещается наверх весь тянущий трос. Но усложняется автоматика, так как нужно перецеплять кабину/груз к следующему лифту/крану.

От УФ легко защитить полимеры алюминиевой фольгой.

Фольгу зацепы не порвут?

Какие зацепы? Самый обычный лифт/кран тянет кабину/груз тросом наверх, где сматывается в невесомости (или небольшими мотками по секциям) не создавая нагрузки на тросы, крепящие верхний барабан с приводом к Луне. Изменение центра тяжести компенсируется небольшой смоткой/отмоткой неподвижных тросов также наверху, где почти невесомость и большие массы мало влияют на нагрузку на тросы. На боковую поверхность тросов действуют лишь малые (а большим без атмосферы неоткуда взяться) усилия, которое выдержит напылённая или приплавленная к тросу фольга. При чём алюминий необязательно, а любой износостойкий металл.
Учитывая, что из-за метеоритов трос придётся менять, то и защита от УФ для них наверное не понадобится.


Очевидно для Земли (с гравитационным потенциалом R⋅g ≈ 62 МДж/кг) лифт остаётся фантастичным, так как секций понадобится ~62/(1/2) = 124. Даже с тросом идеальной формы (примерно экспоненциально сужающийся), потребуется его масса в e^62/1 ≈10²⁷ больше грузоподъёмности, то есть масса Земли на ~1 кг полезного груза.

[николай теллалов]

https://controlengrussia.com/innovatsii/robototehnika/robotizirovannoe-additivnoe-proizvodstvo/
http://2035.media/2017/12/22/robots-future/
https://vc.ru/future/77963-roboty-pyat-napravleniy-rosta
https://ktovkurse.com/a-vy-kurse/kakoe-budushhee-podarit-miru-robotizatsiya-4-stsenariya
https://www.pwc.ru/ru/publications/workforce-of-the-future-rus.pdf
http://robocraft.ru/blog/news/4043.html
https://iz.ru/805757/2018-10-28/na-fabrike-v-kitae-roboty-budut-proizvodit-robotov
https://www.cnews.ru/news/line/sozdany_pervye_samovosproizvodyashchiesya

[Maki]

Всё, что вы привели - касается земной экономики и земных технологических цепочек. И в этих цепочках, начиная с геологоразведки и заканчивая уборкой стружки, ещё долго будут присутствовать люди. Возможно, очень и очень долго.
Поставки запчастей с Земли, телеуправляемые системы - да, это реально. Наверное, когда-нибудь придумают, как из реголита производить солнечные батареи. Но...

Ничего еретического в идее относительно автономного стада роботов на Луне я не вижу. Вопрос - зачем и кому это надо.

Снижение издержек - задача любого капиталиста. И производство он разместит в земном технопарке с готовой инфраструктурой, а не в лунной пустыне.
Даже если представить некий дорогостоящий технологический процесс, требующий вакуума и низкой гравитации - всё это есть на околоземной орбите.