Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 80
Автономные АНПА давно не редкость. Но интересно как аппарат должен попасть под ледяную корку и как он сможет передать данные?
Говорят, он её проплавит. Но как и чем плавить несколько километров при температуре 100К, кокетливо умалчивают.
Компактный ядерный реактор смог бы решить эту проблему.
Боюсь энергии компактного ядерного реактора не хватит чтобы проплавить 100 км льда, а если даже хватит, то времени на всю операцию уйдет не мало
Компактный РИТЭГ стабильно дает очень большое количество тепла (без специального охлаждения метал до красна разогревается), в течение десятков лет.
Вода хорошо тепло отводит, а вокруг — слишком много льда (на глубине еще и под давлением приличным). Боюсь, он просто лужу вокруг себя сделает незамерзающую и в ней будет плескаться, вглубь не пойдет.
Ну вот там и поищет «обитателей лужи», вернее их останки. А вообще да, нужно мощности смотреть. Тоже ставлю на то, что не проплавит. Разве что погрузят в гейзер. Но какая же точность позиционирования посадки должна быть…
Ну так гравитация же есть, она будет тянуть лужу вниз, а лед выталкивать вверх. В итоге если лужа достаточно большая — то лужа превратится в пузырь жидкой воды в толще льда, и этот пузырь будет плавно тонуть. Если пузырь будет достаточно маленький, а нагрев будет не по всей длине торпеды — то один конец может застрять, тогда тонуть не будет. Но это легко учесть. В принципе можно даже попробовать как-то сориентировать торпеду носом вниз, и фокусировать тепловое излучение перед собой для эффективной топки, а корпус поддерживать достаточно теплым, чтоб создавать пузырь. А можно и механически прижимать торпеду внутри пузыря к нижней части, хоть винтами хоть зацепами хоть упорами.
Вероятно, я недостаточно аргументировал. Поправьте, если я ошибаюсь сильно.
На картинке нарисована торпеда. В тексте её длина 3м. Приблизительно (я предполагаю) что диаметр раз в 10 меньше. Т.е. 0.3м (испытуемый прототип 0,45 м — по ссылке из статьи). Я считал, что этой торпеде нужно только нагреть и расплавить лёд диаметром с торпеду, глубиной 10 км. И я грубо пренебрегаю ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ льда, которая отдаст с градиентом тепло в окружающий безмовлный мир. Теперь источник энергии РИТЕГ. Из Википедии я прочёл, что это пару десятков-пару сотен Ватт (как у Вояджеров, Касини, Галилео и т.п., но точно не такой как в Апполонах — куда воткнуть три кг плутония в эту торпеду?) Возьмём 200 Вт. Ну для оценки. Так вот, у меня на разогрев такого 10-километрового столба получилось чуть больше 75 тыс лет. Именно через комментарий выше я и делал ставку, что не проплавит. Я понимаю, что там «не дураки сидят» и конечно же на что-то расчитывают. Так вот мне интересно, на что? Беда ещё в том, что на Земле с Ритегом им играться вряд ли дадут, чтоб испытать.
На картинке нарисована торпеда. В тексте её длина 3м. Приблизительно (я предполагаю) что диаметр раз в 10 меньше. Т.е. 0.3м (испытуемый прототип 0,45 м — по ссылке из статьи). Я считал, что этой торпеде нужно только нагреть и расплавить лёд диаметром с торпеду, глубиной 10 км. И я грубо пренебрегаю ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ льда, которая отдаст с градиентом тепло в окружающий безмовлный мир. Теперь источник энергии РИТЕГ. Из Википедии я прочёл, что это пару десятков-пару сотен Ватт (как у Вояджеров, Касини, Галилео и т.п., но точно не такой как в Апполонах — куда воткнуть три кг плутония в эту торпеду?) Возьмём 200 Вт. Ну для оценки. Так вот, у меня на разогрев такого 10-километрового столба получилось чуть больше 75 тыс лет. Именно через комментарий выше я и делал ставку, что не проплавит. Я понимаю, что там «не дураки сидят» и конечно же на что-то расчитывают. Так вот мне интересно, на что? Беда ещё в том, что на Земле с Ритегом им играться вряд ли дадут, чтоб испытать.
Скорее всего вы где-то ошиблись. Берем прямоугольное отверстие 0.4м*0.4м*10000м = 1600м3 или грубо 1600т = 1 600 000 кг
Умножаем на 330 000 Дж на кг. Делим на 3600 с в часу на 24 часа в сутках на 200вт на 365 дней. Получаем 83 года.
Ниже был пост про то, что там нагреватель на 5квт. Возможно 200вт это электрическая мощность РИТЕГа а не тепловая. С 5квт будет уже 3.5 года.
Еще надо учесть теплопроводность, подогрев льда до точки плавления и другие теплопотери, но на порядок вроде как оценили.
