Автономная космическая станция

[privalov]

А зачем вообще окно?
Ставите зеркало параболическое, оно фокусирует больше света, чем есть на приемник световодов - от них жгутом и на каждую точку подсветки разводите - как капельное орошение в Израиле.

Именно так и было сделано в первой версии станции - можете посмотреть страницу "Астросфера" у меня на сайте.

http://project.ganymed.ca/sphere.shtml

Я хотел бы нарисовать станцию, которую мог бы собрать небольшой зонд с Земли целиком из местных материалов. Это значит - нет нормальных зеркал. Если сделать световоды из полированного никеля - они будут греться, как печка, и пропускать лишь ничтожную часть света.

Рециклинг и системы охлаждения модуля где?

Рециклинг исключительно биологическими средствами. Размеры станции это позволяют с большим запасом. С другой стороны, требования к простоте конструкции не позволяют создать уловители углекислого газа.

Системы охлаждения на станции такого размера не нужны. Ее жилая площадь примерно равна площади поверхности. Я думаю увеличить ее размер - тогда потребуется радиатор.

В качестве уловителя атмосферной влаги будут выступать просто стенки. Самым тёплым местом станции будет почва. В качестве холодильника будут выступать стенки, и на них будет конденсироваться влага и стекать обратно в почву.

В этом плюс станции такого небольшого размера - не нужно никаких специальных конструкций для многих узлов.

[gans3]

А зачем вообще окно?
Ставите зеркало параболическое, оно фокусирует больше света, чем есть на приемник световодов - от них жгутом и на каждую точку подсветки разводите - как капельное орошение в Израиле.

 станцию, которую мог бы собрать небольшой зонд с Земли целиком из местных материалов. Это значит - нет нормальных зеркал. Если сделать световоды из полированного никеля - они будут греться, как печка, и пропускать лишь ничтожную часть света.

То есть из стекла волконные световоды уже как бы и не в моде?
И алюминиевая фольга из местных материалов в качестве зеркала Вас не устраивает?

[privalov]

Не похоже, чтобы зеркало фокусировало весь свет на поселение, надо задать зеркалу большую кривизну или отодвинуть поселение

Да, действительно.

Ваш пост столь обширен, что у меня займет изрядное время реализовать каждый пункт.

Некоторые из поселений улетели вверх от основной плоскости, теперь свет от Солнца для них блокируется. Имитация смены времен года?

Нет. Вероятно, под другим ракурсом будет лучше видно. Поселения бывают разных размеров.

То есть из стекла волконные световоды уже как бы и не в моде?

Я понимаю, что для вас слова "целиком из местных материалов" могут ничего не значить, но для меня они значат очень много.

В этом - смысл всего проекта. Чертежей просто космических поселений много.

И алюминиевая фольга из местных материалов в качестве зеркала Вас не устраивает?

А в чем принципиальная разница от никелевой пластины?

Световод на аллюминиевой фольге не создашь. В световоде свет преломляется слишком много раз, нужен материал с высоким коеффициентом отражения. У чистого аллюминия он составляет 71%.

Плюсов не видно. А минус я вам скажу. Железо-никелевый песок можно просто собрать, расплавить и дать застыть. Аллюминий - совсем не то. Попробуйте извлечь аллюминий не из бокситов, а из булыжника. Не очень приятно. Энергозатраты будут еще на порядки выше, КПД еще на порядки меньше, даже по сравнению с весьма энергоёмким нынешним методом производства аллюминия на Земле. Электричесва в больших количествах не будет. Химических реагентов не будет вообще. Я уже рассматривал возможность производства аллюминия:

"Аллюминий на Земле получают электролизом из корунда с использованием анода из каменного угля. Основной проблемой получения аллюминия является даже не каменный уголь, а электричество, которого требуется от 13 до 18 тысяч киловатт-часов на каждую тонну металла."
http://project.ganymed.ca/whyaster.shtml

[gans3]

И алюминиевая фольга из местных материалов в качестве зеркала Вас не устраивает?

А в чем принципиальная разница от никелевой пластины?

Световод на аллюминиевой фольге не создашь. В световоде свет преломляется слишком много раз, нужен материал с высоким коеффициентом отражения. У чистого аллюминия он составляет 71%.

