Комментарии 82
Сначала — освоение Марса, после — добыча астероидов близ его орбиты под потребность будущей промышленности красной планеты. Либо…
Слышал, что для добычи, в первую очередь, надо «вскрыть» ядро астероида. Здесь можно как раз убить двух зайцев — и ржавую планету разогреть метеоритным дождём, и драгоценные металлы собрать после. Обидно, правда, будет, если по какой-то ошибке камень (либо отлетевший фрагмент) прилетит в купол.
Слышал, что для добычи, в первую очередь, надо «вскрыть» ядро астероида. Здесь можно как раз убить двух зайцев — и ржавую планету разогреть метеоритным дождём, и драгоценные металлы собрать после. Обидно, правда, будет, если по какой-то ошибке камень (либо отлетевший фрагмент) прилетит в купол.
Астероиды — это мелкие куски не прошедшие дифференциацию, у них нет ядра. С ядром — это уже стокилометровые планетезимали, их вскрыть будет непросто.
Действительно, упустил. В таком случае — почистить от пыли таким образом)
А насколько сложно найти астероид, прицепить к нему двигатели для вывода на стабильную орбиту и организовать космическую станцию на астероиде?
При этом можно потихоньку его разрабатывать, увеличивая место, плюс исследования, плюс сразу защита неплохая?
Или это бредовая идея?
При этом можно потихоньку его разрабатывать, увеличивая место, плюс исследования, плюс сразу защита неплохая?
Или это бредовая идея?
Станция в астероиде — это давняя идея, но пока потребности такой нет. Плюс астероид — не монолит, сам по себе не даст герметичность.
Монтажной пеной обмазать?
Но астероид дает защиту от других астероидов, плюс даже какую-то гравитацию если большой? С Земли столько не натаскаешь?
Можно вкладываться на перспективу в относительно недорогие проекты, вроде мини-зонда. высаживающегося на астероид и красящего его регулярно то в белый то в черный так, чтобы солнышко его притормаживало и разгоняло куда требуется. Так постепенно можно его на Марс направить или на более удобную орбиту сгонять, где сортировать, тросами сшивать, перерабатывать планомерно.
Нужны фантастические технологии типа наноассемблера. На астероид доставили модули по переработке (возможно микроскопические), и далее они в автоматическом режиме разбирают исходный материал до атомов и формируют новые материалы и механизмы.
Но с такими модулями и астероиды не нужны, с запасом хватит земных ресурсов, полная переработка, но очень энергоемкая.
Для исследований достаточно несколько образцов материала, далее они все одинаковые, космическая станция вряд ли будет иметь ценность. Лунная космическая станция будет полезней, объект защищен, есть гравитация.
Но с такими модулями и астероиды не нужны, с запасом хватит земных ресурсов, полная переработка, но очень энергоемкая.
Для исследований достаточно несколько образцов материала, далее они все одинаковые, космическая станция вряд ли будет иметь ценность. Лунная космическая станция будет полезней, объект защищен, есть гравитация.
Нужны в качестве топлива, я не знал названия, но пришёл к тому же выводу. Не водород же 100-км «сачком» из вакуума собирать, действительно.
Не имеет смысла таскать с поверхности шарика куски железа используя гигантские ресурсы и энергозатраты, это просто нелогично и невыгодно, весь выхлоп — научно-исследовательский, орбитальные заводы построенные таким способом будут золотыми.
Вариант который сам собой напрашивается — как раз «переработка всего во всё», причём на месте и старт с Луны или вообще прямо с базы, т.к. гравитация. Своеобразный «bootstrap on location» из маленького модуля.
И да, я бы дал ещё лет 100 до этих самых синтезаторов (в пром. масштабах, разумеется, не разработки сферического синтезатора в вакууме)
Не имеет смысла таскать с поверхности шарика куски железа используя гигантские ресурсы и энергозатраты, это просто нелогично и невыгодно, весь выхлоп — научно-исследовательский, орбитальные заводы построенные таким способом будут золотыми.
Вариант который сам собой напрашивается — как раз «переработка всего во всё», причём на месте и старт с Луны или вообще прямо с базы, т.к. гравитация. Своеобразный «bootstrap on location» из маленького модуля.
