Comments 91
Прочитал слегка диагонально, последний итог с оценкой перехватываемой энергии очень вдохновляет, даже отдельная подобная станция способна хорошо послужить человечеству. Еще бы рассчитать, сколько будет приходиться энергии на одного человека (в плане бытовых нужд) и сколько вообще потребуется людей на такой станции. Просто если автоматизировать большую часть станции, то людей будет там мало, а энергии много. Куда ее девать?
Придумать бы способ накапливать энергию в эффективной форме и отправлять куда вздумается.
Или использовать подобные станции как зарядные для дронов и мелких кораблей.
Заодно можно будет как завод использовать, а дроны добывать будут добывать ресурсы.
Мечты все конечно, но ведь реально же в наше время такое сделать. Через грабли, траты и нервы, но можно. Интересно, доживу ли до тех времен.
Придумать бы способ накапливать энергию в эффективной форме и отправлять куда вздумается.
Или использовать подобные станции как зарядные для дронов и мелких кораблей.
Заодно можно будет как завод использовать, а дроны добывать будут добывать ресурсы.
Мечты все конечно, но ведь реально же в наше время такое сделать. Через грабли, траты и нервы, но можно. Интересно, доживу ли до тех времен.
>… уже через 1.5 млрд лет интенсивность излучения Солнца начнет понемногу расти [...] к этому лучше подготовиться заранее…
Впечатлен масштабом вашего горизонта планирования.
Впечатлен масштабом вашего горизонта планирования.
Ха! Мой горизонт планирования тут не причем, скорее негативные впечатления от жаркого лета 2010 (надеюсь помните его?) Небо тогда с овчинку показалось, очень много читал о проблемах изменения климата и вынес одно простое заключение: Солнца будет светить чуть-чуть больше и мы все тут спечемся (безо всякого углекислого газа и т.п. влияний техногенных).
Скажите, а рой Дайсона из наноботов вы не рассматривали?
У наноботов есть один фатальный недостаток: они не только маленькие, но и лёгкие, а, значит, один шальной атом на околосветовых скоростях может влёгкую выкосить целый ряд. И первые приходящие в голову решения — магнитные поля, которые вернут «потеряшек», или огромный плотный саморегулирующийся слой из них — делают этот проект нерентабельным и дико снижают итоговое КПД.
Нет, не рассматривал. Не особо верю в эту тему — уж больно у нас в России много анекдотов про эту нанотехнологию :)
Ну и ниже все точно написано: открытой космос с корональными выбросами и солнечными вспышками не место для нанороботов! Как они (каждый в отдельности?) будут энергию передавать куда-нибудь (километров на 500 хотя бы)?
Ну и ниже все точно написано: открытой космос с корональными выбросами и солнечными вспышками не место для нанороботов! Как они (каждый в отдельности?) будут энергию передавать куда-нибудь (километров на 500 хотя бы)?
Спаисбо, очень интересно. Но хотелось бы более детального проектирования с расчётами, сопроматом и всё такое.
И ещё несколько моментов.
Во-первых, не совсем понятно чем обоснована эта гигантомания с отдельными элементами, почему нельзя делать больше более мелких элементов?
Во-вторых, совершенно не учтён тепловой баланс станции. С такой не хилой концентрацией энергии вам потребуются довольно существенного размера радиаторы, чтобы ничего не расплавилось и чтобы создать небходимый градиент температур для тепловых машин.
В-третьих, если уж строить гепотетическую конструкцию с расчётом на далёкое будущее, почему бы не рассматривать более перспективные композитные материалы типа того же графена и нано-трубок. У них удельные характеристики куда интереснее, чем у алюминия.
В-четвёртых, у нас есть солнечное давление и солнечный ветер, почему бы не использовать его? Если сделать отдельные сегменты зеркала поворачивающимися, то часть зеркала можно использовать в качестве солнечного паруса для поддержания и корреции орбиты. Вместо обычных двигателей с топливом. На мой взгляд, это более практичное решение, если строить сферу с перспективой эксплуатации в миллиарды лет.
В-пятых, у вас получается конструкция, работающая на сжатие, которая должна быть не только прочной, но и жёсткой (устойчивой). Теоретически, если у нас есть постоянное солнечное давление, можно использовать его для построения конструкции, работающей на растяжение (на подобие того же паруса), а не на сжатие. Это позволит существенно снизить массу элемента.
Но в целом, пишите ещё, с удовольствием почитаю.
И ещё несколько моментов.
Во-первых, не совсем понятно чем обоснована эта гигантомания с отдельными элементами, почему нельзя делать больше более мелких элементов?
Во-вторых, совершенно не учтён тепловой баланс станции. С такой не хилой концентрацией энергии вам потребуются довольно существенного размера радиаторы, чтобы ничего не расплавилось и чтобы создать небходимый градиент температур для тепловых машин.
В-третьих, если уж строить гепотетическую конструкцию с расчётом на далёкое будущее, почему бы не рассматривать более перспективные композитные материалы типа того же графена и нано-трубок. У них удельные характеристики куда интереснее, чем у алюминия.
В-четвёртых, у нас есть солнечное давление и солнечный ветер, почему бы не использовать его? Если сделать отдельные сегменты зеркала поворачивающимися, то часть зеркала можно использовать в качестве солнечного паруса для поддержания и корреции орбиты. Вместо обычных двигателей с топливом. На мой взгляд, это более практичное решение, если строить сферу с перспективой эксплуатации в миллиарды лет.
В-пятых, у вас получается конструкция, работающая на сжатие, которая должна быть не только прочной, но и жёсткой (устойчивой). Теоретически, если у нас есть постоянное солнечное давление, можно использовать его для построения конструкции, работающей на растяжение (на подобие того же паруса), а не на сжатие. Это позволит существенно снизить массу элемента.
Но в целом, пишите ещё, с удовольствием почитаю.
1. Гигантомания вызвана: а) автономностью элемента — построили центральный модуль, наполнили запасами и роботами, поставили на стабильную орбиту и он сам себя не торопясь достраивает + себя обеспечивает и вовне дает энергию, так как всё нужное в нем уже есть. б) я особо указал: чтобы в 1 млн. км получить ширину Кольца, надо выбрать какой-то нехилый размер элемента, чтобы не получилось, что по ширине у нас помешается 458956887701 (или больше) элементов — кроме того имеет смысл, не собрав ещё всё Кольцо по всей его длине, в одном выбранном месте собрать «кусок» полной ширины и длиной 3-5 млн км, чтобы посмотреть на динамику такого сборища элементов во времени, выявить проблемы взаимодействия, определить безопасные минимальные зазоры между элементами (чтобы они не сталкивались, не было эффекта домино).
2. Да, тепловой баланс на энергоприемнике там будет не простой проблемой. Так как опыта расчетов не имею, то и писать ничего не стал. Одно замечание: увеличение размеров энергоприемника неизбежно при плохом фокусировании такого зеркала и оно же снимает остроту теплового потока на единицу площади энергоприемника.
3. Да, абсолютно верно: композитные материалы рулят (если их на астероидах добыть можно). Но у меня целью было показать, что даже такой примитив как алюминивые трубки и фольга (у всех дома есть — очень наглядно) вполне годятся.
4. Вы опять правы, в третьей части немного об этом будет. Но не забывайте: солнечный ветер работает только ОТ Солнца, к Солнцу он не тянет!
5. Не понял: почему работающая на сжатие? Я согласен, что парус из фольги без структуры из трубок, будет легче гораздо и будет растягиваться солнечным ветром, но он ведь в такую форму растянется, что там ни зеркала нормального не будет, ни фокуса (куда свет концентрируется)!
2. Да, тепловой баланс на энергоприемнике там будет не простой проблемой. Так как опыта расчетов не имею, то и писать ничего не стал. Одно замечание: увеличение размеров энергоприемника неизбежно при плохом фокусировании такого зеркала и оно же снимает остроту теплового потока на единицу площади энергоприемника.
3. Да, абсолютно верно: композитные материалы рулят (если их на астероидах добыть можно). Но у меня целью было показать, что даже такой примитив как алюминивые трубки и фольга (у всех дома есть — очень наглядно) вполне годятся.
