Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[pkl]

Со скоростью 8,1 км/с. Оставшуюся скорость контейнер добирает сам, своим двигателем, так что всё в порядке будет с высотой орбиты.

ыыыы... не сильная подмога однако... только вот что читал о миссии new horizon ?там скорость былв 16 км/с... ну тафай дальше помечтай о катапуоьтах

Какие, в задницу, новые горизонты? Я КВС на низкой орбите Земли хочу, а не Плутона. Смысл катапульты - экономия на первой ступени, т.к. максимальные затраты энергии на выведение как раз на участке её работы.

Кстати, помнишь, мы тут обсуждали переработку алюминиевых шламов? Вот и новость:
https://rusal.ru/innovation/technology/scandium-oxide/

[crazy_terraformer]

Я КВС на низкой орбите Земли хочу,

Вам Солнца мало?! Или для наработки делящихся изотопов?

[pkl]

Я КВС на низкой орбите Земли хочу,

Вам Солнца мало?! Или для наработки делящихся изотопов?

И то, и то. На одном Солнце цивилизация далеко не уедет, нужны высококонцентрированные источники энергии.

[Инопланетянин]

Очень не везде. Медь пластичнее и проволока из куда менее подвержена усталостному износу. Плюс обмотки из меди заметно компактнее. Для многих областей это довольно критично - во многих случаях различные шнуры подключения, компактные электродвигатели и т.д. Без меди надежность и характеристики всяких компактных электродвигателей сразу рухнет куда-то в пропасть. В общем - привет роботизации, без меди роботы не живут.

В высокочастотной технике алюминий тоже часто не является сколько-нибудь адекватной заменой меди.

Хорошо, но в ЛЭП заменить медь на алюминий можно? Или уже?

Золото?

Золото хорошо в своей нише. Это отличные контакты. Не окисляются ни в какой среде. И тут оно тоже незаменимо.
А в обмотках оно и вес неоправданно увеличит и проводимость даже хуже меди.

[MenFrame]

но в ЛЭП заменить медь на алюминий можно? Или уже?

Алюминий для ЛЭП как раз более предпочтительный вариант из-за своего легкого веса. Потому используется давно и повсеместно.
В крупных агрегатах(генераторах, трансформаторах) давно посматривают в сторону сверхпроводимости.

[Инопланетянин]

Потому используется давно и повсеместно.

Значит, уже. Отлично.

[sharp]

Задался таким вопросом: нередко обсуждается возможность добычи урана из морской воды, где он, в свою очередь, пополняется речным стоком.
А какие-то ещё элементы (в.т.ч. редкоземы) можно добывать таким же образом? Ведь вряд ли в океан вымывается один лишь только уран...

[Инопланетянин]

Фосфор, например

[AlexAV]

Хорошо, но в ЛЭП заменить медь на алюминий можно? Или уже?

В проводниковых ЛЭП, электродвигатели достаточно большой мощности (по крайней мере в тех случаях когда нет особых требований к компактности), силовых трансформаторах алюминий может полностью заменить медь. Чуть сложнее с проводами контактной сети железных дорог. В чистом виде алюминий там не годится из-за очень сильного дугового износа. Там медь может быть заменена на биметаллические провода - нержавеющая сталь/алюминий, но ограниченно. Такие провода куда менее устойчивы к коррозии по сравнению с медными и, скажем, в приморской полосе их использовать не рекомендуется.

А вот для радиоэлектронного оборудования, двигателей сервоприводов, высокочастотной техники алюминий сколько-нибудь адекватной заменой не является. Также не является заменой для двигателей с особо высокими параметрами, вроде двигателей систем мотор-колесо электромобилей. 

[AlexAV]

В крупных агрегатах(генераторах, трансформаторах) давно посматривают в сторону сверхпроводимости.

Все ВТСП содержат в своём составе медь (и, как правило, ещё лантаноиды, кстати, или близкий к ним по свойства иттрий, есть без лантаноидов, но там всегда содержится что-то ещё интересное, там висмут, ртуть или таллий). Не будет меди - не будет и сверхпроводников для указанных Вами задач (с практической точки зрения там интересны только ВТСП, которые могут работать при температуре жидкого азота, если брать низкотемпературные - на гелии разориться можно будет).

[MenFrame]

А какие-то ещё элементы (в.т.ч. редкоземы) можно добывать таким же образом?

Старые сорбенты еще и молибден сорбировали.

Добыча ценных минералов из морской воды: критический обзор

[MenFrame]

Все ВТСП содержат в своём составе медь (и, как правило, ещё лантаноиды, кстати, или близкий к ним по свойства иттрий, есть без лантаноидов, но там всегда содержится что-то ещё интересное, там висмут, ртуть или таллий).

Там это все тончайшие пленки. Расходы на которые с лихвой компенсируются повышенным КПД и уменьшенными габаритами. Думаю даже транспорт будет смотреть в сторону электрической сверхпроводящей трансмиссии. Не легковой конечно...

