Цивилизация Пружин, 5/5

    Часть 5. В масштабе Вселенной


    Предыдущая часть. Краткое содержание предыдущей части.

    Для нас выход на околоземную орбиту очень дорог. А как обстоят дела с этим вопросом у других цивилизаций — если они, конечно, есть?



    Разумеется, про все вообразимые формы жизни и разума сказать можно… ничего. Одних нефантастических идей вон сколько напридумано[945]. Но можно попробовать рассмотреть наиболее вероятные цивилизации, исходя из того, что мы сегодня знаем и полагаем вероятным. Даже в такой форме вопрос оказывается небезынтересным.

    1. Начнём с «их» планеты. Как она выглядит?

    Это, скорее всего, небесное тело диаметром 8-13 тысяч километров, состоящее преимущественно из каменистых веществ и металлов, с небольшой примесью водяных и прочих льдов. Она обращается вокруг звезды на расстоянии, где подсолнечная температура составляет 250-400 Кельвинов. У планеты есть атмосфера с давлением не менее ≈0.1, но вряд ли больше нескольких сотен атмосфер. В атмосфере присутствуют хотя бы сотые доли процента углекислого газа CO2. Планета тектонически активна, её плотность — 4-9 г/см3. Основа биохимии там — вода и углерод.

    Звучит ужасно похоже на Землю, правда? Давайте разберёмся, почему.
    Ещё раз повторюсь: мы ищем наиболее вероятный расклад. Да, почти на каждом повороте рассуждений уместен вопрос: «А можно ли наоборот?» И ответом обычно будет: «Да, можно. Но наиболее распространённым сегодня считается всё-таки именно первый вариант».

    Начнём с биохимии. Если вообще принять, что основа тамошнего разума — жизнь, а основа жизни — химия, то эта химия гораздо лучше работает в жидком растворителе. Молекулы друг к другу близко. Бесплатное перемешивание. А если растворитель «хороший», он ещё и «правильные» молекулы стабилизирует. Поэтому нужна жидкость. Какие есть кандидаты?

    Взглянём на химический состав Вселенной:


    (По данным [990])

    В порядке распространённости, какое химическое соединение из этих элементов составляется первым? Правильно. Вода. H2O. Делается из первого и третьего по встречаемости элемента. Следующее — метан CH4, вдвое реже. Затем аммиак NH3, но его в природе уже раз в 6 меньше, чем воды. Да, разумеется, это «в среднем по больнице», индивидуальные планеты могут отличаться химсоставом. Но, если не считать потери водорода, требуются довольно нетривиальные допущения, чтобы обосновать планету, где, скажем, азота будет больше, чем кислорода. Вселенная, в целом, довольно однородна по составу. И вода в ней — самое распространённое химическое соединение. Скорее удивительно, что иногда всё-таки попадаются места, где воды почти нет…

    Помимо распространённости, вода обладает ещё рядом преимуществ по сравнению с первым десятком альтернативных кандидатов. Это: высокая химическая стабильность; сильные водородные связи; наличествующая, но умеренная полярность, ведущая к способности растворять без разрушения огромное количество веществ и поддерживать кислотно-щелочные реакции; высокая теплоёмкость и теплота испарения, повышающие температурную стабильность водоёмов; прозрачность; и, наконец, тот факт, что водяной лёд легче жидкости, благодаря чему водоёмы зимой реже промерзают до дна.

    Поэтому наиболее вероятный растворитель «у них» — это вода.

    Слово «растворитель» подразумевает жидкое состояние. Значит, средняя температура на поверхности планеты должна быть не ниже хотя бы так 250 Кельвинов. А откуда берётся верхняя граница в 400 К? Она определяется устойчивостью углеродных соединений. Почему углеродных? Из тех же соображений, что и с водой. Да, не только углерод способен образовывать сложные полимеры, «перемежаемые» другими элементами. Это могут делать и бор, и фосфор, и связка кремний-кислород, и даже ряд металлов:



    Однако углерод бьёт их по частоте встречаемости в сотни и тысячи раз, оставляя «борной жизни» разве что совсем уж экзотические ниши.

    Раз уж мы здесь, поймём ещё вот что. Каково наиболее распространённое летучее соединение, не включающее водород? Табличка подсказывает: это углекислый газ CO2. Конечно, конкретное его содержание в той или иной атмосфере (как газа) или коре (в виде карбонатов) вот так просто назвать нельзя. Но крайне трудно вообразить планету с неводородной атмосферой и нормальной температурой, где углекислого газа (связанного или свободного) не было бы уж совсем. Хоть 0.01% должно найтись.

    И это важно. Ибо распространённость углекислого газа в природе накладывает верхнюю границу на плотность атмосферы. Начиная с некоторой толщины атмосфера, где есть хоть чуток CO2, начнёт не просто перегреваться за счёт парникового эффекта. Она начнёт выгонять связанный CO2 из коры и, таким образом, разогреваться с разгоном. Примерно как на Венере. Трудно сказать, при каком точно давлении это происходит, да и зависит там всё от множества параметров. Но речь, скорее всего, идёт о сотнях атмосфер.

    А значит, атмосфера планеты — не толстая, как у гиганта. Но и не слишком тонкая. Потому что, если давление существенно меньше 0.1 атмосферы, температурный диапазон существования воды в жидком виде резко сужается.

    При атмосфере же умеренной толщины температурный режим в значительной степени определяется солнечным освещением. А это значит, что планета обращается вокруг звезды на расстоянии, где естественное солнечное освещение поддерживает температуру примерно в те же 250-400 Кельвинов. В так называемой «обитаемой зоне»[948].

    Но вода, метан, аммиак и прочие «льды» плохо конденсируются в вакууме при температурах в 250 К и выше. Следовательно, в области формирования планеты их будет мало, и они не станут преобладающими компонентами её состава. Значит, «их» планета сформируется из более высококипящих веществ: металлов и «камней», т.е. оксидов (и, возможно, карбидов) десятка самых распространённых элементов, перечисленных выше. Отсюда мы примерно знаем плотность её вещества.

    Далее, обитаемая планета с химической эволюцией должна сохранять активную тектонику на протяжении миллиардов лет. Потому что иначе климат планеты с водой и CO2 в атмосфере сваливается в «ледяной шар» и/или марсоподобное состояние. Луна и Марс в Солнечной Системе тектонически давно уже (почти) мертвы. А вот Земля и Венера — нет. Значит, нижняя граница диаметра планеты проходит где-то между Марсом и Венерой. На глазок тысяч так 8 километров. Да, избыточное количество радионуклидов может обеспечить разогрев и активность и куда меньшего тела. Но это чуть менее вероятное решение. Потому что количество радиогенного тепла пропорционально первой степени массы планеты, а аккреционного и тепла дифференциации — квадрату. То есть, «в среднем по природе» проще обеспечить активность недр большей массой, нежели большей концентрацией радионуклидов. И да, конечно, планета, являющаяся спутником какого-нибудь гиганта, вполне может разогреваться приливными эффектами (как Ио), но экзолун мы пока толком не нашли, так что вряд ли и этот вариант типичен.

    Верхняя же граница размера определяется переходом к гигантизму. Выше какой-то массы начинается удержание (а то и захват) водорода и гелия, и на выходе получаем Нептун или даже Юпитер. Оценки массы, при которой это случается, разнятся, я видел цифры от 2 до ~10 земных масс, но точная верхняя граница, как мы увидим, не так уж и важна. Так что просто примем верхний радиус за 2 наших, т.е. 13 тысяч километров.

    Ну и последнее. Зная примерный химсостав («камни» с металлами) и размер, можно прикинуть плотность планеты с учётом сжатия. Будет где-то 4000-9000 кг/м3.

    Статья написана для сайта https://habr.com. При копировании просьба ссылаться на исходник. Автор статьи Евгений Бобух. B: 1KhPVPHw4XrxtuocDiBbh7KVSJ6nDTHtMq; E: 0x3d174b521004B08023E49C216e4fa2f67868210F; L: LZ3bFQHUxBAtpgxcNSfwv61LiwZVx3EGoo

    Дальше проще.

    2. Первая космическая скорость на небесном теле такого размера и плотности составляет 4000 — 20000 м/с.

    3. Используемое «ими» топливо, по крайней мере на начальных этапах космонавтики, вряд ли сильно отличается от нашего. Химия везде одинакова, а «хороших» лёгких и высокоэнергичных реагентов — всего-то с десяток. А тогда скорость истечения двигателей «их» ракет должна на практике ограничиваться теми же ~4500 м/с, что и наших.

    4. Применяя формулу Циолковского, находим, что отношение M/m для «их» ракет будет находиться в диапазоне 2.5 — 85. Учтём инженерное несовершенство, гравитационные и прочие потери, которые (для нас) превращают теоретически ожидаемое отношение M/m ≈ 13 для Протона в тридцадку. Что для «них» превращает M/m в 5 — 200.

    5. Поскольку ракета, получается, состоит в основном из топлива, величина Q2 (определяемая как масса нагрузки плюс топлива к сухой массе конструкции) у «них» тоже оказывается никак не ниже, чем 5 — 200.

    6. Но конструкция, работающая в режиме высоких Q2, дорога. Если принять полученную в первой части формулу C(Q2) ≈ (Q2+1)2/4, получится, что «их» ракеты дороже «их», скажем, грузовиков (при той же массе) в 9 — 10000 раз. Всё по порядку величины, разумеется.

    Левая граница выглядит нестрашно. Однако большинство «типичных» случаев стоит ожидать ближе к середине этого диапазона. Так, для Земли в реальности это отношение составляет ≈300.

    Этот вывод можно описать и формулами, в которых, как ни странно, вновь появляется Пружинный Предел
    Вспомним выражение для первой космической скорости: V12 = GMp/R. Раскрыв массу планеты Mp, получим V12 = (4π/3)GρR2.

    Далее, чему равно u? У химической ракеты оно не больше, чем √2q, где q — теплота сгорания самого высокоэнергичного химического топлива. Отсюда следует:

    V12/u2 > (4π/3)GρR2/q      [10]

    Теперь вспомним, что дело происходит на планете. А планета — это такая штука, которая никак не может иметь форму чемодана или снеговика, в отличие от астероида Ultima Thule[950]. Ибо если даже она каким-то катастрофическим образом эту форму примет, материал планеты тут же «поплывёт» под давлением собственного веса и вернётся к сферическому состоянию. Это свойство, собственно, и есть ключевая часть определения планеты[960]: "<...> тело <...> достаточно массивное, чтобы иметь шарообразную форму под воздействием собственной гравитации <...>".

    Например, давление в центре Земли составляет[970] 3.5*1011 паскалей. Это гораздо выше, чем предел прочности[355] самых стойких минералов — по какой причине все они в глубине планеты ведут себя скорее как вязкая жидкость, нежели как твёрдые вещества.

    Введём в обращение безразмерный «коэффициент планетарности» П, равный отношению давления в центре планеты к пределу прочности составляющих планету материалов:

    П = p/σ     [15]

    Для Земли П — это что-то около 1700, для Марса — 250, и даже для Луны — примерно 45. В целом, для крупных, тектонически активных планет (независимо от состава) П >≈ 1000-3000.

    Остался сущий пустяк: выписать формулу для давления в центре планеты. В первом приближении оно оценивается как pρgR/2, где ρ — плотность планеты, а R — её радиус. Подставив сюда g = GM/R2 и M = (4π/3)ρR3 получаем:

    p ≈ (2π/3)2R2.