4. Вы опять правы, в третьей части немного об этом будет. Но не забывайте: солнечный ветер работает только ОТ Солнца, к Солнцу он не тянет!
5. Не понял: почему работающая на сжатие? Я согласен, что парус из фольги без структуры из трубок, будет легче гораздо и будет растягиваться солнечным ветром, но он ведь в такую форму растянется, что там ни зеркала нормального не будет, ни фокуса (куда свет концентрируется)!
> солнечный ветер работает только ОТ Солнца, к Солнцу он не тянет!
Зато под углом к Солнцу — вполне тянет. Нужно напоминать, каким образом, имея тягу под углом к радиус-вектору, можно уменьшить высоту орбиты?
Зато под углом к Солнцу — вполне тянет. Нужно напоминать, каким образом, имея тягу под углом к радиус-вектору, можно уменьшить высоту орбиты?
Можно уменьшить орбитальную скорость и таким образом перейти на спираль к орбите с меньшим радиусом. Это имелось в виду?
Идею Вы поняли правильно, но изложили как-то коряво.
Да, солнечный парус — это двигатель малой тяги. Уменьшить скорость торможением — не получится. Поэтому, да, спуск по спирали с постоянным торможением.
Да, солнечный парус — это двигатель малой тяги. Уменьшить скорость торможением — не получится. Поэтому, да, спуск по спирали с постоянным торможением.
может я чего-то недопонимаю, но одним только солнечным парусом затормозить невозможно никак. При любом угле расположения паруса относительно солнечного ветра и вектора скорости, получается орбитальную скорость только прирастить и/или поднять объект на более высокую орбиту.
Для движения «галсами» как у морского парусника, у космического объекта нет границы разделения сред с разными сопротивлениями движению.
Для движения «галсами» как у морского парусника, у космического объекта нет границы разделения сред с разными сопротивлениями движению.
Ставим парус под 45 градусов, чтобы отражал в сторону движения.
Получаем вектор вверх-назад.
«вверх» сильно слабее чем притяжение. А центробежную силы мы потеряли.
Получаем вектор вверх-назад.
«вверх» сильно слабее чем притяжение. А центробежную силы мы потеряли.
Да именно так. Торможение будет, но и вверх (от Солнца) компонента тоже будет. Она будет крутить элемент (плечо от этого паруса на краю элемента к центру масс элемента порождает момент вращения) и притяжение тут не поможет.
Про центробежную силу я не понял: как мы её потеряли? Всегда от солнечного ветра при падении на перпендикулярную (или даже косую) основную зеркальную поверхность всего элемента будет центробежная сила. Этого никак не избежать.
Про центробежную силу я не понял: как мы её потеряли? Всегда от солнечного ветра при падении на перпендикулярную (или даже косую) основную зеркальную поверхность всего элемента будет центробежная сила. Этого никак не избежать.
Крутить элемент будет только при несовпадении центра тяжести с центром давления, это решаемо.
Центробежная сила — которая от орбитального движения. Затормозились — стала меньше. А притяжение прежнее. Поэтому ушли вниз (разгоняясь пока опять баланс не будет)
Центробежная сила — которая от орбитального движения. Затормозились — стала меньше. А притяжение прежнее. Поэтому ушли вниз (разгоняясь пока опять баланс не будет)
Что за бред? С чего бы она крутила элемент? Тяга проходит через центр инерции, направлена под углом к радиус-вектору и пропорциональна квадрату радиус-вектора. Какой траектории это соответствует? Правильно, логарифмической спирали. Что ещё нужно?
Пардон, обратно пропорциональна. Не сразу заметил опечатку.
Я имел в виду парус в виде загнутого куска элемента на его краю, а не отдельный добавочный. Просто кусок шестиугольника загибается под 45 градусов на краю.
У него компонента силы солнечного ветра перпендикулярная орбитальной скорости (параллельная направлению строго на Солнце) будет закручивать весь элемент, так там плечо около 1/2 диаметра элемента. Кстати это способ крутить элемент…
А Вы какой парус имели в виду? Вообще весь элемент целиком повернуть на 45 градусов?
У него компонента силы солнечного ветра перпендикулярная орбитальной скорости (параллельная направлению строго на Солнце) будет закручивать весь элемент, так там плечо около 1/2 диаметра элемента. Кстати это способ крутить элемент…
А Вы какой парус имели в виду? Вообще весь элемент целиком повернуть на 45 градусов?
Я имел в виду, что отражатель имеет безмерную парусность. Чтобы использовать его в качестве паруса — достаточно повернуть весь аппарат под нужным углом к Солнцу.
Вообще то говоря всё может быть ещё проще — 1,55 мкм отдельные элементы-зеркала рассеянные в толще пленочного компьютера, «завернувшего» в себя целую звезду.
(Намечаемое автором статьи колечко будет иметь 94500/0,00000000155=60967741935484 элемента)
http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431022/Kak_upravlyat_svetom_s_pomoshchyu_magnitnogo_polya
(Намечаемое автором статьи колечко будет иметь 94500/0,00000000155=60967741935484 элемента)
http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431022/Kak_upravlyat_svetom_s_pomoshchyu_magnitnogo_polya
Не понял, что Вы конкретно предлагаете?
Там же статья об управлении поляризацией света намагниченными фотонными кристаллами, реагирующими на внешнее магнитное поле (и о поглощении ими света определенной частоты). И что с того? Можно всё кольцо такими кристаллами покрыть и управлять пропусканием отдельных частот света — типа будет огромный плазменный телевизор ??? Зачем?
Или Вы имели в виду огромный магнитооптический компьтер?
Там же статья об управлении поляризацией света намагниченными фотонными кристаллами, реагирующими на внешнее магнитное поле (и о поглощении ими света определенной частоты). И что с того? Можно всё кольцо такими кристаллами покрыть и управлять пропусканием отдельных частот света — типа будет огромный плазменный телевизор ??? Зачем?
Или Вы имели в виду огромный магнитооптический компьтер?
Интересно, а никаких побочных эффектов с климатом не будет из-за дополнительного нагрева Земли?
Непонятен вопрос: энергоприёмник связан с модулем тросами, т.е. нежёстко. Как будет обеспечиваться его удержание в фокусе зеркала?
Точно, нужны двигатели. Я с самого начала избегал идеи соединять его жестко, так как мне казалось лишним расходовать кучу материала на башню в 900 км высотой… Но тут важно понимать: всё зависит от того, как далеко от центра находится фокус. Если кривизна зеркала больше, то фокус ближе можно и жестко закрепить. Для жесткого крепления энергоприемника можно посчтать и найти оптимум: так чтобы весь элемент не был слишком вогнутым и чтобы высота, вес этой башни не были слишком большими.
Мне вот интересен такой момент:
Если мы просто запустим один такой сегмент на орбиту солнца, то конечно все просто. Но вот если мы запустим N-ное количество их в форме такой вертикальной (относительно плоскости орбиты) полоски, протяженностью в 1млн км, то ведь орбиты всех этих отдельных сегментов будут пересекаться через четверть оборота. Как их предполагается удерживать от ухода из параллельной формации?
Тех, кто ближе к центру, еще ладно, можно будет подруливать используя солнечный ветер. Но те кто на краю будут — для того, что бы удерживать их — никакого солнечного ветра не хватит.
Уж не проще ли будет «вешать» их на естественные орбиты, на несколько разных удалениях от солнца, допуская что часть времени солнце будет частично перекрываться для некоторых из сегментов? Любой активный элемент управления уменьшает шансы что конструкция постоит хотя бы 1000 лет без поломок.
P.S. ответить на любые комменты смогу не ранее 24х часов, спасибо «доброму» сообществу geektimes.
Если мы просто запустим один такой сегмент на орбиту солнца, то конечно все просто. Но вот если мы запустим N-ное количество их в форме такой вертикальной (относительно плоскости орбиты) полоски, протяженностью в 1млн км, то ведь орбиты всех этих отдельных сегментов будут пересекаться через четверть оборота. Как их предполагается удерживать от ухода из параллельной формации?