Умножаем на 330 000 Дж на кг. Делим на 3600 с в часу на 24 часа в сутках на 200вт на 365 дней. Получаем 83 года.
Ниже был пост про то, что там нагреватель на 5квт. Возможно 200вт это электрическая мощность РИТЕГа а не тепловая. С 5квт будет уже 3.5 года.
Еще надо учесть теплопроводность, подогрев льда до точки плавления и другие теплопотери, но на порядок вроде как оценили.
Глаза боятся, а руки делают.
Проект VALKYRIE продемонстрировал на прототипе в 5 кВт мощности скорость погружения в 22 метра/час. Что даёт порядка 200 суток на прохождение 100 километрового щита. Срок службы тех же РИТЭГов — 10-30 лет.
Проект VALKYRIE продемонстрировал на прототипе в 5 кВт мощности скорость погружения в 22 метра/час. Что даёт порядка 200 суток на прохождение 100 километрового щита. Срок службы тех же РИТЭГов — 10-30 лет.
zookko
Kolyagrozamorey
vasimv
UDiy34r3u74tsg34
Говорят, он её проплавит. Но как и чем плавить несколько километров при температуре 100К, кокетливо умалчивают.Никто ничего не умалчивает — просто вы не слышали. Источник — РИТЭГ.
Kolyagrozamorey
Боюсь энергии компактного ядерного реактора не хватит чтобы проплавить 100 км льда, а если даже хватит, то времени на всю операцию уйдет не малоТа 100 км может и не хватить, только 100 км — это толщина океана, а толща льда над ним — примерно от 10 км начинается. И на них ядерного источника хватит за глаза. Времени потребуется 6 лет в худшем случае — реально его можно до года где-нибудь сократить без особых проблем.
vasimv
Вода хорошо тепло отводит, а вокруг — слишком много льда (на глубине еще и под давлением приличным). Боюсь, он просто лужу вокруг себя сделает незамерзающую и в ней будет плескаться, вглубь не пойдет.Криобот уже проходил испытания в Антарктиде, и уже протапливал там несколько метров льда. Так что беспокоиться не о чем.
UDiy34r3u74tsg34
поправьте меня если ошибаюсь.Давление будет, только там только 10 км — так что и давление будет только несколько сотен атмосфер. Но главное что в процессе плавления вода над зондом будет замораживаться обратно, а если шахта запечатана — то и выскакивать зонду некуда.
Если 100 км льда «плавает» в жидкой воде, то «уровень моря» будет на глубине около 10км и если пробурить насквозь из дырки «потечёт» вода под давлением около 5000 атмосфер.
У бура больше шансов на орбиту выйти чем внутрь попасть.
То есть вся надежда на готовую «свежую» дырку?Вот из новых трещин как раз поток с такой силой наружу выскакивает, что внутрь не пробиться.
А вы как считали скорость прохождения ледяного щита? По полной мощности РИТЭГ, с учётом выделяемой тепловой?
Так вроде чтобы проплавить ледяной панцирь и нужна только тепловая энергия, а электрическая будет питать оборудование.
Это понятно.
Мне просто интересно было бы расчётную модель увидеть. КПД РИТЭГов порядка 5-6%, т.е. почти 33 кг плутония на Кассини-Гюйгенсе должны давать не менее 15 кВт тепловой энергии.
voyager-1 пишет выше, что его расчёты говорят о 6 годах для энергоустановки сравнимой мощности, чтобы пробиться через 10 км ледяного щита.
Мне кажется, что это очень медленно.
Прототип VALKYRIE на 5,5 кВт демонстрировал скорость погружения в 72 фута в час.
Мне просто интересно было бы расчётную модель увидеть. КПД РИТЭГов порядка 5-6%, т.е. почти 33 кг плутония на Кассини-Гюйгенсе должны давать не менее 15 кВт тепловой энергии.
voyager-1 пишет выше, что его расчёты говорят о 6 годах для энергоустановки сравнимой мощности, чтобы пробиться через 10 км ледяного щита.
Мне кажется, что это очень медленно.
Прототип VALKYRIE на 5,5 кВт демонстрировал скорость погружения в 72 фута в час.
А вы как считали скорость прохождения ледяного щита? По полной мощности РИТЭГ, с учётом выделяемой тепловой?Я условно принял что половина энергии рассеется в окружающее пространство (так как нормальных моделей этого процесса не нашёл), а остальная пойдёт на разогрев льда под зондом.
Если VALKYRIE показывает почти 22 метра за час при такой мощности — то значит счёт на всю операцию будет идти на недели. Хотя непосредственно на Европе процесс при той же мощности будет идти помедленнее — у поверхности очень холодно, и перед расплавлением примерно столько же придётся тратить на разогрев льда.
Примерно ясно…
Много неизвестных.
