Как стать автором
Обновить

Комментарии 69

Я, возможно, что-то упустил, но как защищать подобные станции? Например от всякого космического мусора.
Дополню ваш вопрос: Про радиацию, видимо совсем забыли. Как защищать живущих людей, если еще не решили, как на Марс отправить людей, чтоб они не получили серьезные дозы радиации? ИМХО, проект весьма далек от реальности при нынешних технологиях.
Двойные стенки, в которых запас воды
С водой, к сожалению, не так все радужно. Она не защитит от от галактических космических лучей, с их очень большой энергией, хотя от солнечных космических лучей — вполне. А учитывая, что станция строится как место постоянного обитания в космосе, то через определенное время — получим умственно отсталых ее обитателей. Перспектива не самая радужная.
Поправки: СКЛ и ГКЛ надо поменять местами, спутал у кого, какие энергии. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B8

А если так: https://settlement.arc.nasa.gov/75SummerStudy/figure2.6.gif (из https://settlement.arc.nasa.gov/75SummerStudy/Chapt.2.html) или https://www.nap.edu/openbook/0309102642/xhtml/images/p2000fbcfg8001.jpg (из https://www.nap.edu/read/11760/chapter/3 "GCR fluxes are modulated by the interplanetary magnetic field (IMF) and are anticorrelated with solar activity") или http://www.srl.caltech.edu/ACE/CRIS_SIS/images/spectra_new.gif (из http://www.srl.caltech.edu/ACE/CRIS_SIS/sis.html)?
Галактических мало (особенно если солнечные считать во время вспышек), но они могут иметь значительно большую энергию. От сколько МэВ / ГэВ защитит 1 метр воды?

Вода от космических лучей хорошо защищает. Эти же лучи почти полностью состоят из тяжелых заряженных частиц (протоны, альфа частицы, ядра некоторых атомов и только совсем немного электронов, позитронов и гамма излучения) которые отлично материей тормозятся.
Проникающая способность у них примерно того же уровня как у альфа излучения.
Метр воды может полностью остановить практические все частицы с энергиями ниже нескольких ГэВ.
Правда существенная часть поглощенной энергии выйдет в виде вторичного рентген и бета излучения, но рентген и бета на порядок менее опасны в биологическом плане чем тяжелые заряженные частицы с такой же эквивалентной энергией.

Но только с важной поправкой, что у альфа спектр сверху жестко ограничен энергией ядерных реакций, а вот у космических лучей лимита по максимальной энергии почти нет и только за счет этого у космических лучей может быть высокая проникающая способность. Но тут действует правило — чем выше энергия, тем меньше таких частиц встречается. Причем зависимость степенная. Тут примерный график распределения по энергии есть: http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/039.htm

Так что 5-10 метров воды (+ 2 слоя обшивки внешний/внутренний) должно хватить, чтобы снизить уровень радиации раз в 100 относительно открытого космоса и этого должно быть достаточно для неограниченно долгого проживания. Заодно послужит отличным компенсатором неравномерности температур (между освещенной солнцем снаружи поверхностью и не освещенной) — достаточно совсем небольшой циркуляции между обшивками и температура внутренней обшивки везде будет одинаковой независимо от ориентации на солнце.

А на первое время и 1-2 метра довольно неплохой защитой будут.

toteKopf
Спасибо за график распределения. Собственно, то, что после метра воды будет рентгеновское излучение, я и имел ввиду, говоря, что вода не защитит. Не так выразился. В идеале — да, 5-10 метров, но какой колоссальный объем воды это?! С таким успехом можно экстраполировать и до 50 метров. При нынешних технологиях не реально это все пока, и даже 1-2 метра будут ой как дорого стоить.
Защитит. Даже если просто конвертировать большую часть энергии излучения из тяжелых заряженных частиц космических лучей в гамму и тормозной рентген (считать поглощение нулевым) то вред для живых организмов в 10-20 раз снижается, хоть в ГэВ или Джоулях (или Грей — Джоуль на кг массы тела) доза остается такая же. Т.е. физическая доза в плане энергии (Грей) снижается незначительно или даже может несколько вырасти(если защита совсем тонкая, то может быть и такой эффект), а вот биологический эквивалент дозы (в Зивертах) снижается сразу на порядок. Если мы говорим о защите человека или других живых существ, а не техники (электроники к примеру) то нас интересует только доза в зивертах.
Но 1м воды не только «конвертирует» но и существенную часть энергии поглощает почти полностью гася низкоэнергетическую часть спектра излучения и «конвертируя» высокоэнергетическую часть во вторичное излучение.
В результате уже от 1м можно ожидать снижение уровня радиации(с точки зрения вреда для здоровья) в несколько десятков раз.
Это еще далеко от полностью безопасных уровней (в открытом космосе уровень радиации где-то в 500 раз выше чем на поверхности Земли, так что еще останется в неск. десятков раз выше), но уже вполне достаточно чтобы это перестало быть первоочередным фактором. Точно можно будет жить длительно (годами или даже десятилетиями) и вопрос сместится от возможности длительного проживания, к постоянному проживанию и размножению (дети, включая особенно внутриутробное развитие намного чувствительнее к ионизирующим излучениями и такого уровня защиты будет недостаточно)

