Колонизация солнечной системы - тактика и стратегия

Цитата: Свой от 05.10.2011 18:14:53
Сиречь, для дирижабля радиусом 300 метров поле в 50 гауссов должно быть безопасно/достаточно во всех отношениях -- как для экипажа, так и в качестве защиты от солнечного излучения?
У Земли оно, по слухам, в сто раз слабее.
Я никакой фатальной глупости не говорю? Уж простите за наивные вопросы -- первый раз сталкиваюсь.  :-[

Кроме магнитного поля, у Земли есть еще одна, не менее важная, "защитная рубашка" - атмосфера.  Энергия протонов при солнечных  вспышках не превышает 500 Мэв. В отсутствии - еще меньше. При энергии в сотню Мэв, протон тратит, примерно, 2-3 Мэв на 1 г/см2.  "Толщина" атмосферы - 1000 г/см2. Так, что - "но пасаран!"...    :)  У галактического излучения - спектр жестче: максимум, порядка 1-2 Гэв. Но плотность потока мала: единицы протонов на см2/сек.  Атмосфера тоже заметно ослабляет.  Вторичное излучение - тоже ослабляется не хуже.
Так что, в Венерианской атмосфере, где у вас дирижабль будет плавать - может быть и не так страшно с радиацией будет.

Цитата: Свой от 05.10.2011 18:14:53
А еще -- мне совершенно неожиданно предложили за эту идею заплатить. При условии, что я успею красиво ее "нарисовать" в срок до 20 ноября.
Если клиенту понравится и захочет еще -- можно будет подумать и про Европу.  :)

В качестве бесплатного предложения: для дополнительной радиационной защиты - кабину экипажа разместить внутри дирижабля.    :)

Цитата: Дозик от 05.10.2011 21:31:40
В качестве бесплатного предложения: для дополнительной радиационной защиты - кабину экипажа разместить внутри дирижабля.    :)

тогда уж проще закрыть дирижопль от солнца самой венерой . )
то есть тусоваться только на ночной стороне этой дамы . )

Цитата: Dobryаk от 05.10.2011 16:21:14
Если не гоняться за двойками, то можно порассуждать так:
Для частицы, движущйся в магнитном поле с напряженностью В по траектории с радусом R, ее импульс равен (c = скорость света)
p = B*R/c       (***)
Грубо говоря, какой  интеграл
\int B*dl
набрался вдоль траектории частицы, частицу с импульсом (***) и откинет в сторону магнитным полем.
Если человек сидит в капсуле внутри соленоида с полем B и радиусом R, то для частиц летящих не совсем по оси соленоида этот интеграл по траектории будет порядка B*R.
Чтобы не мучать себя понапрасну системами СГС и СИ, скажем так:
При полях около Килогаусса (оно же Тесла) радиус 1 метр отвечает импульсу примерно 500 МэВ/с.
Предадимся нашим мечтам: корабль мы хотим радиусом метра 3. В таком магните хорошо бы полста гаусс обеспечивать...  Для полста гауссов тогда имею экранировку от частиц с импульсами эдак до 80 МэВ/с, или для протонов с кинетической энергией до 3 МэВ. Мало? Маловато...
Со ста гауссами уже 12 МэВ, с 200 гауссами уже полста МэВ.  

сидеть в нутре соленоида непрактично и для здоровья не безопасно .
а вот если защита сделана из множества соленоидов в виде пустотелых (экономим массу) колец (тор) ? обмотка - сверхпроводник . внутренний радиус - 5\7 см .

Огромное спасибо всем ответившим!
Знающий человек за минуту способен сказать больше, нежели дилетант за год раскопает.
К счастью, подробных инженерных расчетов от меня никто не требует. Скорее -- обоснования, зачем это современному человеку может быть нужно?..

Цитата: Свой от 05.10.2011 18:14:53
..................