От состава льда, его структуры, теплопроводности, градиента температуры льда по глубине, диаметра пенетратора, его длины, как будет обеспечиваться его движение (пассивная плавка передней зоны или активное размытие струёй) и того, сколько плутония наскребут для него.
Но, в принципе, даже несколько месяцев на прохождение ледяного щита не выглядят критичными — в таких миссиях спешка не приветствуется.
Много неизвестных.
От состава льда, его структуры, теплопроводности, градиента температуры льда по глубине, диаметра пенетратора, его длины, как будет обеспечиваться его движение (пассивная плавка передней зоны или активное размытие струёй) и того, сколько плутония наскребут для него.
Но, в принципе, даже несколько месяцев на прохождение ледяного щита не выглядят критичными — в таких миссиях спешка не приветствуется.
А если говорить о нескольких годах? Может ли в этому случае состав воды+давление+время_нахождения_в_такой_среде как-то повлиять на материалы из которых состоит робот? Или такие вещи уже давно отработаны?
Говорить можно о чём угодно.
Но не думаю, что проект будет предполагать такие сроки.
Вообще теоретически для дрона, спроектированного для водной среды, особенно стерильной, длительное нахождение в ней не особо критично. Другое дело, что там могут быть какие-то другие факторы, конечно. Не совсем вода. Не тот состав, на что будет рассчитан проект изначально. Всё же это Внеземелье.
Ну, значит — первая попытка будеткомом предысторией к более основательному штурму. Не в первый раз в исследованиях других планет.
Но не думаю, что проект будет предполагать такие сроки.
Вообще теоретически для дрона, спроектированного для водной среды, особенно стерильной, длительное нахождение в ней не особо критично. Другое дело, что там могут быть какие-то другие факторы, конечно. Не совсем вода. Не тот состав, на что будет рассчитан проект изначально. Всё же это Внеземелье.
Ну, значит — первая попытка будет
Да, но одно дело протопить сотню метров льда Антарктики, при, допустим, -40, и совсем другое 10 км при -170.
А ещё, на конечном участке наступит момент когда перед дроном останется лёд небольшой толщины, который просто проломит\продавит давлением и эта ледяная пробка ударит прямо до дрону.
А ещё, на конечном участке наступит момент когда перед дроном останется лёд небольшой толщины, который просто проломит\продавит давлением и эта ледяная пробка ударит прямо до дрону.
С чего бы пробка ударит-то?
Вода перестала быть практически несжимаемой жидкостью?
Давление подлёдного океана и расплавленной среды вокруг пенетратора будет примерно равно в точке встречи. И, чем медленнее погружаться будет дрон — тем меньше будет разница.
Независимо от глубины, на которой она (точка соприкосновения) произойдёт.
Вода перестала быть практически несжимаемой жидкостью?
Давление подлёдного океана и расплавленной среды вокруг пенетратора будет примерно равно в точке встречи. И, чем медленнее погружаться будет дрон — тем меньше будет разница.
Независимо от глубины, на которой она (точка соприкосновения) произойдёт.
одно дело протопить сотню метров льда Антарктики, при, допустим, -40, и совсем другое 10 км при -170Удельная теплота плавления льда ~335 кДж/кг, а удельная теплоемкость льда ~2 кДж/(кг К), то есть, для плавления льда нужно примерно столько же энергии, как для его нагрева на ~167 градусов.
Так что да, температура повлияет на требуемый выход энергии, но разница не такая огромная, как кажется на первый взгляд.
Даже реактор не нужен. Просто ТВЭЛ в кожухе. А связь по кабелю, который пойдет до ретранслятора на поверхности
кабель примерзнет закрывающейся сверху ледяной пробкой.
Ну так и хорошо. Ведь если не примерз бы, то висел, а материалов, из которых можно сделать 100 км кабель одним кусков без обрывов, насколько я знаю, не существует.
Откройте для себя проект VALKYRIE.
Даже на прототипе с 5 кВт подводимой мощности они продемонстрировали погружение в лёд на десятки метров. Одним из завершающих испытаний этого бура на Земле будет бурение нескольких километров льда и исследование подлёдных озёр в Антарктике.
Даже на прототипе с 5 кВт подводимой мощности они продемонстрировали погружение в лёд на десятки метров. Одним из завершающих испытаний этого бура на Земле будет бурение нескольких километров льда и исследование подлёдных озёр в Антарктике.
если там и нет жизни, то данный аппарат ее туда непременно занесет.
Интересно как. Те же тихоходки удивительно живучи.
Ну первый-второй аппарат появившийся на планете(спутнике) согласен- надо стерилизовать, чтобы изучить наличие/отсутствие жизни. Ну а другие аппараты думаю можно как раз таки и специально снабжать капсулами с разными формами жизни, чтобы разнести жизнь как можно шире за пределы нашей планеты, и узнать на сколько живуча и приспособляема жизнь, кто знает сколько ещё времени мы сумеем не угробить себя и всё живое на земле, а так хоть что-то останется, что скажет другим цивилизациям, что в солнечной системе была жизнь, примерно такая.