    Ух ты! А это очень похоже на формулу [10]. Почти те же множители. Что если совместить? Получится:

    V12/u2 > 2p/(ρq)    [20]

    Но ведь p завязано на «коэффициент планетарности». А именно, p = σП. Подставим и это:

    V12/u2 > 2Пσ/(ρq)

    Перепишем чуток:

    V12/u2 > 2П*(σ/ρ)/q

    (σ/ρ) — это Пружинный Предел энергосодержания материи. Реализующийся, правда, если подставить сюда наиболее прочные материалы вроде графена. Реальные горные породы помягче и поменьше энергосодержанием будут. Пусть в K раз. То есть, для реальных планет (σ/ρ)  -- это Пружинный Предел, делённый на K. А что такое q? Это же энергосодержание лучшего химического топлива! Равное… Пружинному Пределу! Два Пружинных Предела сокращаются, и остаётся:

    V12/u2 > 2П/K

    К для типичных каменных материалов составляет 100-1000. П у больших планет — от тысячи и десятков тысяч. Поэтому на большинстве тектонически активных планет с атмосферой первая космическая скорость существенно выше предельной скорости истечения химического двигателя.


    Какие следуют выводы?

    • На нижнем диапазоне масс обитаемых планет стоимость вывода на орбиту относительно невысока. Всего в десяток раз дороже доставки того же груза грузовиком.
    • Для большинства обитаемых планет этот параметр составляет несколько сотен, как и для нас.
    • На самых крупных планетах он составляет десятки тысяч. Примерно столько же, во сколько для нас обходится запуск межпланетных зондов с третьей космической скоростью без гравитационного манёвра. Если бедолаги с такой планеты начали свою космонавтику одновременно с нами, то сейчас они, очевидно, празднуют запуск примерно третьего искусственного спутника. И отчаянно мечтают о пилотируемом полёте.

    В целом, почти на всём диапазоне реалистичных параметров обитаемых планет стоимость вывода груза на орбиту оказывается экспоненциально велика. Ракеты-носители почти наверняка дороги у всех. И пока мы тут сидим и читаем эту статью, где-то в далёких-далёких галактиках тамошние Королёвы, Маски и Брауны тужатся, выигрывая граммы веса и секунды удельного импульса, с руганью упираясь в Пружинный Предел. Почти все планетарные цивилизации, если они вообще есть, вынуждены решать проблему, которая стоит сейчас и перед нами: как перепрыгнуть, обойти, подлезть под Пружинный Предел.

    У большинства из них есть для этого три пути.

    Либо попытаться выжать до конца пружину за счёт наноматериалов и успехов в экзотической химии. Не самая плохая идея.

    Либо «уволить брокера», развивая неядерную физику высоких энергий. Мне этот путь нравится, но я понимаю, что он вполне может быть лишь моей личной иллюзией.

    Либо развивать ядерную энергетику. Но тут всё плохо. Существа, возникшие в результате химической эволюции, скорее всего должны бояться радиации с её энергиями квантов, на порядки превышающей энергии химических связей. Да, наверно, в принципе, можно найти средства репарации живых клеток, даже для всей биосферы. Вон, Deinococcus radiodurans[980] переносит дозы облучения в 10-30 раз большие, чем даже его бактериальные собратья, доказывая теорему принципиальной возможности починки ДНК в живом организме. Однако ж есть громадная разница между одной бактерией и всей биосферой, и отнюдь не факт, что она преодолима. Я лично сильно сомневаюсь.

    Я сказал три пути? Есть, однако, четвёртый. Он доступен нам, и ещё немногим счастливчикам.

    А именно, забрасывать на ближайшие спутники телеуправляемых роботов. Чтобы силами этих роботов строить города, заводы, ракеты, станции из местных материалов, не таская их со дна гравитационного колодца тяжёлой планеты. Нам в этом смысле очень повезло. У нас, на расстоянии в каких-то 1.25 световой секунды, имеется Луна. С огромным запасом ресурсов. Чтобы управлять с Земли лунным роботом по телевизору, не требуются мощные системы искусственного интеллекта. Это задача, решённая ещё в 1970-х. И это решение можно радикально улучшить, призвав на помощь современные робототехнику, программирование и машинное обучение. Следующий ход здесь, в некотором смысле, за читателями Хабра.

    Но, скорее всего, далеко не всем цивилизациям выпала такая удача. И у многих из них никакой луны рядом нет.

    Отчего я сильно подозреваю что, по мере улучшения наших способностей к детектированию цивилизаций, нам, при взгляде на обитаемый космос, будет открываться картина, всё более и более похожая вот на это:



    Огромное всем спасибо и хорошего 2019-го года!

    ====

    Текст такого размера невозможно написать без неточностей и ошибок. Я очень ценю ваши дельные замечания и поправки. Я рад, что здесь столько знающих и думающих людей.

    Но, по всей вероятности, это — последний мой большой пост на Хабре как минимум на год. Ибо нельзя безнаказанно нарушать закон сохранения энергии. А я его нарушал долго и безбожно. Ведь написание подобной статьи занимает многие месяцы, а обдумывание — годы. И это труд, серьёзно мешающий задачам выживания: работе, собеседованиям, семье и починке кранов. Отнимающий время в угрожающих нормальной жизни и карьере масштабах. На Хабре это усилие, увы, слабо компенсируется. Работу в России я не ищу. Тема статьи непрофильная. Простая попытка попросить криптовалюты на завершение цикла даже в хабе «я пиарюсь» вызывает такую бомбёжку кармы, что ещё час — и я ушёл бы в read-only, а вы эту статью никогда бы не увидели.

    Тем не менее, я не прощаюсь, и ещё раз всем спасибо!

    В заключение хочу вынести громадную перональную благодарность:

    • Друзьям, помогшим вычитать этот текст до его публикации: Anna Denburg, Daniel Kornev, Denny Gursky, Eugene Luskin, Ilya M. Krol, Khavryuchenko Oleksiy, Michael Entin.
    • Новосибирскому Государственному Университету за то, что осталось в голове после того, как я всё позабыл — за качественное образование.

    [355] Прочности материалов
    [945] Альтернативные формы биохимии
    [948] Обитаемая зона 
    [950] Астероид Ultima Thule, он же «снеговик»
    [960] Современное «определение», тьфу, определение планеты
    [970] Давление в центре Земли (которое примерно вдвое выше, чем получается простой оценкой при равномерной плотности)
    [980] Deinococcus radiodurans, радиационно стойкая бактерия
    [990] Распространённость химических элементов во Вселенной

    Поделиться публикацией

    Комментарии 210

      +18
      Так получилось, что я далек от науки.
      Но с каким огромным удовольствием я прочитал этот цикл — просто не передать.
      Спасибо Вам большое.

      (… в первой статье попробовал разобраться с парой формул, угрохал кучу времени, понял что позабыл физику, поэтому, на все следующие формулы я просто СМОТРЕЛ… приблизительно так же я смотрю на работы великих художников...)
        +8
        Спасибо вам за статью. Честно говоря раньше не задумывался на счет пределов, считал что они там где то далеко далеко, а оно вот как оказывается.
        Очень понравилось.
          +2
          Очень редко пишу комментарии, но вот тут не удержался. Шикарно. Спасибо.
          // Прочитал сам и порекомендовал друзьям ))
            +2
            зато, скорей всего у этих Королевых и Браунов со щупальцами, вторая планетарная система в пределах досягаемости аппаратов типа «викингов» — на химтопливе.
              +3
              Увы, слишком близкие друг к другу системы возмущают друг друга приливными силами. Орбиты их планет неустойчивы на сроках в миллиарды лет. Поэтому сейчас считается, что вблизи центра Галактики жизнь на планетах не успевает развиться.
                +1
                я про расстояние до 1 св.года — у нас облако Оорта, у них похожая равновозрастная звезда.
                про устойчивость: у нашей системы уже было не одно сближение до св.года и все на местах, а Меркурий улетит совсем по другой причине.
                просто в нашей недвойной системе межзвездные полеты на открытых законах физики выглядят совсем грустно, а эти, которые только третий искусственный спутник запускают, ежели собственную луну имеют, то в двойной системе межзвездный перелет совершат раньше.
                  +2
                  А, Вы про двойную систему! Да, там вполне могут быть устойчивые орбиты вокруг каждой из отдельных звёзд. Со вполне «кошерным» расстоянием, скажем, в полтысячи а.е.
                    0
                    вот, а как говорит нам ньтоновская механика(я честно искал статью, но гугл не помог), для звезд со сроком жизни от 4мрд.лет главной последовательности в зону обитаемости хорошо, если влезут 2 планеты земного типа с устойчивойстью орбит на те же миллиарды(у нас 1,5 потому что на марсе не будет водно-кислородной гидроатмосферы из-за не так распределенной суши). в случае двойной системы(75% звезд), особенно у тех, кто с массивной планеты, шансы на создание 2хпланетарной цивилизации(которая убирает почти все природные риски апокалипсиса и позволяет искать гипердвигатель чуть ли не миллиард лет) намного выше наших.
              0
              «M/m в 5 — 200.»
              Наверно M/m в 5 — 20
              Спасибо за статьи. Очень понравились.
                0
                Я всё-таки думаю, что двести. Или я что-то упускаю?
                  0
                  Точно, инженерное несовершенство увеличивает предел… Не так посчитал
                +4
                Большое спасибо за статью! Прочитал все пять частей с огромным удовольствием. Очень интересная тема.
                  +1
                  Спасибо огромное за цикл статей! Крайне увлекательно.
                    0
                    Не могли бы вы пояснить за обязательную активную тектонику? Марс действительно геологически мёртв, но нормальный климат там был совсем недавно, примерно при динозаврах.
                      0
                      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…
                        +1
                        Дополню.
                        Насколько я понимаю, от солнца к нам приходит не только тепло, но и губительное излучение, которое не позволило бы развиться жизни. Именно это излучение и сдерживается магнитным полем планеты. А оно как раз порождается расплавленным ядром нашего «дома».
                        Исправьте, кто имеет более полное понимание.
                          0
                          Это действительно так, но если жизнь завезена извне, где она успела развиться и эволюционировать из-за меньшей сезонности радиации или иных причинах ( искусственное заселение пространства например ), то вполне возможно и зарождение жизни даже в суровых условиях, а потом и внесение её даже на астероидах.
                          Кстати об искусственном заселении других планет. Почему бы не вывести некую форму жизни, например бактерий, которые бы вполне себе переносили атмосферу марса и устойчивую к радиации? Потом впульнуть на Марс… может это приведет к тому, что через миллионы лет там будет цивилизация?
                            0

                            А зачем? Поприкалываться?

                              +1
                              Бактерии до многоклеточных больше миллиарда лет эволюционировали.
                              А судя по тому что на Марсе когда там была вода, бактерии там уже были но высохли с водой.
                              Кроме того, Марс продолжает сохнуть и терять атмосферу.
                                0
                                Ну мы генной инженерией вырастим специальных бактерий, которые что-нибудь будут делать… терраформировать там планету.
                              +2
                              Тут где-то на хабре была статья про хромосомные основания. Так вот там было показано, что оснований из которых можно было бы строить хромосомы их можно много представить и даже синтезировать. Однако как показывают эксперименты именно наши основания наиболее устойчивы к ультрафиолету.
                              Отсюда можно сделать вывод, что наш тип жизни появился (или эволюционировал именно к этим основаниям хромосом) на чем-то таком где ультрафиолет и все то более жесткое тоже было заэкранированно, но так что бы очень основательно. Ибо совсем жесткого излучения и наши не выдерживают. Но и ультрафиолет играл довольно важную роль в естественном отборе того, из чего строить хромосомы.
                              0
                              Спасибо.
                              С другой стороны, отсутствие тектоники оставляет нам шансы на искусственное восстановление атмосферы. Ищем залежи газов и льда (обычного и сухого), бурим скважины, устраиваем термоядерный разрыв пласта:)
                                +3
                                У автора в публикациях есть список докладов с конфы астрофизиков.
                                Там есть доклад о возможности терраформирования Марса.
                                Там есть краткие выводы автора — что нет, простого способа хватает на подъем на 10 градусов. Дальше льда не хватит. Однако, в соседней заметке есть упоминания, что возможно льда на марсе может быть в несколько раз больше.

