Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[pkl]

Я надеюсь удержать её на уровне порядка 4 млрд. И соответствующий уровень сложности.

вы? уровню сложности столько боюсь не надо, да и не удержать - если речь о "гаджетах"

Речь о телескопах, АМС, ускорителях, томографах и прочих интересных и полезных штуковинах. Компы - ладно, настольным обойдусь.

Если его совместить с изделиями с очень длинным жизненным циклом

все такими не будут.

Пусть не все, пусть большинство.

Какие такими не будут? Окромя ЖРД и ТРД?

Мне надо цивилизацию сохранить. Особенно накопленные за последние 500 лет знания.

в том числе и такие с помощью которых делаются вещи типа покемонов? и в эти 500 лет не скопили бы ничего или почти не будь более древних знаний. и вообще не знаю что там важно сохранять вообще. для кого? себя? хм... как-то знания ради знаний, ну не знаю...

Это самое главное.

Насосами. Водонапорные башни видели? Вот. Кстати, это неплохой аккумулятор энергии, если что.

для вертикальных ферм? больше ничего не придумали? КПД там всей этой системы какой выйдет? насосы надо делать, следить, работают они вско меньше, чем стоит железобетон (который тоже не получается - уже ведь наглядно считал AlexAV), какая-то невообразимая система труб, а они ржавеют... к тому же несущие если их поливать изнашиваться будут быстрее... в общем какая-то невообразимая куча проблем. и ради чего - чтобы проще фильтровать сток?.. а почему бы на полях не делать того же?

Чтобы сэкономить на перевозках продуктов питания. С другой стороны, если техника биодизельная + узкоколейка на дровах... ну и перевозить сублимированные продукты... они уже сильно не нужны.

предполагал постепенное преобразование Сахары и прочих пустынь с использованием солнечной энергии и морской воды

что-то конечно можно сделать, но растительность там будет... яблоки на вес золота буквально.

Почему так дорого? Смотрел как то передачу про какого-то старика-фермера в Африке. Он буквально озеленяет Сахару. Всю жизнь. Сначала односельчане над ним тоже смеялись. Сейчас - зауважали. Показывали, как он ходит по рощам и садам, которые растут там, где 30 - 40 лет назад была пустыня.

[pkl]

Как то обсуждал с одним товарищем репликатор, начали с минимально необходимого количества химических элементов. Сошлись на 25.

Ну биологический организм (единственный известный нам работающий саморепликатор ) видимо потенциально может обойтись углеродом, водородом, кислородом, азотом, серой, фосфором, натрием, калием (хотя возможно уже не обязательно, некоторые микроорганизмы вместо него вроде как аммоний могут использовать), магнием (необходимый компонент ферментов синтеза нуклеиновых кислот) и, возможно, железом. Т.е. 8-10 элементами. Но по факту использует половину таблицы Менделеева, включая весьма редкие элементы как селен, иод, молибден, олово (правда в очень малых количествах, хорошо согласованных с кларками). Видимо разнообразие всё же даёт заметные преимущества.

Считали минимум для лунной базы, при замкнутости 90% по весу, получилось: Fe, C, Al, Mg, H, Cu. Причём Mg необязателен. В общем, 5 - 6 элементов. Но мы потом решили подумать над 100% замкнутости. 25 получается для создания замкнутой техносферы. К очень интересным идеям приходили. Например, полупроводники практически не нужны /кроме фотодетекторов/, обойтись можно радиолампами, тем более, что там вакуум. Медь - тоже не особо, в условиях Луны заменяется алюминием. И т.д.

[pkl]

Для теплиц, заборов, перил и оград сойдёт.

как-то читал про магниевые сплавы - твёрдые, но горят легко вроде.

Древесина, особенно просмоленная, тоже горит недурно. А из неё тут предлагают города строить, как в старину.

и агломераций - АЭС

это при условии есть замкнуть цикл удасться.

Ну это само собой. У нас собрались проверять на практике.

[AlexAV]

http://science.sciencemag.org/content/281/5375/307.full

Хорошая заметка. Анализируется там правда не поливелл, а немного иная система, но именно принципиальная проблема любой попытки обойти ограничение по тормозному излучению для B-11-p проиллюстрирована неплохо. Т.е. если у вас холодные электроны - то ваши потери это торможение ионов на этих электронах, и не важно куда они эту энергию дальше девают.

Ну и вывод (для рассматриваемой системы) делается закономерным:

Thus, the fusion gain (which is normally defined as the ratio of the fusion power to the external heating power), Q ≡ P fusion/P heat ≤P fusion/(P electron− P fusion) ≈ 0.02

Что фактически значит полную неработоспособность схемы.