И да, я бы дал ещё лет 100 до этих самых синтезаторов (в пром. масштабах, разумеется, не разработки сферического синтезатора в вакууме)
Для того чтобы разобрать материал по атомам — его достаточно нагреть как следует. И отсортировать по температуре конденсации.
Ну а дальше смотря что собирать, настолько и «нано» сборщик нужен.
Ну а дальше смотря что собирать, настолько и «нано» сборщик нужен.
Живые организмы без нагрева могут разбирать многие вещества простыми химическими реакциями, или делать фотосинтезом сложные органические вещества и сложные конструкции. Нагрев, конечно, проще, но многие реакции можно будет делать не затратно, создавая определенные условия и подбирая катализаторы. У химиков миллиарды химических реакций описаны, все со своими особенностями.
Могут. Но долго, и всё равно энергию надо.
Для астероидов наверно будет оптимальней сначала разобрать на простые вещества и соединения, и потом уже химически работать с ними.
Для астероидов наверно будет оптимальней сначала разобрать на простые вещества и соединения, и потом уже химически работать с ними.
В некоторых случаях биотехнологии окажутся выгоднее, если, например, есть достаточно воды и надо выделить потенциально редкий, но необходимый продукт, например, калий или фосфор. В этом случае может быть выгодно сначала заставить развиваться некую водоросль, или грибы, которые извлекут из сырья нужное, а потом отделив биомассу, работать с остатком.
Жизни нужны условия: атмосфера, давление, температурный баланс, вода та же. Пока биосистемы проигрывают в космосе обычным железкам в силу неэффективности, нестабильности и повышенным рискам. Пока практика говорит, что эту штуку надо в домну кидать.
Вообще-то, в данном случае я имел в виду искусственные, даже, пожалуй, инженерные системы в биореакторах. Тогда, например, на астероидах можно будет с помощью биотехнологии извлекать микроэлементы, которые обычными технологиями при имеющейся концентрации добывать невыгодно. Параметры среды в биореакторе с параметрами среды его окружающей связаны слабо.
Да, но на поддержание параметров среды в биореакторе тоже придется потратить энергию. И готовые биореакторы не растут на ферме. Точнее растут, но коровы еще не научились грызть камни. Что будет сложнее и энергозатратнее: завод-испаритель астероидов или биореактор-пожиратель астероидов?
А почему они у вас антагонисты? Завод, добывающий выпаривающий воду и добывающий топливо намного проще, и появится намного раньше, но потом колонии на Марсе и астероидах столкнётся с необходимостью пополнения запасов, например, фосфора, которого и на Земле не очень много. В перспективе некоторые элементы станут очень дефицитными. Снабжать ими Землю я пока не предлагаю (пока не найдены богатые их месторождения), но некоторые микроэлементы, необходимые как нам, так и с/х оранжереям колонии и поселения вполне смогут добывать сами с использованием биотехнологий.
Основная проблема — вес такой станции. Маленький астроид не дает никаких преимуществ, большой — не нужны пока такие станции.
А вес — это затраты на перемещение.
А вес — это затраты на перемещение.
Главная проблема — масса астероида. Мы можем двигать космические аппараты массой в сотни килограммов, но это довольно сложно и каждый запуск за пределы орбиты Земли это событие. Астероид весит тонны, десятки, сотни, тысячи тонн — как двигать такую массу пока не знает никто. Тем более, что изменение орбит и придача ускорений для таких масс это большой период времени. Всё в сумме получается большой и пожалуй сегодня нерешаемой технической задачей.
Вроде, давно знают. Проблема только в наличии мощного источника энергии — солнце не везде есть, а с термоядом пока все не очень классно. И притащить это еще надо как-то туда.
Как показывают полёты к реальным астероидам — среди них мало монолитных, в основном «куча щебня» разнообразного размера.
Можно нагрести посильной для перевозки массы.
Можно нагрести посильной для перевозки массы.