Тех, кто ближе к центру, еще ладно, можно будет подруливать используя солнечный ветер. Но те кто на краю будут — для того, что бы удерживать их — никакого солнечного ветра не хватит.
Уж не проще ли будет «вешать» их на естественные орбиты, на несколько разных удалениях от солнца, допуская что часть времени солнце будет частично перекрываться для некоторых из сегментов? Любой активный элемент управления уменьшает шансы что конструкция постоит хотя бы 1000 лет без поломок.
P.S. ответить на любые комменты смогу не ранее 24х часов, спасибо «доброму» сообществу geektimes.
При отклонении от «центральной линии» на миллион километров — по направлению к ней будет действовать ускорение порядка одной стотысячной «же». Т.е. действующая сила при массе модуля в десятки миллионов тонн — всего лишь несколько сотен тонн.
Тут можно и жёсткую конструкцию использовать.
Тут можно и жёсткую конструкцию использовать.
На пол-миллиона километров. Я описал гипотетическое Кольцо шириной в 1 млн км, так как это характерный размер близкий к диаметру Солнца. Можно и жесткую конструкцию использовать (тогда крупные трубы, балки должны идти прямо до углов шестиугольника). Но начинать всё равно надо с нежесткой системы.
У меня выходит того-же порядка ускорение, если исходить из рассчета расстояния примерно в 1а.е. от солнца. Однако не стоит списывать со счетов, что если у нас условно говоря будет 3000 элементов в ряд, то на центральный будет действовать суммарная сила от 1500 элементов с каждой стороны. Чем ближе к центру, тем меньше сила, однако их жеж там 1500 в каждую сторону. По моим прикидкам выходит что если F — сила, с которой притягивает «к центру» самый дальний из них, то суммарная сила каждой из половинок выходит F*N*N/2, т.е. в примерно 10^6 раз больше. А это уже не несколько сотен тонн, а несколько сотен миллионов тонн. Центральную ячейку раздавит как кролика гидравлическим прессом.
Нет, никакого N*N — вес модулей просто суммируется. Они, фактически, просто сложены на центральный с обоих сторон.
И не N/2 — вес модуля будет пропорционален квадрату отклонения, как я понимаю (точнее — там через синус угла считать надо)
Плюс их придётся не по сфере располагать, а дальше, чтобы структура не сложилась — а там дополнительная центробежная сила.
В общем, расчёт очень нетривиальный получается. Но всего лишь тысячи тонн нагрузки набегут, но не миллионы.
И это не на одну «распорку», а на все расположенные на 300 км окружности.
И не N/2 — вес модуля будет пропорционален квадрату отклонения, как я понимаю (точнее — там через синус угла считать надо)
Плюс их придётся не по сфере располагать, а дальше, чтобы структура не сложилась — а там дополнительная центробежная сила.
В общем, расчёт очень нетривиальный получается. Но всего лишь тысячи тонн нагрузки набегут, но не миллионы.
И это не на одну «распорку», а на все расположенные на 300 км окружности.
И те что ближе к центру, и те что дальше могут использовать солнечный ветер. Но двигатели и кое-какие коррекции всё равно нужны. Тут надо считать, разные варианты рассматривать.
Да, проще, гораздо проще, перерывание не так страшно на начально этапе — лишь бы не сталкивались. Но этот подход не так интересен в плане того, что эти элементы потом трудно будет в единое жесткое или полужесткое Кольцо соединить.
Уж не проще ли будет «вешать» их на естественные орбиты, на несколько разных удалениях от солнца, допуская что часть времени солнце будет частично перекрываться для некоторых из сегментов?
Да, проще, гораздо проще, перерывание не так страшно на начально этапе — лишь бы не сталкивались. Но этот подход не так интересен в плане того, что эти элементы потом трудно будет в единое жесткое или полужесткое Кольцо соединить.
> Да, проще, гораздо проще, перерывание не так страшно на начально этапе — лишь бы не сталкивались. Но этот подход не так интересен в плане того, что эти элементы потом трудно будет в единое жесткое или полужесткое Кольцо соединить.
В чем польза от жесткого кольца? Как по мне — только уменьшает надежность системы в разы
В чем польза от жесткого кольца? Как по мне — только уменьшает надежность системы в разы
Да надежность уменьшает, в начале не нужно даже замарачиваться с объединением элементов.
Но допустим (как тут постоянно пишут оптимисты НТР) внезапно через несколько тысяч лет технологии изменились, старая конструкция выглядит позорно примитивной, так как появились супер-мупер углеродные трубки. Вот тут и можно потихоньку к старой структуре добавить супер-прочные трубы из центра к углам шестиугольника (шесть штук всего) и там их соединить с такими же трубами соседних элементов. Убрав зазоры — пока другой пользы от жесткого кольца не вижу, но зато прикольно.
Но допустим (как тут постоянно пишут оптимисты НТР) внезапно через несколько тысяч лет технологии изменились, старая конструкция выглядит позорно примитивной, так как появились супер-мупер углеродные трубки. Вот тут и можно потихоньку к старой структуре добавить супер-прочные трубы из центра к углам шестиугольника (шесть штук всего) и там их соединить с такими же трубами соседних элементов. Убрав зазоры — пока другой пользы от жесткого кольца не вижу, но зато прикольно.
Интересная фантазия, но вот мое IMHO, что это прожектерство. Чистой воды «игра ума», безо всякой конкретики, аналогичная прожектам «из пушки на луну» 19-го века. У нас нет ни технологий, ни потребностей, ни экономических обоснований для подобных проектов ни сейчас ни в обозримом будущем. Пока что даже проекты уровня цилиндра О'Нила далеко за горизонтом наших возможностей с точки зрения экономики и технологий. А уж сфера Дайсона вообще за гранью понимания «а зачем?».
Все проекты по концентрированной передаче энергии на Землю обречены из-за одного неустранимого недостатка — легким движением руки такая станция перефокусируется и начинает передлавать энергию не на приемник, а, к примеру, на столицу заклятых друзей. Если кто-то начнет проектировать реалистично что-то подобное, остальные ожидаемо будут резко против. Начнет создавать — не позволят. До завершения строительства проект уязвим. Итого — этого не будет…
Время существования человека разумного — 50000 лет, время существования столиц, как концентраторов политической власти — примерно 5000 лет.
Скорость развертывания промышленности на планете — примерно пропорциональна доступным ресурсам, умноженным на существующий научно-технический уровень (НТУ). Учитывая, что доступ к космическим ресурсам примерно пропорционален экспоненте от космического производства роботехнических добывающих и обрабатывающих комплексов, даже при постоянном НТУ, то перевод энергоемкой и материалоемкой промышленности в космос — вопрос скорее десятков лет с построения первых образцов.
Таким образом, странно ожидать, что при развитой космической промышленности, возможно сохранение архаичного социального уклада, рассчитанного на плоское распространение культуры и экономики, с централизацией власти, антагонизмом и жесткими границами.
Все проекты передачи энергии с орбиты, которые реалистично рассматривались (возможно создать на практике при текущему или чуть более высоком чем сейчас уровне технологий) предполагают невысокую удельную (на единицу площади поверхности) мощность. Настолько невысокую, что она не представляет серьезной опасности даже для человека находящегося под открытым небом прямо в точке ее приема(на самом приемнике) — длительно находится нежелательно, но серьезного вреда не нанесет.
Так что использовать как оружие не выйдет.
Преимущества над наземной солнечной энергетикой такой схемы будет только в том, что эта энергия доступна круглосуточно на стабильной мощности (а не 10-20% времени усредненно), что убирает все вопросы с аккумуляцией(главный тормоз/проблема не дающий начать полный переход на солнечную энергетику хоть прямо сейчас). Ну и КПД — когда солнечные батареи имеют типовой КПД порядка 20%, приемник работающий в узком искусственном спектре волн, например микроволновой, может иметь порядка 80% КПД уже на текущем уровне технологий (без учета потерь энергии в космосе — имеются ввиду только сам прием уже готовой энергии на Земле).
Так что на начальных этапах угрозы в этом никто видеть не должен.