                                Однако, от себя добавлю, что с точки зрения скептика, если мы освоим манипуляции такими энергиями, дешевле будет строить большие космо-станции
                                  0
                                  Можно носить воду врукопашную в ведре, а можно прокопать канал и она потечет сама миллионами тонн.

                                  Намного реалистичней огромных космостанций из фантастики 60-х выглядят самоподдерживающиеся процессы: генетически сконструированные бактерии для переработки атмосферы планет, или самореплицирующиеся нанороботы для работ в космосе.
                                    0
                                    Привычные нам бактерии могут осуществлять только химические реакции. На счёт непривычных — вопрос существования плазмоидов я б назвал скорее открытым, но на практике перспективы их «дрессировки» не видно. А для химических реакций нужные элементы должны присутствовать изначально. Причём их соотношение должно иметь энергетически устойчивое состояние. Например, если «выковырять» кислород из окиси железа, то сложно предотвратить обратный процесс. А если азота на марсе и вовсе мало, бактерии его создать не смогут.

                                    Правда, нанороботы теоретически способны и на большее, с этой точки зрения — поживём — увидим.
                            –2
                            Отличная статья, к сожалению карму поднять не могу (у меня не полный акк).
                            Получил огромное удовольствие, читая Вашу статью. Очень интересно и познавательно.
                              +1
                              Очень увлекательный цикл статей! К 5/5 руки уже не слушались и сами открывали ссылку на прочтение)) Спасибо!

                              Осталось спросить. Что из содержимого на Луне может быть дешевым и безопасным для человека ракетным топливом?
                                0
                                Что из содержимого на Луне может быть дешевым и безопасным для человека ракетным топливом?
                                Водный лед или минералы с большим содержанием воды (водорода + кислорода)
                                  +4
                                  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.
                                    +8
                                    Плохая новость — что Луна довольно бедна летучими элементами. Особенно водородом. А в почти все нынешние топлива входит водород.

                                    Вот image тебе водород!
                                      +1
                                      А верно!
                                        +8
                                        С такой реакцией и водород как топливо не нужен, на эти три процента 12.85 Mev можно жить.
                                          0
                                          Вы там на схеме забыли входящую стрелочку, и сколько-то там МэВ (3-5 кажется) на вход подать, чтобы реакция синтеза началась. Если бы мы умели практически так подавать, то нам не то, что He3, нам бы и луна не нужна была бы еще лет 300…
                                            0
                                            Максимальное удельное содержание гелия-3 в лунном грунте — 1 тонна на 50 млн. тонн реголита (см. www.lampandowl.co.uk/static/uploads/2015/06/ian-crawford-paper.pdf)
                                              0

                                              Интересно было бы для ​понимания о чём речь. А какой процент золота в земной породе должен быть чтобы её признали бесперспективной и перестали разрабатывать?

                                                +1
                                                речь о том, что 1 грамм этого гелия содержит энергии как 15 тонн керосина. грамм 50 в Прогресс зарядить (чуть больше 2 кубов газообразного, без давления, носить можно бабушкой уборщицей, неактивен, неопасен) и вперёд, под тысячу тонн оторвались от поверхности и уехали на мкс. Правда с движком проблема. его — нет.
                                                  0

                                                  Разрабатывают с содержаниями порядка 2-3 граммов на тонну, меньше 1г/т возможно будут разрабатывать, когда варианты получше закончатся.
                                                  Но для современной разработки важно не только содержание, а и промышленные количества.


                                                  P.S. Если содержание гелия-3 20мг/т, количество атомов полезного компонента на тонну руды в золотой руде примерно то же :) Но технология извлечения золота довольно хитра, будет ли она применима?

                                                    0
                                                    Т.е. здесь 1-3 стотысячных, а там 1 пятидесятимиллионная… Нормально, чо.
                                                    А я правильно понимаю что Гелий-3 — результат воздействия на грунт солнечного ветра? Тогда содержание Гелия-3 максимально в поверхностном слое. На глубине с этим совсем грустно…
                                                      0

                                                      1-3 миллионных против 0.02 миллионных. При атомной массе в ~60 раз больше.

                                                        0
                                                        А, да, на порядок промазал :)
                                              +1
                                              их там от силы с кубокилометр. Разбазаривать такое на ракетное топливо просто жалко. Хотя если очень надо, то можно.

                                              Ну это пока нашли только кубокилометр. Толком ведь даже не искали ещё.
                                              И, кроме того, это уже миллиард тонн, для наших скромных корабликов надолго хватит.
                                              Наконец, там есть углерод

                                              Да, именно. В найденном лунном льду собственно воды процентов 80. Остальное примеси, и первая из них — метан CH4. Вполне себе модное ракетное топливо.
                                                0
                                                Про метан не знал, спасибо. Хотя вполне можно было догадаться «из общих соображений» ))
                                                  +1
                                                  Молярное содержание летучих веществ в выбросе при падении разгонного блока «Центавр» у южного полюса Луны (в процентах по отношению к содержанию водяного пара), согласно science.sciencemag.org/content/330/6003/463

                                                  H2S 16.75%
                                                  NH3 6.03%
                                                  SO2 3.19%
                                                  C2H4 3.12%
                                                  CO2 2.17%
                                                  CH3OH 1.55%
                                                  CH4 0.65%

                                                  Метана довольно мало. Причем надо учитывать, что содержание вещества в выбросе зависит не только от содержания его в грунте, но и от летучести, так что реально его там еще меньше, чем 0.65% от содержания воды.

                                                  Так что для топливного производства тут скорее внушает оптимизм наличие метилового спирта, ацетилена и аммиака (последний можно использовать для производства высококипящих окислителей).

                                                  А еще на южном полюсе Луны очень много ртути, содержание в грунте по массе всего на порядок меньше, чем воды agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2011JE003841

                                                  Но зачем ртуть может понадобиться в таких количествах — непонятно. Продолбить на Луне длинную канаву, налить туда ртути, охладить до сверхпроводящего состояния и использовать как рельс для запусков? :)
                                                    0
                                                    «Встану рано утром, выпью чашку ртути, и пойду подохну в этом институте»:)
                                                    А если серьёзно, из ртути можно делать блоки защиты от метеоритов и радиации. Разливаем по прямоугольным полиэтиленовым канистрам и охлаждаем, всё. Канистры выкладываем плиточкой. В случае попадания метеорита просто нагреваем и переливаем ртуть в новую канистру.
                                                  0
                                                  Во-первых, на взлёт с Луны топливо не нужно. Оттуда лучше взлетать на рельсах. Топлива тогда требуется всего чуток, на коррекции.

                                                  и продолжая, где та точка «топливного Лагранжа», когда выгодно дозаправиться с Луны, чем всё тащить с Земли?
                                                  по мере удешевления добычи топлива на Луне, она должна смещаться к Земле?
                                                    +2
                                                    Везде. Космодром -» МКС это грубо 10 км/с. Луна -» МКС это меньше 5.
                                                      +1
                                                      По-моему, там стрелочки в другую сторону должны быть, мы же замедляемся, а не разгоняемся по земной орбите.
                                                    0
                                                    Расскажите, пожалуйста, поподробней о рельсах. Можно использовать «традиционные» рельсы, направленные вверх?
                                                      0
                                                      Традиционные рельсы, направленные горизонтально. «Вагон» по ним разгоняется до 2 км/с и оказывается на откасательной траектории убегания. Затем своими двигателями чуток подправляет траекторию.
                                                        0
                                                        оно конечно намного реальнее чем на Земле, тем более без атмосферы. Но рельсы с тележкой так-то километров 50 будут чтоб на 4g взлетать (и ещё километров 20 тележка тормозить будет чтоб не улететь вместе с кораблём!).
                                                        Боюсь 70км ровной как стол поверхности не найти, а строить там мосты и эстакады некому.

                                                        Опять, как не крути, выходит, волшебная труба и её копатели в скафандрах потребуются!!!
                                                          0
                                                          и ещё километров 20 тележка тормозить

                                                          Да ладно, на авианосцах всё давно придумали за нас. А тут ещё и просто пассивный кусок железа тормозить нужно, без биомассы и прочей там электроники.
                                                            0
                                                            эх… Что там на авианосцах придумали для торможения со скорости 2км/с?
                                                            С удовольствием поменяю мнение, если там и правда гиперзвуковые тележки на скорости 7 махов тормозят каждый день!
                                                              –1
                                                              Ну это, про катапульты почитайте. Там конечно не 2 км/с, но и расстояния совсем крохотные после того, как самолёт запущен.
                                                              Также интересно, как вы Махи на Луне считать собрались. :=)
                                                                +1
                                                                Там конечно не 2 км/с

                                                                ну вот и ответ. У вас штука каждую секунду едет 2км, за сколько секунд вы её с этой скорости затормозить собрались? и сколько при этом она пробежит? Там не линейная зависимость расстояния пробега от скорости будет, поэтому сравнивать авианосец с этим — не надо. С его скорости в 50 метров в секунду затормозить можно например за полсекунды с 10g и хватит 20 метров. А со скорости в 2км/с на 10g тормозить вы будете 20 секунд и пробег будет 20 км. с разгоном это также работает.

                                                                странно что это для всех открытием является…
                                                                  –1
                                                                  А почему 10g то, а не 100? Это ж тупая железка, с ней и на 1000g ничего не случится. Тогда торможение займёт 2 секунды, за которые телега пробежит 0,5 а t² = 2 км, а не 20.
                                                                    +1
                                                                    > Это ж тупая железка, с ней и на 1000g ничего не случится.

                                                                    На 100g даже с бруском стали довольно много чего случится. А уж на 1000g…
                                                                    +3
                                                                    Да и черт с ней, с этой тележкой, слишком жирно тормозить 20 км, пускай с небольшой коррекцией врезается в луну и копает туннель дальше, или ресурсы взрывным методом добывает.
                                                              0
                                                              ещё километров 20 тележка тормозить

                                                              Если тележкой будет магнитная подушка (а другую тележку для такой скорости представить трудно), то тормозить нечего.
                                                                0
                                                                в смысле нечего, пусть по круголунной трассе бегает бесконечно?
                                                                  0

                                                                  В смысле что нет тележки на колёсиках. Разгоняемый девайс левитирует в магнитном поле дабы не было трения.
                                                                  Какие-то элементы (катушки, магниты), которые не нужны в полёте, можно сбрасывать после отрыва.
                                                                  Ну а уж у нас появляется трасса вокруг Луны, то можно и тормозить потихоньку во время возврата в исходную точку (или при перемещении к следующей стартовой позиции если их несколько).

                                                                    +1
                                                                    итого, резюмируем.
                                                                    1. на все аппараты которые хотят стартовать с Луны мы должны поставить отстреливаемые электромагниты (не один и не два, а приличное количество, сложной формы и веса, чтоб держалось в направляющих и разгонялось бодро).
                                                                    2. после взлёта отстреливаем их, они на скорости 2км/с меняют ландшафт удалённых районов Луны.
                                                                    3. строим завод по изготовлению этих магнитов на луне, находим для завода сырьё из металлов и углеволокна для корпусов. Оборудование завода для выплавки, протяжки и намотки электромагнитов везём с Земли.
                                                                    4. строим источник стабильного тока размером с сотни мегаватт.
                                                                    5. строим трассу в 50км с отклонениями направляющих для взлёта в считанные миллиметры. (это позволит нам и людишек и грузы «взлетать», делать две разные системы взлёта для этих двух категорий — смешно, могу пояснить почему)
                                                                    6. копаем сразу вторую трассу в 50км, потому что любая авария на первой — неминучая смерть для причастных зависших на Луне навсегда.
                                                                    ________________________________________
                                                                    вот вкратце то, что предлагается под умилительные допущения «пусть висит», «а давайте 1000g», «вжух и на эверест задрать конец трубы» ну и прочие альтернативно-физические сказки.