Все намного проще: мой интерес к Венере оказался никому непонятен, так что и беседа не заладилась.
А зацикленность на ней связана -- для меня -- с ее энергонасыщеностью. На Европе со светом и электричеством будет беда. На Венере -- только успевай ветрогенераторы высовывать. Стабильная скорость ветра от 10 до 400 км/ч в зависимости от высоты.
А еще -- мне совершенно неожиданно предложили за эту идею заплатить. При условии, что я успею красиво ее "нарисовать" в срок до 20 ноября.
Если клиенту понравится и захочет еще -- можно будет подумать и про Европу.  :)

Если на самом деле интерес не в сугубо Венере (как мне вначале это показалось), а в энергетике, то далеко и летать то совершенно и не нужно:

"
Высотные струйные течения, извивающиеся потоки очень сильных ветров, находятся на высотах 7-16 км. Их скорости в 10 раз превышают скорости приповерхностных ветров. Существует два типа течений – полярные, существующие в средних широтах на высоте 7-12 км, и более слабые, субтропические течения на высотах 10-16 км. Несмотря на некоторые сезонные сдвиги, потоки воздуха в течениях остаются относительно постоянными в обоих полушариях. В идеале, говорят ученые, необходимо находиться на высоте струйных течений, более 9 км, где ветры дуют намного сильнее и они более постоянны, чем близповерхностные ветры. Ветры струйных течений в 10 раз быстрее, чем поверхностные ветры, благодаря чему они более постоянны и надежны для поколения возобновляемой энергии, несмотря на их сезонные перемещения. Для накопления такой ветровой энергии предложено несколько технологий, включая воздушные змеи, которые при существующем дизайне способны вырабатывать до 40 Мвт энергии. Общая энергия мощных потоков воздуха, господствующих на высотах около 10 км, в 100 раз превышает потребности человечества, и ее можно “черпать” с помощью ветроустановок, похожих на воздушных змеев, прямо над крупными городами, такими как Нью-Йорк, Токио или Сеул.
"

"Тропосферное струйное течение — перенос воздуха в виде узкого течения с большими скоростями в верхней тропосфере и нижней стратосфере, с осью вблизи тропопаузы; в полярных широтах — также и на более низких уровнях. Длина С. Т. порядка тысяч километров, ширина порядка сотен километров, вертикальная мощность порядка нескольких километров. Максимальные скорости ветра на оси могут достигать 50 и 100 м/с; условно принимается за нижний предел 30 м/с. Сдвиг ветра в области С. Т. около 5—10 м/с на 1 км по вертикали и 10 м/с и более на 100 км в горизонтальном направлении. Имеются также и стратосферные струйные течения, до высот порядка 60 км (см. струйное течение на краю полярной ночи, экваториальное струйное течение, летнее стратосферное струйное течение).



Струйное течение над полярным фронтом в Европе 18 июня 1953 г. 1 — изотахи в м/с, 2 — изотермы в градусах."



И весь этот "парадиз" получается без необходимости  "защиты от космической радиации"...

Ну и немного про бизнес:

" Ветроэнергетическая установка вихревая
Просмотреть все предложения от
Город: Санкт-Петербург
Дата: 2009-09-19
Проект «Ветроэнергетическая платформа»
Уважаемые господа!
...."

Это просто беда какая-то  :(

При попытке просчитать параметры  э/м катапульты для вывода спутников на орбиту с Земли получилось, что при комфортном ускорении в 2q длина разгонного тракта должна быть... 5 000 км!
Длиной во всю страну!
А я так наивно верил старику Хайнлайну  :(

Если разгонный тракт ограничить хотя бы 100 километрами -- то ускорение разгона при запуске должно составлять уже 80q Не всякое железо выдержит, не то что человек.

Может, я чего-то с вычислениями напутал? Школу все-таки давненько заканчивал, почти все успел позабыть.

PS Не имея гарантированного трафика поверхность-орбита хотя бы в тонну груза в час строить такого монстра явно не имеет смысла. Это я опять к вопросу о Хайнлайне.  :)

Российские ученые обнаружили водяной пар на Марсе  ::)
Москва. 24 октября. INTERFAX.RU - Сотрудники Института космических исследований Российской академии наук обнаружили водяной пар в атмосфере практически всего северного полушария и южного полюса Марса, сообщает Роскосмос.

Открытие российских ученых опровергает "общепринятую гипотезу о том, что в чрезвычайно разреженной атмосфере планеты на таких высотах вода не может существовать в перенасыщенном состоянии", - говорится в сообщении, размещенном на сайте Роскосмоса.

Водяной пар удалось обнаружить на высоте от 20 до 50 км от поверхности планеты с помощью многофункционального оптического спектрометра SPICAM, установленного на космическом аппарате "Марс-Экспресс".
http://www.interfax.…?id=213598

Ура! Летим на Марс!  :D

Цитата: Свой от 16.10.2011 17:01:23
При попытке просчитать параметры  э/м катапульты для вывода спутников на орбиту с Земли получилось, что при комфортном ускорении в 2q длина разгонного тракта должна быть... 5 000 км!
Длиной во всю страну!
А я так наивно верил старику Хайнлайну  :(

Если разгонный тракт ограничить хотя бы 100 километрами -- то ускорение разгона при запуске должно составлять уже 80q Не всякое железо выдержит, не то что человек.