Не будет меди -

Медь не куда не денется. Элемент распространенный.

[AlexAV]

Старые сорбенты еще и молибден сорбировали.

Незначительные количества. Промышленную добычу на этом построить нельзя. Селективных адсорбентов молибдена сейчас не существует.

[AlexAV]

Там это все тончайшие пленки

Не такие уж и тонкие. Толщина ленты 0.05-0.1 мм, причём большая часть её массы - медь (слои сверхпроводящей керамики наносятся на подложки из медной ленты, причём медь в качестве материала подложки тут абсолютно безальтернативна). На сверхпроводящий трансформатор будет уходит очень много меди и заменить тут её вообще ничем невозможно. 

[Rattus]

Селективных адсорбентов молибдена сейчас не существует.

https://link.springer.com/article/10.1007/s10534-011-9421-x#Sec13
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6295455/
 

[MenFrame]

Не такие уж и тонкие. Толщина ленты 0.05-0.1 мм, причём большая часть её массы - медь

Ну так сравните токопроводящие характеристики обычной меди, с ВСТП лентой пускай и медной.

причём медь в качестве материала подложки тут абсолютно безальтернативна

Честно говоря глубоко сомневаюсь. Что такого незаменимого в медной подложке?

[AlexAV]

Честно говоря глубоко сомневаюсь. Что такого незаменимого в медной подложке?

Инертность к купратам. Металлы с большим сродством к кислороду, чем медь, будут нарушать химический состав купратных пленок при нанесение. А металлов со сродством к кислороду меньше, чем медь в принципе мало. Серебро, золото, платиновые металлы, кажется и всё. Причём весь список - материалы куда более дефицитные, чем медь. В общем медь для ВТСП лет абсолютно безальернативна (и в составе сверпроводника и в составе подложки).

P.S. Посмотрел - ещё хастелой используют. Тут указанная проблема обходится за счёт исключительной коррозионной стойкости этого сплава. Но сплав молибдена и никеля также не сказать, что можно считать хорошо доступным.

[AlexAV]

Медь не куда не денется. Элемент распространенный.

Все что содержится в земной коре менее 500 - 1000 г/т - нужно относить к редким. Такие элементы из пород с кларковым содержанием как самостоятельный продукт практически не извлекаемы по экономическим причинам, и после исчерпания месторождений из обращения неизбежно практически полностью исчезнут. Какие-то незначительные количества могут получаться как побочный продукт совместно с алюминием или железом (это если повезёт и технология их извлечения будет позволять получать какие-то побочные продукты...), но это будут ничтожные объёмы. В общем в лучшем случае будет как с галлием (несколько - несколько сотен тонн на всю планету, для производства полупроводников для светодиодов ещё хватает, а для любого применения в технике, требующего весомых количеств уже нет). В худшем - не будет вообще.

Содержания галлия в осадочных породах - 30 г/т, меди - 57 г/т. Цифры вполне соизмеримые. В общем смотрите на галлий и представляйте медь в счастливом коммунистическом будущем. Кстати это ещё очень оптимистический случай. С галлием нам повезло, что он довольно естественным образом извлекается при переработки бокситов по схеме Байера. А бокситы так перерабатывают в гигантском объёме. Из-за этого галлий вообще оказывается сколько-нибудь доступным. Если бы он не был побочным продуктом производства алюминия - было бы совсем кисло. Вот сильно не уверен, что с медью получится так же.   

[AlexAV]

https://link.springer.com/article/10.1007/s10534-011-9421-x#Sec13
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6295455/
 

Ну только если действительно биологическими методами.

[AlexAV]

Ну так сравните токопроводящие характеристики обычной меди, с ВСТП лентой пускай и медной.

В сверхпроводящем трансформаторе токопроводящие характеристики всегда сильно недоиспользуются.  Если у Вам нужен трансформатор на 4 МВт и 110кВт, то он будет пропускать ток 36 А, и от того, что его обмотка может пропустить килоамперный ток - пользы не будет никакой.

Реальные сверхпроводящие трансформаторы легче обычны, но не на порядки. Вот скажем реальное изделие (http://htsc-power.ru/bulletein.php?menu=bull_subj&id=318). Мощность 4 Мвт, масса 2 тонны (большая часть обмотки). Т.е. около 2 кВт/кг. А вот традиционные (https://leg.co.ua/info/transformatory/dvuhobmotochnye-trehfaznye-transformatory-moschnostyu-25-25-000-kv*a-na-napryazhenie-6-10-kv.html). Для ТМ-4000/10 У1 - 4 МВт, активная масса -  5.6 тонн, т.е. 0.7 кВт/кг. Т.е. сверхпроводящий по массе обмоток будет экономнее раза в 2-3, но говорить, что расход материалов на их изготовление будет незначителен - не верно.