Да, и очень хорошо и кратко выражен тот аргумент, о котором я собственно и говорю, тот который по сути ставит крест на любой термоядерной схеме с сильной неравновесностью функций распределения:

The fundamental difficulty with nonthermal ions is apparent when one compares the fusion cross section (σfusion ≈ 1 barn for p-11B at E cm = 580 keV, where E cm is the energy in the center-of-mass frame) to the effective cross section for many small-angle Coulomb scattering events that combine to produce a scattering angle of 90° rms in an incident beam (σeff ≈ 60 barns for protons scattering on 11B at E cm = 580 keV). Highly nonthermal systems, like the colliding beam reactor proposed by Rostoker et al. would relax to local thermal equilibrium before a significant amount of fusion power could be produced.

Можно лишь добавить, что релаксация функций распределения электронов идёт ещё более чем на порядок быстрее, что делает её отклонение от равновесной на временах совместимых с критерием Лоусона всегда незначительной.

[stuuvi]

Или активно используем кроме концентрированной и рассеянную энергию. Но тогда и население должно быть рассеяно по территории.

Не совсем понятно, как к такому можно придти. Поскольку сейчас вся система вроде как иначе устроена. Просто для таких изменений нужно прилично политической воли, причём не отдельно взятого человека во главе государства, а от подавляющего большинства аппарата власти.

Причём скорее всего такая система будет стабильной на протяжении длительного времени только в случае, если она окажется как бы сказать, естественной для дальнейшего развития цивилизации.

Вот к примеру - сперва разруха, сильный откат назад. Затем восстановление цивилизации. Вот если учитывая те знания, что останутся на тот момент, такая система сложится сама по себе, то это естественный ход событий. Если не сложится, то не естественный и она не приживётся просто.

А если принимать решения по переделу в распределенный образ жизни из сегодняшней цивилизации в каком то будущем, когда кризис всерьёз ударит, то кажется маловероятным. Скорее всего сперва придётся до основания как говорится разрушить то, что имеется.

[AlexAV]

Не совсем понятно, как к такому можно придти. Поскольку сейчас вся система вроде как иначе устроена. Просто для таких изменений нужно прилично политической воли, причём не отдельно взятого человека во главе государства, а от подавляющего большинства аппарата власти.

Честно говоря я здесь пессимист. Скорее всего никто и ничего перестраивать целенаправленно не станет. Всё будет идти по инерции пока мир не рухнет под собственной тяжестью. А затем на обломках будет будет собираться что-то новое.

В истории человечества всегда получалось в основном только так...

[stuuvi]

Всё будет идти по инерции пока мир не рухнет под собственной тяжестью. А затем на обломках будет будет собираться что-то новое.

Да, вот дописал аналогичные мысли.

[mbrane]

Я вот тоже недоумеваю. Все попытки обсудить какие-то способы использовать внеземные ресурсы как то уводятся в сторону. Вот и сидим на Земле, как пауки в банке.

Мы сидим в глубокой потенциальной яме...выйи из нее очень дорого, ибо единственный тип даигатплей пока который у нас есть - химические даигатели.... всеиостальное пока за пределами наших материалов и наших текущих технологий

[crazy_terraformer]

Поверьте мне, не просто так люди перешли на камень, а потом и бетон.

Или где леса вырубили, или где скученность деревянных строений  грозила большими пожарами.

Дерево, конечно, самый дешёвый стройматериал, но оно не везде есть.

Для решения чего есть импорт. Надо же будущим государствам чем-то торговать. Бартер - камень на дерево.

Кроме того, возникают вопросы с пожарной безопасностью.

Которые решаются противопожарной пропиткой древесины.

А возможно долговечность опасна накоплением вредных болезнетворных микроорганизмов, в т.ч. обладающим толерантностью к антибиотикам и бактерицидным веществам.

А вот это, кстати, серьёзная проблема. Помню, как у бабушки донимали земляные блохи /дом 1936 г. постройки/.   Но что-то мне кажется, что деревянные дома куда более подвержены всякой дряни, чем каменные.

Наоборот дерево выделяет фитонциды - смолы, эфирные масла, а камень, если не покрыт диоксидом титана и не находится на свету, и, если не радиоактивен (радиоактивные стройматериалы и для человека не полезны),не убивает микроорганизмы. Хотя в случае наличия смол и эфирных масел растёт пожароопасность.