Может, я чего-то с вычислениями напутал? Школу все-таки давненько заканчивал, почти все успел позабыть.

PS Не имея гарантированного трафика поверхность-орбита хотя бы в тонну груза в час строить такого монстра явно не имеет смысла. Это я опять к вопросу о Хайнлайне.  :)

dS=Vdt

V=at

Интегрируем

Путь S = 1/2*at**2

8 км/сек при 40ж получаем 20 сек

S=1/2*400*400 = 80 км

Грузы выдержат, а человека шаттлами

Насчет трафика - естествено. Даже шаттл проектировали для трафика 20 запусков в год

Цитата: Свой от 16.10.2011 17:01:23
...
При попытке просчитать параметры  э/м катапульты для вывода спутников на орбиту с Земли получилось, что при комфортном ускорении в 2q длина разгонного тракта должна быть... 5 000 км!
...
Если разгонный тракт ограничить хотя бы 100 километрами -- то ускорение разгона при запуске должно составлять уже 80q Это я опять к вопросу о Хайнлайне.  :)
...

Предлагаю гибридный вариант.
Контейнеры с грузами выпуливать непосредственно в космос, а шатлы только в стратосферу со скоростями 3-5 М, далее пусть разгоняются собственными двигателями. Позволит избавится от первой ступени.

А по поводу электромагнитной защиты от космического излучения попрошу не забывать о механической прочности соленоида. Например ~1Тл это магнитное поле в сердечниках сетевых трансформаторов. Поля примерно такого порядка используются в электромагнитных замках. Чтобы удержать соленоид генерирующий такое поле от завязывания в узел нужны очень прочные и жёсткие распорки, что не очень вяжется с максимально облегчённой конструкцией космических кораблей или дирижаблей. Поэтому надо городить сложные многослойные обмотки большого размера с малой силой поля, притом сделать их такими чтобы их магнитное поле само их поддерживало в нужном положении. На дирижабле их можно наклеить или напечатать на оболочке (многослойной), а на космическом корабле сделать что-то вроде саморазворачивающейся под действием собственного поля вуали, размером в километры.

Цитата: MadScientist от 08.11.2011 06:36:18
Предлагаю гибридный вариант.
Контейнеры с грузами выпуливать непосредственно в космос, а шатлы только в стратосферу со скоростями 3-5 М, далее пусть разгоняются собственными двигателями. Позволит избавится от первой ступени.
А по поводу электромагнитной защиты от космического излучения попрошу не забывать о механической прочности соленоида. Например ~1Тл это магнитное поле в сердечниках сетевых трансформаторов. Поля примерно такого порядка используются в электромагнитных замках. Чтобы удержать соленоид генерирующий такое поле от завязывания в узел нужны очень прочные и жёсткие распорки, что не очень вяжется с максимально облегчённой конструкцией космических кораблей или дирижаблей. Поэтому надо городить сложные многослойные обмотки большого размера с малой силой поля, притом сделать их такими чтобы их магнитное поле само их поддерживало в нужном положении. На дирижабле их можно наклеить или напечатать на оболочке (многослойной), а на космическом корабле сделать что-то вроде саморазворачивающейся под действием собственного поля вуали, размером в километры.

предлагаю тему с катапультой закрыть . вспомнить конкорд , подумать о нагрузках на механику катапульты и закрыть .

"..обмотки большого размера с малой силой поля,.." - не правильная предпосылка .
чем меньше радиус разворота частицы тем большая сила магнитного поля требуется .

Книжку тут нашел.
http://samlib.ru/e/e…sics.shtml
Катлас Эдуард - Прикладное терраформирование.
Фантастика. Как раз в тему, про колонизацию. По крайней мере Марса.

Обидно. Ветка ожила только тогда, когда у меня всего одна неделя до сдачи осталось.

Рассказываю по порядку:

1) Катапульту изначально считал на вторую космическую скорость: чтобы пробить атмосферу и подняться как можно выше, подальше от низкоорбитального мусора (это я не про спутники, а именно про мусор ). Идеал -- лунная орбита. Безопасно и межпланетный старт собранной конструкции проще.