                                                                    А теперь как это может и должно выглядеть для Луны если дружить с учебником физики и знать основы экономики:

                                                                    1. проектируется и строится образец одноступенчатой, полностью многоразовой ракеты на топливе синтезируемом прямо на поверхности.
                                                                    2. серийные образцы таких многоразовых транспортных ракет изготовляются на Земле в нужном количестве и отправляются на Луну как пассивный груз.
                                                                    3. так-же на Луну доставляется роботизированный заводик производящий из местного грунта какое-то привычное топливо. Как выяснилось там можно добыть и кислород и водород и углерод и различные их комбинации как готовые так и после несложных реакций. Производительность будет зависеть от доступной энергии, которой как мы понимаем на Луне валом прямо от солнышка.
                                                                    4. Так как отсутствует атмосфера, гравитация смешная, потребная дельта V ничтожна: даже одноступенчатая ракета с детскими перегрузками и без сильного износа сможет летать десятки раз садясь на попу в стиле Маска, после чего ей на голову можно с простейшего погрузчика прикручивать новый корабль, заправлять топливом и вперёд. Ни теплозащиты, ни отстреливаемых обтекателей ни аэроднамических рулей из титана, ничего ей не нужно. Даже ноги могут быть лёгкими и тонкими, Луна же!

                                                                    Итого, полностью многоразовая система, состоящая из одной ступени, не потребляющая никаких сложных расходников кроме синтезируемого топлива, выводящая одинаковым образом что людишек что нежные грузы, что простой песок по стандартной процедуре. И самое важное, не нужно никаких «пусть», «а вот бы», «допустим», «а если»: по сути никаких недоступных технологий не требуется, всё это можно сделать на текущем уровне развития. Вопрос только какое и какими реакциями топливо добывать, как его складировать и какими грузовыми роверами добывать сырьё из карьеров; но вроде тут тоже не видно каких-то запредельных проблем, вопрос только в количествах добываемого. Даже жидкий кислород хранить на Луне одно удовольствие, почти не нужно охлаждать в теньке и ночью.
                                                                      0
                                                                      Небольшая поправка: гравитация от наличия атмосферы не зависит, скорее наоборот.
                                                                        0
                                                                        Сопротивление среды при разгоне — зависит и соответственно нагрев корпуса и требования к тепловым характеристикам материалов корпуса.
                                                                  0
                                                                  Почему тележка вообще является проблемой? Самолеты свои тележки с собой возят, пусть и тут тоже самое. Не?
                                                                    0
                                                                    Не. Самолёт по земле ползает со скоростью ~300 км/ч. Космический грузовик должен разогнаться до 2 км/с на Луне и больше на более тяжёлых каменюках. Т.е. тележка на колёсиках невозможно.
                                                                    Или ты про маглев и тому подобное?
                                                                  0
                                                                  Ну почему некому. А роботы? На луне нет ни атмосферы, ни тектоники, ни осадков. И почему 4ж? Вы опять подбираете условия, принципиально не возможные. Попробуйте подобрать возможные.
                                                                  0
                                                                  Стартовать так, конечно, хорошо, но всё-таки иногда ещё садиться придётся. Топливо на торможение всё-таки понадобится.
                                                                0
                                                                Потенциально самое ценное на Луне — это просто булыжники. Если построить на орбите Земли ротоватор Skyhook, при каждом подъеме груза с Земли ротоватор будет снижать свою орбиту. Чтобы этого не происходило, нужно балансировать грузопоток с Земли в космос грузопотоком из космоса на Землю.

                                                                Проектанты Skyhook'а (см. www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/391Grant.pdf) предлагают возить с Луны грунт, тормозить его ротоватором и сбрасывать в океан, чтобы удерживать ротоватор на орбите.
                                                                  0

                                                                  Уж лучше собирать дохлые спутники и их спускать. Задачка попроще, КМК

                                                                  0

                                                                  А что там с Марсом? В камерах к прошлой части вдрызг разбили идею рельстрона с Земли. Очень большая проблема — атмосфера. На Марсе, вроде, 1% от нашей. Там можно с рельсиков?

                                                                    +1
                                                                    В принципе можно, там 14-км гора Павлина на экваторе и 26-км Олимп почти на экваторе.
                                                                      0
                                                                      Да, на марсианском Олимпе давление меньше 1 Паскаля.
                                                                        0
                                                                        зачем закладываться на тонкую/слабую атмосферу, когда «толстая» атмосфера дает очень много преимуществ колонизаторам, а, к примеру, товарищ, который буквально над вами комментарий написал (antihydrogen) придумал, насколько я знаю, достаточно реалистичный способ одарить Марс не только атмосферой, но и водой, и, как минимум, опубликовал у себя в [одноименном с его ником] жж описание инструмента для этого (было бы круто и отдельный пост про Марс (и Венеру ;)) от него же получить, но «никакого давления»!:)).

                                                                        Ну, т.е. варианты одарить Марс атмосферой есть, и если человечество и пойдет по пути освоения Марса, то рано или поздно соображение «на Марсе слабая атмосфера» скорее всего перестанет быть уместным, — варианты одарить Марс атмосферой уже есть.
                                                                          0
                                                                          Ты так говоришь как будто я сижу и принимаю :) решение куды бечь на Марсе :)
                                                                          На самом деле, одно другому не мешает. Не знакомился с задумкой вышеупомянутого товарища, но мне думается что сие одарение потребует либо очень больших энергий, либо очень долгого времени.
                                                                          В связи с этим наша «узкоколейка» может возникнуть, развиться и помереть прежде чем по атмосфере случатся подвижки. А может и не возникнуть, вон тов. MEG123 выше, математикой вооружась" рвёт в клочья идею пушки даже на Луне, что уж там Марс…
                                                                            0
                                                                            эээ, думаю, у нас недопонимание возникло. Я про вот этот инструмент для операции «оснащение Марса атмосферой и водой» говорил:

                                                                            «Итеративный космический бильярд Оберта» (https://antihydrogen.livejournal.com/50088.html)

                                                                            картинка с подписью оттуда:
                                                                            image
                                                                            Обитатели купольного поселения на Марсе наблюдают за началом терраформирования


                                                                            Для оной операции нужен не только инструмент, но и способ применения, вот про него, и прилагающиеся расчеты, ну и в целом про авторские идеи по поводу терраформирования Марса хотелось бы авторскую же статью.

                                                                            (Еще больше хотелось бы авторскую же статью о терраформировании Венеры(sic! нет, это не опечатка, и «я сам в шоке», но там _ОЧЕНЬ_ круто выходит; круче, чем с Марсом(sic!)), но… мы можем и подождать...).
                                                                    0

                                                                    Ещё от предыдущих статей возникли вопросы.
                                                                    Можете уточнить, что вы понимаете под словами "фундаментальный Пружинный Предел"? Почему этот предел равен то 30, то 40, то 60 МДж/кг, а то и (цитата из 4й статьи)


                                                                    Я думаю, что если мы научимся конструировать подобные правильные решётки из бора, который ещё легче, мы и до 100 МДж/кг допрыгнем.

                                                                    Это как получается? Предел — не предел? Вы же сами допускаете, что он может быть превышен. А статьи пишете, исходя из того, что это всё-таки предел.

                                                                      +3
                                                                      4 эВ/атом вещества. А предел потому, что можно только использовать атомы меньшего номера, а энергию связей никуда не увеличить.
                                                                        0
                                                                        Да, так тоже можно.
                                                                        +3
                                                                        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.
                                                                          0

                                                                          То есть, для водорода (металлического?) предел будет чуть меньше 383МДж/кг?


                                                                          Это предел в том же смысле, в каком мы говорим о пределе человеческого роста.

                                                                          Тогда "фундаментальный пружинный предел" — довольно-таки неточное высказывание, если имеется в виду практическое ("мы такого обычно не встречаем"), а не теоретическое ("такого не допускает теория") ограничение.

                                                                            +1
                                                                            Мне кажется вы просто пропустили 3 часть. Там этот «предел» объясняется и обосновывается, но автор нигде не претендует на математическую точность или на авторские права на термин. Просто мысли вслух с гипотезами и подтверждениями как теоретического (формулами) так и практического характера (материалы, машины, двигатели)
                                                                              0

                                                                              Не очень-то обосновывается.


                                                                              При выводе предела прочности материалов выражение ε << 1 заменяется на ε=1. Поэтому предел будет не "20-30МДж", а "<< 20-30" МДж. То есть порядка 0.03 — 1.5 МДж (и эти цифры приведены автором в таблице ниже вывода предела), не "20-30МДж".
                                                                              Материалы с пределом в сотни МДж (бор, графен) упоминаются, но почему-то игнорируются, не передвигая предел с 20-30МДж вверх.
                                                                              В примерах величина этого предела плавает на 4 порядка (!), но почему-то это игнорируется автором.


                                                                              Также ещё в первой статье игнорируются различные транспортные средства, которые существуют, но имеют соотношение грузоподъёмности к массе далёкое от единицы.


                                                                              В научном подходе считается, что если эксперименты противоречат теории, то необходимо отбросить теорию, а не эксперименты.
                                                                              Здесь же отбрасываются реальные данные. Поэтому можно считать, что статьи описывают вымысел, а не на нашу реальность.
                                                                              А в реальности, даже если взять все авторские же (!) примеры, не похоже, что такой предел есть.

                                                                                0
                                                                                Вы не особо внимательно ознакомились со статьёй.

                                                                                Предел фундаментален потому, что определяется химической энергией связи электронов с атомом. А она фундаментальна (см. постоянную Ридберга). На практике до этой величины никто не допрыгивает (как нет людей 5-метрового роста), но теоретический предел очень даже есть и ясен, как весеннее утро.

                                                                                При выводе предела прочности материалов выражение ε << 1 заменяется на ε=1. Поэтому предел будет не «20-30МДж», а "<< 20-30" МДж.


                                                                                А вот это у Вас грубая ошибка. Поскольку диапазон значений ε неизвестен (хотя для большинства материалов действительно ε << 1), утверждать, что для всех веществ плотность энергии "<< 20-30 МДж/кг" — неверно. Углеволокно вам в простейший контрпример. Единственное корректное утверждение, которое тут можно сделать — это взять оценку по верхнему диапазону возможных значений ε. Что и сделано.

                                                                                В примерах величина этого предела плавает на 4 порядка (!), но почему-то это игнорируется автором.


                                                                                И снова какая-то неаккуратность мысли. «Плавают», как Вы выражаетесь, не значения предела, а значения энергосодержаний, которые, согласно моей оценке, должны быть меньше предела. Они и меньше. Это как если бы я сказал, что все живые существа на Земле весят меньше 1000 тонн, а Вы бы мне мышь показывали, заявляя, что она-де опровергает гипотезу.

                                                                                Также ещё в первой статье игнорируются различные транспортные средства, которые существуют, но имеют соотношение грузоподъёмности к массе далёкое от единицы.


                                                                                Насколько далёкое? У нас разброс масс — 5 порядков. Если бы зависимости не было никакой, значения Q были бы разбросаны на диапазоне от 10-5 до 105. На этом фоне даже (отдельные) выбросы Q в пределах от 1/30 до 30 означают линейную зависимость со статистической достоверностью уровня 1:10-100. Если бы Вы сами взяли данные (я зачем их выложил?), и посчитали (пусть и внеся те средства, что я, сомневаясь в корректности их рассмотрения, исключил), Вы бы сами всё это увидели. Равно как и убийственную степень статистической достоверности. Но Вы считать поленились, очевидно. Решили ограничиться словесным заявлением.