  Естественно предполагается, что человек живёт и работает в одном населённом пункте и никуда далеко не ездит. А для малого города в 20 - 50 тыс. человек даже общественный транспорт не слишком критичен, и любой точки города в любую иную без проблем можно дойти пешком. Ну максимум пара автобусных маршрутов с несколькими автобусами. И естественно никаких джипов.

Ноги отвалятся, если там дома до 5-ти этажей и если ходить придётся половину города или четверть туда и обратно, тем более у стариков.

Сатурн с Юпитером забыли? А дейтерий на трёх ледяных спутниках Юпитера открытых Галилеем.Несколько проще дейтерий там добыть.

Дейтерия и на земле навалом.

А ежели закончится запас .

Как всё это будет работать в шторм? Выглядит всё уж очень сложно и дорого. Вертикальные фермы в черте города кажутся куда более простыми. Там хоть купола не нужны и стеклопластиковые окна тоже. Вдобавок, как Вы себе представляете, Ваши плавучие острова будут свободно дрейфовать стоять на якоре?

Как работать в шторм? Есть устройства против качки. Во время шторма дрейфовать.

Всё сложнее и сложнее. Овчинка то стоит выделки? У нас даже вертикальные фермы не получаются, теплицы /обычные/ с подсветкой под вопросом. А Вы предлагаете дрейфующие гигантские платформы, которые вообще ни разу не опробованы в реальности! Там уже навскидку проблем море: коррозия, прочность, управление, логистика.

Проблемы придётся решать, а многие уже решены.
Эти платформы по сути - суда из армоцемента. Опыт эксплуатации и ремонта их есть.
Геодезические купола уже строились и их аэродинамическая форма позволяет ветру свободно обтекать их со всех сторон. Стеклопластиковые окна или окна из стойкой полифтористоуглеродной (полифтористоуглеводородной) плёнки стойкой к различным воздейтсвиям производятся, компьютеры для управления могут быть аналоги середины 90-х гг или ранее( для древних компьютеров место в трюме найдётся).
Коррозия и прочность - пластик, керамика и композиты,базальтовое волокно и фибра если на титановые сплавы тратиться нельзя+ спец.цемент.Логистика - будто бы решения не будет.

А деревянный дом не прослужит столько, сколько железобетонная конструкция.

Это зависит от сорта древесины, технологии её обработки и технологии строительства.

Уууу... древесину ещё и обрабатывать надо, смолить... тогда это не будет уже дёшево.

За всё приходится платить.

Как переработать канализационные стоки - штаммы микрооорганизмов, насекомые и их личинки, отделение воды от твердого вещества в отстойниках, фильтрация и ультрафильтрация,обратный осмос.
Всё останется в виде биомассы микроорганизмов и насекомых,в виде отфильтрованных концентрированных растворов солей. Биомассу можно переработать в метан, и получить остаток в виде водного раствора солей, который можно сконцентрировать обратным осмосом.
В результате получаем водный концентрат солей - смешанное удобрение.
Вероятно, придётся как-то отделять хлорид-ион, но не для всех растений.
 Может что-то и придётся добавлять-азотные удобрения.

Сложно это всё. Если только как ступенька в переработке с/х продукции: продукты, метан, удобрения, то сойдёт. А так проще сливные трубы вывести на поля и запахивать, как Alex AV предлагает.

Всё вышеуказанное уже разработано, возникают проблемы с отделением хлорид-иона и энергией для концентрирования раствора,но возможно концентрирование не будет необходимо.
Кроме того со стоками выбрасываются жиры, белки и углеводы,витамины,гормоны и лекарства, а их лучше бы извлечь хотя бы частично.
Насекомые, их личинки, черви послужат источником корма, биологически активных веществ, сырьём для различных лекарств и БАДов.

http://www.sergey-osetrov.narod.ru/Documents/Waste_from_food_ind_plant_4.htm

http://webpticeprom.ru/ru/articles-processing-waste.html?pageID=1177395301

 http://www.findpatent.ru/patent/216/2163586.html

[crazy_terraformer]

И тем не менее инфраструктура малого города в расчёте на человека обходится неизмеримо дешевле, чем мегаполиса. В этом легко убедиться,сравнив бюджеты того и другого. Возьмём г. Бобров с населением 20500 человек (есть такой город в Воронежской области) в нём преобладает низко этажная застройка. Расходная часть бюджета города (http://muob.ru/aktualno/npa/postanovleniya/397758.html) в 2015 - 224.9 млн. руб. Итого 10971 руб./чел. Город для жизни вполне пригоден, т.е. как минимум для решения инфраструктурных проблем хотя бы в минимальном варианте этого хватает.