поправьте меня если ошибаюсь.
Если 100 км льда «плавает» в жидкой воде, то «уровень моря» будет на глубине около 10км и если пробурить насквозь из дырки «потечёт» вода под давлением около 5000 атмосфер.
У бура больше шансов на орбиту выйти чем внутрь попасть.
То есть вся надежда на готовую «свежую» дырку?
Если 100 км льда «плавает» в жидкой воде, то «уровень моря» будет на глубине около 10км и если пробурить насквозь из дырки «потечёт» вода под давлением около 5000 атмосфер.
У бура больше шансов на орбиту выйти чем внутрь попасть.
То есть вся надежда на готовую «свежую» дырку?
Не обязательно делать сквозную дырку с поверхности до жидкого уровня, автономный бур с достаточным количеством энергии будет проплавлять лед, который будет зарастать за ним.
Собственно, на поддержание незамерзающей сквозной шахты потребовалась бы такая чертова пропасть энергии, что это в любом случае было бы нерентабельно.
Вдобавок можно использовать уже «готовые дырки» на местах гейзеров.
Собственно, на поддержание незамерзающей сквозной шахты потребовалась бы такая чертова пропасть энергии, что это в любом случае было бы нерентабельно.
Вдобавок можно использовать уже «готовые дырки» на местах гейзеров.
Не обязательно делать сквозную дырку с поверхности до жидкого уровня, автономный бур с достаточным количеством энергии будет проплавлять лед, который будет зарастать за ним.
Да, только ему же ещё и на поверхности надо иногда появляться, чтобы
А почему бы не оставить на поверхности антенну, а за собой разматывать кабель?
И под водой так же.
Какую антенну? Радиоволны через лёд такой толщины и соленую воду не пройдут.
Речь-то идет про 100 км льда. Медная проволока диаметром 1 мм такой длины весит немного меньше тонны. Ну пусть не тонна меди, а полтонны оптоволокна. Но всё равно, мало того, что это закинуть туда надо, так ещё и с достаточным объемом топлива для торможения перед посадкой. При этом кабель нужно не просто разматывать, а фиксировать на всей длине, чтобы он под своей же массой не оборвался (ладно, тут хотя бы можно примораживать его во льду).
И размеры учитывайте же. Эта здоровенная катушка с кабелем должна быть на борту робота, который будет спускаться и разматывать её.
И размеры учитывайте же. Эта здоровенная катушка с кабелем должна быть на борту робота, который будет спускаться и разматывать её.
Вы удивитесь, насколько лёгкой и компактной может быть катушка с оптоволокном на 100 км, если мы принимаем, что физическую его защиту будет выполнять окружающий лёд, куда оно будет вмораживаться.
Как-то это очень ненадёжно.
Если мы предполагаем, что лёд после прокладки будет монолитен — более чем надёжно. Если же предполагаются значимые подвижки массива после его прохождения пенетратором, то толщина кабеля не особо важна — порвёт любую толщину, и любую защиту.
Если мы предполагаем, что лёд после прокладки будет монолитен — более чем надёжно.
Проблема в том, что мы ничего конкретного не можем предполагать про свойства многокилометрового ледяного слоя на дальней планете, особенно учитывая, что геологическая активность там есть. Поэтому мне такой способ коммуникации сдаётся крайне ненадежным, и вряд ли есть смысл строить сложнейшую дорогую и наукоемкую программу, весь успех которой зависит от стокилометровой пластиковой волосинки, которая будет тянуться в неизвестных условиях. Ну, разве что в первой миссии ограничатся зондированием этого льда с поверхности, чтобы как раз и изучить его свойства.
Какие именно факторы делают оптоволоконную связь для вас менее надёжной в отношении других каналов связи? Какие предполагаемые свойства ледяной поверхности сделают её более ненадёжной других способов связи? Только толщина канала — микроны вместо толстых кабелей с бронезащитой? Ну так при подвижке массива внутри ледяного щита плевать будет на любую толщину и бронезащиту.
А если подвижек не будет, оптоволокно будет защищено самим льдом, и, особенно в условиях низких температур — будет вести себя даже лучше, чем многие металлы.
Что вы предлагаете в качестве альтернативы для связи сквозь ледяной щит толщиной в десятки километров в качестве более надёжного и стабильного канала связи?
Или просто non possumus?
Дело в том, что миссия к Европе будет готовиться десяток лет, и ещё года три туда ползти. И готовить только поверхностную миссию для спутника, ну, можно, конечно (тот же Europa Lander от NASA), но это миссии отдельного плана.