Плюсов не видно. А минус я вам скажу. Железо-никелевый песок можно просто собрать, расплавить и дать застыть. Аллюминий - совсем не то. Попробуйте извлечь аллюминий не из бокситов, а из булыжника. Не очень приятно. Энергозатраты будут еще на порядки выше, КПД еще на порядки меньше, даже по сравнению с весьма энергоёмким нынешним методом производства аллюминия на Земле. Электричесва в больших количествах не будет. Химических реагентов не будет вообще. Я уже рассматривал возможность производства аллюминия:

"Аллюминий на Земле получают электролизом из корунда с использованием анода из каменного угля. Основной проблемой получения аллюминия является даже не каменный уголь, а электричество, которого требуется от 13 до 18 тысяч киловатт-часов на каждую тонну металла."
http://project.ganymed.ca/whyaster.shtml

Ууу, как все запущено. Мой Вам совет, начните с исследования места застройки, узнаете много нового, например как часто встречаются "железо-никелевые астероиды",
Характерный состав поверхности и загадки внутреннего строения астероидов тоже неплохо бы изучить. Особенно ДОСТОВЕРНЫЕ данные.

Что такое классы астероидов, и как они статистически встречаются.

 На Земле стройка начинается с бурения фундамента и расчетов конструкции, а тут у Вас конструкция будет на подножном корму, так что без знаний о фундаменте далеко не уедете, а они у Вас каке-то фонтастичные.

Нуивот(с)

Силикатов металлов, углерода, а это 90% массы хондр и льда (!) хватит на строительство с избытком. Одной тонны алюминия (лучше магния, его легче добывать) хватит на квадратные километры фольги для зеркала, а стекла будет ну просто завались, знай только очищай.
Железо-никель - это ОЧЕНЬ редко встретите. Просто через атмосферу лучше проходяит тугоплавкие металлы и получилась наблюдательная селекция.
Чаще всего в метеоритах находятся следующие восемь химических элементов: железо, никель, сера, магний, кремний, алюминий, кальций и кислород. Все остальные химические элементы таблицы Менделеева находятся в метеоритах в ничтожных, микроскопических количествах.
Это относится не к астероидам, а к тому, что уже прошло ударное плавление в атмосфере и до этого "проковалось" при многочисленных столкновениях за миллиарды лет с остатком - тем самым железо-никилевым.
 Углерод при этом улетает первым - он связан в самых летучих соединениях. Как и лед. Потому, что есть спектральные исследовения метеоров - так вот там льда 40% и углеродистых соединений столько же.

Выделять железо из силикатов - то еще удовольствие. Так что алююминий, магний и стекло - основные конструкционные материалы. А железоникелиевые силикаты - на присыпку, это шлак.
Всего-то из углистых хондритов делаем графитные электроды - это просто, как пековый кокс. Главное не торопится. Засыпаем в сернокислотную ванну и подаем ток  -на аноде (ЕМНИП) из раствора полезут щелочные металлы.
Так-то.
А как железо плавить из силикатов, я представить не готов - да и не нужно это.

[privalov]

Мой Вам совет, начните с исследования места застройки, узнаете много нового, например как часто встречаются "железо-никелевые астероиды",
Характерный состав поверхности и загадки внутреннего строения астероидов тоже неплохо бы изучить. Особенно ДОСТОВЕРНЫЕ данные.

Я прочел все книги по миссии NEAR, которые только существуют в природе. Одну и ту же историю многократно, глазами разных людей. Плюс вообще по астероидам (данные наблюдений с Земли) и всякие смежные вопросы.

Asteroid rendezvous by Jim Bell, Jacqueline Mitton, 2002

Low-cost innovation in spaceflight: the Near Earth Asteroid Rendezvous, 2005

Comets and Asteroids By Don Nardo, 2003

Trans-Neptunian objects and comets: Swiss society for astrophysics and astronomy By David Jewitt, Alessandro Morbidelli, Heike Rauer, Kathrin Altwegg, Willy Benz, Nicolas Thomas, 2007

К сожалению, список не могу продолжать до бесконечности - жена обожает выкидывать старые книги на том основании, что их негде хранить.

Засыпаем в сернокислотную ванну

Нет серной кислоты.