                                                                                Да, случайный отбор транспортных средств из полного набора их наименований — очень сложная задача. Чтобы по возможности более-менее корректно её решить, я опирался на принцип типичности. Камаз — довольно типичный грузовик. C-130 — довольно типичный самолёт. Для всех них Q — порядка единицы. Вы в данные-то заглядывали, повторяю вопрос?

                                                                                Или Вы берётесь сейчас составить набор данных в несколько сотен точек из типичных грузовых транспортных средств разного рода, да такой, что у них повально Q будет или ниже 0.1, или выше 10?
                                                                                  0
                                                                                  А вот это у Вас грубая ошибка. Поскольку диапазон значений ε неизвестен (хотя для большинства материалов действительно ε << 1), утверждать, что для всех веществ плотность энергии "<< 20-30 МДж/кг" — неверно. Углеволокно вам в простейший контрпример.

                                                                                  Тогда, если "диапазон значений ε неизвестен" (с чем я согласен), разве не должна быть неизвестна и удельная плотность энергии? А вы откуда-то "предел" взяли. Откуда? Из типичных значений? Так это не предел, это типичные для нас значения. Через N лет они могут стать другими, никакая физика этот предел не устанавливает. Сами же приводите контрпримеры.


                                                                                  Если бы Вы сами взяли данные (я зачем их выложил?), и посчитали (пусть и внеся те средства, что я, сомневаясь в корректности их рассмотрения, исключил), Вы бы сами всё это увидели. Равно как и убийственную степень статистической достоверности. Но Вы считать поленились, очевидно. Решили ограничиться словесным заявлением.

                                                                                  "Убийственная степень статистической достоверности" у вас получилась, потому что вы отбрасывали неподходящие под вашу теорию примеры.


                                                                                  Если хотите придерживаться научного метода, вам нужно конкретно указать этот предел, либо формулу для него (выдвинуть теорию), и попытаться найти контрпримеры. Найдёте хоть один — это будет означать, что ваша теория неверна. Таким способом можно найти описание, близкое к реальности, а не к вымыслу.


                                                                                  P.S. Впрочем, мне всё больше кажется, что этот спор лишь из-за разных толкований слова "предел". Моё толкование "граница, выше которой ничего не может быть" (из википедии), "последняя, крайняя грань чего-то" (из словаря); ваше — почему-то "верхняя граница типичных значений" (но почему?). Поэтому вы гибко трактуете границы, что для меня выглядит кощунственно. Примерно как "колёсный предел — 4 колеса, вот статистика, вот умные формулы, которые это показывают".

                                                                                    +1
                                                                                    Не будем спорить из-за формулировок. Тем более, что по отзывам там действительно есть что уточнить и исправить.

                                                                                    Но вот насчёт этого…
                                                                                    «Убийственная степень статистической достоверности» у вас получилась, потому что вы отбрасывали неподходящие под вашу теорию примеры.


                                                                                    Не могу согласиться. Выгляните за окно. Там ездят грузовики. С бортовой платформой и самосвалы. Вполне материальные. Вы берётесь утверждать, что у большинства из них Q меньше 0.1 или больше 10? Тогда Вы действительно живёте в каком-то другом мире.
                                                                                      0

                                                                                      Разброс Q от 0.1 до 10 — это довольно много. "Предел" — это одно число.
                                                                                      В комментариях вам приводили какие-то тягачи для ракет, где Q 0.03 что ли. Могу добавить моноколёса, где Q около 5, и спортивные велосипеды, которые весят пару-тройку кг (Q около 25).


                                                                                      Современные грузовики России, США, Индии, Китая Q: 1.293679 СКО Q: ± 0.604313

                                                                                      В этом и некоторых других из ваших примеров (статья 1) среднеквадратичное отклонение Q довольно велико, и сопоставимо с величиной Q. Это означает, что Q колеблется в широком диапазоне, и нельзя с высокой степенью вероятности утверждать, что оно принимает более конкретные значения. От 0.1 до 10 — широкий диапазон. Это 100 раз! Это как 50 тыс. рублей и 5 млн. рублей (менее абстрактный пример). Логарифмическая шкала на одном из ваших графиков скрывает этот разброс.


                                                                                      Вы берётесь утверждать, что у большинства из них Q меньше 0.1 или больше 10?

                                                                                      Я утверждаю, что вы не доказали наличие теоретического предела в Q<=10, но почему-то говорите о нём, причём максимальное значение предела у вас почему-то меняется (что и вызывает подозрения). К слову, типичные значения и предел — семантически совершенно различные вещи, нельзя их взаимозаменять.

                                                                                        +2
                                                                                        Велосипед сам себя не везет, велосипед надо вместе с человеком взвешивать.
                                                                        +6

                                                                        Я прочитал этот цикл и все ваши предыдущие статьи. Вам бы не в коммерческой организации работать, а в научной. На должности философа.Именно так должны писать философы в наше техногенное время.

                                                                          +1
                                                                          Эх… мой преподаватель электродинамики говаривал, бывало, нерадимым ученикам: «да Вы, %username%, философ… знак перед ответом путаете».

                                                                          Не вышло из меня физика ))
                                                                          +2
                                                                          да… это вам не яндекс.дзен… ))
                                                                          Большущее спасибо!

                                                                          Будь я писателем-фантастом, ваш цикл статей, наверное стал бы моей настольной книгой!
                                                                          Столько идей, фактов, предположений в одном месте…
                                                                          Это очень увлекательно!
                                                                            0
                                                                            Спасибо за статьи, поделился ссылками на них со всеми друзьями
                                                                              0
                                                                              Получил огромное удовольствие от цикла статей, огромное спасибо за проделанную работу!

                                                                              Конечно, немного печально что всё, что мы на данный момент знаем, говорит нам скорее о невозможности всего того, что описали фантасты как буквально плоды следующего столетия. И возможно именно в этом проблема того, что к нам до сих пор никто не прилетел.

                                                                              Но я всё же в глубине сердца продолжу верить, что рано или поздно мы откроем новые способы безопасно и эффективно извлекать энергию, и вылет на орбиту будет осуществляться небольшими прогулочными яхтами, а перелёт до соседних звёзд — с помощью подпространства\кротовых нор или ещё неизвестных законов природы, которые позволят преодолеть предел скорости света)
                                                                                0
                                                                                Пружинный предел уже преодолён давно с помощью ЯРД или связки ядерный реактор + плазменный двигатель (ТЭМ). И с тем же ТЭМ так все долго тянется в первую очередь потому что он не нужен сейчас — нет масштабного освоения космоса, а маленький исследовательский зонд проще отправит на хим топливе и ионнике с солнечной батареей. Надо придумать как дешёво преодолеть притяжение Земли и всё. Тут тоже были интересные наработки, с использованием ядерной энергии (М-19). Так что не все потеряно, технологии и возможности есть, нужна в первую очередь мотивация.
                                                                                  0
                                                                                  С ЯРД и связкой большая проблема с безопасностью и экологами.
                                                                                  Не все готовы терпеть летающие над головой ядерные материалы, даже если использовать «закрытый» контур
                                                                                    0
                                                                                    Там скорее проблема в соотношении тяги к массе (с Земли не взлетишь) и цены к dV (если уже на орбиту вышли то дешевле побольше топлива вывести или ионниками неспеша разгоняться). А вот М-19 зря забросили. Можно же где то над морем взлетать, а топливо делать с расчётом чтобы оболочка уцелела после падения в воду.
                                                                                    UPD. А идеальное топливо — металлический водород. Научится бы его производить и можно лететь на луну в аппаратe размером с «цессну».
                                                                                    +1
                                                                                    Взлететь на термояде пока проблемно. А в космосе плохо тепло сбрасывается, от тех мощностей, которыми имеет смысл расталкивать космолет (посмотрим ещё, как полетит Kilopower — он вроде с ионником/плазмаганом, думаю, неплохо будет летать, впрочем) более-менее серьезной массы.
                                                                                      +1
                                                                                      На термояде вообще пока что возможно только город противника в полёт отправить. Я про обычный атомный реактор писал. Но на нём тоже взлететь проблематично, хоть и теоретически возможно. А сброс тепла — не такая и проблема, если реализовать цикл Ренкина на перепаде хотя бы 600-300 градусов, задача скорее инженерная чем фундаментальная. Плюс есть капельные холодильники, с ними можно и на меньших температурах работать.
                                                                                        0
                                                                                        Так а куда тепло сбрасывать-то предлагается? И, главное, каким путём? В космос оно своим ходом уйдёт только с излучением — хватит ли этого, даже с учётом перераспределения через Ренкина? А если предлагается сбрасывать рабочее тело холодильника — надолго ли его хватит, и не получим ли мы ещё одну формулу Циолковского?
                                                                                          0
                                                                                          Обычными радиаторами с жидким теплоносителем.
                                                                                          Получается грубо 400 Вт с м2 радиатора. В невесомости радиаторы можно выполнить из лёгких конструкций, где то около 10 кг на м2 панели (или 2 м2 эффективной площади). Пяти тонн таких радиаторов хватит чтобы отвести 400 кВт теплоты и получить примерно 100 кВт электрической мощности (как раз на два VASIMR VF50 со смешной совокупной тягой в 1 ньютон). 1 ньютон — кажется смешным только поначалу, но если посчитать скорость после 10 суток равномерного разгона 1000 тонного корабля этими движками получим скорость в 373 км/с что почти на порядок превышает скорость Вояджера-2. И это всё на технологиях нашего времени, без никакой фантастики и близко.
                                                                                          UPD. Конечно, таких скоростей нам достичь не даст формула Циолковского, даже со скоростью истечения 50000 м/с как у плазменного двигателя:
                                                                                          расчёт
                                                                                          Но это не говорит о проблемах энергетики в космосе, а о фундаментальных ограничениях. Если ограничится «скромными» 37 км/с (а это быстро, примерно 17 дней до Марса в оптимальном случае) то на рабочее тело уйдёт лишь половина массы (этим рабочим телом можно охлаждать узлы, не способные работать при температуре 300К). В итоге, имеем огромный транспортник, способный за месяц (на разгон и т.д) довезти минимум 300 тонн груза к Марсу. Говорю же, главное — научиться выходить на орбиту дешёво, дальше всё попроще будет.
                                                                                            0
                                                                                            главное — научиться выходить на орбиту дешёво, дальше всё попроще будет.


                                                                                            Тут недавно кто-то упоминал про петля Лофстрома. Я пошел почитал. И насколько понял проблемы с дешевым выходом на орбиту по сути нет. Математически и инженерно мы (человечество) можем решить этот вопрос. Осталось дело за малым: дождаться «спроса». Из прочитанного я сделал вывод, что все это станет экономически целесообразным если мы начнем запускать хотя бы по 5-10-20 объектов каждый день.

                                                                                            Так что вопрос не только в том чтобы запускать дешево. Вопрос вообще в наращивании интереса у общества и наращивание крупных и долгосрочных проектов связанных с освоением космоса в сотни и тысячи раз, по сравнению с тем что мы имеем сегодня.

                                                                                            Мы пока как будто прототип паровоза по рельсам на пару километров передвигаем. И все вокруг спрашивают: на хрена оно такое большое и сложное пыхтит и гремит, если я могу пешком быстрее добежать или на повозке пару мешков перевезти. Нам еще предстоит показать и увидеть экспоненциальный рост количества проектов связанных с космосом. Опутать сетью железных дорог тоже заняло какое-то время (50-100 лет), при том что технологии (производство стали и паровых двигателей) уже были хорошо освоены. В нашем случае освоенных технологий еще кот наплакал. Но вселяет оптимизм тот факт что количество ученых и инженеров на планете выросло многократно и скорость обмена информацией достигла немыслимых высот по сравнению с тем что было даже 50 лет назад. Так что мы можем стать свидетелями «взлета» космической эры очень скоро.