2) Катапульта привлекательна тем, что
а. Теоретически можно собрать грузовую "колбасу" неограниченной длины, причем расходным материалом будет только выгорающая теплозащита первого "вагона". Соотношение массы снаряда/сопротивление воздуха обещает хорошую конечную скорость.
б. Если я притащу на экватор плавучую атомную станцию от Кириенко и запитаю катапульту от нее -- стоимость доставки груза на орбиту упадет до сущих копеек.  ::)

Любое усложнение, особенно химическими "разгонниками", будет удорожать проект сразу на порядки.

3) Поскольку Хайнлайн на счет простоты катапульты обманул, для вывода людей в космос пришлось реанимировать проект "Орион" (   http://ru.wikipedia.org/wiki/Орион_(МКА)   ) адаптировав к сегодняшним реалиям: челнок -- "Клиппер" (   http://ru.wikipedia.…ий_аппарат)   ) на котором установлена двухметровая по толщине графитовая "опорная плита" с надлежащей амортизацией. Топливо -- капсулы тритий/дейтерий поджигаемые системой "Дельфин" (   http://ntb.misis.ru:…e:default#  ) Технические подробности здесь излагать не стану, ибо много.
Волюнтаристким образом тяга двигателю назначена в 5 тонн, скорость выгорания графита -- 1 см на вспышку
Старт воздушный, "Макеевский". По понятным причинам -- не с самого самолета, а с доставляемого на высоту планера.

Идея фикс -- описать возможность освоения Солнечной системы на основании ныне существующих технологий.
Стоимость переселения на Венеру одного человека (место на дирижабле+перелет) заявлена в 3 млн евро, из-за чего жмусь над каждой копейкой (это я про катапульту).  8)

Собственно, до дирижаблей и катапульты дело еще не дошло. Начал с "Касатки" (так в честь изначального "Дельфина" названа многоразовая орбитальная система ). В январе заказчик скажет: надо еще, или я зря хвост распушил.  ???

Еще раз спасибо всем ответившим.

Цитата: Stitch
С чего на порядки? "Катапульта" будет короче в разы, а химические разгонники могут быть и многоразовыми. И насчет бесконечной длинны тоже не вполне верно - не только конец "колбасы" будет греться, но вся поверхность. А перегрузку при вонзании колбасы в атмосферу на второй космической скорости я даже представить боюсь.
Мне кажется, без "химического" поддержания ускорения или хотя бы скорости не обойтись. Не строить же трубу катапульты до конца стратосферы...

Глаза боятся, руки делают.
По слухам, в 1918 году немцы стреляли по Парижу снарядами весом 104 кг, который в верхней точке проходил высоту 40 000 метров, теряя при разгоне всего 1000 м/с от начальной (2000 м/с скорости)
Мне нужно совсем ненамного больше  ;)
К тому же, атомная энергия на сегодня -- самая дешевая.

Цитата: Свой от 08.11.2011 18:53:13
1) Катапульту изначально считал на вторую космическую скорость: чтобы пробить атмосферу и подняться как можно выше, подальше от низкоорбитального мусора (это я не про спутники, а именно про мусор ). Идеал -- лунная орбита. Безопасно и межпланетный старт собранной конструкции проще.

Плохо - первой вполне достаточно а дальше переводить какими нибудь ЭРД

Даже наоборот часто проектируют меньше первой космической и доразгон

Цитата: Свой от 08.11.2011 18:53:13
3) Поскольку Хайнлайн на счет простоты катапульты обманул, для вывода людей в космос пришлось реанимировать проект "Орион" (   http://ru.wikipedia.org/wiki/Орион_(МКА)   ) адаптировав к сегодняшним реалиям: челнок -- "Клиппер" (   http://ru.wikipedia.…ий_аппарат)   ) на котором установлена двухметровая по толщине графитовая "опорная плита" с надлежащей амортизацией. Топливо -- капсулы тритий/дейтерий поджигаемые системой "Дельфин" (   http://ntb.misis.ru:…e:default#  ) Технические подробности здесь излагать не стану, ибо много.
Волюнтаристким образом тяга двигателю назначена в 5 тонн, скорость выгорания графита -- 1 см на вспышку
Старт воздушный, "Макеевский". По понятным причинам -- не с самого самолета, а с доставляемого на высоту планера.