А так большая часть энергии в любом случае должна использоваться прямо в космосе — для вынесения туда всех самых энергоемких производств и организации дополнительного жилого пространства вне планеты. На Землю в любом случае слишком много энергии передавать нельзя не убив при этом климат независимо от того по какой технологии будет идти эта передача. На пару порядков от текущего уровня потребление энергии на самой планете нарастить еще можно — а дальше серьезной проблемой станет уже тепловой баланс планеты. Если заняться активным управлением климатом(например устроить рукотворный антипарниковый эффект), то где-то на 3 порядка подняться можно.
Но тут-то речь идет где-то о 10 порядках от текущего уровня энергетики. Так что однозначно — всев сад! космос, с такими энергиями.
Так что использовать как оружие не выйдет.
Преимущества над наземной солнечной энергетикой такой схемы будет только в том, что эта энергия доступна круглосуточно на стабильной мощности (а не 10-20% времени усредненно), что убирает все вопросы с аккумуляцией(главный тормоз/проблема не дающий начать полный переход на солнечную энергетику хоть прямо сейчас). Ну и КПД — когда солнечные батареи имеют типовой КПД порядка 20%, приемник работающий в узком искусственном спектре волн, например микроволновой, может иметь порядка 80% КПД уже на текущем уровне технологий (без учета потерь энергии в космосе — имеются ввиду только сам прием уже готовой энергии на Земле).
Так что на начальных этапах угрозы в этом никто видеть не должен.
А так большая часть энергии в любом случае должна использоваться прямо в космосе — для вынесения туда всех самых энергоемких производств и организации дополнительного жилого пространства вне планеты. На Землю в любом случае слишком много энергии передавать нельзя не убив при этом климат независимо от того по какой технологии будет идти эта передача. На пару порядков от текущего уровня потребление энергии на самой планете нарастить еще можно — а дальше серьезной проблемой станет уже тепловой баланс планеты. Если заняться активным управлением климатом(например устроить рукотворный антипарниковый эффект), то где-то на 3 порядка подняться можно.
Но тут-то речь идет где-то о 10 порядках от текущего уровня энергетики. Так что однозначно — все
Я очень надеюсь что свет и тепло будет напрямую преобразован в нужный вид энергии.
А не как обычно греем воду-пар-крутим турбину-крутим генератор который выдаёт нужный вид энергии)).
А не как обычно греем воду-пар-крутим турбину-крутим генератор который выдаёт нужный вид энергии)).
Статья интересная, но есть некоторые вопросы. Например, зачем кольцо обязательно делать в плоскости эклиптики? Да и не хватает, на мой взгляд, более подробного описания центрального модуля секции (т.е. откуда там такая неимоверная масса?).
В любом случае намного интереснее в ближайшее будущее построить некоторую орбитальную станцию, передающюю энергию на землю.
В любом случае намного интереснее в ближайшее будущее построить некоторую орбитальную станцию, передающюю энергию на землю.
Например, зачем кольцо обязательно делать в плоскости эклиптики?
Не обязательно, но там больше массы летает, меньше затрат на строительство.
Да и не хватает, на мой взгляд, более подробного описания центрального модуля секции (т.е. откуда там такая неимоверная масса?).
Подробное описание требует подробного понимания назначения и железа. Я с большим запасом брал вес и размеры в 10 км (может диаметра 1-2 км вполне хватит), потому что это основа всего элемента: там все функции, запасы стройматериалов и оттуда медленно строятся\ремонтируются внешние зоны из фольги.
Мне кажется в подобных сооружениях самой большой проблемой будет отвод тепла. Особенно это касается сферы Дайсона, ведь там вся излучаемая энергия солнца будет собрана и передавая ее внутрь сферы (или наружу), например, на землю. мы будем увеличивать температуру на ней, ведь существенная часть энергии в конечном итоге перейдет в тепло и только небольшая ее часть уйдет в виде излучения.Точно также представляет проблему охлаждение самой конструкции, в условиях окружающего вакуума, ведь вряд ли удастся добиться КПД равного 100%.
Про чистую сферу забудьте — нереально. Я про Рой Дайсона в виде большого Кольца, но всего в 0.4% от всей площади сферы. Фольгу, отражающую свет охлаждать не надо (не нагреется она сильно). А саму конструкцию энергоприемника придется охлаждать, это неизбежно. В вакууме хорошо работают радиаторы, вот только они должны находиться всегда в тени.
Сейчас есть перспективные разработки по преобразованию солнечной энергии с помощью молекулярных ректенн.
Т.е. может быть потребуется не зеркало с концентратором, а прямо в фольгу электричество закачивать.
Т.е. может быть потребуется не зеркало с концентратором, а прямо в фольгу электричество закачивать.
может быть потребуется не зеркало с концентратором, а прямо в фольгу электричество закачивать.
Это было бы здорово и прогрессивно, но вот только у меня подозрение, что такая фольга и тяжелее, и сильно дороже будет.
Толщина плёнки определяется соображениями прочности, а зеркала вдобавок и прозрачности. Плюс зеркалу надо сохранять форму, а плёнка может висеть свободно.
Так что по массе скорей выиграем.
Что касается «дороже» — по нынешним понятиям да, по сути такая плёнка сплошная субмикронная микросхема.
Но изготовленное роботом не стоит ничего, сколько бы часов он не затратил.
Так что по массе скорей выиграем.
Что касается «дороже» — по нынешним понятиям да, по сути такая плёнка сплошная субмикронная микросхема.
Но изготовленное роботом не стоит ничего, сколько бы часов он не затратил.
Може таки стоит начать с утилизации той энергии которая и так прямотоком на землю идет?
Хотя чисто филосовски интересная занадача… но материала понадобится больше чем наша планета сможет предоставить…
Хотя чисто филосовски интересная занадача… но материала понадобится больше чем наша планета сможет предоставить…
Собственно уже прямо сейчас и начали. Но с той что приходит на Землю есть одна но ОЧЕНЬ большая проблема — в среднем она доступна только 10-20% времени. Это реальные показатели эффективности работы любых солнечных станций расположенных на поверхности планеты — независимо от уровня развития технологий. Т.к. речь не о КПД преобразования(который пока тоже низкий, но это не так важно если сами источник практически бесконечный), а соотношении максимальной и средней мощности падающего на поверхность излучения еще до преобразования в нужный вид — на Земле они отличаются в 5-10 раз(в зависимости от местности и климата конкретного региона) и от технологий не зависят.
В результате масштабное использование будет ограничено возможностями аккумуляции(накопления) энергии, а не ее генерации.
Тогда как в открытом космосе это излучение доступно с неизменной мощностью в режиме 24/365. А максимальная и средняя мощность практически равны — поэтому нет никаких проблем с аккумуляцией, она вообще практически не нужна.
В результате масштабное использование будет ограничено возможностями аккумуляции(накопления) энергии, а не ее генерации.
Тогда как в открытом космосе это излучение доступно с неизменной мощностью в режиме 24/365. А максимальная и средняя мощность практически равны — поэтому нет никаких проблем с аккумуляцией, она вообще практически не нужна.
Жаль, в статье особо не уделено внимание тому, как этим 300 км монстром маневрировать. Дело даже не в тяговооруженности, думаю, эту проблему в то время решить будет довольно легко. Дело в нагрузках на конструкцию: например, будет необходимо повернуть эту платформу на несколько градусов в какой-либо плоскости — при длине рычага в несколько километров, нагрузки на несущие элементы будут просто эпичными. 2, 3, 10 и даже 100 двигателей изомнут/изогнут/порвут эту платформу, необходимо 100500 сравнительно малых двигателей, распределённых по всей поверхности, но тогда возникает другая проблема с их синхронизацией. В общем, интересная задачка.
Нет, я против двигателей по всей поверхности. Это ломает всю концепцию (внешние зоны надо ещё больше утежелять, усиливать). Нагрузки большие, но маневрировать надо очень медленно и осторожно. Поворот на несколько градусов такой махины вполне может занимать дни. Тут главный вопрос: как сделать, чтобы все дни в году (за время одного оборота вокруг Солнца) элемент был направлен на Солнце?