Теперь посмотрим на мегаполис Москву. Население - 12.3 млн. человек. Расходная часть бюджета (http://budget.mos.ru/exp_fkr) в 2015 -  1633 млрд. руб. Т.е. 132764 руб./чел.

Различие в 12 раз! И на самом деле такой разрыв вполне закономерен, при повышение концентрации людей начинают возникать проблемы, которых при малой плотности просто нет вообще. И их решение обходится очень не дёшево. Ну не нужен при малой плотности ни подземный метрополитен, ни многоэтажные развязки, дороги могут быть поуже и попроще и т.д. А в сумме это и приводит к таким чудовищным разрывам в стоимости обслуживания инфраструктуры.

Причина тут простая и к стоимости инфраструктуры имеет мало отношения. Это проблема связана с налоговым и бюджетным законодательством России: все собираемые налоги идут в Москву, а там распределяются!
В Боброве газ то хоть есть? А канализация?

Вот не дале вчерашнего дня рпзговаривал  однокурсником....он директор одного тамошнего (бобровского) завода....там не тольо шо газ.... там ледовый дворец спорта есть....

Желаю здравствовать. Полотенце подрезать не можете, али лень лютая напала.

[crazy_terraformer]

Если урезать бюджет Москвы в 12 раз, то этого там вообще ни на что не хватит, ни на подержание дорог, ни на общественный транспорт. Город довольно быстро начнёт превращаться в гетто, где жить невозможно. Если бы этого потока средств не было — город бы просто не дорос бы до современных размеров, но в текущем состояние они ему уже жизненно необходимы.

Не знаю, не знаю. Надо ещё посчитать сколько этих бюджетов распиливается на зарплаты чиновников и откаты, ненужные работы. Сколько вбухивается денег в ремонт дорог по старым технологиям, на завышенные траты.

Я вот тоже недоумеваю. Все попытки обсудить какие-то способы использовать внеземные ресурсы как то уводятся в сторону. Вот и сидим на Земле, как пауки в банке.

Мы сидим в глубокой потенциальной яме...выйи из нее очень дорого, ибо единственный тип даигатплей пока который у нас есть - химические даигатели.... всеиостальное пока за пределами наших материалов и наших текущих технологий

  Если взглянуть на деньги вкладываемые в ВПК, становится ясно, что выйти из неё можно. Нужны космическая робототехника, ИИ.

[ВР]

И тем не менее инфраструктура малого города в расчёте на человека обходится неизмеримо дешевле, чем мегаполиса. В этом легко убедиться,сравнив бюджеты того и другого. Возьмём г. Бобров с населением 20500 человек (есть такой город в Воронежской области) в нём преобладает низко этажная застройка. Расходная часть бюджета города (http://muob.ru/aktualno/npa/postanovleniya/397758.html) в 2015 - 224.9 млн. руб. Итого 10971 руб./чел. Город для жизни вполне пригоден, т.е. как минимум для решения инфраструктурных проблем хотя бы в минимальном варианте этого хватает.

Теперь посмотрим на мегаполис Москву. Население - 12.3 млн. человек. Расходная часть бюджета (http://budget.mos.ru/exp_fkr) в 2015 -  1633 млрд. руб. Т.е. 132764 руб./чел.

Различие в 12 раз! И на самом деле такой разрыв вполне закономерен, при повышение концентрации людей начинают возникать проблемы, которых при малой плотности просто нет вообще. И их решение обходится очень не дёшево. Ну не нужен при малой плотности ни подземный метрополитен, ни многоэтажные развязки, дороги могут быть поуже и попроще и т.д. А в сумме это и приводит к таким чудовищным разрывам в стоимости обслуживания инфраструктуры.

На самом деле разрыв не такой ужасающий. Ведь Москва - это субъект и муниципия одновременно. А немалая часть расходов в городе финансируется из областного бюджета, не затрагнивая городской. Для сравнения с Боборовым надо еще учитывать расходы областного бюджета, пропорциональные доле города в населении области.
Хотя разрыв все равно кратный, конечно, но он не на порядок.

[BlackMokona]

Проблема стоимости в Москве не от скученности людей и инфраструктуры, а от скученности денег. Можно взять какой нибудь супер элитный поселок в Голливуде и кивать как же нереально дорого содержать рассеяную инфраструктуру.

[ВР]

Проблема стоимости в Москве не от скученности людей и инфраструктуры, а от скученности денег. Можно взять какой нибудь супер элитный поселок в Голливуде и кивать как же нереально дорого содержать рассеяную инфраструктуру.