Опять это распространенная ошибка, что небесные тела надо разрабатывать в виде сырья для Земли. Нет, никоим образом, для Земли когда и если так это продукт с высокой добавочной стоимостью произведенный во внеземелье, все разработки астероидов, вода с них, металлы и сплавы, даже углеводороды с Титана это все для нужд развития человечества во внеземелья, производство машин и механизмов, ракетного топлива, электроники аддитивными технологиями это все должно быть ориентировано вовне, никак не нужно строить планетолет «Ностромо» и везди на Землю руду с астероидов или углеводороды с Титана.
>> никак не нужно строить планетолет «Ностромо» и везди на Землю руду с астероидов или углеводороды с Титана
Ну почему не нужно. Когда солнечная система будет являть собой заселенную человеком от Венеры до Европы (и дальше) цивилизацию, можно будет и превратить Землю в заповедник с запретом добычи природных ископаемых.
Ну почему не нужно. Когда солнечная система будет являть собой заселенную человеком от Венеры до Европы (и дальше) цивилизацию, можно будет и превратить Землю в заповедник с запретом добычи природных ископаемых.
Даже в этом случае выгоднее везти готовые изделия или компоненты. Хотя бы потому что в любой от руды (даже от почти чистого метеоритного железа) в готовом изделии остаётся дай бог чтобы половина.
Да и сама обработка руды более грязный процесс, чем её добыча — так что в «заповеднике Земля» скорее запретят именно переработку и производство, чем добычу (а добыча просто станет бессмысленной)
Т.е. будут орбитальные/лунные (в широком смысле — там Веста, Церера и проч) заводы — будет и разработка астероидов.
Да и сама обработка руды более грязный процесс, чем её добыча — так что в «заповеднике Земля» скорее запретят именно переработку и производство, чем добычу (а добыча просто станет бессмысленной)
Т.е. будут орбитальные/лунные (в широком смысле — там Веста, Церера и проч) заводы — будет и разработка астероидов.
В таком случае и индустрию на Земле не имеет смысла держать. Банально всё делать на орбите.
Кроме того, сама Земля содержит тот же состав химических элементов, что и окрестные космические тела
Всегда убивало в фильмах про инопланетян: «О боже, это изготовлено из металла которого нет на земле».
Разве нет такой возможности? Я так понимаю есть вероятность получения долгоживущего металла, дальше по таблице.
Ну у меня хоть и трояк по химии, но нет. Там все занято. Не впихнешь. А то что синтезировали последние лет 30, живет не дольше секунды.
Ну всё таки есть мнение что можно
Ага. Трансурановые, и живут сотни секунд! От периодического закона не уйти. Настолько он гениален.
А если подумать? Элементы на астероидах такие же, то есть то же железо/никель/платина есть на земле. А бронза/латунь/мельхиор/константан/пермаллой есть на астероидах? Представьте, что вы умеете делать сплавы меди/цинка/олова типа бронзы и латуни, умеете обрабатывать железо, и тут кто-то приносит на землю легированную нержавеющую сталь… и «О боже, это изготовлено из металла которого нет на земле». Следует воспринимать как «Мы пока не умеем производить такой сплав (металл XD) — на земле его нету»
В гипотетической вселенной да. Но давайте рассматривать это в нашей вселенной и с нашим же багажом знаний. А то будет как в железном человеке, он повертел, покрутил — и на тебе новый химический элемент.
Прочитайте ещё раз мой комментарий. Никто не говорит, что в таком-то веке пользовались сплавными инструментами из бронзы. Говорят «металлическими». Сталь — это металл? — нет, это по сути сплав железа и углерода. Или про нож, который тупится от пары использования говорят, что он из плохого металла. Но на самом деле это тоже сплав. Поэтому чаще всего, когда говорят «из металла, которого нет на земле», имеют в виду сплав, который на земле (пока) не известен. В начале прошлого века нитинол не был известен, не были известны его свойства. В тот момент он был неизвестен этого металла (сплава) не было на земле. Так что пришельцы, явно обогнавшие нас по уровню развития, раз пришли, могли использовать сплавы (металл), которых нет на земле, но которые можно получить, например, в условиях микрогравитации.
Понятно, что химические элементы на Земле те же, что и в космосе. Однако я не исключаю, что какие-то химические соединения (а также сплавы или ещё какие-нибудь смеси) не могут быть изготовлены на Земле по причине сильной гравитации, но могут быть изготовлены в космосе.