                                                                                            Мне хочется в это верить
                                                                                              +1
                                                                                              1 ньютон — кажется смешным только поначалу, но если посчитать скорость после 10 суток равномерного разгона 1000 тонного корабля этими движками получим скорость в 373 км/с что почти на порядок превышает скорость Вояджера-2.


                                                                                              «Осетра необходимо урезать» (с)
                                                                                              ошибку, в смысле, поправьте.
                                                                                                +1
                                                                                                А можете конкретно указать, что то мой сонный мозг не замечает ничего.
                                                                                                UPD. Блин, ну и позорище(
                                                                                                нельзя мне пить пиво и писать коменты
                                                                                                +1
                                                                                                UPD. Допустил дебильнейшую ошибку, посыпаю голову пеплом. 1 ньютона реально очень мало.
                                                                                      +6
                                                                                      Нда, вот такому материалу и требуется явно кнопка «донат».
                                                                                      Ув. Boomburum, что скажете по этому поводу? Фитча будет применимой к «уже опубликованным» материалам?
                                                                                        +7
                                                                                        Мне пока ещё сложно сказать, как будет, но связаться с автором по ЛС и спросить у него реквизиты для благодарности можно уже сейчас :)
                                                                                        0

                                                                                        Прям в детство окунулся. Спасибо. Вы делаете доброе дело. Возможно, во многом благодаря хорошим научно-популчрны книгам и статьям, написанных интересно и доступно, из меня вырос относительно приличный человек.

                                                                                          0
                                                                                          Отличный цикл, спасибо!
                                                                                          Увлекательно, познавательно, да еще и хорошим языком написано.
                                                                                            +3
                                                                                            Большое спасибо вам за статьи.
                                                                                            Они очень важны именно как ВЗГЛЯД, то есть, совершенно невиданный мной ранее угол зрения на человеческую технологию и ограничения нашего мира. Я ранее интересовался антропным принципом и фундаментальными ограничениями нашего мира в виде основных констант типа скорости света или постоянной Планка (идея о том, что мы существуем и наблюдаем этот мир потому, что его основные константы позволяют атомам, космосу и нам с вами существовать). Тут похожие размышления, носящие прикладной характер — что есть принципиальные ограничения человеческой технологии, проистекающие из свойств нашей материи. И это очень крутой и свежий взгляд на вещи.
                                                                                            Честно, мне теперь стыдно немного за собственные публикации на Хабре, на которые тратилось от трех дней и по-минимуму до одной бессонной ночи. У вас проделан совершенно титанический труд, который вообще не передается объемом текста — перелопачивание литературы и осмысление, должно быть, занимало все ваше свободное время на протяжении месяцев. Но в результате — цикл, достойный стать главой в той же «Сумме технологии» Лема. Серьезно, ваши старания достойны большего, издайте книгу, ваши идеи должны быть услышаны.
                                                                                              0
                                                                                              полностью разделяю ваше восхищение отличными статьями, но не перебарщивайте — точка зрения не нова и оригинальность не принадлежит автору. Совершенно очевидно, что все цивилизации живут по одинаковым правилам в пределах нашей Вселенной и чего-то принципиально другого нет
                                                                                              0
                                                                                              Спасибо! Будем ждать вас. =)
                                                                                                +2
                                                                                                А почему нельзя стартовать с земли «по рельсам», пусть и вертикальным:
                                                                                                1. Прекращаем воевать на годик
                                                                                                2. Освободившиеся ресурсы пускаем на строительство башни высотой 50+ км.
                                                                                                Не треснет ли кора от такой массы конструкции? А если её «подморозить» для усиления до глубины, параллельно сэкономив на сжигании углеводородов на отоплении.
                                                                                                  +2
                                                                                                  Прекратить воевать на годик конечно все равно стоит, но кажется идея башни по сложности и трудозатратам не сильно отличается от космического лифта.
                                                                                                    0
                                                                                                    По крайней мере по необходимой прочности материалов башня выигрывает в тысячи раз — 50 км против 36000. (По факту где-то в десять, но все равно, эти 10 как раз дают возможность в теории построить такую башню.)
                                                                                                    +1
                                                                                                    БОльшая часть энергии нужна не на подъем, а на разгон параллельно поверхности после подъема.
                                                                                                      0
                                                                                                      Тут смысл башни не в наборе потенциальной энергии, а в снижении атмосферного давления в точке выхода из вакуумной разгонной трубы в атмосферу. А энергию можно придавать линейным электродвигателем. Это подойдёт для межпланетных аппаратов, и даст большую часть энергии для выхода на геостационарную орбиту. Только масштабы нереальные — по массе это гора получается, до таких конструкций человечество дорастёт нескоро. Разве что разгрузить башню встроенными аэростатами — тогда полегче выйдет, но всё равно масштабы гигантские. А вообще можно прикинуть во что обойдётся постройка башни в виде конуса с диаметром основания 2 км и высотой 50 км из тонкой стали, наполненного водородом с давлением больше атмосферного, и углепластиковой вакуумной трубой с линейным электродвигателем, расположенной вертикально по оси конуса, и подвешенной к этой оболочке множеством косых растяжек из углеродного волокна. Какая будет масса такой конструкции? Сколько нужно водорода для подпитки (компенсации просачивания сквозь стальную оболочку)?
                                                                                                        +1
                                                                                                        Ну смотрите — с первой космической скоростью (вернее с любой меньше второй космической), при запуске вертикально вверх у вас получится сильно вытянутая орбита, которая большей частью находится внутри земного шара. Фактически груз будет брошен вверх и по вытянутой параболе упадет где то рядом с основанием башни.
                                                                                                        Если вам нужно выйти на околоземную орбиту — вам, пока не упали, нужно изменить траекторию на близкую к круговой, на что внезапно нужно энергии почти столько же, сколько на обычный запуск с поверхности, т.е. «подкидывать» придется целую заправленную ракету.

                                                                                                        Выигрыш можно получить, только если кидаться сразу со второй космической скоростью, тогда да, груз навсегда покинет землю.
                                                                                                          0
                                                                                                          Для вывода спутника на геостационарную орбиту нужна характеристичакая скорость около 13,3км/с, а для перехода с вертикальной траектории на геостационарную орбиту потребуется скорость примерно равная скорости движения по геостационарной орбите — 3,07км/с. То есть грубо говоря вместо ракеты потребуется лишь её 3-я ступень. Это эквивалентно увеличению удельного импульса ракетного топлива в 3,35 раз. Для выхода на высокоэлиптическую орбиту характеристическая скорость будет кратно меньше — здесь уже не нужна и 3-я ступень, достаточно разгонного блока.
                                                                                                      0
                                                                                                      1. Прекращаем воевать на годик
                                                                                                      2. Освободившиеся ресурсы пускаем на строительство башни высотой 50+ км.

                                                                                                      Здесь люди попробовали
                                                                                                      0
                                                                                                      Анализ возможности жизни во вселенной еще — прям огонь. Заставило напрячь свои мозговые клетки и подумать. Единственное, что не рассмотрено — это возможность жизни на основе других структурных элементов, например, в виде распространения электромагнитных или гравитационных волн, но это на грани (псевдо)научных разговоров об информационном поле…
                                                                                                        0
                                                                                                        Как вы прокомментируете работы советского ученого, которы предлагал использовать закрученные пружины? По его прикидкам в устройстве с размеров с автомобильный двигатель можно было хранить много мегаватт энергии. Недавно читал статью. К сожалению не смог сходу вспомнить ни его фамилию, ни найти саму статью. Помню лишь, что он там свой автомобиль УАЗ модифицировал. И жаловался, что, дескать, никого не интересуют «гениальные отечественные разработки, не имеющие аналогов в мире». Уверен, вы должны были наткнуться на данную тему в ходе своей работы. Если непонятно, о чем я, могу поискать лучше, но не уверен, что найду.
                                                                                                          0
                                                                                                          Усталость металла, последствия взрывное раскручивания… в общем обычные проблемы большого кол-ва энергии в небольшом объеме.
                                                                                                            0
                                                                                                            Про последствия взрывное раскручивания там упоминалось. Однако мы здесь рассматриваем предел. И находим, что он не может быть таким, как в работе того гражданина. Вот же ж, не сохранил такую чудную статью. Усталость, по заявлениям, там была в норме.
                                                                                                            0
                                                                                                            Вы не Нурбея Гулиа имели в виду с его супермаховиками?
                                                                                                              0
                                                                                                              Именно его, спасибо! Отвечу автору (чуть ниже).
                                                                                                              0
                                                                                                              Не в курсе про такие работы. Было бы интересно ознакомиться.
                                                                                                                0
                                                                                                                Вот, господин выше подсказал: www.popmech.ru/technologies/8424-diski-vysokoy-energii-makhovichnyy-nakopitel/#part3

                                                                                                                В частности:
                                                                                                                Если из такого материала навить супермаховик, — рассказывает профессор, — плотность энергии может достичь 2500−3500 МДж/кг. А значит, 150-килограммовый супермаховик из такого материала способен обеспечить легковому автомобилю пробег в два с лишним миллиона километров с одной прокрутки — больше, чем может выдержать шасси машины

                                                                                                                Википедия же говорит о на порядки более скромных значениях. В любом случае интересно увидеть ваш комментарий. Я не считал конечно, но, по-видимому, чисто навскидку это перешагивает выведенный вами предел.
                                                                                                                  0
                                                                                                                  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.
                                                                                                                    0
                                                                                                                    странно что вы занимаясь обдумыванием этой темы не натолкнулись на этого деятеля раньше. Он точно тем-же занимается уже лет 50 и вроде как живой ещё и вроде как до сих пор что-то мутит в этой теме.

                                                                                                                    советую пролистать самый известный его труд, детскую книжку «в поисках энергетической капсулы». например coollib.com/b/210363/read, суть идеи и экспериментов там с картинками описана.
                                                                                                                  0
                                                                                                                  Помню лишь, что он там свой автомобиль УАЗ модифицировал


                                                                                                                  не уаз и не пружины, а так всё правильно ))

                                                                                                                  да, расчёты там у него очень красивые. На практике правда всё не столь радужно вышло, там куча своих проблем с маховиком этим, и на практике он нигде особо не используется, даже в энергетике, где казалось бы ему самое место.
                                                                                                                  0
                                                                                                                  Спасибо! Перевести этот цикл на английский — будет просто «бомба».
                                                                                                                    +2
                                                                                                                    Мир, в котором энергия запасается в пружины здорово описан в Sci-Fi романе The Windup Girl Паоло Бачигалупи, в переводе на русский Заводная
                                                                                                                      +1
                                                                                                                      Игру Siberia также вспоминаю.
                                                                                                                      –1
                                                                                                                      > Химия везде одинакова

                                                                                                                      А вот и не везде. Вот тут отличное видео о том, почему это так: www.youtube.com/watch?v=R0zwwbcWcNY

                                                                                                                      Но это придирка к словам, не обижайтесь )
                                                                                                                        +1
                                                                                                                        Задам наверное очень наивный вопрос — вот весь этот ваш труд начался с детского любопытства на отцовскую фразу про грузовик?)
                                                                                                                        Я в детстве и палеонтологией занимался в песочнице, и до курса физики строил теории почему изображение внутри столовой ложки переворачивается, а снаружи нет. Пытался найти новый свойства треугольников в начале школьной геометрии.
                                                                                                                        Но вот этот цикл статей просто монументален. Если все это идет из того детского любопытства, то я впечатлен настолько, насколько позволяют пружины.
                                                                                                                          +2
                                                                                                                          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.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          Но, если не считать потери водорода, требуются довольно нетривиальные допущения, чтобы обосновать планету, где, скажем, азота будет больше, чем кислорода.