Тут вопрос не в том, против ли вы или за, тут вопрос в том, против ли сопромат :)
Если, к примеру, вы прилагаете двигателем усилие в точке, расположенной в 100 км от центра масс, будет ли будет несущий элемент, связывающий двигатель и центр масс достаточно жестким, чтобы передать усилие? Не думаю, что и в то время найдутся такие материалы.
И наоборот, если усилие придаётся в центр масс, насколько упругими должны быть несущие балки, чтобы не деформироваться по всей своей 100 км длине?
Если, к примеру, вы прилагаете двигателем усилие в точке, расположенной в 100 км от центра масс, будет ли будет несущий элемент, связывающий двигатель и центр масс достаточно жестким, чтобы передать усилие? Не думаю, что и в то время найдутся такие материалы.
И наоборот, если усилие придаётся в центр масс, насколько упругими должны быть несущие балки, чтобы не деформироваться по всей своей 100 км длине?
Понятное дело, если споромат конкретно против, то у меня остается два пути: наращивать прочность балок (и увы вес) или уменьшать размер конструкции (не 330 км диаметром, а 90 км к примеру).
Насчет точки приложения усилий: я однозначно за второй вариант: «если усилие придаётся в центр масс» в центральный модуль. Там не сколько соображения упругости/жесткости/прочности, сколько соображения балансировки (запас топлива харнится почти в центре масс), удобства обслуживания (ползти/лететь чинить/менять сломавшийся двигатель в 100 км в открутом космосе среди полей фольги или прямо снаружи центрального модуля) и инфраструктуры (тянуть трубопровод с рабочим телом или ставить баки за 100 км от центрального модуля, тоже не дело). Но центральный модуль у меня нарисован не 1-2 км диаметром, а 10 км, поэтому плечо в 5 км для поворота или вращения всей конструкции всё-таки есть.
Насчет точки приложения усилий: я однозначно за второй вариант: «если усилие придаётся в центр масс» в центральный модуль. Там не сколько соображения упругости/жесткости/прочности, сколько соображения балансировки (запас топлива харнится почти в центре масс), удобства обслуживания (ползти/лететь чинить/менять сломавшийся двигатель в 100 км в открутом космосе среди полей фольги или прямо снаружи центрального модуля) и инфраструктуры (тянуть трубопровод с рабочим телом или ставить баки за 100 км от центрального модуля, тоже не дело). Но центральный модуль у меня нарисован не 1-2 км диаметром, а 10 км, поэтому плечо в 5 км для поворота или вращения всей конструкции всё-таки есть.
У вас есть металлическая рулетка? Можно на ней поэкспериментировать, выдвиньте ленту максимально далеко, так, чтобы она не перегибалась, затем попробуйте «поманеврировать» корпусом… Ну, как-то так.
Против вас ещё работает закон квадратов и кубов. При наращивании линейных размеров (толщины) несущей балки, её прочность вырастает квадратично (площадь сечения), а масса — кубически. Я не представляю, из чего должна быть сделана несущая балка даже в 1 км длиной, чтобы она не деформировалась как лента у рулетки. По факту, никакой жесткости конструкции вы обеспечить просто не сможете — конструкция будет напоминать осьминога с изгибающимися щупальцами.
Против вас ещё работает закон квадратов и кубов. При наращивании линейных размеров (толщины) несущей балки, её прочность вырастает квадратично (площадь сечения), а масса — кубически. Я не представляю, из чего должна быть сделана несущая балка даже в 1 км длиной, чтобы она не деформировалась как лента у рулетки. По факту, никакой жесткости конструкции вы обеспечить просто не сможете — конструкция будет напоминать осьминога с изгибающимися щупальцами.
>: как сделать, чтобы все дни в году (за время одного оборота вокруг Солнца) элемент был направлен на Солнце?
А в чём трудность?
А в чём трудность?
1. Червяк планирует поступки эволюционировавшего из него действия человечества через сотни миллионов лет. Это — глупо. Горизонт планирования для крупнейших корпораций, работающих в консервативных областях — 60-70 лет. С их мощнейшими аналитическими ресурсами и способностью выполнять стратегические планы.
2. Если придерживаться верха наглости и принять горизонт планирования — 70 лет, то имеет смысл принять линейную интерполяцию лучших современных разработок.
3. Использовать космопанк 20-го века — космические оранжереи, тысячи работающих людей — вчерашних планетарных обезьян на солнечных энергостанциях, таскать за миллиарды километров руду к месту плавки — приличествует космоопере, а не игре ума на тему научпопа.
4. Система не масштабируется. Абсолютно не сказано о том, что делать через 10, 30, 100 лет. Какими ресурсами. И главное — для чего. Т.е. еще один признак фэнтезя в далекой-далекой галактике.
2. Если придерживаться верха наглости и принять горизонт планирования — 70 лет, то имеет смысл принять линейную интерполяцию лучших современных разработок.
3. Использовать космопанк 20-го века — космические оранжереи, тысячи работающих людей — вчерашних планетарных обезьян на солнечных энергостанциях, таскать за миллиарды километров руду к месту плавки — приличествует космоопере, а не игре ума на тему научпопа.
4. Система не масштабируется. Абсолютно не сказано о том, что делать через 10, 30, 100 лет. Какими ресурсами. И главное — для чего. Т.е. еще один признак фэнтезя в далекой-далекой галактике.
Я следую примеру итальянца Марсилио Фичино из XV века (первая часть статьи): Если ему можно было более 5 веков назад такое писать, то кто мне может это запретить писать сейчас?
Кстати, планы Элона Маска по колонизации Марса 1 миллионом человек с созданием полного цикла всей современной промышленности там тоже далеко не в пределах 70 лет. Я бы даже честно сказал, что и не в пределах 210 лет… (вот только Маск похоже это не осознает и сильно торопится). Ну и что с того?
Разве от этого его планы становятся совсем нереальными или хуже чем «гениальные планы» типа: «давайте не будем ничего такого грандиозного планировать, скоро изобретут термоядерный реактор (размером с автобус), антигравитацию, телепортацию, усилитель топлива из тёмной массы,… — вот тогда и заживем и будем планировать!»
Кстати, планы Элона Маска по колонизации Марса 1 миллионом человек с созданием полного цикла всей современной промышленности там тоже далеко не в пределах 70 лет. Я бы даже честно сказал, что и не в пределах 210 лет… (вот только Маск похоже это не осознает и сильно торопится). Ну и что с того?
Разве от этого его планы становятся совсем нереальными или хуже чем «гениальные планы» типа: «давайте не будем ничего такого грандиозного планировать, скоро изобретут термоядерный реактор (размером с автобус), антигравитацию, телепортацию, усилитель топлива из тёмной массы,… — вот тогда и заживем и будем планировать!»
- Марсилио Фичино жил в статичном обществе. Он мог только мечтать, не имея ни научно-технического инструментария, ни примера реализации общечеловеческих проектов. Мы уже не люди в традиционном понимании, мы часть глобального человечества, имеющие доступ к его последним исследования почти в любых областях. Поэтому сравнивать чрезвычайно некорректно.
- Маск — умный и грамотный человек. Разница между нами и им — ему удается. И когда пикейный жилет судит чрезвычайно результативного человека — судит со своей позиции, с позиции лошары. Не зная массы важных мелочей и немелочей. По Марсу — Вы думаете, работая бок о бок с одними из лучших в мире аэрокосмическими инженерами, варясь десятки лет в среде людей с IQ за 150, ему бедняге, никто не показал листок с расчетами? Не показал список несуществующих критических технологий? Вы думаете, миллиардеры не изучали технологию презентаций Джобса, не читают биржевые новости, у них нету консультантов по маркетингу, пиару, финанализу, стратегическому менеджменту с заработком от нескольких миллионов в год? Однако, если его путь взять в качестве примера, можно было бы Вашу игру ума сделать стройной и с наличием структуры: зачем-как-цена вопроса-замыкание цикла с учетом простейшего технического анализа. С выделением внутренней сути и внешней картинки.