Ошибочный путь

Атмосфера столько от человека натерпелась что всякие Орионы чистое безумие

Цитата: Свой от 08.11.2011 18:53:13
Идея фикс -- описать возможность освоения Солнечной системы на основании ныне существующих технологий.
Стоимость переселения на Венеру одного человека (место на дирижабле+перелет) заявлена в 3 млн евро, из-за чего жмусь над каждой копейкой (это я про катапульту).  8)

Что вы понимаете под освоением?

Если заселять безжизненные холодные или наоборот огненные пустыни - а зачем?
У нас на зеленом шарике места не хватит?

Почему то народ не рвется заселять пустую Гренландию и Сахару, хотя там проблем несравнимо меньше

Мне больше всего импонирует идея доставлять гелий-3 с атмосфер планет гигантов - обсуждали на НК такую идею и вроде стоит свеч - чисто с современными технологиями

Но там много людей не нужно



Достаточно форпостов для будущих полетов к звездам - вот там может что и найдем стоящее

Цитата: mr_ttt от 10.11.2011 14:30:56

Если заселять безжизненные холодные или наоборот огненные пустыни - а зачем?
У нас на зеленом шарике места не хватит?

Ну да, все правильно. Я тоже никогда не понимал, зачем эти полудурки-альпинисты в горы лезут, когда вокруг столько зеленых лужаек для загорания, и нафига яхтсмены прутся в океан, если билеты на самолет можно купить в любую минуту?
То ли дело рафтинг -- на нем хотя бы удовольствие получаешь.  :D

Цитата: mr_ttt от 10.11.2011 14:30:56
Мне больше всего импонирует идея доставлять гелий-3 с атмосфер планет гигантов - обсуждали на НК такую идею и вроде стоит свеч - чисто с современными технологиями

Интересная мысль. Пригодится для торговли венерианских поселений с Землей.

Цитата: Свой от 10.11.2011 16:13:41
Ну да, все правильно. Я тоже никогда не понимал, зачем эти полудурки-альпинисты в горы лезут, когда вокруг столько зеленых лужаек для загорания, и нафига яхтсмены прутся в океан, если билеты на самолет можно купить в любую минуту?

Альпинисты лезут в горы не для того чтоб их осваивать, и яхтсмены не для того чтоб осваивать океан
"Освоив" возвращаются в теплую квартиру..

Мне собственно нет смысла спорить - считаете что многие захотят жить в каменных пустынях или ядовитой атмосфере Венеры - считайте

Мое ИМХО - Солнечная система для нас будет чем то вроде Гренландии для Дании - кто то может и захочет там жить но очень мало - скорее промежуточная ступень для поиска действительно стоящего на ближайших звездах

Цитата: mr_ttt от 10.11.2011 19:29:34
Альпинисты лезут в горы не для того чтоб их осваивать, и яхтсмены не для того чтоб осваивать океан
"Освоив" возвращаются в теплую квартиру..

Вы недооцениваете человечество.

ЦитатаКогда в октябре прошлого года Journal of Cosmоlogy опубликовал детальный план колонизации Марса, реализация которого, как утверждают авторы, может быть начата уже через 20 лет, но для этого требуется только одно – билет в один конец, путешествие без возвращения, - журналисты даже не ожидали такой бурной реакции. Со всех концов США в их адрес посыпались сотни писем от желающих стать безвозвратными марсонавтами.

http://rosinvest.com/novosti/780604

Цитата: mr_ttt от 28.10.2011 09:08:40
dS=Vdt
V=at
Интегрируем
Путь S = 1/2*at**2
8 км/сек при 40ж получаем 20 сек
S=1/2*400*400 = 80 км

Прикинем мощность, требуемую сфероконической катапульте (оставаясь в пределах школьного курса, не замарачиваясь всевозможными потерями и эффектами второго порядка).

Имеем исходные данные: масса груза m - 10 т, скорость V - 8 км/с, ускорение a - 400 м/с, время разгона t - 20 с, высота орбиты H - 200 км.
Расчётная формула E=mv²/2 + mgH = 10000*(8000)² + 10000*10*200000=340*10⁹ дж.
Отсюда требуемая мощность W=E/t = 340*10⁹/20=17 ГВт.
Кириенко нам не поможет.

Цитата: ДядяВася от 15.11.2011 16:11:06

Отсюда требуемая мощность W=E/t = 340*10⁹/20=17 ГВт.
Кириенко нам не поможет.

Спасибо, что ткнули пальцем.
17 ГВт в импульсе, я полагаю? Ну, в смысле, голова уже включилась на устранение проблемы