То что это далеко за гранью текущих технических возможностей — это само собой. Но и сами описываемые станции тоже так же далеки от возможности практической реализации. Но когда (если) строительство подобных мега-конструкций станет возможным, то обеспечить их адекватной защитой от космических лучей не выглядит сложной задачей относительно создания и поддержания длительной работоспособности самой конструкции.
Спасибо за детальное объяснение проблем. Думал наличие рентгеновского излучения — после защиты, это приговор. Оказывается нет. Интересно, насколько будет эффективна композитная защита? Вода/свинец/вода?
Если затраты на создание не важны и нужна максимально эффективная защита, то лучше всего получится 2х слойная — 1й слой вода, 2й слой свинец или другой тяжелый элемент из конца периодической таблицы. Чередовать смысла нет — легкие элементы лучше(в расчете на единицу массы) поглощают частицы очень высоких энергий, тяжелые элементы лучше поглощают гамма и рентген излучение образующееся в больших количествах при торможении частиц высоких энергий в 1м слое.

Но с учетом практических и экономических ограничений скорее всего окажется эффективнее просто толщину слоя воды наращивать. Или 2й слой делать из стали(заодно и механическую прочность конструкции существенно увеличить можно будет). Т.к. воду и железо к тому времени скорее всего можно будет добывать прямо в космосе, а вот свинец или что-то подобное придется возить с Земли — свинцовых астероидов и комет похоже не существует.
И большой запас воды полезен сам по себе, а свинцовый слой это балласт никакой пользы кроме экранирования не несущий.
Понял, спасибо
Первое что приходит в голову: крупный мусор сбивать, дырки от мелкого заделывать автоматизированной системой роботов-ремонтников. А лучше магнитного поля для защиты от заряженных частиц еще никто не придумал. Очевидно, что стенки цилиндра должны быть достаточно толстыми чтобы не рваться слишком часто.
которая бы вращалась со скоростью 1,9 оборотов в минуту, обеспечивая искусственную гравитацию


Кто знает, объясните принцип действия и насколько это правдоподобно — создавать искусственную гравитацию с помощью вращения
Ведерко с водой в детстве на веревочке не раскручивали? Из перевернутого ведра в верхней точке вода не выливается, потому как «центобежная сила», а на самом деле инерция. Строго говоря, гравитацию мы создавать не умеем, но нам она и не нужна, а нужна сила, прижимающая к опоре.
Банальная центробежная сила — разумеется, вектор гравитации будет направлен от оси вращения, а в роли «земной поверхности» будет внутренняя поверхность цилиндра.

С научной точки зрения более чем правдоподобно. С инженерной — раскрутить такую дуру и главное, избежать прецесии — задача очень и очень некислая.
т.е. они хотят создать условия для возникновения равномерно распространенного ускорения свободного падения 9,8 м/с^2?

для объектов, стоящих на поверхности, это еще представляется в голове.

а что, например, будет с летящим квадрокоптером? что его будет к поверхности тянуть? при выключении двигателей он упадет так же, как на Земле? Не получается представить влияние центробежной силы на объект, висящий в воздухе
Наверно, объект в воздухе к «земле» будет толкать атмосфера так же, как попав в смерч ваше тело стремится вылететь из него.
если атмосфера будет настолько сильно толкать к поверхности, то что станет с объектами на поверхности? Вода не будет выдавливаться из стакана за счет такого огромного давления? или я что-то недопонимаю?

в любом случае я вижу в этой «искусственной гравитации», создаваемой центробежңой силой, несколько нестыковок с нормальной гравитацией за счет притяжения. Т.е., пока что приходит в голову, что нормально жить не получится в такой «гравитации».