Вам пишут люди, что это прожектерство, не основанное ни на целях, ни на средствах, оторванное от даже существующих технологий… Вы упираетесь, как подобает изобретателям вечного двигателя, не выведшим в массовое применение ни одну разработку.
Еще раз, совсем уже просто: Ваша версия реальности, это — фэнтэзя! Она НИКОГДА не будет реализована. Просто потому, у физической реальности свои узкие пределы реализуемого. И надо много итераций по переделке, доводке, отказа от первоначальной концепции. И уже на первых шагах уровень технической зрелости должен начинаться не с детского сада, как у Вас, а с потолка существующих технологий. - Рассматривать в качестве инструментария своей задаче сказочные технологии — неприлично. Не делают так уважающие себя люди. Приличные люди решают задачи, которые жизнь подкидывает, либо с помощью своего наработанного инструментария решения жизненных задач, играют в решение выдуманных. А уж если получается, что для решения задачи нужна либо тирьямпампация, либо 1,5 миллиарда лет, что превышает существование нашего вида в 30000 раз, то налицо нерешаемая задача с этими исходниками и с таким инструментарием.
Так, если посмотреть фантастические прогнозы, мы сейчас должны уже сражаться с злобными пришельцами с психологием маньяков-даунов, добывать полезные ископаемые на Венере и возить чугун с медью фотонными кораблями на Землю, покорять коммунистическими идеалами бездуховные остатки загнивающего запада… Вы предпочли остаться на этом уровне…
В чем причины такого подробного ответа в форме почти личной обиды?
Никак не пойму, Вы где-то на моих схемах, в тексте увидали государеву печать «Принять к действию!» — я не заметил такого :) — или у Вас подозрения, что я чьи-то идеалы проталкиваю таким странным способом?
По сути можете ответить: укладываются планы Маска в Ваш «горизонт планирования — 70 лет» или не укладываются? Должны или не должны укладываться?
Никак не пойму, Вы где-то на моих схемах, в тексте увидали государеву печать «Принять к действию!» — я не заметил такого :) — или у Вас подозрения, что я чьи-то идеалы проталкиваю таким странным способом?
По сути можете ответить: укладываются планы Маска в Ваш «горизонт планирования — 70 лет» или не укладываются? Должны или не должны укладываться?
Не сводите, пожалуйста к личному и тем более, к эмоциям.
Выложили к общественному обсуждению — люди обсуждают. То, что Вы труда вбухали — замечательно. Было бы получше продумано — прекрасно.
Маск — умница. Он создал коммерческое предприятие под эгидой инструмента колонизации. Он действительно, снижает цены. Высокая цена вывода на ГСО — это самая большая проблема. Самое смешное, что и декларируемые планы, тоже вполне укладываются. Создание самоподдерживающей колонии — это весьма отдаленная цель, которая видимо, будет решена только случайно, потому что в обозримый период она не нужна. А вот размещение поначалу исследовательской базы, потом зоопарка с несколькими человеческими тушками — ремонтниками и монтажниками — да. Вполне возможно, люди просчитали рост ВВП, посчитали свободные деньги в экономике и пришли к выводу, что в ближайшем будущем возможно будет тратить бешеные ресурсы без экономической отдачи, в рамках гуманитарного и научного общечеловеческого проекта. Почему Марс, а не Луна или даже Меркурий — бог весть..., то ли гравитация, то ли миф об освоении Марса глубоко пророс в западном — платежеспособном сознании.
Колония — будет нужна тем кто в ней живёт.
Как собственно и с живущими на Земле.
Как собственно и с живущими на Земле.
А понятно, то есть Вы считаете, что есть отдельно коммерческое предприятие Маска (высокоэффективное и снижающее цену вывода, что уже сейчас факт) и есть отдельно от этого отдаленная цель Маска (создание самоподдерживающей колонии), которая в обозримый период не нужна. Ладно, допустим.
Далее непонятно: то ли Маск и сам понимает, что эта отдаленная цель просто рекламный/идеологический/цивилизационный лозунг (ни в 70, ни в 210 лет никак не влезает, потому и планировать нельзя), который необязательно воплощать в жизнь, то ли он то в этот план верит, но те кто в его компанию вкладывают деньги так не считают и просто терпят эти «чудачества» Маска (считают его план просто рекламным «довеском» к компании). Или третий вариант: эти люди (явно влиятельные) "просчитали рост ВВП, посчитали свободные деньги в экономике и пришли к выводу, что в ближайшем будущем возможно будет тратить бешеные ресурсы без экономической отдачи", но при этом прекрасно понимают, что ни через 70, ни через 210 лет на Марсе даже 0.1 миллиона колонистов не будет.
Так какой вариант имеет место на самом деле?
Далее непонятно: то ли Маск и сам понимает, что эта отдаленная цель просто рекламный/идеологический/цивилизационный лозунг (ни в 70, ни в 210 лет никак не влезает, потому и планировать нельзя), который необязательно воплощать в жизнь, то ли он то в этот план верит, но те кто в его компанию вкладывают деньги так не считают и просто терпят эти «чудачества» Маска (считают его план просто рекламным «довеском» к компании). Или третий вариант: эти люди (явно влиятельные) "просчитали рост ВВП, посчитали свободные деньги в экономике и пришли к выводу, что в ближайшем будущем возможно будет тратить бешеные ресурсы без экономической отдачи", но при этом прекрасно понимают, что ни через 70, ни через 210 лет на Марсе даже 0.1 миллиона колонистов не будет.
Так какой вариант имеет место на самом деле?
- Люди, оперирующие крупные деньгами, обычно умные и конструктивные, рассматривают несколько целей и вариантов.
- У нас нет информации о структуре инвесторов и пуле заказчиков SpaceX. Не знаем кто они, чего хотят, кроме денег.
Поэтому все рассуждения на эту тему — безответственная болтовня. - Какая разница, люди больше склоняются, что получится декларируемая цель или еще куча второстепенных, подводящих к декларируемой, если в любой случае — "это просто ох… нно!"
- Идея-фикс это мощное топливо, блаженны могущие уверовать, тем более блаженны, могущие контролировать свою упертость.
Я за то чтобы задумываться о вещах, далеко выходящих за горизонт нашего планирования (100-200 и более лет). Это обычно делает научная фантастика, любимый мною, отличный жанр литературы.
«Планы» Маска планами по факту не являются -это мечты. У планов есть отличительная особенность: можно определить конечную и промежуточные даты, ресурсы, субподрядчиков и прочая. Ничего этого по факту у Маска нет. А сфера Дайсона на несколько порядков сложнее колонии на Марсе. Фантастическая повесть, размышления на тему -ОК, ни каких претензий, я только за.
«Планы» Маска планами по факту не являются -это мечты. У планов есть отличительная особенность: можно определить конечную и промежуточные даты, ресурсы, субподрядчиков и прочая. Ничего этого по факту у Маска нет. А сфера Дайсона на несколько порядков сложнее колонии на Марсе. Фантастическая повесть, размышления на тему -ОК, ни каких претензий, я только за.
По-моему, более логичным было бы при наличии указанных технологий, зажечь свою, не такую большую звезду, но с большей отдачей и меньшими головняками с размерами. И начнем мы с управляемого термояда — это и будет пока наша такая небольшая, но уже в размерах планеты ощутимая энергия. Для роботов, для производства, для зарядки смартов.
А потом придумают обычную катушку вокруг черной дыры, телепортируют ее куда надо, а энергию обратно будут телепортировать в виде некрупных звезд в место назначения. Или преобразованием энергии в массу и обратно. СД не то чтобы нереальна — она бессмысленна, это попытка построить автоматизированный завод, используя только паровые машины.
А потом придумают обычную катушку вокруг черной дыры, телепортируют ее куда надо, а энергию обратно будут телепортировать в виде некрупных звезд в место назначения. Или преобразованием энергии в массу и обратно. СД не то чтобы нереальна — она бессмысленна, это попытка построить автоматизированный завод, используя только паровые машины.
> Земля получит меньше света, но если этот недогрев надо будет компенсировать, то можно оставить дырки в Кольце или добавить пере-отражатели света на Землю сбоку от Кольца (или сбоку от Земли).