Короче. Дано утверждение: "в реголите астероидов чистого аллюминия ну минимум на порядок меньше, чем чистого железо-никелевого сплава". Точные данные мне просто лень искать, так как не вижу в этом смысла. Мне кажется, всё и так очевидно.

Согласны ли вы этим утверждением? Прямо вы его нигде не опровергаете, но говорите с такой патетикой, будто оно неверно.

стекло

Булыжник - это всё же не совсем стекло, хотя состав может быть близок. Разница в степени очистки.

[gans3]

Давайте зайдем с другой стороны.
 Выпишите известные средние плотности астероидов, измеренные прямым пролетом. Отметьте в нем Эрос.

Затем прочитайте вот этот документ - очень типичный астероид главного пояса, между прочим.
http://www.geokhi.ru/conference/Shingareva.doc
50-500 метров реголита, а глубже лед.

Ну и главное - спектры метеоров. В атмосфере берется постоянная проба пыли из космоса десятками тонн в день и железоникель чистый там редок, как и в находках на Земле. Лед, углистый хондрит, силикаты.

Лед есть, сера есть, почему нельзя получить  серную кислоту?
Силикатов как грязи, кто мешает делать стекло?
Естественно, технологию надо разрабатывать с нуля по результатам проб.
И самое главное  -в каких астероидах реголит исследовали? Да ни в каких - только поверхностные спектры. А поверхность обработана за миллиарды лет эрозией специфической и состав глубинные слои отражает весьма мало. Да плюс еще немалая часть околоземных астероидов вообще потухшие кометы.

Утверждение про "чистый алюминий" и "чистый железоникель" в реголите - бред. Нет таких даннных - никто пробы не брал.

[В А Д И М]

а зачем вам такие огромные зеркала? что за мания? там излучения и так много
расширяйте полезное пространство, стыкуйте сотовые модули по контуру - внутри будет большая полость

искусственные планеты первого поколения будут иметь атмосферу внутри  

[privalov]

стекло

Цитата о кварце в метеоритах:

"With regard to quartz, Rubin (1997a) mentions it only in the discussion of enstatite chondrites, eucrites, and basaltic shergottites, all rare types of meteorites. Enstatite chondrites and eucrites contain minor amounts (a few percent, at most) of free silica (tridymite, cristobalite, and quartz). Less than 1% of all known meteorites are enstatite chondrites and <1% are eucrites. In the basaltic shergottites (~0.05% of meteorites, but quartz has only been reported from a few), it is an accessory mineral (<1% of volume)."
http://meteorites.wustl.edu/id/quartz.htm

http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1997M%26PS...32..231R&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

О кварце в лунном реголите:

http://books.google.ca/books?id=5oErIl55yacC&pg=PA113&lpg=PA113&dq=regolith+quartz&source=bl&ots=UCKL2NSGhE&sig=CGqxPQBr6WTysIiOGPaVd33rIko&hl=en&ei=1B7_Spv4JpDJlAf7stmYCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CA8Q6AEwAg#v=onepage&q=regolith%20quartz&f=false
(стр 114)

Какие задачи решают колонисты? Если это исследователи, то у них должны быть базы, транспортные корабли на планету, склады.

Рисую помаленьку.

неправильное освещение - основной свет должен идти снизу - от Солнца. Второй источник света может дать планета - Уран, например, судя по размеру отражателей.

Вы правы. К сожалению, натуральным цветом для задней (дальней от Солнца) стенки рефлектора будет абсолютная чернота. Будем надеятся, что большинство юзеров этого не заметят. На странице я слелаю сноску, что там должна быть абсолютная чернота, которая не показана за нефотогеничностью.