                                                                                                                          Вы только атмосферный азот имеете в виду или вообще его содержание в веществе планеты?
                                                                                                                          Если первое, то должен вас огорчить — в атмосфере Земли азота примерно 78 процентов, а кислорода около 20.
                                                                                                                            0
                                                                                                                            по идее, оценки были в контексте видимой вселенной — т.е. в плане планет и солнечных систем вообще (а не только в атмосфере)
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Спросим иначе: только атмосферный кислород имеется в виду, или вообще его содержание в веществе планеты? Потому что если второе — то банальный кварц во всех разновидностях затыкает весь атмосферный азот за пояс на раз-два.
                                                                                                                                0
                                                                                                                                По всей планете в целом, конечно.
                                                                                                                                +1
                                                                                                                                благодарность:
                                                                                                                                Новосибирскому Государственному Университету за то, что осталось в голове после того, как я всё позабыл — за качественное образование.
                                                                                                                                А-а… понятно) поступите, как планирует поступить этот выпускник НГУ)
                                                                                                                                Удачи!
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  О, не знал, что мы из одного заведения. С удовольствием этого автора читаю. Спасибо )
                                                                                                                                  +1
                                                                                                                                  Спасибо за цикл статей. Очень интересные и многие интересные вопросы поднимает, над которыми — прямо таки приятно подумать.
                                                                                                                                    0

                                                                                                                                    Хм, ну если у какой-то иноземной цивилизации атмосфера будет меньше защищать от звёздной радиации (говорят там отношение от толщины атмосферы довольно жестокое), то эволюция там будет сильно смещена в область защиты от радиации.
                                                                                                                                    Скорее всего, всё живое будет в тысячи раз более стойким к радиации по умолчанию.


                                                                                                                                    В прошлой статье цикла тоже немного удивил момент с ядерной энергией: у остальных методик указаны серьёзные технические и научные ограничения, а у ядерной энергетики, внезапно, в основном политические.

                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      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.
                                                                                                                                      +2
                                                                                                                                      но экзолун мы пока толком не нашли, так что вряд ли и этот вариант типичен
                                                                                                                                      но это связано в первую очередь с тем, что их на порядок сложнее обнаружить, чем экзопланету.
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        у многих из них никакой луны рядом нет.

                                                                                                                                        Не совсем так, если рассматривать возможность зарождения жизни, то она скорее всего зародилась не где-то в середине океана, а именно в приливной зоне (как одноклеточная миллиарды лет назад, так и многоклеточная, 600 миллионов лет назад). Думаю, наличие как минимум одного спутника определённой массы с определёнными параметрами орбиты необходимое условие для зарождения жизни, тему, наверное, при желании можно развить до уточнения минимальной и максимальной массы такого спутника и т д.
                                                                                                                                          +1
                                                                                                                                          Увы, зарождение жизни — вопрос тёмный. Но последнее время появляются указания, что она возникла вообще не в океане, а скорее в околовулканических лужах.

                                                                                                                                          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.
                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            Насчёт одноклеточной это хороший аргумент, но склонен считать, что многоклеточная жизнь появилась именно в литоральной зоне — на полноценное движение по суше одноклеточным пока ещё далеко, где-то в толще океана это тоже навряд ли, именно в лужах, оставшихся после приливов у них появляются шансы уже с успехом использовать преимущества разных типов органических структур для движения, сохранения питательных веществ и т д. И, скорее всего, основная причина — всё это даёт им возможность охоты на богатой, плодородной поверхности, на которой пассивно укрываются другие одноклеточные на период отлива.
                                                                                                                                          0

                                                                                                                                          Огромное спасибо за статьи, очень интересно. За пасхалку про планету в форме чемодана особенное мерси. ;)

                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            Мой комментарий не вполне относится к теме статьи, но всё же осмелюсь дополнить.

                                                                                                                                            По-моему, нет смысла пытаться сделать вывод на околоземную орбиту и дешёвым, и в то же время безопасным. Это попытка усидеть на двух стульях. Надо признать, что нам нужны два типа запусков.

                                                                                                                                            Биологические субстанции, в том числе людей, надо запускать на безопасных носителях. Пусть они будут дорогие и традиционные, жизнь любого космонавта дороже любой ракеты.

                                                                                                                                            Прочие грузы (которые не столь ценны) — можно запускать на других, более эффективных и менее надёжных носителях, и с более агрессивными перегрузками. Если там будет применяться опасные для биологии процессы — ну так и пусть применяются. Людей там нет, а всё остальное в случае провала миссии можно заменить.

                                                                                                                                            И ещё. Абсолютно согласен с тем, что надо создавать орбитальные фабрики. Пока мы отправляем на орбиту готовую технику, мы носим воду решетом. Очень дорогим решетом.

                                                                                                                                            Полноценная колонизация орбиты невозможна без создания орбитального производства. Вся земная история нам на это намекает.
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Да как бы так и есть. Человеков запускают на специально спроектированных ракетах с ускорением ~3g. Всякие разные грузы пуляют на отслуживших своё и снятых с дежурства МБР с ускорением ~10g (больше просто уже невыгодно, придётся саму ракету усиливать).
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Спасибо за интереснейшую статью!
                                                                                                                                                +1
                                                                                                                                                Есть, однако, четвёртый. Он доступен нам, и ещё немногим счастливчикам.
                                                                                                                                                А именно, забрасывать на ближайшие спутники телеуправляемых роботов. Чтобы силами этих роботов строить города, заводы, ракеты, станции из местных материалов, не таская их со дна гравитационного колодца тяжёлой планеты.

                                                                                                                                                Тогда можно уже и нанороботов засылать. ДНК например. Чем, не наноробот? Появится адаптированная к местным биохимическим параметрам разумная жизнь, которая «будет строить города, заводы, ракеты, станции из местных материалов».
                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                  Тоже вариант. Но обычным роботом управлять проще. Это мы уже сейчас умеем. Тупо по радио, почти в режиме реального времени.
                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                  А как насчёт более экзотических накопителей энергии? Скажем, свет заключённый в идеальном резонаторе? Понятно что он будет оказывать давление на стенки, но по идее, не настолько большое по сравнению с энергией в нём хранящейся.
                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                    планета, являющаяся спутником какого-нибудь гиганта, вполне может разогреваться приливными эффектами (как Ио), но экзолун мы пока толком не нашли, так что вряд ли и этот вариант типичен

                                                                                                                                                    Эээ… Простите, а вы можете назвать мне способ, которым мы могли бы обнаружить Ио возле газового гиганта у какой-то другой звезды?.. Да мы соизмеримую с Ио экзопланету даже отдельно найти не можем! Самая лёгкая экзопланета, обнаруженная астрономами, весит 2% от Земли, а Ио весит 1,5%. А уж на фоне влияния на звезду близко расположенного газового гиганта обнаружение такого мелкого тела — это просто фантастика.
                                                                                                                                                    «Есть мнение», что как раз таки спутники газовых гигантов — это наиболее распространённые «дома» для жизни. Потенциально возможно, что даже в нашей Солнечной системе пара-тройка спутников населена (не Ио единым, у того же Юпитера ещё Европа есть, её считают наиболее перспективной, потом Сатурн ещё).
                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                      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.
                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                        Ещё раз: Европа сейчас рассматривается как один из главных кандидатов для поиска внеземной жизни. Масса Европы — 0,8% от массы Земли, почти вдвое меньше, чем у Ио…
                                                                                                                                                        Также жизнь считается возможной на Ганимеде.
                                                                                                                                                        У Сатурна жизнь в привычном нам виде (рассматривается возможность жизни на Титане, но это будет жизнь с альтернативной биохимией, а не привычная нам) хотят попробовать найти на Энцеладе.
                                                                                                                                                        Никакая атмосфера там не нужна, жизнь возникает и развивается исключительно в воде, закрытой от космоса многокилометровым слоем льда. Источником энергии для жизни является, например, хемосинтез, как в наших земных "чёрных курильщиках".
                                                                                                                                                          +1
                                                                                                                                                          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.
                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                            Если вы берёте на Земле полдень на экваторе в ясный день, то тогда будьте добры и океанское дно брать возле чёрного курильщика, где под диким напором бьёт вода с температурой 300+ градусов, обогащённая «топливом» для хемосинтезирующих организмов… А то сравнивать среднее на Ио с пиковым на поверхности Земли — это «немного» неправильно.
                                                                                                                                                            Если брать, например, Сочи, то там в среднем за год приходится 155 Вт/м^2 солнечной энергии. Разумеется, это всё ещё гораздо больше, чем на спутниках газовых гигантов, но наглядно показывает, что среднее и пиковое — это вещи сильно разные.
                                                                                                                                                            Кроме того, кто сказал, что развитие должно быть быстрым?.. Жизнь в другой звёздной системе могла появиться на пару-тройку миллиардов лет раньше нашей!
                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                      Немного оффтоповый (и, наверно, глупый) вопрос, может, лучше подошел бы к одной из прошлых частей.
                                                                                                                                                      У меня по ядерным и прочим нехимическим двигателям такого рода сложилось такое впечатление, что придумывающие их инженеры слепо следуют по стопам обычного химического двигателя. Реактор (ядерный, термоядерный, изотопный, вакуумный генератор имени Императора и т.д.) вырабатывает тепло либо электричество, дальше это тепло используется для того, чтобы нагреть рабочее тело до высокой температуры (и испарить, если оно уже изначально не газ), и затем выбросить через сопло. По сути, имеем тот же самый старый добрый ракетный двигатель, только с рабочим телом, которое не является смесью горючего и окислителя.
                                                                                                                                                      Но, при таком подходе, во-первых, нам нужно сначала разогреть рабочее тело до нехилой температуры в тысячи кельвинов, во-вторых, кпд такого движка все-таки довольно низок. Насколько я понял из того, что я читал, на кпд ракетного движка влияет даже такой параметр, как количество атомов в молекуле продуктов сгорания и форма этой самой молекулы — например, если у нас в качестве выхлопа чистый гелий, то у его атомов ровно три степени свободы — движение по осям x, y, z (которые могут быть переведены в полезный импульс). Если у нас выхлопом идет вода, то там кроме этого есть разные вращения и колебания молекулы, которые тоже составляют часть ее тепловой энергии, но от которых нам ни тепло, ни холодно (в смысле импульса, который приобретает наш корабль за счет истечения 1 кг рабочего тела при температуре n кельвин).
                                                                                                                                                      А что если (правда, сгодится наверно только для уже вышедшего в космос корабля) поставить на корабле рельсотрон и в качестве рабочего тела использовать чугуниевые болванки, которые этот рельсотрон будет очередями выстреливать назад? С одной стороны, получение электричества и разгон болванок на рельсе тоже процесс далеко не со 100% кпд, с другой стороны, нам не надо разогревать/испарять рабочее тело (хотя в процессе выстрела, оно, конечно, несколько разогреется за счет проходящего через него тока), и большая часть вбуханной в рабочее тело энергии будет таки направлена на разгон корабля (а не, например, дальнейшее расширение струи горячего газа в вакууме, ибо болванкой как выстрелил, так она и летит, ближе к хорошо сфокусированному пучку частиц, чем к струе газа). Интересно, может ли такой вариант быть выгодным?
                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                        КМК ускорять рабочее тело путем прохождения его через активную зону реактора, это на самом деле большой прогресс. Вы ведь не хотите сделать орбитальный паровоз — кипятить в активной зоне воду, паром крутить генератор, электричеством разгонять рабочее тело…
                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                          Не факт, что лучший вариант — уран-то плавится при температуре всего тысяча с небольшим градусов, так что даже для химических реакций будет слабоватый выхлоп по выходной скорости рабочего тела, а разогнать болванку до пары-тройки километров в секунду рельсы вроде умеют.
                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                            Ну и пусть себе плавится, он ведь от этого делиться не прекращает.
                                                                                                                                                              0
                                                                                                                                                              Ну так чистый уран и не используется, в основном оксиды, реже нитриды и карбиты. Там температуры плавления за пару-тройку тысяч К переваливают. В РД-0410 рабочее тело грелось до 3000К.
                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                            Сейчас мы имеем цепочку: ядерная энергия -> тепловая энергия -> кинетическая энергия рабочего тела. С КПД порядка 50%, кстати.
                                                                                                                                                            Вы хотите заменить её на цепочку: ядерная энергия -> тепловая энергия -> кинетическая энергия (вращение вала турбины) -> электрическая энергия (которую тоже нужно несколько раз преобразовать в плане правильных параметров по напряжению и току) -> кинетическая энергия рабочего тела. Вы правда думаете, что ваш вариант эффективнее?..
                                                                                                                                                              0
                                                                                                                                                              Ну, ионные движки вроде тестировали, а они как раз примерно так и работают — сначала (как-то) получается электричество, потом рабочее тело ионизируется, разгоняется и выбрасывается наружу за счет этого электричества. По крайней мере в этой области, если вместо ионизированного вещества кидать с рельсы железные болванки — можно ли получить профит? (ибо вещество не надо испарять, ионизировать, не надо хитрой схемы, которая этот пучок разгоняет и фокусирует — всего лишь две рельсы и болванка)
                                                                                                                                                              (И нет, не думаю, что мой вариант эффективнее, просто интересуюсь, задумывался ли кто-нибудь о таком варианте)
                                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                                Скорость газа в ионных двигателях — 15 км/с и более (бывает 50-70 км/с).
                                                                                                                                                                Скорость, которую развивают на рельсотронах — 2,5-4,5 км/с, т.е. как у обычных химических ракетных двигателей. Есть надежды получить 6-8 км/с. Но это именно надежды, в то время как на ЯРД скорость газа в 8+ км/с реально получали. Поэтому такая конструкция не имеет смысла.
                                                                                                                                                                Я уж молчу про массу рельс и их ресурс…
                                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                                Смотря какие у нас требования и что конкретно считать «эффективным».
                                                                                                                                                                Если, например, под эффективностью мы понимаем КПД реактивного движителя (т.е. доля энергии, перешедшей в кинетическую энергию корабля, от общих энергозатрат на реактивное движение), то нам нужен двигатель с переменной скоростью истечения. В этом случае мы сможем получить максимально возможное количество движения (импульс) на каждый кг рабочего тела.
                                                                                                                                                                Поясню: при выбросе рабочего тела ускоряется не только корабль, но и струя (в обратную сторону). В идеальном случае нужно, чтобы скорость истечения в точности равнялась текущей скорости корабля в направлении ускорения (в системе отсчёта, связанной с центром масс местной гравитационной ямы). Тогда кинетическая энергия топлива после выброса окажется равной нулю (топливо остановится относительно Земли или Солнца), а вся энергия пойдёт в разгон корабля.
                                                                                                                                                                Но чисто тепловые двигатели не умеют варьировать скорость истечения в сколько-нибудь значимых пределах. Ионные — пожалуйста.
                                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                                  Я, кажется, чётко написал, что КПД преобразования в энергию рабочего тела…