например в невесомости можно сплавить алюминий со сталью, вот вам и металл, которого нет на земле.
Наверное глупый вопрос, но чему только в невесомости? Я так понимаю, что у них разная плотность и потому на Земле мешает гравитация. Но неужели это никак нельзя решить?
Он будет состоять из химических элементов которые давно известны на Земле. И уважаемый saag, почитайте что такое металл. Это все же химический элемент.
Меня больше убивает рен-тв-шная сентенция «оказалось что оно состоит из неизвестного науке сплава».
То есть для достижения астероида и возвращения на околоземную орбиту космическому аппарату потребуется запас топлива, которое позволит набрать скорость 1 км/с (0,5 км/с на разгон и 0,5 км/с на торможение). Для сравнения, для достижения и посадки на Луну требуется запас на 3,5 км/с.Тут наверно правильнее уточнить, что эти 0.5 и 3.5 — прибавка сверх второй космической, а не с НОО.
Ну, может разработают движитель по типу VASIMR, который будет работать на массе самого астероида. Тогда он сможет его переместить на более подходящую орбиту, хотя это и займёт месяцы/годы. Правда придется в начале произвести подготовительные работы по армированию тела, или в сетку завернуть. Да и с ориентацией и правильным движением будут серьёзные проблемы из-за вращения. Но, думаю, ничего не разрешимого. Вот только экономическая целесообразность довольно туманна.
Еще можно рассмотреть астероиды что проходят рядом с другими планетами или даже рядом с Солнцем. При небольшом изменении траектории можно совершить гравитационный маневр, или серию гравитационных маневров и вывести астероид на околоземную орбиту.
Можно попробовать произвести столкновение с Марсом, возможно это повысит его температуру и давление атмосферы. В зависимости от размера астероида.
Можно попробовать произвести столкновение с Марсом, возможно это повысит его температуру и давление атмосферы. В зависимости от размера астероида.
К Солнцу подлететь гораздо сложнее, чем к Плутону по затратам энергии. Потому что чтобы улететь на бесконечность, нужно нарастить скорость sqrt(2)-1 относительно орбитальной Земли (чуть меньше 12,4 км/с), а чтобы плюхнуться на Солнце, надо потерять почти полную орбитальную скорость Земли (почти 30 км/с)
Чтобы просто упасть на Солнце, можно провести гравитационный маневр у Земли или Венеры, как это делал зонд Паркер, для экономии топлива. Если нужно траектория просто пройдет через центр Солнца и произойдет столкновение.
Как бы это объяснить…
Представьте что Вы находитесь на аттракционе «Сюрприз», где Вас раскручивают и центробежная сила прижимает Вас к краю аттракциона. Какой именно «гравитационный» маневр, как Вам видится, нужно совершить Вашему телу, чтобы попасть в самый центр аттракциона?
P.s.Могу дать варианты ответов:
1. Нужно подпрыгнуть в направлении центра
2. Заплатить смотрящему, чтобы он подтолкнул Вас к центру
3. Снизить скорость Вашего вращения.
Догадаетесь сами какой ответ верный или нужно объяснить?
Так вот скорость Вашего «вращения» в данный момент времени 30 км/сек. Примерно такую дельта-В Вам предстоит «затратить», чтобы всё же «упасть» на Солнце.
Представьте что Вы находитесь на аттракционе «Сюрприз», где Вас раскручивают и центробежная сила прижимает Вас к краю аттракциона. Какой именно «гравитационный» маневр, как Вам видится, нужно совершить Вашему телу, чтобы попасть в самый центр аттракциона?
P.s.Могу дать варианты ответов:
1. Нужно подпрыгнуть в направлении центра
2. Заплатить смотрящему, чтобы он подтолкнул Вас к центру
3. Снизить скорость Вашего вращения.
Догадаетесь сами какой ответ верный или нужно объяснить?
Так вот скорость Вашего «вращения» в данный момент времени 30 км/сек. Примерно такую дельта-В Вам предстоит «затратить», чтобы всё же «упасть» на Солнце.
Ну, для полета к «центру аттракциона» всё-таки используют гравитационные маневры. Но это значительно увеличивает длительность полета. Плюс, если уж мы хотим достичь Солнца не обязательно на него падать, можно проложить через него траекторию и врезаться.