[gans3]

стекло

Цитата о кварце в метеоритах:

"With regard to quartz, Rubin (1997a) mentions it only in the discussion of enstatite chondrites, eucrites, and basaltic shergottites, all rare types of meteorites. Enstatite chondrites and eucrites contain minor amounts (a few percent, at most) of free silica (tridymite, cristobalite, and quartz). Less than 1% of all known meteorites are enstatite chondrites and <1% are eucrites. In the basaltic shergottites (~0.05% of meteorites, but quartz has only been reported from a few), it is an accessory mineral (<1% of volume)."
http://meteorites.wustl.edu/id/quartz.htm

http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1997M%26PS...32..231R&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

О кварце в лунном реголите:

http://books.google.ca/books?id=5oErIl55yacC&pg=PA113&lpg=PA113&dq=regolith+quartz&source=bl&ots=UCKL2NSGhE&sig=CGqxPQBr6WTysIiOGPaVd33rIko&hl=en&ei=1B7_Spv4JpDJlAf7stmYCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CA8Q6AEwAg#v=onepage&q=regolith%20quartz&f=false
(стр 114)

До тех пор , пока Вы будете черпать вдохновение для своих фонтазий из состава метеоритов и лунного реголита это и будут фонтазии.
Каково, наприме, содержание кварца в образцах принципиально рыхлых и не проходящих по прочности через атмосферу?

[privalov]

Весь вчерашний день я потратил на борьбу с мельканием звезд.
Результаты можно назвать смешанными.



Звезды выглядят по меньшей мере странно, но мне всё равно они нравятся больше, чем белые точки, которые были раньше.

Сделал еще один вариант звездного неба:



Блин, ведь если скажу, что использована реальная фотография звезд, что звезды на самом деле такие - ведь никто же не поверит.

[privalov]

Не похоже, чтобы зеркало фокусировало весь свет на поселение, надо задать зеркалу большую кривизну или отодвинуть поселение

а зачем вам такие огромные зеркала? что за мания?

На рисунках не сколько купола были большие, сколько станции под ними были непропорционально маленькие. Пережиток того времени, когда я думал, что станция должна иметь больше этажей.

Если город находится недалеко от Земли, диаметр купола должен быть 117 метров. Если город находится в поясе астероидов на расстоянии 3 а.е. от Солнца, диаметр купола 307 метров (для станции диаметром 30 метров).

Раньше купола были шарообразбной формы, а не параболической (так как разница мала). Ноп раз уж зашел об этом разговор, я изменил купола на параболические.

Кривизна поверхности была задана на глазок (хотя оказалась достаточно близка к истинной). Сейчас кривизну задаёт умная формула.

Соотношение размеров станции и размеров купола было задано на глазок. Теперь всё подсчитано точно:

Длина станции      30      m
Диаметр станции      30      m
Площадь первого этажа      2827      m^2
Длина баконов, % от длины станции      30      %
Высота этажа, % от радиуса      20      %
Площадь 2-го этажа      679      m^2
Площадь 3-го этажа      509      m^2
Площадь 4-го этажа      339      m^2
Общая жилая площадь станции      4354      m^2
Отражательная способность никеля      55      %
Расстояние от Солнца      3      a.e.
Активная площадь рефлектора      71251      m^2
Площадь тени станции в центре рефлектора      2827      m^2
Общая площадь рефлектора      74079      m^2
Радиус рефлектора      154      m
Диаметр рефлектора      307      m
Угловой диаметр Солнца у Земли      0.002961      радиан
Угловой диаметр Солнца у станции      0.000987      радиан
Диаметр окна станции      0.15      m
Отношение диаметра станции к диаметру рефлектора      0.097683      


Сравнение двух размеров станции. Первый рисунок - для пояса астероидов, второй - для околоземной орбиты:
http://ganymed.ca/temp/compare_station_sizes/

расширяйте полезное пространство, стыкуйте сотовые модули по контуру - внутри будет большая полость

Слишком большое внутреннее пространство потребует слишком много азота на единицу жилой площади. Необходим разумный компромисс между просторным помещением, в котором жители не будут страдать клаустофобией, и расходом азота.

[Хомяк]

И почем такие квартирки продавать будем?
Скока-скока?

Квартирки бесплатно или близко к тому. Основная идея станции в том, что ее может сравнительно просто создать автоматика из местных материалов.

Проблема в выводе вас к вашей квартирке. Я думаю, о расценках в этой области вы осведомлены.

На странице "Кинетический разгонник" я предлагаю одно из возможных решений это проблемы. Окажется ли оно реальным - посмотрим.

http://project.ganymed.ca/kineticb.shtml

тааакс... это что за шутки? какие 5 сантиметров??? требую нормальный телескоп!

Каждой миссии - своя задача. Для каждой задачи - свой инструмент.