Подскажите, кто в знает точные ответы на это. Тема очень интересная и не такая простая, как мне кажется
Не берите в голову такую глупость, это как обсуждать физику в современном фантастическом кино.
Мой ответ ниже — искусственному телу не нужна ни гравитация, ни воздух, не страшны космические условия. Полезнее направить мысли в этом направлении, а эти цилиндры пусть останутся в наивной фантастике пошлого.
*прошлого :D
На самом деле гравитация и ускорение связаны сами по себе. Например, ускоренно движущееся тело излучает гравитационные волны :)

Взлетающий квадрокоптер будет иметь вращательный момент изначально, т.к. он взлетел же с вращающегося пола.

Но в центре цилиндра будет невесомость.
> в любом случае я вижу в этой «искусственной гравитации», создаваемой центробежңой силой, несколько нестыковок с нормальной гравитацией за счет притяжения.

Один из основных принципов ОТО заключается в том, что никаким экспериментом нельзя отличить обычную гравитацию от созданной с помощью ускорения. Чему сейчас только в школе и институтах учат?
На вращающемся цилиндре будет присутствовать сила кориолиса которая хотя и является (локально) полноценным эквивалентом гравитации, не характерна для земного опыта «настоящей» гравитации, если только вы не живете возле быстро вращающейся черной дыры или нейтронной звезды. Это в принципе позволяет почувствовать разницу между землей и цилиндром даже не выглядывая из вагона. Впрочем, на земле сила кориолиса тоже есть только она очень слабая и проявляется на масштабах порядка сотен километров минимум (ну может десятков), как то в движении атмосферы и океана. Сила кориолиса, емнии пропорциональна угловой скорости вращения -2m[W*v], т.е. в например 4-километровом цилиндре (вспоминаем школьную физику) g=W**2*r, W=(9.8/4000)**0.5=~0.05, Wзем=2pi/86164=7.3e-5, W/Wзем=686 раз!

Например ускорение при езде на велосипеде со скоростью 15-20 км/ч будет a=2*0.05*15/3.6=0.4~0.04g — заметный «ветерок», на 120км/ч уже 34% g — очень даже заметно будет!, хотя да в повседневной жизни будет заметно мало. Хотя, если подумать, боксеры бьют с типичной скоростью кулака порядка 10 м/с, т.е. боковое ускорение кулака получается 10%g — думаю, «бить по мордасам» на такой станции будет не элементарным скиллом — вероятно, все спортивные состязания будут проводится вдоль оси станции. Правда, при горизонтальных движениях оно будет направлено либо вверх либо вниз, что не так уж и мешает.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Движение тел и особенно жидкостей/газов в системе отсчета с инерциальными силами очень даже нетривиально, например движение атмосферы и океанов на земле.

Навскидку. коптер висящий в воздухе относительно цилиндра во вращающейся системе отсчета будет тянуть к «земле», что с точки зрения неподвижной системы отсчета просто следствие движения по инерции. Если же он будет лететь (в.т.ч. и падать на землю) то в с.о. цилиндра будет «возникать» кориолисова сила, толкающая его в сторону от его намеченного курса. Если он будет лететь против движения цилиндра то сила кориолиса будет делать его «легче» пока при достаточной скорости он не окажется в невесомости. Правда, воздух будет очень сильно мешать.

На это если предположить что воздух там не будет двигаться, что кажется маловероятным, скорее всего там будет система местных ветров, в дополнение к силе кориолиса сбивающая коптер с курса.
Цилиндр будет наполнен воздухом. Причём воздух будет вращаться вместе с цилиндром, как и атмосфера вместе с планетой крутится. Соответственно коптер, «лежащий на воздухе», будет точно так же крутиться вместе с воздухом и висеть над одной точкой поверхности. Ну и упадёт при выключении двигателей.
В цилиндре с вакуумом можно было бы поместить предмет неподвижно, чтобы под ним поверхность пролетала.
Я полагаю, что Вы во многом не правы.
:)))
Наверняка, как и любой человек. Однако, с другой стороны, я наверняка во многом и прав.
А что будут там люди делать? Даже если создать там замкнутый цикл, то все-равно потребуется докидывать на нее ресурсы. Интеллектуальным трудом заниматься? Боюсь ресурсы там будут стоить заоблачно
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Такая штука является по сути базой для добычи ресурсов в поясе астероидов или облаке Оорта. И перерабатывает их.