В рамках этого топика обсуждается именно подлёдная миссия (формата той же Europa Clipper). Хотя она не отрицает предварительного зондирования поверхности для выбора точки высадки. И думать над ней, искать пути нужно уже сейчас. Что уже делают, и даже уже испытывают. И на Земле есть где применить бота, который может пробиваться через многокилометровую толщу к подлёдным водоёмам, и исследовать их. Хотя тут и проще, конечно.
А если подвижек не будет, оптоволокно будет защищено самим льдом, и, особенно в условиях низких температур — будет вести себя даже лучше, чем многие металлы.
Что вы предлагаете в качестве альтернативы для связи сквозь ледяной щит толщиной в десятки километров в качестве более надёжного и стабильного канала связи?
Или просто non possumus?
Дело в том, что миссия к Европе будет готовиться десяток лет, и ещё года три туда ползти. И готовить только поверхностную миссию для спутника, ну, можно, конечно (тот же Europa Lander от NASA), но это миссии отдельного плана.
В рамках этого топика обсуждается именно подлёдная миссия (формата той же Europa Clipper). Хотя она не отрицает предварительного зондирования поверхности для выбора точки высадки. И думать над ней, искать пути нужно уже сейчас. Что уже делают, и даже уже испытывают. И на Земле есть где применить бота, который может пробиваться через многокилометровую толщу к подлёдным водоёмам, и исследовать их. Хотя тут и проще, конечно.
Что вы предлагаете в качестве альтернативы для связи сквозь ледяной щит толщиной в десятки километров в качестве более надёжного и стабильного канала связи?Например, вмораживать ретрансляторы по пути. Это должно быть надежнее в смысле меньшей чувствительности к движению льда, но гораздо тяжелее.
Какие именно факторы делают оптоволоконную связь для вас менее надёжной в отношении других каналов связи?
Необходимость прокладывать физический кабель внушительной длины через среду с плохо известными свойствами, но вполне вероятно, нестабильную.
Что вы предлагаете в качестве альтернативы для связи сквозь ледяной щит
Например, радиоретрансляторы на разной глубине. Сверхдлинные радиоволны имеют приятное свойство слабо поглощаться всякими твердыми веществами вроде льда. И если решить вопрос с их размерами и автономностью, то этот способ мне сдаётся более жизнеспособным.
У сверхдлинных волн, при всём желании, слишком маленькая информационная ёмкость
Радиосвязь на сверхдлинных? Всё это уже предлагали, причём с самых первых обсуждений проекта…
Радиосвязь в НЧ на фоне Юпитера будет крайне большой проблемой, особенно в приповерхностной зоне Европы. Там «шумит» в НЧ (и не только) радиодиапазона ого-го как. Система потребует большой мощности, огромных габаритов антенн. Точный состав ледяного щита неизвестен, как он будет отражать, пропускать/преломлять НЧ — нет данных. Земные существующие системы связи на длинных волнах прожорливы, как поросята. Система связи становится комплексно сложной, массивной (даже не могу представить, на сколько это потянет по массе), энергозатратной и очень (просто крайне) медленной.
И неясно, с чего она будет в совокупности надёжна.
Тогда уж звуковую связь, которую уже предлагали в топике (через проплавленный канал, который будет представлять собой неплохой звуковод) можно рассмотреть, если скорости передачи не важны. Сравнимо будет.
Прокладывание физического канала данных (оптоволокна) в пройденном льду упирается в вопрос подвижности льда, это так.
И это главный риск. Но нет никаких свидетельств, что на временных промежутках этот риск будет значимым. Ледяной щит Европы меняется, но, судя по доступным наблюдениям, всё же крайне медленно. Наблюдаемые геологические картины Европы сохраняют свою стабильность на протяжении наших наблюдений. Это всё же довольно холодный мир, не с чего ему бурлить и кипеть от активности…
На Земле такую низкую активность в ледовых покровах (Арктики и Антарктиды), наверное, будет найти практически невозможно.
Нам же важна стабильность канала данных на протяжении сугубо времени экспедиции. Это — максимум пару лет, думаю…
Радиосвязь в НЧ на фоне Юпитера будет крайне большой проблемой, особенно в приповерхностной зоне Европы. Там «шумит» в НЧ (и не только) радиодиапазона ого-го как. Система потребует большой мощности, огромных габаритов антенн. Точный состав ледяного щита неизвестен, как он будет отражать, пропускать/преломлять НЧ — нет данных. Земные существующие системы связи на длинных волнах прожорливы, как поросята. Система связи становится комплексно сложной, массивной (даже не могу представить, на сколько это потянет по массе), энергозатратной и очень (просто крайне) медленной.
И неясно, с чего она будет в совокупности надёжна.
Тогда уж звуковую связь, которую уже предлагали в топике (через проплавленный канал, который будет представлять собой неплохой звуковод) можно рассмотреть, если скорости передачи не важны. Сравнимо будет.
Прокладывание физического канала данных (оптоволокна) в пройденном льду упирается в вопрос подвижности льда, это так.
И это главный риск. Но нет никаких свидетельств, что на временных промежутках этот риск будет значимым. Ледяной щит Европы меняется, но, судя по доступным наблюдениям, всё же крайне медленно. Наблюдаемые геологические картины Европы сохраняют свою стабильность на протяжении наших наблюдений. Это всё же довольно холодный мир, не с чего ему бурлить и кипеть от активности…
На Земле такую низкую активность в ледовых покровах (Арктики и Антарктиды), наверное, будет найти практически невозможно.
Нам же важна стабильность канала данных на протяжении сугубо времени экспедиции. Это — максимум пару лет, думаю…
Если подвижки ледяного щита незначительны (в масштабах времени экспедиции), то оставлять за собой при прохождении щита канал данных для связи с поверхностью проблем сильных нет.
А высота столба воды в дырке куда у вас делась?
А высота столба воды в дырке куда у вас делась?
Не понял вопрос.
Если для простоты взять толщину льда 20 км то «уровень моря» будет -2КМ а столб воды в равновесном состоянии — 18КМ. Добравшись до жидкой воды получаем разницу в давлении около 1К атмосфер.
«готовые дырки» тоже не сахар.
Сначала вода на большой скорости будет «плескаться» с амплитудой в километры и так как на поверхности прохладно всё это будет быстро замерзать и на «голову» падать в виде ледышек и переохлаждённой воды. А как только поток чуток успокоится расщелина схлопнется и всё, «дырки нет».
На фоне этого «бурить» уже не так и глупо.
Когда скважины бурят, обычно их чем то заполняют. Иначе давление схлопнет раньше чем добуришь. Т.е. там будет либо вода (надо все время греть) либо какая то другая жидкость и к моменту раскрытия скважины в океан там будет такое же давление как и в океане и никакого фонтана не будет.
Но так как такое количество буровой жидкости взять негде, да и не нужна труба доверху, то на практике скорее всего будут проплавлять вмораживая кабель за аппаратом.
Но так как такое количество буровой жидкости взять негде, да и не нужна труба доверху, то на практике скорее всего будут проплавлять вмораживая кабель за аппаратом.
Кабель на 100 километров будет весить несколько тонн. если не десятков. Ну или уж совсем тонкую нитку оптики брать почти без защиты. И то не один десяток килограм будет. скорее поплавает, а потом проплавит дорогу назад.
можно, наверное, оставлять за собой ресиверы вместо кабеля
Вес современного оптического кабеля сейчас практически весь упирается в защиту и броню. Если мы предполагаем вмораживание канала в лёд после прохождения, лёд сам становится защитой, вес нескольких жил стекловолокна с минимальной защитой может упираться в смешные цифры.
100 км даже не потребуют ресиверов.
Если же мы предполагаем значимые подвижки ледяного щита после прохождения, то никакая защита не справится.
100 км даже не потребуют ресиверов.
Если же мы предполагаем значимые подвижки ледяного щита после прохождения, то никакая защита не справится.
Как мне кажется, даже без подвижек льда это огромная проблема. Вес можно сократить за счет оптоволокна, а не обычного кабеля. Но что делать с объемом?
При сечении кабеля в 5 мм и длине в 100 км, его объем будет равен почти 8 кубометрам, а это на секундочку куб с ребром 2 метра. И это чистый объем, без зазоров, дополнительных устройств и т д. И этот огромный дополнительный объем нужно будет тащить с собой внутрь.
При сечении кабеля в 5 мм и длине в 100 км, его объем будет равен почти 8 кубометрам, а это на секундочку куб с ребром 2 метра. И это чистый объем, без зазоров, дополнительных устройств и т д. И этот огромный дополнительный объем нужно будет тащить с собой внутрь.
При сечении кабеля в 5 ммТолщина стекловолокна 125 мкм. С первичной буферной защитой 250, с вторичной 900.
Для прокладки в толще льда (в предположении последующей монолитности окружения) не нужна даже первая защита (принципиально), но, возможно, её имеет смысл оставить, изменив состав покрытия для уменьшения трения при контакте с тем же льдом.
Ну, если дейстивтельно так и кабеля с сечением 250 мкм хватит для покрытия всех разумных рисков, то да, вы правы — это не проблема, весь кабель с катушкой и механизмами можно будет уместить в куб со стороной пол метра.
Кабель скорее всего будет намотан вокруг цилиндрического корпуса аппарата для минимизации напряжений в волокне (максимизации радиуса катушки). По объёму и весу это будет настолько мало, что, скорее всего, будет разумно для надёжности использовать сразу многожильный кабель (3-5 жилы).
Пенетратор будет опускаться под действием собственной силы тяжести. Потребуется контроль равномерной подачи волокна, силы натяжения и, возможно, будет желательно укладывать канал «спиралью». Что позволит нивелировать незначительные температурные деформации объёма при кристаллизации льда.