Зачем? Если можно повернуть эту структуру по оси, лежащей на плоскости солнечной системы, и заставить вращаться по оси перепендикулярной плоскости солнечной системы.
Зачем? Если можно повернуть эту структуру по оси, лежащей на плоскости солнечной системы, и заставить вращаться по оси перепендикулярной плоскости солнечной системы.
Околосолнечная космическая электростанция очень годная идея. Особенно если преобразовывать энергию на месте. Простой расчёт показывает, что при габаритах станции всего 100Х100 метров на удалении в пару милионов километров от солнца ( т.е почти рядом, мощность излучения солнца чуть более 4 МЕГА ватт на м2) мы получим около 42 Гватт тепловой мощности, остаётся её преобразовать и доставить на землю. Лучший вариань преобразователя здесь — термоэмисионный с катодом из рения, осмия, вольфрама, или их сплавов, ибо температура на нём будет около 3000К. Плюс термоэмисионника в прямом преобразовании, в неплохом кпд, в том что катод можно раскалить до белого свечения, а анод до красного. А следовательно, чем выше температура холодильника, проще отвод тепла. Остаётся как-то дотащить энергию от солнца, Мощный МАЗЕР/ЛАЗЕР и цепь ретрансляторов-фокссировщиков по пути к земле или генератор антивещества на борту :)
Тащить от потребителя (производство, добыча), как минимум на 150 млн. километров энергостанцию, затем ставить под сотню ретрансляторов, чтобы вернуть к нему энергию, теряя на каждом ретрансляторе. При этом даже на Меркурии, с 2-й космической 4,25 км/с, форвакуумом и магнитосферой, наличием широкого спектра минеральных ископаемых — в 6,7 раза солнечной инсоляции больше, чем на орбите Земли.
Порог вхождения в десятки мегатонн как-то высоковат. Почему бы для начала проще не сделать — пара небольших станций связана десятком километров троса и вращается для создания тяжести, а зеркало в центре, ну и диаметр рассчитать, чтобы фольгу не порвало. И клепать такие связки пока хватит материала и людей.
Длина такого Кольца составит 2 * Pi * R ~ 1200 млн км. Плотно упакованные шестигранные элементы размером 330 км занимают в среднем по (382+191 = 573) / 2 = 286.5 км длины. На 1000 км длины нужно около 3.5 элементов. Всего в длину Кольца укладывается 1200 000 000 км / 1000 км * 3.5 ~ 0.34 млн элементов. Умножая это число на 3000 получим 1020 млн элементов всего в Кольце.
Если вес каждого элемента составит 30 млн тонн, то общий вес Кольца дойдет до 30600 трлн тонн или 306 * 10^14 тонн = 30.6 * 10^18 кг
Тут к сожалению в расчеты пробралась ошибка — на 1200 млн. км длины нужно будет порядка 4.2 млн. элементов по длине и соответственно порядка 12.6 млрд. элементов для полного кольца шириной 1 млн. км.
Аналогичная и в другом варианте кольца:
Длина такого Кольца составит 2 * Pi * R ~ 785 млн км. Плотно упакованные шестигранные элементы в количестве 3.5 перекрывают 1000 км длины. Всего в длину Кольца укладывается 785 000 000 км / 1000 км * 3.5 ~ 0.224 млн элементов. Умножая это число на 3000 (количество элементов по ширине) получим всего 673 млн элементов.
Если вес каждого элемента составит 30 млн тонн, то общий вес Кольца = 20186 трлн тонн или 202 * 10^14 тонн = 20.2 * 10^18 кг.
Сначала не понял, из-за чего вообще такая странная ошибка могла пойти, когда записана правильная и простая формула, но после нее стоит совсем неправильный результат. Но погоняв числа на калькуляторе понял откуда этот странный ответ — почему-то делили на 3.5 элемента (на каждую 1000 км), вместо того чтобы умножать как написано в формуле.
Ну и соответственно количество строительных материалов нужно на порядок больше. Именно поэтому часто в подобных проектах предлагают «разбирать» Меркурий и строить поближе к Солнцу — одного только пояса астероидов маловато получается если только не закладывать кольцо узким+из ультралегких элементов+по максимуму оптимистично оценивать долю подходящего сырья в массе астероидов.
Огромное спасибо, что нашли эту ошибку. Скобки надо было поставить сразу, тогда бы не ошибся потом на калькуляторе. Сейчас исправлю.
Насчет Меркурия согласен — с его разборкой цифры гораздо лучше. Ну а насчет Кольца в поясе астероидов очевидно, что эту идею для такого радиуса можно совсем списать в утиль.
Насчет Меркурия согласен — с его разборкой цифры гораздо лучше. Ну а насчет Кольца в поясе астероидов очевидно, что эту идею для такого радиуса можно совсем списать в утиль.
Т.е. на всю площадь Кольца за Венерой будет падать около 785 * 10`12 * 10`6 м2 * 2 кВт = 1.570 * 10`21 кВт = 1.6 * 10`15 ГВт. За год это будет около 1.6 * 24 * 365 * 10`21 кВт*часов = 1.4 * 10`24 кВт*часов = 1.4 * 10`15 млрд кВт*часов, что примерно в 10`10 раз (в 10 миллиардов раз) больше, чем все производство энергии на Земле в 2015 году (2.3 * 10`4 млрд кВт*часов).
Разве ради энергим больше теперешней в 10 с 10 нулями раз не стоит построить такое Кольцо?
А тут наоборот один нолик(порядок) в обратную сторону потерялся: 1.6 * 24 * 365 * 10^21 кВт*часов = 1.4 * 10^25 кВт*ч. Т.е. 25й порядок, а не 24й.
Впрочем дальше еще одна ошибка уже в обратную сторону где-то в исходных данных (производство первичной энергии на Земле сейчас примерно в 10 раз больше указанного в скобках — около 160 000 ТВт*ч / 14 млрд тонн нефтяного эквивалента в год), так что примерная пропорция более чем 1к 10 миллиардам в итоге осталась верной.
Спасибо, что нашли и написали. Да, у меня должно было получиться для варианта Кольца за Венерой 21+4=25 порядков и 10^25 в итоге. Исправлю, как и другие ошибки.
Но насчет энергии, тут надо смотреть, что имелось в виду.
Вот статья в Википедии про потребление энергии:
https://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_consumption
Там таблица с 4-5 столбцами и в ней последняя строка про 2012 год (в TWh = 10^12 Wh):
2012 155,505 (Mtoe 13,371) 104,426 (Mtoe 8,979) 22,668
В этой таблице только последнее число относится собственно к производству электроэнергии.
правда данные разные, вот тут написано: 21.6 trillion kilowatthours (kWh) in 2012.
Остальные числа — это энергия вообще вместе со сгоревшим в ДВС бензином/керосином/дизелем и сжигаемым в котельных газом, дровами и т.п.
Меня интересовала только производимая электроэнергия, поэтому я брал даные типа этих (уже и не помню откуда), но вот подтверждения: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_electricity_production
https://en.wikipedia.org/wiki/Electricity_generation#Production
https://yearbook.enerdata.net/world-electricity-production-map-graph-and-data.html
Но насчет энергии, тут надо смотреть, что имелось в виду.
Вот статья в Википедии про потребление энергии:
https://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_consumption
Там таблица с 4-5 столбцами и в ней последняя строка про 2012 год (в TWh = 10^12 Wh):
2012 155,505 (Mtoe 13,371) 104,426 (Mtoe 8,979) 22,668
В этой таблице только последнее число относится собственно к производству электроэнергии.
правда данные разные, вот тут написано: 21.6 trillion kilowatthours (kWh) in 2012.
Остальные числа — это энергия вообще вместе со сгоревшим в ДВС бензином/керосином/дизелем и сжигаемым в котельных газом, дровами и т.п.