Так что большой вопрос, кто кому чего «докидывать» будет.
Тогда это не будут райские-сады-с-картинки, а будут вагончики-с-таджиками, которые посменно приехали за длинным руб^Wкосмокредитом и условия жизни — лишь бы не передохли раньше времени.
Интересен логический путь, который привёл вас к этом выводу.
Если будут добытчики, то им нужно где-то жить и нужно чтобы окупалось. Буровые платформы, конечно, можно сделать с 5* отелем для работников и остальных, но это сильно увеличит цену добываемого. А здесь доставка каждого килограмма несколько дороже, чем на платформу. Потому те, кто немало вложился в добычу ископаемых, захочет вернуть эти деньги (а рентабельность не выглядит особо впечатляющей по сравнению с наземной добычей большинства), а не вкладывать их ещё и ещё.
Нет, будет деление на бизнес-класс и эконом
Согласен. Почему-то сразу вспоминается Dead Space с её «Ишимурой».
Хотя, можно вспомнить и орбитальную станцию из второй части, где все было обустроено более менее по-человечески.
Масса «Острова три» в случае его строительства составила бы 500000 тонн.

Вы что? 2 цилиндра длиной 32 км и диаметром 8 имеют внутренний объем более 3 тысяч кубических километров. Даже если взять, что внутри у них будет давление в треть от земного, то это уже более миллиарда тон одного только воздуха! А еще масса самой конструкции, почвы и прочего.

Я думаю, именно вес конструкции и имелся в виду, говоря о 500.000 тоннах. И, по всей видимости, без почвы. Просто голый каркас.
Я, может, и ошибся, но при такой площади обшивка из алюминия толщиной всего 1мм будет весить как раз столько.
А я вот не совсем понял, зачем нужно опозитное вращение? Ну, допустим, цилиндр можно сделать полым. Ну типа цилиндр в цилиндре. Тогда не нужно столько воздуха. А вот что будет происходить в подшипнике? Вот тут вопрос. Не проще ли закрутить герметичный цилиндр в одном направлении? Подозреваю, что есть нюансы с прецессией или какой-нибудь силой Кореолиса. Было бы интересно послушать знающих.
Поигравшись с массой, можно добиться нулевого общего момента вращения системы.
Главное соображение — чтобы можно было раскручивать такую огромную массу без опоры и без использования реактивной массы (топлива). Простыми электрическими двигателями работающими например от солнечной энергии.

Если же закручивать всю конструкцию целиком — нужны реактивные двигатели и много топлива к ним.
а еще старик Кориолис будет отдельно доставлять жителям цилиндра О'Нила. Вангую проблемы с вестибулярным аппаратом, внутренним ухом и неприятности с кровеносной системой.
Проблемы от кориолиса появятся при скорости движения по поверхности цилиндра сопоставимой со скоростью вращения этой поверхности. Возьмём, к примеру скорость 100 кмч, а приемлемое кориолисово влияние в 0.01g — получим, что достаточно радиуса этого цилиндра всего в 1000 км!!! То есть на цилиндрической вращающейся поверхности диаметром всего 1000км используя современные средства личного транспорта весьма затруднительно определить наличие кориолисовой силы.

А для пешехода и допустимого влияния в 0.1 g получим вполне реальные 20 метров радиуса. Что, собственно говоря, не удивительно — диаметр такого цилиндра близок к универсальному значению 42.
Экспансивный метод развития, переселения в космос в том числе, неизбежно ведёт к потере контроля над техногенной средой. Собственно контроль уже потерян. Значительно проще и гуманнее остановить и реверсировать размножение на земле до того как ресурсы (выкаченные автоматической техногенно-финансовой системой) заставят.
По соотношению Парето, 20% землян делают 80% полезной работы. Если остальные 80% землян вдруг исчезнут, то есть мнение, что соотношение трудяг к бездельникам не изменится.
Бездельники на самом деле занимаются важным делом — они потребляют то, что произвели работяги.
Иначе куда всё это деть?
Да но население уменьшится в 5 раз а это именно то что нужно по другому очень вескому мнению.
… донёсся крик левого экофашиста со стороны коворкинга.

Сейчас нет проблем с перенаселением, главная проблема это потребляемое количество ресурсов, теми кто сейчас живет на планете. Сейчас в развитых (да и не очень, как наши постсоветцие страны), люди намного больше ресурсов тратят, чем производится, притом большинство этих ресурсов идет в пустую (или потом свалки остаются хлама или банально трата идет на развлечения и прочее).
Вот лекция на тему: Человек на Земле: Сколько планет нужно сегодня человечеству?
https://www.lektorium.tv/lecture/23160