Основную массу будет занимать сам подводный агрегат (разведчик) и подводная док-станция.
В общем-то, рисков для миссии на таком удалении от Земли много. Например, лёд на Европе может быть далеко не однороден, и содержать вкрапления (конгломератов) материалов, которые не будут легко плавится. Упрётся робот в такое, и всё.
Пенетратор будет опускаться под действием собственной силы тяжести. Потребуется контроль равномерной подачи волокна, силы натяжения и, возможно, будет желательно укладывать канал «спиралью». Что позволит нивелировать незначительные температурные деформации объёма при кристаллизации льда.
Основную массу будет занимать сам подводный агрегат (разведчик) и подводная док-станция.
В общем-то, рисков для миссии на таком удалении от Земли много. Например, лёд на Европе может быть далеко не однороден, и содержать вкрапления (конгломератов) материалов, которые не будут легко плавится. Упрётся робот в такое, и всё.
Ох уж эти фантазии про «проплавить 10 км льда»… Посмотрите, что из себя представляют сделанные человечеством до сих пор космические аппараты…
Здоровенной ядреной бомбой взорвать где потоньше и сесть, пока не заросло — единственный вариант. А обратно передавать либо акустически, либо сверхнизкими частотами. Хотя антенну такую под водой автономно разложить — это тоже пока фантастика.
Здоровенной ядреной бомбой взорвать где потоньше и сесть, пока не заросло — единственный вариант. А обратно передавать либо акустически, либо сверхнизкими частотами. Хотя антенну такую под водой автономно разложить — это тоже пока фантастика.
Ага, а потом европейцы европеане счёт за разрушения выставят.
Говоря серьёзно, есть большие сомнения, что бомба — это подходящий вариант.
- Хрена с два получится согласовать её вывод в космос.
- Проплавить 10 км даже мощным зарядом кажется весьма непростой задачей (хотя я тут не специалист, конечно). Во-первых, мощность взрыва падает пропорционально кубу расстояния от эпицентра. Если у нас есть бомба, которая плавит 1 км льда, то для проплавления 10 км нужна бомба в ~1000 раз мощнее. Во-вторых, для увеличения эффективности взрыва хорошо бы его проводить подо льдом — а это возвращает нас к задаче бурения глубоких тоннелей.
- Чего там исследовать останется после подрыва бомбы? Самый главный вопрос, тащемта.
нейтринный передатчик:-)
Вообще не раскрыта очень важная сторона дела: как он будет отправлять результаты своих исследований? Оставлять антенну на верху и тащить за собой кабель не вариант, он во-первых выйдет тяжелый, во-вторых будет вмерзать (а подогрев будет только увеличивать вес). Подниматься на перископную глубину тоже не выйдет — лёд. Акустические волны, я думаю, километры льда погасят до такой степени, что с поверхности их будет невозможно уловить.
… морзяночка ©
Да, здешнее обсуждение — единственное место, где затронута проблема передачи на поверхность результатов исследований. В других читанных мною статьях (в т.ч. и в здешней) об этом вообще молчат.
Напрашиваются сейсмические волны (Землю они пронзают как хотят, во всех направлениях, и чувствительные приёмники не проблема), но как их инициировать без «европотрясений»? И как модулировать сейсмическую «несущую»?
Если хотим выиграть в энергетике канала связи, то нужно формировать направленный луч. Из чего? Из ультразвука, естественно — мощные сонары давно известны.
Ну, а оптоволокно для мобильного аппарата — это ошейник, причём ненадёжный, рвущийся.
Напрашиваются сейсмические волны (Землю они пронзают как хотят, во всех направлениях, и чувствительные приёмники не проблема), но как их инициировать без «европотрясений»? И как модулировать сейсмическую «несущую»?
Если хотим выиграть в энергетике канала связи, то нужно формировать направленный луч. Из чего? Из ультразвука, естественно — мощные сонары давно известны.
Ну, а оптоволокно для мобильного аппарата — это ошейник, причём ненадёжный, рвущийся.
Да, здешнее обсуждение — единственное место, где затронута проблема передачи на поверхность результатов исследований.Я видел предложение оставлять с определённой периодичностью передатчики, которые будут питаться за счёт таких-же РИТЭГов. Достаточно их только сделать немного легче воды (чтобы они поднялись к верху не замёрзшей части шахты) и сделать РИТЭГ достаточно слабым, чтобы ретранслятор сам не мог начать топить лёд.
Другим вариантом может быть электрический или оптический кабель. Для надёжности можно подобрать для него материал с высокой эластичностью, и покрыть его парой слоёв тефлона, чтобы быть уверенными что он не порвётся.