Улетаете по высокоэллиптической траектории за орбиту Нептуна, гасите там пару км/с, падаете на Солнце по прямой.
Что то совсем не ясно, о какой высокоэллиптической орбите речь, если получается параболическая. Просто проверим.
Допустим вы покинули сферу действия Земли, автоматически попали на эллиптическую орбиту относительно Солнца. Сделали коррекцию, разогнались для достижения апогелия в районе орбиты Нептуна, и там сбросили 2 км/с. Посчитаем.
Радиус в афелии примем средней орбитой Нептуна, 4,5 E+12, в перегелии — больше радиуса Солнца (7 E+8).
Определим параметры орбиты (эллипс): а=2,23035 E+12, e=1 (0.9996889), b=5.61 E+10
Тогда скорость в афелии sqrt(G*M/a)=7679.62 м/с
Если сбросили 2 км/с, то было 9679.62 м/с, определим параметры траектории выведения. (обратный расчет)
a=1,4165 E+12, радиус перегелия...-1,67 E12.
Как видите, отрицательный радиус говорит, что перелетная траектория не эллиптическая. Поэтому и спрашивал — разгоняться до параболических скоростей?
Допустим вы покинули сферу действия Земли, автоматически попали на эллиптическую орбиту относительно Солнца. Сделали коррекцию, разогнались для достижения апогелия в районе орбиты Нептуна, и там сбросили 2 км/с. Посчитаем.
Радиус в афелии примем средней орбитой Нептуна, 4,5 E+12, в перегелии — больше радиуса Солнца (7 E+8).
Определим параметры орбиты (эллипс): а=2,23035 E+12, e=1 (0.9996889), b=5.61 E+10
Тогда скорость в афелии sqrt(G*M/a)=7679.62 м/с
Если сбросили 2 км/с, то было 9679.62 м/с, определим параметры траектории выведения. (обратный расчет)
a=1,4165 E+12, радиус перегелия...-1,67 E12.
Как видите, отрицательный радиус говорит, что перелетная траектория не эллиптическая. Поэтому и спрашивал — разгоняться до параболических скоростей?
Вы где-то ошиблись. Орбитальная скорость Нептуна 5,4 км/с. Следовательно в апогее любой эллиптической орбиты, расположенном на такой же высоте, скорость будет меньше этого значения.
Никакой ошибки. Скорость определяется не апогеем, а большой полуосью, это вытекает из 3 закона Кеплера. Чем меньше полуось, тем выше будет линейная скорость.
Так как изначально решили, что перегейная точка вблизи Солнца, то большая полуось примерно половина среднего радиуса Нептуна.
В том то и дело, что я давал расчеты не «на глазок», а хоть и грубым, но расчетом. В личку скину формулы чуть подробнее, можете сами перепроверить
Так как изначально решили, что перегейная точка вблизи Солнца, то большая полуось примерно половина среднего радиуса Нептуна.
В том то и дело, что я давал расчеты не «на глазок», а хоть и грубым, но расчетом. В личку скину формулы чуть подробнее, можете сами перепроверить
Скорость где определяется большой полуосью?
Возьмем круговую орбиту. В любой ее точке замедлимся — она станет апогеем новой орбиты, противоположная — перигеем. Ускоримся — наоборот.
7 км/с (в любую сторону) на высоте орбиты Нептуна даст нам орбиту, наивысшая точка которой будет явно намного выше. 2 км/с — как раз опустит перигей куда-то в район внутренних планет.
Cкорость в наивысшей точке орбиты меньше чем в любой другой.
Эх, ну зачем вы…
Да, я действительно упростил расчет, мне было интересно — проверяет ли его кто то ))) хотел в личку вам написать, чтобы пока не писали ничего, глянуть, на что именно ориентируются люди.
Ну, а если уж серьезно, то ситуация конечно похуже. Сейчас попробую накидать, раз уж остальные не подключились
Да, я действительно упростил расчет, мне было интересно — проверяет ли его кто то ))) хотел в личку вам написать, чтобы пока не писали ничего, глянуть, на что именно ориентируются люди.