                                                                                                                                                                  Ну а вам советую рассмотреть момент старта: в этом случае, по вашему, наиболее эффективным будет ничего не делать, скорость истечения должна быть равна нулю.
                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                    Не понял в чём проблема: эффективнее всего действительно до старта ничего не делать.
                                                                                                                                                                    Обратный вариант: рассмотрите классическую ракету в момент начала отрыва от стола. Двигатели уже работают почти на номинале, тяга строго равна весу, энергия улетает гигаваттами, но полезная работа (тяга умножить на перемещение) равна нулю. Т.е. КПД равен строго 0%, все 100% мощности двигателя идут на нагрев стола и атмосферы.
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      В момент старта по-вашему скорость струи должна быть равна нулю. А значит старт никогда не произойдёт.

                                                                                                                                                                      Ну ладно, чёрт с ним, вот мы уже только что взлетели. Вы правда считаете, что если мы, например, отрежем кусок сопла или снизим давление в камере сгорания, чтобы уменьшить удельный импульс в несколько раз, сбавив его до текущей скорости ракеты относительно Земли, то эффективность от этого возрастёт?..
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Это работает для двигателей, нормально умеющих изменять скорость истечения — читай, кулоновских или лоренцовских эрд.
                                                                                                                                                                        Для тепловых двигателей очень часто для первых ступеней берут топливо с более низким УИ (пороховые стартовые ускорители, РД-701 и т.п.). Идея в том, что при той же фиксированной мощности мы имеем ниже скорость истечения, но больше массовый расход и соответственно тягу. Ну и да, надвигаемые в полёте насадки на сопло.
                                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                                          Вот, допустим, летит наш ЭРД от Земли к Сатурну, делая попутно гравитационный манёвр у Юпитера. Вы скорость относительно чего считать собираетесь: Земли, Юпитера, Сатурна или Солнца?..

                                                                                                                                                                          У первых ступеней выбирают топливо с большей плотностью, а не меньшим УИ. Меньший УИ — это то, с чем приходится мирится ради плотности.
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Это попытка доказать, что КПД здесь не имеет смысла, не так ли?
                                                                                                                                                                  +1
                                                                                                                                                                  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.

                                                                                                                                                                  У этой идеи есть немало более продвинутых вариаций: en.wikipedia.org/wiki/Direct_energy_conversion
                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                    Ну типа того, да, хотя я скорее пытался поинтересоваться тем, а не много ли энергии мы тратим в классическом ракетном движке, чтобы выбросить наружу струю раскаленного до пары-тройки тысяч Кельвинов газа, в котором к тому же приличная часть тепловой энергии заключена в совершенно бесполезные для нас колебательные и вращательные степени свободы молекул, вместо того, чтобы выбросить что-то типа марширующего строго в ряд в противоположном от нужного нам направления ансамбля молекул, которым по сути является выкинутая назад холодная чугуниевая болванка.
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      Много, конечно. Но не так, чтобы уж страшно. КПД ракетного двигателя на удивление высок. 70-90% энергии топлива таки переводятся в поступательную энергию газов.
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Ок, так понятно. Спасибо.
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      Если вы хотите без «брокера», то зачем вы электричество выдумываете?.. Прямо осколки деления в сопло и направляете.
                                                                                                                                                                      Есть сразу целый ряд проектов таких двигателей.
                                                                                                                                                                      Но, разумеется, их невозможно испытывать в наземных лабораториях. Вот была бы лаборатория ядерного реактивного движения где-нибудь на Луне…
                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                    Пытаются применить кумулятивный взрыв(истечение струи 10ки км/с) в ракетных двигателях?

                                                                                                                                                                    Насколько атмосфера 3. затрудняет разгон ракеты до 1й космической?

                                                                                                                                                                    Благодарю за статьи.
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      Кумулятивный взрыв — это как вариант вырабатывать электричество сжиганием топлива, а потом электричеством разгонять какую-то долю продуктов горения до высоких скоростей. Т.е. эффективность только падает из-за лишних преобразований.
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Каких лишних преобразований? Химтопливо тоже ведь производить надо, чем вв не химтопливо, вспомните пороховые р.
                                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                                          Преобразование энергии взрыва из движения всей массы газа с «малой скоростью» в движение только небольшой доли газа, но с большой.
                                                                                                                                                                          При чём тут вообще производство топлива, когда речь о создании ракеты, в которой затраты на производство топлива не имеют значения?
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Вы описываете велосипед «пульсирующий детонационный двигатель».

                                                                                                                                                                        Описывалось же в прошлых частях — взрыв это просто быстрое горение, горение ограничено энергией химических связей, а значит мы снова упираемся в Предел Пружин.

                                                                                                                                                                        По сути взлет ракеты сейчас уже и есть взрыв, просто немного растянутый во времени…
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        Если подумать, какие факторы могут помочь космической цивилизации с выходом в системное пространство:

                                                                                                                                                                        1 — Планета с высокой скоростью вращения. Большая центробежная сила на экваторе даст существенную прибавку к орбитальной скорости.
                                                                                                                                                                        2 — Крупный спутник на элиптической орбите, в идеале двойная система. Мощная приливная сила, при запуске в момент прохода перигея проще достигается точка либрации и остается лишь набирать скорость, не преодолевая гравитацию.
                                                                                                                                                                        3 — Цивилизация зарождается под поверхностью планеты с разряженой атмосферой. Экспансия таким образом, развивается за два этапа — выход на поверхность (развитие техники для работы в вакууме) и выход на орбиту (нет атмосферы — проще ракеты, всяческие рельсы и прочие ускорители).
                                                                                                                                                                        4 — Межвидовая конкуренция пошедшая по корпоративному (а не военному) пути. Один вид помогает другому покинуть планету и заселить систему, к своей прямой выгоде.
                                                                                                                                                                        5 — Маленький размер особи. Закон квадрата-куба, может помочь. Условно говоря, муравьям выйти на орбиту должно быть попроще, чем тиранозаврам. К примеру, в катастрофе шаттла «Колумбия» уцелели плоские черви.
                                                                                                                                                                        6 — Вид с высокой радиационной стойкостью, мир насыщенный радиоактивными материалами. Даст раннее освоение атома и его широкое использование (по сути, вместо угольной эры могла быть и атомная, даже на Земле, вроде как, работали природные атомные реакторы).

                                                                                                                                                                        Что бы могло помочь в экспансии вида во вселенную? Тут как то все грустно, но попробуем:

                                                                                                                                                                        1 — Возможно есть некое, удобное, расположение массивных планет без атмосферы. С тем, чтобы провести ну очень эффективный гравитационный маневр.
                                                                                                                                                                        2 — Вид не слишком ограниченный в сроке жизни (но как тогда эволюционировать до разумных), либо не завязаный на личностные характеристики (улей?).
                                                                                                                                                                        3 — Объективная угроза, (скажем ожидаемое столкновение систем) либо нарушение стабильности светила. Сработает лишь при уже достигнутом достаточном техническом уровне, КМК человечество вроде как его уже достигло, чтобы успеть за пару столетий покинуть систему.
                                                                                                                                                                        4 — Прилетят инопланетяне и все за нас (них) сделают.
                                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                                          3. Цивилизация под поверхностью не будет иметь глаз, а потому выйдя на поверхность просто не увидит, что есть ещё целая Вселенная. Их сонары, например, покажут только бесконечную пустоту.
                                                                                                                                                                          5. муравью проще выйти на орбиту, если ему ракету человек построит… Самостоятельно же он ракету построить не сможет. Скорее всего и цивилизацию-то не построит! Вы можете выплавить бронзу в количестве нескольких килограмм на обычном костре, но даже миллиграмм на огне спички не выплавишь… Множество других процессов также требует определённого минимального масштаба (вот, например, для нас проблемой является освоение термоядерного синтеза из-за необходимости в огромных установках, а цивилизация десятиметровых гигантов не понимает, какие тут вообще проблемы, у них термоядерная электростанция в гостиной помещается), который является вполне приемлемым для нас, но с точки зрения муравьёв — просто ненаучная фантастика.
                                                                                                                                                                          Кстати, сейчас есть огромная проблема со сверхлёгкими ракетами-носителями: ракета с грузоподъёмностью в 20 кг нам очень нужна из-за бума наноспутников, но она оказывается лишь в пару десятков раз дешевле, чем ракета грузоподъёмностью в 20 т… Соответственно, такие ракеты оказываются абсолютно невыгодными: за вывод на орбиту нескольких CybeSat на своей собственной ракете нужно заплатить миллионы, в то время как прицепив их в дополнение к большому спутнику на большую ракету можно сделать вывод почти что бесплатным (ракете нет особой разницы, 2000 кг у неё груза или 2020 кг).
                                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                                            А есть ли шансы у подводной цивилизации? Ведь, огня у них нет.