Если хотим выиграть в энергетике канала связи, то нужно формировать направленный луч.Я бы ещё рассмотрел вариант использования сверхпроводящего кабеля — для первой половины пути ВТСП с подходящими свойствами уже существуют.
Ну, а оптоволокно для мобильного аппарата — это ошейник, причём ненадёжный, рвущийся.Я думаю что можно найти проводящий материал с высокой эластичностью — просто до сих пор на это запроса от отрасли особой не было. Вот и исследований в этом направлении не проводились.
оптоволокно для мобильного аппарата — это ошейник, причём ненадёжный, рвущийсяДавайте всё же дружить с логикой.
Если предполагается, что после прохождения по высоте определённого участка лёд будет восстанавливать свою монолитность, то сам он становится отличным щитом, и оптоволокну практически не нужна дополнительная защита. Незначительные температурные деформации (в результате той же кристаллизации) стекловолокно отлично выдержит, особенно если сделать грамотное покрытие с минимальной адгезией к среде.
А если нет, и предполагаются сильные относительные подвижки масс ледового щита в районе пройденного канала, то неважно, какая защита — ничто не выдержит напряжения сдвига.
На временных масштабах времени экспедиции монолитность ледового щита можно принять постоянной. На этом будет основана экспедиция. Понятно, что на длительных периодах подвижно всё, но у нас-то временной диапазон экспедиции — максимум несколько лет.
Звук выглядит перспективно, ведь умудряются же на Земле обнаруживать специально прячущиеся подводные лодки. На руку то, что Европа должна быть очень тихим местом:
— Нет границы вода/воздух, а значит шума волн.
— Нет звуков от живности (а если есть, то это и будет главным открытием)
— Нет динамических отражений/преломлений из-за изменящейся температуры и солёности. Только статическая картина слоёв льда в зависимости от плотности и состава, которая сама по себе представляет большой научный интерес.
— Из звуков только падение метеоритов и скрип коры от приливных волн, это можно отфильтровать.
Кроме того, аппарат будет оставлять за собой сплошную колонну свежего льда без вековых трещин. Если подвижки льда за время экспедиции измеряются сантиметрами, то должен получиться хороший волновод.
Если поставить в верхнем конце торпеды «молоток с наковальней» с рефлектором для звуковых волн, то должно хватить на десятки километров. Фотографировать в темноте нечего, а для передачи данных о температуре, давлении и химическом составе хватит несколько бит в минуту. Оставшаяся на поверхности передающая станция может вплавить микрофоны прямо в колонну льда. Ещё лучше совместить приятное с полезным и после установки микрофонов взорвать на поверхности Европы несколько зарядов чтоб «просветить» спутник сейсмическими волнами. Можно даже ядерных, всё равно на поверхности Европы смертельная интенсивность ионизирующего излучения.
— Нет границы вода/воздух, а значит шума волн.
— Нет звуков от живности (а если есть, то это и будет главным открытием)
— Нет динамических отражений/преломлений из-за изменящейся температуры и солёности. Только статическая картина слоёв льда в зависимости от плотности и состава, которая сама по себе представляет большой научный интерес.
— Из звуков только падение метеоритов и скрип коры от приливных волн, это можно отфильтровать.
Кроме того, аппарат будет оставлять за собой сплошную колонну свежего льда без вековых трещин. Если подвижки льда за время экспедиции измеряются сантиметрами, то должен получиться хороший волновод.
Если поставить в верхнем конце торпеды «молоток с наковальней» с рефлектором для звуковых волн, то должно хватить на десятки километров. Фотографировать в темноте нечего, а для передачи данных о температуре, давлении и химическом составе хватит несколько бит в минуту. Оставшаяся на поверхности передающая станция может вплавить микрофоны прямо в колонну льда. Ещё лучше совместить приятное с полезным и после установки микрофонов взорвать на поверхности Европы несколько зарядов чтоб «просветить» спутник сейсмическими волнами. Можно даже ядерных, всё равно на поверхности Европы смертельная интенсивность ионизирующего излучения.
Ну, а оптоволокно для мобильного аппарата — это ошейник, причём ненадёжный, рвущийся.
он может стать не ошейником, если задняя часть аппарата с «лебедкой» будет содержать в себе акустический приемник и после прохождения слоя льда будет отделяться и работать ретранлятором сигнала на поверхность.
Как я примерно это вижу: аппарат оставляет на поверхности передающую аппаратуру (посадочный модуль) и начинает заглубляться вертикально вниз, оставляя за собой нитку оптоволокна либо другого кабеля. По мере спуска нитка фиксируется замерзающей водой и остается в относительной безопасности. После прохождения толщи льда, задняя часть отстыковывается, обнажая двигатели аппарата, и остается в роли акустического приемо-передатчика.
Не верю, что в Европе есть жизнь
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Зонд для поиска жизни на Европе, спутнике Юпитера, испытывают в Антарктике