С рельсотроном там выше правильно указали. Потери энергии на трансформацию.
Но направление мысли в целом верное.
Потому что сейчас как? Мы сначала берём ядерную энергию, потом загоняем её в энергию обычной материи с её Жадным Брокером, а уже потом вытаскиваем обратно в виде электрической или там кинетической. Глядя на это безобразие, трудно не испытать желания обойтись без брокера.
Одно из таких направлений — это непосредственный перевод энергии заряженных продуктов реакции в электричество.
Вот, допустим, вылетела альфа-частица с энергией в 300 кэВ. И мы её сразу на вылете направляем (магнитным, скажем, полем) в конденсатор, заряженный до тех же 300 тысяч вольт, «навстречу» частице. Пролетая между пластинами, частица тормозится. И потом попадает на положительно заряженную пластину. Куда уходит её энергия? Прямо в ток, который потечёт из конденсатора. КПД — за 90% можно развить.
Я отлично в курсе, под каким углом рассматриваются подлёдные океаны ледяных спутников. Но, по-моему, Вы кое-что упускаете.
Какова энерговооружённость земной жизни? До тысячи Ватт на квадратный метр (в полдень на экваторе) поступают готовые к употреблению, в виде солнечного света. Ну и в среднем по поверхности не меньше пары сотен получается.
Какую энерговооружённость обеспечивает вулканизм? На Ио поток тепла из недр — 2.5 Вт/м2. На Европе гораздо меньше. И КПД усвоения этого потока куда хуже, чем света, потому что энергии квантов низкие, температуры — тоже.
Энерговооружённость подлёдной жизни оказывается порядка на 3 меньше, чем той, что на поверхности. Значит, во столько же где-то раз будет и меньше (при прочих равных) скорость обновления биомассы, а следовательно (при нашей частоте мутаций) и эволюции. К тому моменту, когда мы посылаем свой зонд к Европе, тамошняя «цивилизация», скорее всего, начинает задумываться об открытии подобия бактериальных матов.
Атмосфера, причём прозрачная — нужна. Солнце, и спектральным классом повыше, чем T — тоже.
Количественный вопрос. Может, Вы и правы. Только Ио — всё-таки слишком маленький кандидат. При равновесных излучательных температурах, поддерживающих существование жидкой воды, тело должно быть размером хотя бы с Марс, чтобы удержать существенную атмосферу. А такие тела мы всё-таки лучше замечаем.
Ну а какие там инженерные? Импульсный двигатель на взрывании атомных бомб ещё в 50-х хотели делать. Проект Orion, может, слышали. Технически вполне разумный. Только вот радиоактивных осадков от одного запуска — как от десятилетия активных атомных испытаний. На том и завалился.
Касательно радиации — самый жёсткий рентген и гамма в воздухе практически полностью поглощаются на километровом пробеге. От состава мало зависит, если только не водород там или гелий. Это означает, что атмосфера с давлением >1/8 нашего (примерно) уже вполне защитит своих жителей от жёсткой радиации.
Вот от ультрафиолета — другое дело. Он глубже проникает и сброс толщины в каких-нибудь пару раз может дать скачок его раз в десять. Но от ультрафиолета можно защищаться не только выработкой устойчивости к радиации, а просто выращиванием кремниевой оболочки, как у планктона.
Да, 2500 МДж/кг — это раз в 40 повыше, чем то, что я могу вообразить на основе самых прочных известных мне наноматериалов. И я не могу представить себе, как в принципе достигнуть такой энергоёмкости на материи, состоящей из химических связей. К сожалению, статья не уточняет, что же за материал обещает такую плотность энергии.
Увы, зарождение жизни — вопрос тёмный. Но последнее время появляются указания, что она возникла вообще не в океане, а скорее в околовулканических лужах.
Но меня поразил другой, на первый взгляд очень простой аргумент.
Когда мы летим в космос, в космических кораблях поддерживается температура и состав земной атмосферы. Почему? Потому что наши тела в таких условиях эволюционировали. Мы тащим среду с собой.
Наша кровь и межклеточные жидкости по составу похожи на морскую воду. Много хлора, натрия, магния. Почему? Вероятно, потому, что многоклеточная жизнь действительно возникла в море. И «тащит» за собой удобную ей среду.
А вот состав среды внутри клетки сильно другой. Он более щелочной, там больше калия. Не потому ли, что клетка «тащит с собой» среду, в которой сформировались клетки? А если так, то похожа эта среда на пресные околовулканические лужи, нежели на море.
И тогда воздействие Луны как бы ни при чём.
Не то чтобы это сильно всё опровергает (если Луна «при чём», тогда нам даже дважды повезло). Просто действительно вопрос пока тёмный.