Ну, а если уж серьезно, то ситуация конечно похуже. Сейчас попробую накидать, раз уж остальные не подключились
У вас формула скорости неправильная. Как видите, она у вас не зависит от расстояния, зависит только от большой полуоси. Потому что это формула для скорости на круговой орбите, а не эллиптической. Если вы возьмёте правильную формулу, у вас получится, что скорость в афелии 0,096 км/с, то есть 96 метров в секунду, на описанной вами орбите. Погуглите «vis-viva equation»
По грубому прикиду около 1350-1400 будет. Если брать скорость выхода 11,2 км/с, плюс скорость Земли порядка 30 км/с, то учитывая V*R=const получается 1370. Так что формально сбрасывать придется сильно меньше.
Но реально все несколько сложнее. Выгоднее всего лететь в прогнозную при почти полном противостояния относительно прогноза, тогда вся скорость Земли добавится к носителю. Придется выходить на перегелии перелетной траектории, что формально не выгодно, но так как там вектор скорости Земли совпадает с касательной к эллипсу, и она раза в 3 больше скорости корабля, это себя окупит.
Итак, радиусы перелетного эллипса 4,50E+12 и 1,50E+11, значит a=2.325E+12, а е=0,93548
Получим (как и оценивали выше) ту же скорость 1370 м/с, но из-за изменения e лететь придется дольше — около 30 лет только до орбиты Нептуна. А суммарно такое сведение потребует почти 60 лет…
Но реально все несколько сложнее. Выгоднее всего лететь в прогнозную при почти полном противостояния относительно прогноза, тогда вся скорость Земли добавится к носителю. Придется выходить на перегелии перелетной траектории, что формально не выгодно, но так как там вектор скорости Земли совпадает с касательной к эллипсу, и она раза в 3 больше скорости корабля, это себя окупит.
Итак, радиусы перелетного эллипса 4,50E+12 и 1,50E+11, значит a=2.325E+12, а е=0,93548
Получим (как и оценивали выше) ту же скорость 1370 м/с, но из-за изменения e лететь придется дольше — около 30 лет только до орбиты Нептуна. А суммарно такое сведение потребует почти 60 лет…
Эх, жаль что только двое отреагировало ))) Зато может хоть кому то покажется полезным и из интереса решит сам считать.
Главные составляющие кометных ядео — органика и камни. На лёд остаётся 10-25 % массы
"Основных типов астероидов три: каменные, железо-каменные, металлические (железные)."
- класс C, ассоциированный с углистыми хондритами, забыт, хотя их больше всего
<сарказм>Ой, да что все эти учёные понимают!
Поиграли бы вон в Space Engineers и всё бы поняли, как надо добывать ресурсы на астероидах… всему их учить надо. Там даже в воркшопе есть готовые модельки «бурильщиков»… глупые, глупые учёные :(</сарказм>
Поиграли бы вон в Space Engineers и всё бы поняли, как надо добывать ресурсы на астероидах… всему их учить надо. Там даже в воркшопе есть готовые модельки «бурильщиков»… глупые, глупые учёные :(</сарказм>
С одной стороны статья верная, но она плохо раскрывает альтернативные возможности. А они были — начиная с доклада "Asteroid Retrieval Feasibility Study", из которого потом выросла программа Asteroid Redirect Mission, о которой писали и на Хабре.
К сожалению, эти возможности по развитию космической индустрии пока не получили поддержки. Точнее, все необходимые для такой поддержки средства были выброшены в топку Senate Lunch System, и вот это должно быть уроком. Программа искусственного сохранения устаревших технологий ради стабилизации занятости, на самом деле оборачивается торможением технологий, не достигает заявленных целей и препятствует повышению качества рабочей силы. Аналогичные процессы происходят и в нашей индустрии.
К сожалению, эти возможности по развитию космической индустрии пока не получили поддержки. Точнее, все необходимые для такой поддержки средства были выброшены в топку Senate Lunch System, и вот это должно быть уроком. Программа искусственного сохранения устаревших технологий ради стабилизации занятости, на самом деле оборачивается торможением технологий, не достигает заявленных целей и препятствует повышению качества рабочей силы. Аналогичные процессы происходят и в нашей индустрии.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Почему добыча ресурсов на астероидах — это сложно?