Соседний астероид не увидишь всё равно. "Свой" астероид (к которому будет направлен зонд) разглядишь так и так.

С нормальными телескопами в поясе астероидов уже были. Любителям к подобному разрешению приблизится будет тяжело.

Посмотрел вашу концепцию - от скромности вы не умрёте, но всё равно не доживёте до её воплощения в металле.
Предлагю  близкую вам и более реальную тему, а именно
технически  и художественно проработать:
1. орбитальный корабль для сбора космического мусора и складирования его на высокой орбите
2. космическую станцию из этого мусора с жизнеобеспечением и искусственной гравитацией
3. многоцелевой корабль "Бетелёт" описанный мной на этом форуме в ЧД. :evil:

[privalov]

Сделал новое видео. ORION летает над городом и символизирует прибытие новых колонистов:



Космическая тепличка крупным планом:

http://ganymed.ca/temp/greenhouse_try/try2/

от скромности вы не умрёте

Тренируюсь помаленьку. Ну хоть какая-то мне будет польза от форума.

3. многоцелевой корабль "Бетелёт" описанный мной на этом форуме в ЧД.

http://www.ganymed.ca/temp/betalet/

[user.05]

privalov

Может я невнимательно читал, но как на этом астероиде будет с гравитацией? Ведь человеку ее отсутствие не очень полезно на здоровье влияет.

Если говорить о коммерческой стороне, то не выгодней ли для начала разрабатывать какие то месторождения в Антарктиде, о которой здесь уже упоминали? Я ничего в этом не понимаю но мне интуитивно кажется что с этим должно быть меньше проблем, несмотря на недостаток света и километровый слой льда. Кроме того я слышал что что то такое планируется. Или под водой что то добывать.. Я имею ввиду что если эти проекты(а они вроде бы проще)  пока невозможно выгодно реализовать, то разработку астероидов тем более.

да и не может быть чтоб в NASA все были такими идиотами. Идея освоения астероидов не нова, например Дрекслер в своих знаменитых "Машинах создания" писал об этом еще лет двадцать, если не больше, назад. При этом он говорит что запуски ракет удешевляться, если их будут изготовлять более массово, там вроде на порядки шло удешевление, еще он предлагал под это дело использовать парус, так как он не будет повреждаться при входе в атмосферу и станции с искуственной гравитацией, если я все правильно помню, а астероиды типа чисто для добычи. По его мнению даже при тогдашних технологиях человечество через сто лет освоило бы такой космос. Но в конце он говорит что нет смысла сейчас так сильно напрягаться, так как вот вот грядут нанотехнологии которые дадут новые возможности ну и так далее

Что касается принципиальной возможности реализации, то мне кажется, что это только на бумаге все гладко, истребители пятого поколения тоже на бумаге вроде как уже были чуть ли не в семидесятых годах, а пока провели испытания так сорок лет и пролетели, и то говорят у них там в результате дебет с кредитом не сошелся. Так и тут немало наверно вещей которые только по ходу дела всплывут, сколько надо будет времени чтоб такую махину до ума довести? Как бы не получилось как с этими самыми резервуарами для хранения электричества.

Кроме того я не согласен с вашим сравнением атомной войны с пулеметом или чем то еще, атомная война отличается тем что в ней нельзя победить а не тем что там разрушения больше или что то еще. Правда если будут средства защиты которые дают шанс, то кто то может и рискнуть.

ЗЫ Не смотря на то, что я об этом у Дрекслера потом прочитал, ваш проект все таки был первым из которого я узнал что такая перспектива вообще есть, у меня от этого сильно поднялось настроение, так что большое спасибо, а то я уже на космос не сильно надеялся.  Кроме того у вас все детализировано, так что вообще интересно было почитать.

[privalov]

Помаленьку рисую различные варианты станций. Город из одних лишь монотонных серых циллиндров скучновато выглядит.


http://ganymed.ca/temp/simplestation_torus1.png


http://ganymed.ca/temp/simplestation_torus2.png

При этом он говорит что запуски ракет удешевляться, если их будут изготовлять более массово, там вроде на порядки шло удешевление,

Вот только для удешевления на порядки нужно увеличение грузопотока на порядки, а у нас денег нет.