Ну, не настолько всё-таки рано. Но действительно давно. Как ни странно, я даже примерно помню дату. Летом 1999-го меня осенило. На пляже Обского Моря. Что прочность корпуса ракеты (и, значит, его масса) ограничивается тем же механизмом, что и энергосодержание топлива (и, следовательно, его масса). Дальше думал.
Традиционные рельсы, направленные горизонтально. «Вагон» по ним разгоняется до 2 км/с и оказывается на откасательной траектории убегания. Затем своими двигателями чуток подправляет траекторию.
Это предел в том же смысле, в каком мы говорим о пределе человеческого роста. 99.9% индивидумов ограничены ростом в 199 см. Но штучный рекорд составляет 272 см. Теоретическое же ограничение, исходя из прочности человеческого тела — метров 5. Хотя такого никто не видел и вряд ли увидит, и на практике не применяет.
Так же и Пружинный Предел. Для абсолютно подавляющего большинства обычной материи он составляет 20-30 МДж/кг. Единичные рекордсмены типа графена достигают 65 МДж/кг. И мы очень в них заинтересованы. Теоретически же максимальное значение, как я полагаю, может реализовываться в упомянутой решётке из бора. Которую, правда, никто не видел и не факт, что увидит.
P.S. Там выше тоже правильно сказали. Предел — 4 эВ на атом. Но атомы по весу разные и эффективное количество связей тоже непостоянно. Поэтому на килограмм разные цифры получаться могут, и не совсем очевидно, какая же конфигурация даст именно максимум.
Большой вопрос. С двойным дном. Вот какие есть мысли.
Плохая новость — что Луна довольно бедна летучими элементами. Особенно водородом. А в почти все нынешние топлива входит водород.
Хорошая новость: недавно залежи воды в районе полюсов нашли.
Плохая: но их там от силы с кубокилометр. Разбазаривать такое на ракетное топливо просто жалко. Хотя если очень надо, то можно.
Теперь копнём чуть глубже.
Во-первых, на взлёт с Луны топливо не нужно. Оттуда лучше взлетать на рельсах. Топлива тогда требуется всего чуток, на коррекции.
Во-вторых, там *очень* дешёвая солнечная энергия. Кислород можно добывать, просто сфокусировав солнечный свет на кучке грунта. Термически. Так что окислителя сколько угодно. И горючего (порошки металлов) тоже, только продукты сгорания у него твёрдые.
Наконец, там есть углерод (~10-5 по атомам) и сера (~0.1%). Которые всё-таки образуют газообразные продукты сгорания с кислородом. Топливо не слишком эффективное, но, вспоминая, что нам лишь на коррекции, глядишь, сойдёт.
Ну и, если использовать электротермические двигатели, то топливо как таковое не нужно, а рабочим телом может служить вообще почти что угодно. Хоть натрий, добытый из реголита. Солнечная энергия, напоминаю, дёшева.
Да, есть указания, что небольшие периоды довольно тёплого климата на Марсе случались относительно недавно. Миллионы лет назад, буквально. Предположительно, из-за периодических изменений наклона оси вращения Марса ([1], [2]). Приводящих как к таянию и перераспределению шапок, так и сдвигу общего энергобаланса. Но это относительно кратковременные периоды. Атмосфера Марса, к сожалению, слишком тонка, чтобы защищать саму себя от вымерзания. Поэтому газ, даже и поднятый такими периодами в атмосферу, оседает обратно в районе новых полюсов или адсорбируется в реголите.
Чем здесь помогает тектоника? Во-первых, пополнением запасов углекислого газа и других парниковых газов из недр. Во-вторых, «перемешиванием» и обновлением поверхности, создавая некоторый круговорот CO2.
Однако основной период геологической активности Марса завершился около 3 миллиардов лет назад…
Но направление мысли в целом верное.
Потому что сейчас как? Мы сначала берём ядерную энергию, потом загоняем её в энергию обычной материи с её Жадным Брокером, а уже потом вытаскиваем обратно в виде электрической или там кинетической. Глядя на это безобразие, трудно не испытать желания обойтись без брокера.
Одно из таких направлений — это непосредственный перевод энергии заряженных продуктов реакции в электричество.
Вот, допустим, вылетела альфа-частица с энергией в 300 кэВ. И мы её сразу на вылете направляем (магнитным, скажем, полем) в конденсатор, заряженный до тех же 300 тысяч вольт, «навстречу» частице. Пролетая между пластинами, частица тормозится. И потом попадает на положительно заряженную пластину. Куда уходит её энергия? Прямо в ток, который потечёт из конденсатора. КПД — за 90% можно развить.
У этой идеи есть немало более продвинутых вариаций: en.wikipedia.org/wiki/Direct_energy_conversion
Какова энерговооружённость земной жизни? До тысячи Ватт на квадратный метр (в полдень на экваторе) поступают готовые к употреблению, в виде солнечного света. Ну и в среднем по поверхности не меньше пары сотен получается.