Меня интересовала только производимая электроэнергия, поэтому я брал даные типа этих (уже и не помню откуда), но вот подтверждения: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_electricity_production
https://en.wikipedia.org/wiki/Electricity_generation#Production
https://yearbook.enerdata.net/world-electricity-production-map-graph-and-data.html
Ну сравнивать энергию падающего излучения солнца на первичный отражатель с электроэнергий не корректно. Одно это первичная «сырая» энергия, которую еще нужно преобразовывать в нужный вид и передавать (транспортировать) на большие расстояния к месту потребления, другое — это уже готовая энергия в удобной форме и уже за минусом потерь на передачу (если смотреть данные по потреблению, а не по производству).
Первичную энергию имеет смысл сравнивать с первичной же энергией на земле: https://en.wikipedia.org/wiki/Primary_energy
Ну либо если идет сравнения с только с электроэнергией, тогда из потока солнечной энергии падающего на элементы роя придется вычесть потери на отражение и фокусировку от зеркал (фольги) — не вся энергия упавшая на отражатели попадет в концентратор, потери не преобразование сконцентрированного света и тепла в электричество, потери на передачу энергии и работу вспомогательных систем (собственное потребление генератора). Или преобразование в энергию производимого топлива (химического или ядерного) и т.д.
Тоже получится почти на порядок меньше в результате. В общем надо либо потенциального «карася урезать» (с) (реально полезный выхлоп от перехватываемого потока солнца) либо земную энергетику аналогично по полной сырой энергии оценивать.
Например средний КПД реальных земных солнечных станций сейчас порядка 15% (еще без учета транспортироки и накопления энергии). Беря оценку только по потреблению электроэнергии на Земле вы только эти 15% вклада и учитываете. Хотя солнечной энергии они принимают (перехватывают) почти в 7 раз больше. А общая энергии падающая на поверхность солнечных панелей (или гелиоконцентраторов) это полный эквивалент той энергии что у вас в оценке (полный поток излучения солнца во всех диапазоне длинн волн падающий на м2).
Первичную энергию имеет смысл сравнивать с первичной же энергией на земле: https://en.wikipedia.org/wiki/Primary_energy
Ну либо если идет сравнения с только с электроэнергией, тогда из потока солнечной энергии падающего на элементы роя придется вычесть потери на отражение и фокусировку от зеркал (фольги) — не вся энергия упавшая на отражатели попадет в концентратор, потери не преобразование сконцентрированного света и тепла в электричество, потери на передачу энергии и работу вспомогательных систем (собственное потребление генератора). Или преобразование в энергию производимого топлива (химического или ядерного) и т.д.
Тоже получится почти на порядок меньше в результате. В общем надо либо потенциального «карася урезать» (с) (реально полезный выхлоп от перехватываемого потока солнца) либо земную энергетику аналогично по полной сырой энергии оценивать.
Например средний КПД реальных земных солнечных станций сейчас порядка 15% (еще без учета транспортироки и накопления энергии). Беря оценку только по потреблению электроэнергии на Земле вы только эти 15% вклада и учитываете. Хотя солнечной энергии они принимают (перехватывают) почти в 7 раз больше. А общая энергии падающая на поверхность солнечных панелей (или гелиоконцентраторов) это полный эквивалент той энергии что у вас в оценке (полный поток излучения солнца во всех диапазоне длинн волн падающий на м2).
С этим я согласен — КПД в 100% наивно ожидать даже от солнечной батареи, а уж после пересылки за десятки млн км тем более. Но 40-50% в будущем вполне достижимая цифра без пересылки — я же писал, что энергию можно использовать и на элементах.
С пересылкой порядок будет потерян. Это уменьшает энергию вырабатываемую Кольцом, да это так. Следовательно, это уменьшает и число при сравнении с 10 в 11 степени до 10 в 10 степени.
Но всё-таки я настаиваю на том, что сравнивать надо именно с генерацией электричества на Земле, а не с общей энергией (Primary energy) от всех сожженных энергоносителей во всех процессах цивилизации.
Какое нам дело сколько угля сгорело в доменных печах при производстве чугуна, если этот процесс не дает электричества и энергия вообще никуда не передается?
С пересылкой порядок будет потерян. Это уменьшает энергию вырабатываемую Кольцом, да это так. Следовательно, это уменьшает и число при сравнении с 10 в 11 степени до 10 в 10 степени.
Но всё-таки я настаиваю на том, что сравнивать надо именно с генерацией электричества на Земле, а не с общей энергией (Primary energy) от всех сожженных энергоносителей во всех процессах цивилизации.
Какое нам дело сколько угля сгорело в доменных печах при производстве чугуна, если этот процесс не дает электричества и энергия вообще никуда не передается?
Такое, что после того как этого угля не станет(или придется от его использования отказаться) — энергию его сгорания во всех технологических процессах нужно будет заменить какой-то другой энергией. Например как раз получаемой от солнца (сначала на земле, а потом уже и в космосе в виде элементов РД/СД).
Чтобы иметь хотя бы такой же уровень цивилизации как сейчас, без деградации.
И для адекватной замены его первичной (солнечного излучения) понадобится скорее всего даже больше чем полная энергия сгорания. Потому что там где он используется, он используется сейчас с высокой эффективностью — в доменной печи или котельной эффективность выше чем угольной электростанции (хотя и там на последних поколениях уже в диапазон 40-50% забрались).
Существенно сэкономить (уменьшить общее кол-во энергии без деградации) при замене различных энергоносителей на электроэнергию можно разве что только на транспорте.
Чтобы иметь хотя бы такой же уровень цивилизации как сейчас, без деградации.
И для адекватной замены его первичной (солнечного излучения) понадобится скорее всего даже больше чем полная энергия сгорания. Потому что там где он используется, он используется сейчас с высокой эффективностью — в доменной печи или котельной эффективность выше чем угольной электростанции (хотя и там на последних поколениях уже в диапазон 40-50% забрались).
Существенно сэкономить (уменьшить общее кол-во энергии без деградации) при замене различных энергоносителей на электроэнергию можно разве что только на транспорте.
У меня в тексте не было особого упора на электроэнергию — исправил это.
Также добавил там же про сравнение с первичной энергией.
Взял там КПД в 10% и упомянул потери при пересылке.
Посмотрите, сейчас вроде корректней выглядит.
Также добавил там же про сравнение с первичной энергией.
Взял там КПД в 10% и упомянул потери при пересылке.
Посмотрите, сейчас вроде корректней выглядит.
Да, так вполне корректно выглядит. Только по электричеству это тоже данные за 2012, а не 2015. И то и то как понимаю из одной таблички из вики (а та в свою очередь с IEA) взяты со статистикой за 2012й
Можно и с тем и с тем сравнить смотря как какая цель стоит: либо сравнить с текущим производством такого же вида энергии или посмотреть как на перспективу замены всей энергетики на такой основной источник, что будет более чем актуально к тем временам когда строительство подобных конструкций будет рассматриваться всерьез.
Кстати разрыв в объемах электроэнергии и первичной не такой большой как кажется на беглый взгляд. Вроде 2,3/15,55 — всего около 15% на долю электроэнергии приходится. Но на самом деле в среднем по планете уже чуть больше 40% всей(из всех источников и видов) добываемой первичной энергии идет на производство электроэнергии. Разница прячется как раз в невысоком среднем КПД преобразования (первичная — электроэнергия) и в собственных потребностях генераторов, когда часть энергии сразу уходит на поддержание процесса ее выработки.
Можно и с тем и с тем сравнить смотря как какая цель стоит: либо сравнить с текущим производством такого же вида энергии или посмотреть как на перспективу замены всей энергетики на такой основной источник, что будет более чем актуально к тем временам когда строительство подобных конструкций будет рассматриваться всерьез.
Кстати разрыв в объемах электроэнергии и первичной не такой большой как кажется на беглый взгляд. Вроде 2,3/15,55 — всего около 15% на долю электроэнергии приходится. Но на самом деле в среднем по планете уже чуть больше 40% всей(из всех источников и видов) добываемой первичной энергии идет на производство электроэнергии. Разница прячется как раз в невысоком среднем КПД преобразования (первичная — электроэнергия) и в собственных потребностях генераторов, когда часть энергии сразу уходит на поддержание процесса ее выработки.
Sign up to leave a comment.
Сфера Дайсона — для чего это нужно? Часть II: Как построить нежесткое Кольцо Дайсона из элементов?