Это сложный и комплексный вопрос, и прямым сравнением бюджетов его решить, конечно, нельзя.
Но, из общих соображений, удельная (на душу населения, на кв. м площади жилищ - что так, что так) стоимость создания и эксплуатации инфраструктуры в десятимиллионном мегаполисе должна быть выше, чем в 10-тыс. городе. Не на порядок, конечно.

[BlackMokona]

Проблема стоимости в Москве не от скученности людей и инфраструктуры, а от скученности денег. Можно взять какой нибудь супер элитный поселок в Голливуде и кивать как же нереально дорого содержать рассеяную инфраструктуру.

Это сложный и комплексный вопрос, и прямым сравнением бюджетов его решить, конечно, нельзя.
Но, из общих соображений, удельная стоимость создания и эксплуатации инфраструктуры в десятимиллионном мегаполисе должна быть выше, чем в 10-тыс. городе. Не на порядок, конечно.

Или дешевле, потому , что становиться выгодным содержание специализированных служб и техники. Эффект массы работает не только на заводе.

[ВР]

Или дешевле, потому , что становиться выгодным содержание специализированных служб и техники. Эффект массы работает не только на заводе.

Не берусь утверждать.
Собственно общие соображения состоят в том, что многие инфраструктурные объекты, необходимые мегаполису, малому городу в принципе не нужны: тот же метрополитен (по очевидным причинам), грандиозные системы водоснабжения (в малом городе нет нужды в водоводах длиной в десятки километров, объемы потребления вполне адекватны местным ресусам поверхностных и подземных вод) и водоотведения (особенно в части ливневой канализации, пример).
Большая удельная протяженность остальных объектов инфраструктуры компенсируется (насколько?) ее меньшей сложностью и нагруженностью (ЛЭП, водоканализационное хозяйство гораздо меньшие по пропускной способности, количество электроподстанций очевидно удельно такое же), протяженность улично-дороной сети в малом городе больше, на она намного проще и деешвле в строительстве, изнашивается медленнее.
Если, конечно, возражая на мои общие соображения, Вы можете дать ссылку на исследование специалистов, я с радостью его прочту и присоединюсь к Вашему мнению.

[Проходящий Кот]

В реальности это не подтверждается.....

[AlexAV]

Или дешевле, потому , что становиться выгодным содержание специализированных служб и техники. Эффект массы работает не только на заводе.

При очень большой плотности населения возникают проблемы, которые при меньшей просто не существуют или решаются сравнительно просто. Т.е. мегаполис имеет массы организаций и инфраструктуры (для него жизненно необходимой), которая в населённом пункте меньшего размера просто не нужна.

Проблема стоимости в Москве не от скученности людей и инфраструктуры, а от скученности денег. Можно взять какой нибудь супер элитный поселок в Голливуде и кивать как же нереально дорого содержать рассеяную инфраструктуру.

Хорошо. Можно ли привести пример мегаполиса с населением порядка 10 млн. в мире (но такого который на половину не состоит из трущоб, что значит что город с функцией жизнеобеспечения не справляется) бюджет которого был бы меньше 170 $/чел.?

[crazy_terraformer]

в малом городе нет нужды в водоводах длиной в десятки километров, объемы потребления вполне адекватны местным ресусам поверхностных и подземных вод

Но до ряда малых городов и поселков приходится тянуть водоводы длиной десятки км.

Филиал «Таманский групповой водопровод» ООО «Югводоканал» расположен на Таманском полуострове, характеризующимся низменным равнинным рельефом. Для забора и подачи воды на предприятии существуют: 2 насосных станции первого подъема на р. Кубань и р. Казачий Ерик, насосная станция второго подъема. Учет количества отбираемой воды из реки Кубань, а также подача воды в сеть со II Подъема на резервуары чистой воды и с РЧВ на поселки осуществляется электронными расходометрами.
Филиал «Таманский групповой водопровод» эксплуатирует 205 км магистральных водоводов, 451 км внутри поселковых разводящих сетей, 19 резервуаров чистой воды. Данные объекты обслуживают три ремонтно-эксплуатационных участка, расположенных в ст. Старотитаровской, пос. Сенном, ст. Тамань.

[Kaiserfrogling]

Наберите в поисковой системе для начала словосочетание "плантации водорослей".

Я давно знаю про них, как и про их экономическую окупаемость  - точнее про ее почти полное отсутствие.
Углекислый газ и кислород плохо растворяются в теплой воде, поэтому их выращивание в тропиках нерентабельно.
А на севере их выращивание нерентабельно из-за малого количества солнечной энергии.