Какую энерговооружённость обеспечивает вулканизм? На Ио поток тепла из недр — 2.5 Вт/м2. На Европе гораздо меньше. И КПД усвоения этого потока куда хуже, чем света, потому что энергии квантов низкие, температуры — тоже.
Энерговооружённость подлёдной жизни оказывается порядка на 3 меньше, чем той, что на поверхности. Значит, во столько же где-то раз будет и меньше (при прочих равных) скорость обновления биомассы, а следовательно (при нашей частоте мутаций) и эволюции. К тому моменту, когда мы посылаем свой зонд к Европе, тамошняя «цивилизация», скорее всего, начинает задумываться об открытии подобия бактериальных матов.
Атмосфера, причём прозрачная — нужна. Солнце, и спектральным классом повыше, чем T — тоже.
Касательно радиации — самый жёсткий рентген и гамма в воздухе практически полностью поглощаются на километровом пробеге. От состава мало зависит, если только не водород там или гелий. Это означает, что атмосфера с давлением >1/8 нашего (примерно) уже вполне защитит своих жителей от жёсткой радиации.
Вот от ультрафиолета — другое дело. Он глубже проникает и сброс толщины в каких-нибудь пару раз может дать скачок его раз в десять. Но от ультрафиолета можно защищаться не только выработкой устойчивости к радиации, а просто выращиванием кремниевой оболочки, как у планктона.
Вот занятная новость по теме физхимического плана: elementy.ru/novosti_nauki/431082
Но меня поразил другой, на первый взгляд очень простой аргумент.
Когда мы летим в космос, в космических кораблях поддерживается температура и состав земной атмосферы. Почему? Потому что наши тела в таких условиях эволюционировали. Мы тащим среду с собой.
Наша кровь и межклеточные жидкости по составу похожи на морскую воду. Много хлора, натрия, магния. Почему? Вероятно, потому, что многоклеточная жизнь действительно возникла в море. И «тащит» за собой удобную ей среду.
А вот состав среды внутри клетки сильно другой. Он более щелочной, там больше калия. Не потому ли, что клетка «тащит с собой» среду, в которой сформировались клетки? А если так, то похожа эта среда на пресные околовулканические лужи, нежели на море.
И тогда воздействие Луны как бы ни при чём.
Не то чтобы это сильно всё опровергает (если Луна «при чём», тогда нам даже дважды повезло). Просто действительно вопрос пока тёмный.
Не вышло из меня физика ))
Так же и Пружинный Предел. Для абсолютно подавляющего большинства обычной материи он составляет 20-30 МДж/кг. Единичные рекордсмены типа графена достигают 65 МДж/кг. И мы очень в них заинтересованы. Теоретически же максимальное значение, как я полагаю, может реализовываться в упомянутой решётке из бора. Которую, правда, никто не видел и не факт, что увидит.
P.S. Там выше тоже правильно сказали. Предел — 4 эВ на атом. Но атомы по весу разные и эффективное количество связей тоже непостоянно. Поэтому на килограмм разные цифры получаться могут, и не совсем очевидно, какая же конфигурация даст именно максимум.
Плохая новость — что Луна довольно бедна летучими элементами. Особенно водородом. А в почти все нынешние топлива входит водород.
Хорошая новость: недавно залежи воды в районе полюсов нашли.
Плохая: но их там от силы с кубокилометр. Разбазаривать такое на ракетное топливо просто жалко. Хотя если очень надо, то можно.
Теперь копнём чуть глубже.
Во-первых, на взлёт с Луны топливо не нужно. Оттуда лучше взлетать на рельсах. Топлива тогда требуется всего чуток, на коррекции.
Во-вторых, там *очень* дешёвая солнечная энергия. Кислород можно добывать, просто сфокусировав солнечный свет на кучке грунта. Термически. Так что окислителя сколько угодно. И горючего (порошки металлов) тоже, только продукты сгорания у него твёрдые.
Наконец, там есть углерод (~10-5 по атомам) и сера (~0.1%). Которые всё-таки образуют газообразные продукты сгорания с кислородом. Топливо не слишком эффективное, но, вспоминая, что нам лишь на коррекции, глядишь, сойдёт.
Ну и, если использовать электротермические двигатели, то топливо как таковое не нужно, а рабочим телом может служить вообще почти что угодно. Хоть натрий, добытый из реголита. Солнечная энергия, напоминаю, дёшева.
Чем здесь помогает тектоника? Во-первых, пополнением запасов углекислого газа и других парниковых газов из недр. Во-вторых, «перемешиванием» и обновлением поверхности, создавая некоторый круговорот CO2.
Однако основной период геологической активности Марса завершился около 3 миллиардов лет назад…