Вместо того, чтобы заселить космос во многие и многие тысячи раз дешевле будет заселить пустыни, тайгу и тундру, Арктику и Антарктику, поверхности и ближайшие подповерхности океанов и морей. Да и просто поднять среднюю этажность домов в городах от текущей в ~10 этажей до 200 этажей. Вместо того, чтобы заселить космос во многие тысячи раз дешевле будет заселить Марс, немного дороже Луну. Безусловно когда-то придет время и мобильных космических городов. Лет через 100 тысяч, когда работа роботов да, сами высокоинтеллектуальные роботы и крупнотоннажная переработка астероидов будут почти ничего не стоить. И только тогда космическое пространство, а не поверхности планет станут пространством расселения.
«Лет через 100 тысяч...»
Типичная недооценка экспансивного развития.
А потом прилетит километрового диаметра грязный снежок из облака Оорта и ваши «тысячи раз дешевле» испарятся во всепоглощающей огненной волне. И время мобильных космических городов не придёт уже никогда.

Расселяться по Солнечной Системе надо не потому, что это «круто», а чтобы застраховаться от таких вот неприятностей.
Если прилетит «грязный снежок» и обнулит цивилизацию на планете Земля, то все остальные колонии в пределах Солнечной системы заведомо обречены. Потому что они нифига не колонии, а форпосты или ресурсодобывающие предприятия, во всем зависимые от поставок из метрополии. Бесприродные жизненные среды не могут быть самодостаточны, им нужна производственная база «на стороне». Ну, до изобретения самовоспроизводящихся роботов по крайней мере.
Детей не нужно учить готовить и заправлять постель — они живут с родителями и никогда не станут самостоятельными.
Это вы привели аналогию, как у Циолковского с его «колыбелью человечества»? Аналогия совершенно некорректная. Корректной было бы: детей надо выбрасывать в океан, причем Северный ледовитый, в надежде, что кто-то из них станет белым медведем.
Проблема не в «психологической зависимости» от метрополии, а в том, что сложность бесприродной среды нарастает всегда быстрее чем возможности населения по ее поддержанию в работоспособном состоянии. В лучшем случае, при достаточно большой колонии можно достичь гомеостаза, когда всё население трудится над тем, чтобы поддержать в работоспособном состоянии аппаратуру поддержания жизни своей колонии. Ну и зачем она такая нужна? Малейший катаклизм ее уничтожит. Для заселения нужна планета с годными условиями жизни, вторая Земля. Заселение открытого космоса -утопия. По крайней мере без самовоспроизводящихся автоматов. Так что сначала успехи робототехники и ее самовоспроизводства. И только потом (если Матрица и Скайнет нас минуют) -колонизация открытого космоса.
Это, скорее, к тому что начинать надо с малых лет. Человечеству в плане освоения космоса лет очень мало и игрушечные колонии, которые без пуповины загнутся в дни-месяцы — только первый этап, сравнимый с заправлением постели.
Еще раз повторюсь, что дело не в умении, а в физической нецелесообразности на современном уровне технологий развивать космические поселения. Этот опыт не нужен, потому что будет неэффективен. Люди времен бронзового века строят летательные аппараты тяжелее воздуха. Теоретически возможно -да. Нужно ли? Пример Герона и его изобретений говорит, что такие прорывные вещи не идут дальше игрушек.
Плоды исследований и опытов будут благополучно забыты уже через поколение, пример с Сатурн-5 намекает, фактически эту ракету проще и дешевле проектировать с нуля -изменились материалы, технологии, методы проектирования, производственная база.
Такие масштабные штуки будут делать, если будет прямой экономический или военный эффект, политический «флаговтык» тоже подойдет. Не будет обратного эффекта -поиграются и бросят.
Примерно так же когда-то рассудили китайцы — и забросили мореплаванье.
На Земле уже все территории поделены, это основное препятствие для заселения.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Сейчас наблюдается бум развития биотехнологий. Гораздо эффективнее и логичнее адаптировать человека к невесомости и радиации, чем городить технические костыли, типа искусственной силы тяжести.
Все эти проблемы мигом решатся, если наука первее доберётся до копирования личности человека и постепенной замене мозга — не нужно будет никуда лететь, только отправлять свои аватары. Лучше мыслительные процессы тратить на это, чем на способы транспортировки карточного домика без возможности что-то с ним сделать.
Хостинг тоже стоит делать географически астрономически разнесённым :)
В т.ч. хостинг своей цифровой личности.
Лаг до аватаров не позволит же управлять в реальном времени, поэтому копирование на сервера других планет очевидно: )
Я думаю, можно менять психическую архитектуру. Часть психических процессов, наверное, можно и с лагом запускать :)
Приятно знать, что не ты один Й.Бэнкса обчитался.
9.5 правил бизнеса на Земле — не держите сервера на Земле.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории