• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
6 января
Александр Березин
203
84 094

Марсианский укроп и «атомный тормоз»: что остановит Илона Маска на пути к четвертой планете?

5.6

Химические двигатели для полета на четвертую планету требуют — как бы неожиданно это ни прозвучало — доставки туда ядерного реактора. Причем такого, которого пока нет у США и который проще всего разработать «Росатому». Вряд ли Москва и Вашингтон в ближайшее время смогут договориться по этому поводу. Так что реальное освоение Марса будет напоминать «американские горки» — не только взлетами и падениями, но и полной непредсказуемостью всей его траектории. Naked Science попробовал разобраться в деталях этой истории.

Чтобы надежно вернуться с Марса, надо добыть там топливо на обратную дорогу. А у нас пока ни базы, ни энергии для добычи топлива на месте. Как SpaceX будет выходить из этой непростой ситуации? / ©Wikimedia Commons

Затраты энергии на путешествие в космосе часто обозначают через «дельта V» — изменение скоростей, нужное, чтобы попасть из точки «а» в точку «б». В случае Земли для выхода в космос необходима «дельта V» 9,3-10 километров в секунду, а чтобы добраться после этого до Марса — 4,1 километра в секунду. Реалистично рассуждая, «дельта V» тут более 14 километров в секунду. Это огромная разница с ~11 километрами в секунду, нужными для полета на Луну. И главное: чтобы вернуться с Красной планеты, эти 14+ километров в секунду придется приложить дважды.

Значит, полеты к Луне — или к карликовой планете Церера в Поясе астероидов, потому что энергетические затраты в этих случаях примерно равные — будут принципиально отличаться от высадки на Марс. До Луны или Цереры можно дотянуть со своим запасом топлива, взятым на Земле, и даже вернуться. «С Марса выдачи нет»: тот, кто туда сел, уже не сможет взлететь с запасом топлива, полученным еще на Земле. Слишком уж большая для посадки на него нужна «дельта V»: точных расчетов пока нет, но, судя по всему, она съест всё (или почти всё) топливо. Следовательно, горючее и окислитель придется (и Илон Маск первый признает это) добыть на Красной планете, а это займет время — и, получается, вынудит построить базу.

Схема необходимых изменений в скорости для достижения различных точек в ближнем космосе. LEO — низкая околоземная орбита  / © Wikimedia Commons

Но даже если бы с Марса на Землю можно было вернуться без дозаправки, строить базу покорителям Марса все равно пришлось бы: Красная планета попадает примерно на одну линию (проведенную от Солнца) с Землей только раз в два года. Полет туда займет четыре месяца даже у Starship, а менее энерговооруженные средства доставки потребуют полгода. Значит, когда земной корабль высадится на чужой планете, возвращаться обратно будет уже поздно: Земля «уплывет» так далеко, что придется ждать ее нового сближения с Марсом — не менее 22 месяцев. Итак, строительство базы кажется неизбежным. Но это сотни тонн конструкций, а земной корабль столько доставить просто не сможет. Что же делать?

А где у вас тут на Марсе стройматериалы продают?

Обычно считается, что размещать людей — видимо, астронавтов, ведь, скорее всего, первыми (да и вторыми) там побывают именно они — на четвертой планете придется в укрытых толстым слоем грунта убежищах. Причина — в радиации: по данным «Кьюриосити», ее уровень там 0,23 зиверта в год. На Земле она составляет всего 0,0032 зиверта в год — в 72 раза слабее. Кажется логичным, что от ионизирующей радиации надо защищаться, ведь она опасна, не правда ли?

Шон О’Киф, бывший глава NASA, так и говорит: «У нас нет достаточных средств радиационный защиты, чтобы защитить человеческую жизнь там. Вы даже туда не долетите из-за нее, не то что обратно не вернетесь».

Но, чтобы разместить базу в грунте, нужны готовые герметичные конструкции, которые можно будет этим самым местным грунтом засыпать. Прозвучавшее не раз предложение «напечатать» стенки из марсианского реголита на 3D-принтере — увы, больше похоже на фантазию, чем на реальный план. Даже металлические стенки могут слегка пропускать газы. Стенки из грунта, даже в случае его термической обработки, неизбежно будут слишком «текучими». А ведь кислород и азот на четвертой планете — страшный дефицит, рисковать их потерей никто не будет.

Оранжереи, жилые модули, поля солнечных батарей… Все это так романтично, но откуда на все это возьмутся материалы? / ©SpaceX

Чтобы наладить производство топлива — метана и кислорода — в марсианских условиях, нужно как минимум полдюжины человек. Двое должны заниматься посменной работой по доставке водного льда снаружи. Ведь именно из водного льда, которого там очень много, придется брать кислород и водород — основу для дальнейшего получения метана. Еще двое должны следить за работой химической установки, перерабатывающей водное сырье на самой базе. Еще двоим надо подстраховывать первые две группы и обслуживать базу. Много людей при первой посадке иметь тоже нежелательно: им понадобится слишком много еды, скафандров и тому подобного.

База для полудюжины человек должна иметь размеры примерно как у Международной космической станции. Масса МКС — более 400 тонн. Марсианской базе сложнее будет получить электроэнергию: на орбите Красной планеты Солнце втрое тусклее, чем на околоземной. Средств получения энергии потребуется больше. Значит, масса местной базы может быть даже больше 400 тонн.

Но полезная нагрузка Starship — 100 тонн, от силы 150 тонн. Корабль не сможет доставить одновременно и герметичные модули для базы на шесть человек, и самих этих шестерых.

Быть может, базу нам заранее построят автоматы?

Здесь всплывает другое решение, которое часто описывали в научной фантастике, а теперь и в научпопе. Почему бы не послать на Марс с первым Starship роботов, которые как-то смогут построить базу из подручных материалов? В худшем случае просто опрокинув Starship условным домкратом в лежачее положение и обсыпав его грунтом для защиты от радиации?

Увы, эта идея основывается на систематически плохом информировании большинства землян о реальном уровне развития доступной им робототехники. Если мы будем принимать на веру то, что пишет пресса, то у нас уже есть роботы, активно исследующие другие планеты, — типа «Кьюриосити». На нашей планете активно ездят робоавтомобили, не нуждающиеся в водителе. А роботы в строительстве, промышленности и даже сборе яблок того и гляди оставят простых людей без работы.

Perseverance c тонну весом, почему бы таким как он не построить марсианскую базу еще до прибытия туда людей? / ©Wikimedia Commons

Реальность заключается в том, что у наших роботов, во-первых, нет мозгов. От этого все, на что они способны, — выполнение заданных программистами алгоритмов, которые часто приводят к сбою в любой ситуации с непредсказуемо меняющимися факторами среды. Во-вторых, система передвижения наших роботов намного менее эффективна, чем у человека. Тот (если он тренирован) может без еды пробежать по бездорожью ногами 300 километров без остановки, а роботов, которые на такое способны, точно нет. Человек может карабкаться по горным склонам на километры, залезать на деревья и много чего еще. Роботов, которые в силах сотворить что-то подобное на нашем уровне, не существует. Степеней свободы у их манипуляторов намного меньше, чем у нас.

Да что там говорить: у нас до сих пор нет серийных роботов-пылесосов, которые могли бы подняться по лестнице. Не говоря уже о том, чтобы почистить себя сами. А если их не будет чистить хозяин, они быстро перестают работать. Еще хуже ситуация для роботов на других планетах. «Кьюриосити» в роботизированном режиме может проехать всего сотню метров, а потом останавливается и ждет ежесуточного набора команд с Земли.

Делает он это не потому, что операторам нечем больше заняться, а так как даже при столь архиконсервативном режиме работы земные марсоходы периодически въезжают в дюну, из которой не способны выбраться. Иногда это ведет не просто к потери времени, а к их гибели. Связанный с проектом «Кьюриосити» сотрудник Института космических исследований РАН Алексей Малахов говорит прямо: ожидать реально роботизированные (а не управляемые с Земли раз в сутки, в силу ограничений связи) марсоходы стоит не раньше, «чем подобные системы без каких бы то ни было ограничений приживутся на Земле». Иными словами, мы до всего этого просто не доживем.  

Вывод: о строительных работах на Марсе силами автоматов надо сразу забыть. Сеансов связи раз в сутки и 100 метров аккуратной езды со скоростью улитки — как у «Кьюриосити» — никак не хватит для бульдозерно-экскаваторных работ на чужой планете. Лучшая иллюстрация этого — то, что за полвека исследований Марса максимальная глубина, на которую наши роботы его вскопали, так и не превысила 45 сантиметров.

Конечно, обсыпать грунтом какие-то модули легко смогут люди. Из опыта лунных экспедиций известно, что человек даже в неудобном скафандре и с простейшим шанцевым инструментом в силах накопать радикально больше и быстрее, чем любой созданный нами космический автомат. Но все равно получается, что базу придется строить первой же экспедиции землян, а никак не эффективным роботам, существующим пока только на страницах фантастических книг. 

Если читатель задался вопросом, что же мешает использовать как базу беспилотный Starship, приземлившийся до пилотируемого, отметим: положить Starship на брюхо, чтобы обваловать его лежащим, теоретически можно. Однако обсыпать грунтом даже лежащий цилиндр высотой в девять метров и длиной в десятки метров для полудюжины человек сложная задача. К тому же на Марсе все же приличная сила тяжести, при укладывании набок корабль почти наверняка разгерметизируется или от удара, или от длительной деформации на неровностях грунта.

Starship «станет моральной катастрофой», как пишет западная пресса?

У нас получается классическая дилемма «курица и яйца». Без базы нельзя вернуть людей с Марса на Землю, но базу до Красной планеты не на чем привезти: не хватит полезной нагрузки самого корабля. Как выйти из ситуации?

Самой простой — и единственно реальный — путь предлагает ключевой разработчик Starship, Илон Маск. Он считает, что радиационная защита для астронавтов на Марсе вообще не нужна. А раз так, то не нужна и база: достаточно жить на борту «примарсившегося» Starship. Благо герметичного объема там более тысячи кубометров, как раз как на МКС.

Его позиция — одна из причин, почему обычно политкорректная западная пресса называет его корабль «более моральной катастрофой, чем ярким шагом в освоении космоса». Астробиолог Саманта Рольф (Samantha Rolfe) из Хартфордширского университета Великобритания так и пишет: «Я не уверена, что честно или этично ожидать от астронавтов того, чтобы они подвергли себя воздействию опасных уровней радиации, которая может принести им серьезные проблемы со здоровьем — или, еще хуже, смерть».

Темная сторона силы проявляется у Starship не только в отсутствии выделенной защиты от космических лучей. Астробиолог Саманта Рольф ставит ему в вину и то, что при частых полетах система даст значительный объем выбросов углекислого газа. Мы даже не будем пытаться всерьез комментировать это, в силу очевидных логических проблем ее позиции / ©Wikimedia Commons

Однако астробиолог, как и процитированный выше глава NASA, неправ, а Маск — прав. Радиационная защита первой экспедиции на Марс в самом деле не нужна. Чтобы понять почему, надо выяснить не то, во сколько раз радиация в марсианской экспедиции выше земной, а то, какой ее уровень действительно опасен для Homo sapiens.  

Итак: безопасный уровень радиации, по расчетам NASA и «Роскосмоса», равен 0,5 зиверта в год (а суммарный на всю карьеру астронавта — до 4,0 зиверта). Маск планирует доставить людей на Марс за четыре месяца, но мы будем консервативны и посчитаем, что у него не выйдет быстрее, чем за полгода. «Кьюриосити» летел туда без малейшей радиационной защиты именно полгода и насчитал по пути 0,33 зиверта. Еще год на Марсе — плюс 0,23 зиверта, с обратной дорогой выходит: 0,33+0,23+0,33=0,89 зиверта за два года, или заметно менее нормативных 0,5 зиверта в год.

Ограничения по радиационной угрозе за все время жизни астронавта. Легко видеть, что типичные дозы для экспедиции на Марс вполне умещаются в этих (и без того сверхосторожных) рамках / © NASA

Мы должны сделать оговорку. Цифры и NASA и «Роскосмоса» — расчетные, основаны на довольно сомнительной линейной беспороговой гипотезе. В научной литературе о ней прямо пишут так: «преднамеренно сверхконсервативная основа для стандартов радиационной защиты». Сверхконсервативная она потому, что делает пока ничем не доказанное предположение, что дозы радиации, не вызывающие лучевой болезни и иных подлежащих обнаружению симптомов, все равно как-то наносят вред здоровью — например, повышают риск рака.

Но доказательств этим опасениям нам не найти: ряд работ прямо показывают, что это не так, а низкие дозы радиации, меньше определенного порога, вообще не демонстрируют никакого вредного воздействия на организм.

Поэтому в реальности порог в 0,5 зиверта в год — предельно консервативный. Достоверно известен случай, когда человек получал по три зиверта в год многие годы подряд, но никакого вреда для здоровья от этого так и не было.

Да, есть примеры научных работ, в выводах которых написано: «Космические лучи нарушают умственные способности грызунов». Но если внимательно прочитать сам текст работы, то выясняется: грызунов подвергали воздействию 0,3 грея в виде ядер атомов титана-48! Между тем лишь ничтожная часть космических лучей состоит из настолько тяжелых (и поэтому глубоко проникающих) атомов. Большинство ядер в космических лучах — ядра атомов водорода, гелия (в десятки раз легче ядер титана), от силы — углерода (кратно легче ядер титана). Легкие ядра атомов интенсивно тормозятся в покровных тканях живых существ и почти не достигают мозга. Иными словами, подобные работы не очень корректны: они подвергают грызунов совсем не такому облучению, как в космосе.

Чтобы понять, насколько это некорректно, стоит напомнить: ядра атомов таких элементов, как титан, пересчитывают в дозу в зивертах, умножая в 20 раз. Попросту говоря, биологический эквивалент 0,3 грей из статьи про «вред космических лучей для здоровья» — примерно шесть зиверт. То есть речь о дозе, равной семи экспедициям на Марс подряд. Только несчастным грызунам ее «вкатили» не за 14 лет, как реальным путешественникам на Марс, а за считаные минуты. Будто мыши попали под близкий ядерный удар. Шесть зиверт, полученных за минуты, для большинства из людей действительно закончатся летальным исходом.

На этом фоне намного честнее выглядит работа российских ученых в Neuroscience, где крыс линии Вистар подвергли 860-дневному облучению, имитирующему типовую двухлетнюю экспедицию на Марс. Что важно, животных «бомбили» не одними только ядрами атомов титана, которых в космосе ничтожно мало, а реалистичным набором космических лучей — тем, что встречается в природе, из куда более легких частиц.

Правда, с вредом от радиации там ясности так и не возникло, поскольку обнаружить его в эксперименте не удалось. Вместо этого радиационное воздействие улучшило когнитивные возможности крыс в сравнении с контрольной группой. Хотя механизм этого улучшения неизвестен, авторы честно отмечают, что позитивные воздействия подобных доз радиации — включая антидепрессантное — открыли задолго до них.

Почему же тогда многие специалисты по космосу утверждают, что полеты на Марс для человека из-за радиации недоступны? Возможно, свою роль играет то, что ни NASA, ни «Роскосмос» сами лететь к Марсу не планируют, а попытки показать, почему такие планы SpaceX «опасны», — довольно типичная тактика в условиях, когда надо как-то оправдывать свое бездействие перед правительством и налогоплательщиками.

Два года выживания вне Земли: чем дышать и что пить?

Хорошо, вопрос о том, строить ли базу на четвертой планете, решен. И без нее люди там вполне защищены по стандартам NASA, отчего обваловывать их жилища грунтом как минимум в первой экспедиции точно не надо. Значит ли это, что выжить будет просто?

Увы, нет. Причин — две. Во-первых, два года выживания в космосе без поставок с Земли объективно сложны. Да, экипажи МКС живут так уже два десятка лет. Но туда регулярно привозят воду и еду. А что делать марсианским колонистам?

Водяного льда на Красной планете, как недавно установили российские ученые из Института космических исследований РАН, даже у экватора как минимум сотни миллионов тонн. Получаемые при разложении воды кислород и водород понадобятся первой экспедиции туда, чтобы наработать метан и кислород для Starship.

Усилия на производство 1200 тонн топлива для Starship так велики, что даже «крошки» с топливного стола дадут достаточно воды и кислорода (второй — побочный продукт процесса получения горючего), чтобы участники экспедиции могли без проблем дышать пару лет. Ведь при дыхании мы потребляем всего килограмм кислорода в сутки, а воды выпиваем лишь пару литров.

Марсианская еда: советский опыт

Шесть человек за два года съедят примерно четыре тонны еды — столько ее можно закинуть в Starship без особых сложностей. Однако следует смотреть в будущее: следующие экспедиции потребуют намного больше людей, а те — намного больше еды. Следовательно, лучше задуматься и о самообеспечении.

В 1972 году в Институте биофизики РАН (Красноярск) построили герметичное помещение на 315 кубометров (14х9 на 2,5 метра) со стенами из нержавеющей стали. Интересно, что это примерно треть внутреннего объема Starship — тоже, кстати, построенного из нержавейки. В помещение заселили троих условных «космонавтов», поставили четыре отсека с микроводорослями и оранжереями. Водоросли поглощали выдыхаемый людьми СО2 и выделяли кислород, а оранжереи поставляли карликовую пшеницу (чтобы занимала меньше места), сою, салат, чуфу (источник растительного масла), картошку, редис, морковку, свеклу, капусту, огурцы и прочие укроп с луком.

Фитотроны, где выращивались съедобные растения в ходе эксперимента БИОС-3 / ©Wikimedia Commons

Площадь под растения требовалась небольшая: оказалось, та же пшеница в оранжерее может давать до шести урожаев в год. Троим «бионавтам» доставалось по 300 граммов выращиваемых ими хлеба и 400 граммов овощей в сутки. 80% всего, что они ели, бралось именно из оранжерей, и только 20% животной пищи поступали с консервами. Эксперимент назывался «БИОС-3» и длился полгода (короткий популярный фильм о нем можно увидеть здесь). Его можно было продлить, но

«Стало ясно, что продолжать его нет смысла: созданная в «БИОСе» замкнутая система жизнеобеспечения работает безукоризненно. Искусственно созданный конвейер по производству воды, кислорода и пищи сбоев не дает».

Двое из троих бионавтов БИОС-3. У одного в руках колосья пшеницы. Справа от кадра находится минимельница для помола зерна в муку. Хотя пшеница кажется не очень практичной для замкнутой экосистемы, на деле она показала отличную урожайность и высокое содержание белка / ©Wikimedia Commons

Это проверенное решение намного лучше подхода печально известного американского эксперимента «Биосфера-2», когда под куполом пытались воспроизвести полноценную экосистему. Бактерии и тараканы там неуместно размножились, и вся эта биота начала активно конкурировать за кислород с человеком: дышать внутри стало затруднительно. Избежать такого исхода просто: экосистема «БИОС-3» была простой, поэтому надежно контролируемой. Неудивительно, что Илон Маск не просто так читал советские материалы по космической отрасли: не приходится сомневаться, что он в курсе результатов «БИОС-3». И наверняка использует их на Марсе.

Последний штрих: энергетическая ловушка

Итак, землянам на Марсе действительно понадобится база уже в первом полете. И ею, без вариантов, придется сделать сам корабль, который достигнет четвертой планеты. На нем придется построить фитотроны, как в «БИОС-3», а там будут колоситься пшеница и укроп. От углекислого газа избавит реактор Сабатье, а кислород станут получать из местной воды, которой там в избытке.

Американская «Биосфера-2» на фото выглядит намного лучше «БИОС-3», но для практического воспроизведения в космосе такой эксперимент рекомендовать, конечно, крайне опасно. Что уж: с ним и на Земле возникли слишком большие проблемы / © Wikimedia Commons

Тем не менее это не значит, что мы решили все проблемы и жизнь экипажа будет сказкой. Каждый день ему придется на транспортных платформах путешествовать за тонной-другой льда, вырубаемого из верхних слоев грунта, где он прикрыт лишь тонким слоем реголита. Эти куски придется растапливать в ваннах внутри Starship, а потом разлагать электролизом. Затем реактор Сабатье сделает из водорода, кислорода и углекислого газа местной атмосферы метан + кислород для двигателей Raptor.

И тут начинаются настоящие проблемы. Как показал бывший сотрудник NASA Роберт Зубрин в научной работе еще 2012 года, одна тонна метан-кислородного топлива процессом Сабатье получается при затрате 17 тысяч киловатт-часов. В эти 17 тысяч киловатт-часов на тонну топлива не входят энергозатраты на получение водорода и кислорода, без которого реакция Сабатье не пойдет. Килограмм водорода требует минимум 40 киловатт-часов, а для заправки Starship его нужны многие десятки тонн. Да и кислорода потребуется сильно больше 800 тонн. Чтобы успеть наработать 1200 тонн топлива за год, Starship понадобится, во-первых, более 20 миллионов киловатт-часов на реакцию Сабатье, а, во-вторых, около четырех миллионов киловатт-часов на добычу (и хранение при очень низких температурах) кислорода и водорода.

Наивные картины ветряков, помогающих решить проблему с энергией на Марсе игнорируют тот факт, что атмосфера здесь в 150 раз менее плотная, чем на Земле / ©Wikimedia Commons

Кстати, вес нужного химического реактора по Зубрину — 50 килограммов на килограмм нарабатываемого топлива в сутки. Для наработки 1200 тонн топлива за год Starship потребуется установка, делающая не менее трех тонн топлива в сутки: то есть весом до 100-150 тонн. Допустим, оборудование для химического реактора Сабатье можно посадить при помощи беспилотного Starship заранее, где-то в районе высадки Starship пилотируемого. С трудом, но в его полезную нагрузку нужный химический реактор «влезет».

Но вот где взять примерно 25 миллионов киловатт-часов для наработки топлива? Самые совершенные фотоэлементы (на арсениде галлия) даже на экваторе Марса за год дадут около 500 киловатт-часов на квадратный метр. Понятно, что привезти с собой более 50 тысяч квадратных метров солнечных батарей — без которых 25 миллионов киловатт-часов не сделать — будет крайне сложно. Ведь они довольно много весят. А еще их надо как-то расставить на местности (плюс вес стоек и крепежа), соединить (плюс вес кабелей), убирать с них пыль (для чего отвлекать дополнительных людей, которых надо кормить, поить и так далее).

Значительно проще привезти на четвертую планету реактор с электрической мощностью в несколько мегаватт. Следовательно, придется отправить еще один пустой Starship (с атомным грузом). Зато реактора как раз хватит и на процесс Сабатье по наработке метана (если вести его круглые сутки), и на расщепление воды на водород и кислород, и на все остальные потребности экспедиции.

Но есть проблема: у SpaceX нет «атомных» лицензий, а в условиях США это значит, что работать над атомными реакторами не смогут. У NASA реакторов с электрической мощностью в мегаватты нет даже в проекте. Что-то отдаленно подобное есть в проектах у «Роскосмоса». Но состояние отношений между нашими двумя странами таково, что всерьез рассчитывать на российский реактор Вашингтону сложно.

Пока Маск уверенно говорит лишь о стыковках Starship с танкерами на той же платформе в околоземном пространстве. Но если SpaceX не обзаведется ядерным источником энергии, очень вероятно, что многочисленные стыковки с подобными танкерами потребуются и на орбите Марса: иначе садящемуся на Красную планету Starship не хватит топлива, чтобы вернуться на Землю. Скажем прямо: стыковки на марсианской орбите значительно повышают риски для всего путешествия / © Wikimedia Commons

Есть ли выход из этой ситуации? Пока только чисто теоретический. Можно попробовать отправить на орбиту Марса — а то и на его поверхность — дюжину Starship, каждый из которых доставит на поверхность чужой планеты по 100 тонн топлива. Но тогда для возврата людей туда придется безаварийно посадить больше десятка космических кораблей. Причем сажать их надо будет близко друг к другу, а это небезопасно. Сажать подальше нельзя: перекачка жидкого кислорода и метана на заметные расстояния на другой планете — сверхрискованное и материалоемкое занятие.

Даже если SpaceX справится с задачей, выйдет довольно дорого. Если хоть один из кораблей потерпит аварию, люди оттуда могут и не вернуться. Конечно, они могут еще много лет прожить на поверхности, питаясь растительной пищей из фитотронов и добывая местную воду. Но с точки зрения пиара такое решение точно не выглядит привлекательным. Полеты на Марс не могут быть дорогой в один конец.

Из всего этого следует довольно неожиданный вывод. Либо SpaceX придется создать свой атомный реактор многомегаваттной мощности, либо — учитывая степень неприязни между Россией и США — первая высадка на Красную планету превратится в какое-то совершенно невероятное приключение. Причем с непредсказуемым концом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

7 августа
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

Сегодня, 10:10
Анна Новиковская

Долгое время никто точно не знал, спят ли пауки по ночам. Но теперь, проведя съемку детенышей прыгающих пауков, ученые смогли заметить их в состоянии, подозрительно похожем на быстрый сон птиц и млекопитающих.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

6 августа
Сергей Васильев

Наблюдения показали, что планеты — мини-нептуны могут терять атмосферу под действием излучения своих звезд, переходя в группу каменистых планет-сверхземель.

7 августа
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

11 июля
Василий Парфенов

Доступность высококачественных и актуальных данных от спутников дистанционного зондирования Земли растет с каждым годом. Такие компании, как Capella Space и Maxar Technologies, несколько лет подряд предлагают всем желающим беспрецедентно дешевые радарные и оптические снимки земной поверхности высокого разрешения. Это позволяет гражданским аналитикам наблюдать за военными объектами по всему миру и находить интересные артефакты.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

203 Комментариев

-
0
+
А базу на орбите Марса создать нелегче? И оттуда управлять строительными роботами? Да и вообще, почему сейчас не доставлять строй материалы и конструкции? Хоть на солнечном паруснике. Они туда и без экипажа долетят.
    Не легче, потому что никаких роботов, пригодных для серьезной работы на другой планете у нас нет, и не будет во всем обозримом будущем. См. раздел "Быть может, базу нам заранее построят автоматы?"
-
4
+
Неприязнь между Россией и США - исключительно вина нашей бандитской преступной криминальной страны. Надеюсь после недавнего оборзевшего "ультиматума" России к НАТО процесс по наращиванию экономических и технологических санкций против данной террористической страны выйдет на новый уровень. Ну а после краха текущего бандитского режима начнутся вменяемые отношения с Западом.
11.01.2022
-
0
+
согласно https://www.scienceintheclassroom.org/research-papers/curiosity-tells-all-about-mars-radiation-environment "On the Mars surface, during the 300-day period near the maximum of solar cycle 24, we found an average total GCR dose rate at Gale crater (–4.4 km MOLA) of 0.210 ± 0.040 mGy/day, compared with 0.48 ± 0.08 mGy/day measured during cruise inside the MSL spacecraft". т.е. члены экспедиции получат примерно 0.48+0.21+0.48 = 1.17 Зв за ~2 года, что близко к ранее звучавшим оценкам 1.2 Зв. При пределе за карьеру в 0.6 Зв. Веселое будущее upd. по другим данным (https://www.researchgate.net/publication/282377179_Radiation_environment_investigations_during_ExoMars_missions_to_Mars_-_Objectives_experiments_and_instrumentation) цифра меньше, но не существенно - 1.01 Зв. Все выше о данных прибора RAD на борту MSL. Есть и европейские данные с борта Exo Mars. Там прибор Liulin-MO намерял чуть меньше (~1.6 мЗв/день), чем RAD (1,8 мЗв/день). Оценки интересны тем, что получены в разные периоды солнечной активности. С другой стороны, в каждом из случаев эффективная доза превышает новый насовский предел за карьеру.
    По вашей же ссылке (первой) четко написано совсем иное: за 860 суток путешествия на Марс и обратно астронавты получат 1,01 зиверта радиации всех типов. А вовсе не 1,17, или 1,2, как зачем-то пишите вы. Цитирую: "Implications for Future Human Missions to Mars Combining our measurements with those obtained during the cruise phase (22), we estimate a total mission dose equivalent of ~1.01 Sv for a round trip Mars surface mission with 180 days (each way) cruise, and 500 day" Это 2,36 года, или 0,43 зиверта в год. И это даже завышенная цифра: Маск планирует лететь туда и обратно не по180 суток, а в полтора раза меньше. "Зв. При пределе за карьеру в 0.6 " На который Маску плевать с высокой башни. Потому что он не хуже меня знает, что линейная беспороговая гипотеза не научна. Это проблема только для НАСА. Если там попробуют соблюдать свои ненаучные нормы -- значит, их люди не попадут на Марс, значит, НАСА попадет в пиар-катастрофу, а потом и в бюджетную. А у Маска и его астронавтов (которых SpaceX уже готовит) таких проблем нет.
    +
      ещё комментарии
      12.01.2022
      -
      0
      +
      *************** под любую собственную теорию подберете мнение очередного псевдоакадемика. что до Маска, как вы любите говорить, вот полетит - пройдет лет двадцать - тогда и посчитаем ваши трупы.
        Прошу больше так не разговаривать -- будьте вежливы. И по сути вопроса. На моей стороне не "пседоакадемики", а научные статьи в рецензируемых журналах первой величины. А на вашей стороне тут ноль таких публикаций. Что и определяет кто из нас прав. Кстати, так что, 500 долларов ставить будете? Или и сами знаете, что проиграете?
10.01.2022
-
1
+
А вот кстати об ИИ и марсоходах-роботах. В 2014 г журнал освещал проекты по изучению и моделированию человеческого мозга на компьютере. Есть ли там подвижки или выделенные немалые средства (в разы больше чем на ярд сейчас) так и растворились в воздухе? https://naked-science.ru/article/nakedscience/brain-inside-the-computer-neuromorphic-modeling-projects
20 млн. мегаватт*ч в год, это источник в 2.3 МВт электрической мощности (2.283) при реакторе Сабатье. сейчас рекорд в продаваемых космических СБ — 70 кг на мегаватт (и это не опечатка!) для солнечной постоянной в районе орбиты Земли. Вполне возможно решение "выводим на ареостационарную орбиту несколько орбитальных солнечных станций" (несколько — чтобы осенью/весной ночью несколько дней перекрытий всех СЭС одновременно не случалось). Это снижает необходимость в накопителях энергии РАДИКАЛЬНО, снижает спускаемый на поверхность вес, решает проблему пыли (если передавать микроволнами, например). С учетом меньшей солнечной постоянной, веса конструкции ферм etc, гироскопов, силовой электроники, излучателей, веса приемной части, КПД всех преобразований это ВСЕ ЕЩЕ может быть выгодно.
10.01.2022
-
1
+
В США тоже подумывают о ядерном реакторе для Луны и Марса и ведут соответствующие разработки. Вполне возможно что и обойдутся без услуг Росатома. Если конечно корпорации вроде Боинга будут шевелиться малость побыстрее чем SLS https://www.geekwire.com/2021/space-nuclear-power-nearing-critical-mass-final-frontiers-next-frontier/
    НАСА, к сожалению, тоже пока не торопится: "The program’s goal is to put a 10-kilowatt demonstration reactor on the lunar surface by as soon as 2027. But Dave Poston — who designed the Kilopower reactor at Los Alamos National Laboratory and is the chief technology officer for a Los Alamos spin-off called Space Nuclear Power Corp. — said progress has been slow. “Nothing has really happened for the past three years,” he said. NASA says it’s still working on a request for proposals for a moon-based nuclear power system." Впрочем, это и неудивительно. В НАСА пока никто не горит желанием летать на Марс, в отличие от SpaceX.
-
0
+
Вроде журнал такой умный и нарядный, написать столько словов, чтобы просто выразить мысль, что Маскушу, если у него вообще что нибудь полетит дальше МКС, не пустят на Марс ЗАКОНЫ ФИЗИКИ которые мы в школе изучаем!!!!
    Вы учитесь в неправильной школы, и законы физики в ней изучили неправильные. В тексте выше наглядно показано, что Маск бесспорно может добраться до Марса -- и даже вернуться обратно. Речь там лишь о том, что ему для этого потребуется работа с атомным реактором на Марсе -- и никак не более.
    10.01.2022
    -
    1
    +
    Озвучьте эти законы которые не позволяют космическим аппаратам долететь до Марса. Раз уж вы их так трепетно изучали. Особенно интересна та их часть где сказано что лететь на Марс запрещено Маскушу и чем это обосновано. Вряд ли риск одновременного подрыва пуканов у всех его завистников можно считать серьезным препятствием.
09.01.2022
-
0
+
Роскосмос же собирается ТЭМ строить. Ну и не надо ничего американцам "давать". Полететь вместе с ними. Они на старшипе, наши на ТЭМе. Выйдут на марсостационарнуб орбиту и будут как-нибудь лучить на базу )) И настанет дружба-жевачка РФ и ЮСА
-
0
+
Лететь на Марс на ЖРД, это либо пиар, либо авантюра. И зачем, просто так возить ядерный реактор? Когда его можно использовать в ЯРД? Сделайте ядерный буксир и пусть он таскает туда сюда корабли, между Землей и Марсом. Но это все утопия пока. Так как, никто не видит большого смысла, лететь куда-то, ради установки флага. Вот когда появиться экономический интерес и начнется промышленное освоение космоса, Тогда и о Марсе можно говорить. А у одного Маска, даже если принять за аксиому, что он бескорыстно хочет осчастливить человечество, просто тупо не хватит денег.
    "Лететь на Марс на ЖРД, это либо пиар, либо авантюра. " Вы считаете так, а фон Браун и Королев считали наоборот. Согласитесь -- неудивительно, что Маск разделяет их точку зрения, а не вашу. "И зачем, просто так возить ядерный реактор? Когда его можно использовать в ЯРД? Сделайте ядерный буксир и пусть он таскает туда сюда корабли, между Землей и Марсом" Потому что ЯРД не позволяет взлететь с Земли, а разрабатывать отдельно Старшип и отдельно ядерный буксир у Маска времени не хватает. Так что, поскольку Роскосмос на Марс лететь не хочет, постольку придется обойтись без ядерного буксира. "Но это все утопия пока. Так как, никто не видит большого смысла, лететь куда-то, ради установки флага" Нет, это не утопия, потому что Маск видит смысл в полетах на Марс -- и ради его колонизации, а не установки флага. Вопрос полета туда зависит в основном именно от него, отчего об утопии речь не идет. "А у одного Маска, даже если принять за аксиому, что он бескорыстно хочет осчастливить человечество, просто тупо не хватит денег." Полет на Марс в его варианте стоит десятки миллиардов долларов, а личное состояние Маска уже сегодня сотни миллиардов долларов. Разумеется, к конце этого десятилетия оно станет кратно больше. Так что денег у него хватит.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Королёв разделил мнение Сергея Флягина ещё в 1947 году, когда он лично поддержал идею Иевлева о создании ЯРД (итог: ЯРД РД-0410), ядерного РАКЕТНОГО двигателя (не путать с ЯЭДУ). Фон Браун - не знаю о его поддержке, но США разрабатывали ЯРД с 1958 года (итог: ЯРД Nerva-2). И в СССР и в США предполагалось в первую очередь использование именно ЯРД для полётов к Марсу, хотя изначально предполагались и менее значимые цели. Использование ЯРД абсолютно оправдано для выполнения манёвров на орбите, когда более важна тяга, нежели удельный импульс. Также для разгона и торможения. Использовать на старте нельзя из-за сильного радиационного загрязнения от выхлопа... правда, смотря где старт. Внятной альтернативы ЯРД, даже с учётом пресловутых "ядерных буксиров" нет по сей день. Причём готовый ЯРД был уже в 1970 году, а "Нуклон" с ЯЭДУ будет только в 2030 году... если будет. "Ядерный буксир", о котором активно говорят в последнее время, не имеет ЯРД, а оснащён ЯЭДУ (то бишь, генерирующим ЭЭ реактором) и тяга создаётся одной из разновидностей электроракетного двигателя (не знаю, какой именно). Сергей имел в виду именно ЯРД.
        10.01.2022
        -
        0
        +
        NERVA и РД-0410 планировались как 2-3 ступень, и начинали работу в космосе или высоких слоях атмосферы. Первая ступень обычная химическая ракета. В принципе ничего не мешает и сейчас поступить так же, но скорей всего история та же, что и с наработками по программе Аполлон - технологии утрачены, чертежи потеряны. Придется делать все с нуля. Впрочем "готов двигатель" это преувеличение ни один из проектов не вышел из стадии стендовых испытаний. То есть не летал. Как повел бы себя такой двигатель в реальном полете никому не известно. А испытания и у нас и в США были прекращены из-за дороговизны проектов, да и самих двигателей. Надо думать Маск этот аспект (кроме отсутствия наработок) тоже учитывал. Впрочем за ЯРД будущее с этим трудно спорить.
          -
          2
          +
          Благодарю за дополнение. Проект NERVA с 2019 года реанимирован США. Мы и тут отстали. Мало того, они ведут разработку ТЕРМОядерного ракетного двигателя (принцип открытой эм.-ловушки), сделать который, ввиду особенностей применения (не нужно непрерывное удержание плазмы) несравненно проще ТЯ реактора, над которым потеют десятилетия все подряд. Смешно, но есть разработка СССР (эскизное проектирование завершено в 1970 году) газофазного ядерного реактивного двигателя, кратно более мощного, нежели твердофазный слеланный в металле. С современными материалами легко довести до рабочего варианта... но никому у нас не надо. Увы.
          13.01.2022
          -
          0
          +
          что и с наработками по программе Аполлон - технологии утрачены, чертежи потеряны
          Опять двадцать пять, за рыбу деньги. Технологии в наличии, чертежи, по большей части, тоже. Даже технологические карты худо-бедно, но сохранились. На самом-то деле проблема в другом. Некоторые материалы, упомянутые в техкартах, уже сто лет не выпускаются и никто уже не может в подробностях рассказать, как именно эти материалы сделать. Реконструировать эти технологии можно без большого труда. Но это потребует времени и денег. Опять же, электроника с тех времён ушла далеко вперёд и её элементная база тоже. Что делать с этим? Ваять электронные органы из тогдашних деталей или перепроектировать их заново? А если спроектировать их заново, то они заведомо выйдут компактнее и легче тогдашних. То есть надобно решать, дополнять ли получившиеся узлы до тогдашних массо-габаритов всяческим балластом или заново проектировать посадочные места под них. А это, опять же, вполне несложно, но требует времени и денег. В результате для реконструкции "Сатурна" и "Аполлона" потребуется объёмы денег и работ, сопоставимые с разработкой их с нуля. И ладно бы в этом была бы лютая нужда, престиж бы шатался, заокеанскому конкуренту надо было бы затейливый кукиш свертеть, дескать я могу, а тебе слабо. Так ведь нет, нету такой нужды. А тут ещё и Илон Эрролович совсем внезапно появился. Вот оттого-то Империя Зла и не страдает воссозданием программы "Аполлон". Им попросту неохота тратить силы и деньги на утомительные телодвижения с сомнительным профитом. Так что на самом деле всё очень просто. Вот только вот это вот всё совершенно не укладывается в уютненькую картину мира, навеянную повесточкой, оттого и раздаются обиженные вскрики "Омирекацынебыленалуне!!!" "Онеутротелетихналогеиибольшинимогут!!!".
            13.01.2022
            -
            1
            +
            В двух словах это и называется "технологии утрачены" То есть не могут быть воспроизведены в наше время и должны разрабатываться заново. К чему это приводит можно посмотреть на примере лунного скафандра или долгостроя SLS который основан на других технологиях прошлого а именно проекте спейс-шаттл. Что напрямую перекликается с возможностью реанимировать проект Nervа и другие ядренолеты 60-х
              13.01.2022
              -
              0
              +
              В "двух словах"(ц) это значит, что обозвать можно что угодно и как угодно, наплевав при этом на факты. На самом деле при должных мотивации, финансировании и разумно сформулированных техзаданиях и SLS, и скафандры давно уже были бы готовы. Но денег дают мало, техзадания переписывают на ходу, а мотивацией и вовсе не пахло. Как-то вот так. Но "технологии утрачены"™ лучше вписывается в картинку мира.
-
0
+
Интересная статья. Благодарю, Автор. Но есть с чем трудно согласиться. Ну и что, что у NASA нет своего ядерного реактора? Ну и что, что у Маска его нет? Насколько я понял, речь идет о реакторе мощностью в десятки мегаватт для использования его на поверхности Марса. И NASA и Маск могут его купить. Точно так же, как покупают ВМС США - или у Bechtel или у General Electric или у Westinghouse (если Westinghouse переживёт банкротство). В АПЛ США используются реакторы от 10 до 200 МВт. ВВЭР и реакторы на ЖМТ. Не думаю, что будет великой проблемой адаптировать (в основном, по системе охлаждения) и построить компактный реактор на базе реактора для АПЛ. Можно и у нас прикупить реактор. Совсем не проблема.
    "Ну и что, что у NASA нет своего ядерного реактора? Ну и что, что у Маска его нет? Насколько я понял, речь идет о реакторе мощностью в десятки мегаватт для использования его на поверхности Марса. И NASA и Маск могут его купить. " Нет, не могут, потому что такого реактора в мире ни у кого нет (на сегодня). "Точно так же, как покупают ВМС США - или у Bechtel или у General Electric или у Westinghouse (если Westinghouse переживёт банкротство). В АПЛ США используются реакторы от 10 до 200 МВт. ВВЭР и реакторы на ЖМТ. " Расскажите пожалуйста, какие именно реакторы на ЖМТ на сегодня выпускают в США для АПЛ. Конкретную модель, ссылку. " Не думаю, что будет великой проблемой адаптировать (в основном, по системе охлаждения) и построить компактный реактор на базе реактора для АПЛ. " Будет, и очень большой. Земные реакторы используют совсем другие типичные температуры активной зоны, чем нужны в космосе. Совсем другие теплоносители, чем нужны в космосе. Наконец, они вырабатывают электричество с помощью турбины, что в космосе не очень практично. Нужно что-то на двигателе Стирлинга, с очень горячей активной зоной и огромны обогащением по топливу -- выше 80%, а не те несколько процентов, что в типичных атомных реакторах. Это принципиально другая конструкция, ничем не похожая на наземные атомные реакторы современности. См. конструкцию атомных реакторов для космоса времен Холодной войны. Небо и земля от того, что делают сегодня. "Можно и у нас прикупить реактор." Нельзя, по политическим причинам. Росатом и энергетические реакторы делает многократно дешевле, чем США -- но США у него ничего не покупает. И не будет. Потому что свободный рынок -- он существует главным образом в головах. В реальном мире свобода этого рынка жестко ограничена волей Белого дома -- а он у русских реакторы покупать не велит.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Уважаемый Александр, в запале дискуссии Вы упустили нечто важное. В самой статье Вы пишете, что нужен реактор для потребностей систем жизнеобеспечения и производства топлива на обратный путь. И путаете "для планеты" и "для космоса". В статье Вы говорите о ЯЭУ для УСЛОВИЙ ПЛАНЕТЫ (в данном случае Марса... пойдёт и для Луны). Я не спорю, что В КОСМОСЕ (но для нужд космического аппарата, а НЕ для Марса или Луны, не для планеты) - нужна пусть и не принципиально новая (и не обязательно использующая двигатели Стирлинга, ибо они громоздки весьма)), но существенно переработанная конструкция ЯР, учитывающая и условия невесомости и затруднения охлаждения рабочего тела второго контура и много другого. Но так это - для КА, для открытого космоса. Но в полемике Вы указываете на "реактор для космоса". Я же, предлагая реакторы АПЛ, полагаю их использование для условий ПЛАНЕТЫ. В США действует проект "Kilopower" (ссылка на Википедию неудачно вставилась и не удаляется, но инфо там по нему) - разрабатывает НАСА миниатюрную ЯЭУ для Марса и Луны (НЕ ДЛЯ космических аппаратов). По факту, они его уже почти сделали. Беда в том, что мощность его от 1 до 10 КВт. Но, по Вашим расчётам он не подходит! Ведь нам для Марса (с учетом производства топлива на обратный путь) по Вашим подсчётам требуются десятки МЕГАВАТТ. Тут вполне подойдут (доработанные, я писал выше об этом!) реакторы АПЛ: 1. Поместится в Старшип (и может быть, ещё поместятся компоненты системы пассивного охлаждения теплоносителя 2-го контура); 2. Работает в условиях ПЛАНЕТЫ (не космоса); 3. Решения охлаждения 2 контура не сложны (может быть, излучающие панели как для открытого космоса (российский вариант) или иное решение). В АПЛ охлаждение второго контура (конденсация теплоносителя) работает на забортной воде, на Марсе же очень разреженная атмосфера; 4. Последние поколения и более10 лет без перезарядки проработают; 5. Возможность регулировки мощности (очень важно) в широком диапазоне; 6. Решения по НАДЁЖНОСТИ систем аварийного отключения ОЧЕНЬ сложны (ускорение свободного падения меньше), но тоже решаемы. Хотя, скорей всего этот пункт даже лишний - они уже решены (реакторы современных АПЛ глушатся и на опрокинутой АПЛ). 7. Реакторы АПЛ - мегаваттного класса. Повторюсь: от 10 до 200-300 МВт (в США пределы не знаю, 10-300 - российский диапазон (300 МВт у АПЛ "Северодвинск"). 8. Наиболее совершенны, наиболее лёгкие, наиболее компактные, поскольку разработки не останавливались более 70 лет. 9. И т.д. Вы, Александр, хорошо осведомлены о космических технологиях, но (всё знать невозможно) мало знаете о реакторах и потому неправы (Ваша цитата: "...а не те несколько процентов, что в типичных атомных реакторах..."): уран, используемый в ЯР АПЛ в США имеет степень обогащения 97,4 ( у нас примерно от 40 до 90). Степень обогащения около 7% - ТОЛЬКО в стационарных классических АЭС. Информацию можете расширенно почерпнуть в "И.Н. Бекман. Ядерная индустрия. Лекция 16." (http://profbeckman.narod.ru/NIL16.pdf). На Ваш вопрос: "...какие именно реакторы на ЖМТ на сегодня выпускают в США для АПЛ. Конкретную модель, ссылку" - не могу отказать, пожалуйста: https://360wiki.ru/wiki/List_of_United_States_Naval_reactors . К сожалению, не знаю, какие именно из них на ЖМТ. Но я, как сказал выше, НЕ считаю, что реактор на ЖМТ будет лучше водо-водяного (ВВР), поскольку хоть проблема застывания теплоносителя и решена, но мне неизвестно, подойдёт ли решение для марсианской версии. Реакторы на ЖМТ первого контура вряд ли хорошее решение в плане перезапуска после остановки - что в ЯЭУ для КОСМОСА, что что в ЯЭУ для ПЛАНЕТЫ. Что касается "прикупить у нас" - не спорю, политика решает многое, хотя ракетные двигатели они же покупали. На мой взгляд, даже если попросят - продавать не стоит, ибо это автоматом означает "сдать свои технологии за бесценок".
        Вы не могли дать ссылку на обогащение по топливу в 97,4% у General Electric S6G? Потому что я действительно не встречал такой цифры, все знать действительно нельзя (но можно стремиться). Теперь по реактору АПЛ, Такой реактор подходит для Земли -- но не для Марса. Как вы на Марсе наладите охлаждение радиаторами, если теплоноситель водо-водяного реактора нельзя греть заметно выше 330 градусов? Ведь эффективность радиатора растет пропорционально _четвертой_степени от температуры. Температура теплоносителя в советских космических реакторах была кратно выше, чем в водо-водяных -- и при обычном давлении, а не при кошмарно высоком, как в лодочных АПЛ, Иными словами, попытка использовать реактор от АПЛ на Марсе будет заведомо неэффективной потому что охлаждение будет весить титанически много (отвод тепла при падении температуры теплоносителя в два раза через радиаторы ухудшится сразу в 16 раз). Эффективным может быть только реактор по типу советских космических -- с активной зоной, имеющей температуру кратно выше 330 градусов, то есть максимальной для лодочных АПЛ. "хотя ракетные двигатели они же покупали." Контракт на ракетные двигатели они подписали с государством, лежавшим при смерти. Сейчас такой ситуации и близко нет. Не будут они у нас покупать ничего высокотехнологичного, даже если им самим это будет неприятно и дорого. " К сожалению, не знаю, какие именно из них на ЖМТ. " Я знаю, что в США считают, что единственный их морской реактор на ЖМТ -- это S2G ( https://en.wikipedia.org/wiki/S2G_reactor ) , который США один раз попробовали, но не вытянули, сняли и заменили на водо-водяной. Никаких ЖМТ-реакторов на американских АПЛ поэтому нет -- и пока не планируется. "Но я, как сказал выше, НЕ считаю, что реактор на ЖМТ будет лучше водо-водяного (ВВР), поскольку хоть проблема застывания теплоносителя и решена, но мне неизвестно, подойдёт ли решение для марсианской версии. Реакторы на ЖМТ первого контура вряд ли хорошее решение в плане перезапуска после остановки – что в ЯЭУ для КОСМОСА, что что в ЯЭУ для ПЛАНЕТЫ." Проблема застывания теплоносителя в первом контуре на самом деле с самого начала была надуманной, потому что свинец-висмут при застывании не меняет объем вообще, и после застывания реактор может быть легко перезапущен, что и показали опыты ( http://www.atominfo.ru/newsr/y0948.htm ). Просто в советских ВМФ этого не знали, поскольку не дали реакторщикам время на отработку "второстепенных вопросов". В космосе для реакторов с советских времен было признано целесообразным использовать эвтектику калий-натрий, температура замерзания которой −12,6 градусов (да-да, куда ниже, чем у воды), то есть проблемы застывания там нет. Как и повторного пуска, хотя для марсианского реактора повторный пуск ненужен, потому что там нужна именно непрерывная работа.
08.01.2022
-
0
+
По поводу создания реакторов не согласен с мнением автора. Тот же Маск взял специалистов вместе с их наработками, которые и позволили создать Мерлин. Всё возможно создать в кратчайшие сроки, необходимы лишь финансы
    Мерлины -- это очень простой кислород-керосиновый двигатель с посредственными параметрами. Поэтому его и выбрали в начале пути компании. Рапторы так бы сделать не вышло, их СпейсИкс доводит уже несколько лет и до финиша не близко. Ядерный мегаваттный реактор для Марса делать ничуть не проще. За 4 года его сделать и испытать точно не выйдет.
-
2
+
Про радиацию. Какие еще ядра атомов? Радиоактивное извуление состоит лишь из фотонов и различается их энергией.
-
0
+
Про постройку базы роботами есть неплохая идея в книжке Саймона Мордена "No way". С роботами там не получилось, но ловкая фирма-подрядчик послала втихую бригаду зеков смертников. Зеки быстро и качественно построили хабитат, после чего были зачищены надзирателем. Потом уже прилетели астронавты. А вообще всем любителям н.ф. и Марса всячески рекомендую трилогию Кима Робинсона "Марс". Обязательно к прочтению.
    07.01.2022
    -
    1
    +
    Вымышленный мир весьма далекий от научной фантастики. Да и написан скучно. Затянутая графомань которую читать стоит только большим энтузиастам Кима Стенли Робинсона. Ну или если снотворное уже не помогает. Описание на википедии читается гораздо лучше самой трилогии. Хотя бы потому что гораздо короче и тем избавлено от излишних деталей.
    +
      ещё комментарии
Вот ничего не написано, про противометеоритную защиту!!! Раз атмосфера, в 150раз слабее земной, то и степень опасности "метеоризма:) “, - выше. Разгромят метеориты, всю базу(корабль), до отлёта???!! Не??? Так то, марсоходы, вроде не разбиты метеортами... Но кто знает, как выйдет с прилетевшими. Риск велик!!! Резервного корабля то нет, на месте!!!
    "Не???" Нет. "Так то, марсоходы, вроде не разбиты метеортами... Но кто знает, как выйдет с прилетевшими. Риск велик!!! Резервного корабля то нет, на месте!!!" Вероятность поражения небесным телом естественного происхождения (его неверно называть метеоритом, потому что метеорит -- это только то, что упало на поверхность суши или моря) даже в космическом пространстве. где атмосферы нет вообще, крайне низка. Потому что космос огромен, и количество тел в нем ограничено. Гравитация Марса вдобавок слабее Земли, и это значит, что вероятность падения на него тел заметно меньше, чем у нас.
Я вот не понял, подлодки есть с атомным реактором, думаю и для Марса сделают, если захотят
    Вы не поняли потому, что не представляете себе ядерную энергетику. Поэтому вам кажется, что водо-водяной реактор для ПЛ может работать на Марсе. А на Марсе во всем обозримом будущем водо-водяной реактор не сможет работать в принципе, никакой. Вот поэтому сделать реактор для Марса США будет очень сложно. И чтобы успеть в этом десятилетии работать над ним им надо было начинать еще вчера.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      на Вашу цитату: "А на Марсе во всем обозримом будущем водо-водяной реактор не сможет работать в принципе, никакой" --- пожалуйста, Александр, обоснуйте. Обоснуйте, почему на планете Земля может, а на планете Марс не сможет. Вопрос охлаждения второго контура опустим (в условиях Марса решается аналогично перспективных ЯЭУ для космических аппаратов, причем даже проще ввиду наличия силы тяжести... я привёл описание в ответе выше). Увидел, что не я один подумал о реакторах АПЛ. Но, как и в моём случае, Вы не потрудились обосновать возражение. Вы упрекаете К. Петрова в том, что он не представляет себе ядерную энергетику. Однако, судя по Вашим утверждениям - Вы очень мало знаете о ней. И не хотите прислушаться к тем, кто знает больше. Не обязательно первый контур должен быть водяной... если решение с застыванием (оно есть) ЖМТ позволит без риска засоров многократный пуск/останов реактора, то даже лучше, чем жидкостный.
        "обоснуйте" Водо-водяной реактор требует значительного объема легкой воды, и теплоотвода. Теплоотвод на Земле -- пруды-испарители, градирни. Думаю, очевидно, почему на Марсе это непрактично. Значит, остается только теплоотвод радиаторами, верно? Сейчас таких реакторов нет, в т.ч. для АПЛ, но в теории сделать можно. Но так делать никто не будет. Почему? Потому что эффективность охлаждения тут будет (в силу меньшей температуры теплоносителя) как минимум на порядок меньше, чем от ЖМТ-реакторов с высокой температурой активной зоны. Как раз из-за того, что излучение растет пропорционально четвертой степени от температуры. То есть радиатор условно говоря в 100 кв. м. для ЖМТ-реактора придется заменить радиатором минимум в 1000 кв. м. (на самом деле разрыв будет даже больше) для водо-водяного реактора. Радиаторы для реактора и так большие нужны, даже для ЖМТ. Тут кто-то приводил наглядный ролик по "Нуклону": там радиаторов так много, что их приходится делать сложно раскладывающимися, иначе никак. А ведь Нуклон -- совсем не водо-водяной. То есть, то, что в ролике, надо умственно увеличить во много раз. Плюс -- а точнее минус -- ЖМТ реактор работает при низком давлении в корпусе, а водо-водяной -- при очень высоком, от десятков атмосфер, то есть прочность нужна выше, намного выше, то есть реактор будет тяжелее даже без учета радиаторов. Если я верно помню, корпус ВВЭР весит где-то по 0,3 тонны на мегаватт мощности, но это потому, что ВВЭР громадной мощности, тут эффект масштаба помогает. Водо-водяные реакторы мегаваттных мощностей будут по весу корпуса совсем не 0,3 тонны на мегаватт, а заметно массивнее. Вы выводите вопрос охлаждения второго контура за рамки обсуждения, но на деле, если мы хотим построить реалистичный реактор для марсианских условий, то именно этот вопрос будет ключевым. "Не обязательно первый контур должен быть водяной." А второй что же -- обязательно? Как вы будете отводить от него тепло радиаторами, отталкиваясь от 330 градусов теплоносителя? То есть, опять с переразмеренными радиаторами?
          -
          1
          +
          Александр, Вы просто не всё понимаете в устройстве реактора. РЖМТ и ВВР отличаются только теплоносителем первого (не второго!) контура. Никто не будет жидкий металл отправлять по второму контуру. Это должна быть жидкость. Вода или не вода или вовсе газ - решат конструкторы. Вообще-то я уже раза три упомянул радиационные панели в качестве системы отведения тепла. Да. Вы правы, аналогичные нуклоновским. Но чтобы Вы знали: второй контур - система с ПЕРЕМЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ (давление не во всех точках системы одинаково) и давление в конденсаторе (по факту в радиационных панелях) меньше и потому не следует бояться их применить. Д, нуклоновские - раскладываются в космосе. Но то - космос. Здесь тоже можно раскладывающиеся, но сделать их проще и автоматике собрать на месте проще (проще обеспечить герметичность). Да, большие получатся. Но других вариантов отвода тепла там просто нет, ибо атмосфера разрежена. Можно, конечно интенсифицировать охлаждение путем установки механического компрессора (обдув немного уплотненным воздухом). Можно закопать в грунт - но автоматике-робототехнике это не под силу (не по уму), да и летом грунт прогревается больше +30, так что тоже вариант так себе. В любом случае альтернативы панелям охлаждения нет. Далее - про реакторы: тут НЕ НУЖНЫ супертемпературы рабочей зоны. В АПЛ они для того, чтобы было выше давление пара, поскольку существующие АПЛ не на электрическом ходу. Реактор не только для вращения турбины генератора, но и для вращения вала винтов. К АПЛ полностью на электрическом ходу только пытаются прийти. Для генератора не нужно такое давление и такие температуры, нужной выработки ЭЭ можно достичь при той же тепловой мощности реактора изменением конструкции генерирующей части (тут и конфигурация турбины и объем рабочего тела второго контура, и низкая точка испарения рабочего тела второго контура и пр.). Реактор с ЖМТ (если удачный) лучше тем, что компактней и легче. Вопрос с охлаждением я вывел за рамки потому, что в другом ответе подробно сказал. Здесь - добавил.
07.01.2022
-
0
+
Получается Маск действует как сценаристы Санта-Барбары - не продумывает дальше одной серии вперед? Пока сделаем Старшип, а там видно будет?
    07.01.2022
    -
    3
    +
    Делает то, на что у него сейчас есть ресурсы. Ну и, вопреки сложившемуся мнению, и СпейсИкс, и сам Маск очень скупы на информацию. Неизвестно, что они там продумывают
07.01.2022
-
0
+
Неплохая статья, непонятно только, при чем тут Росатом, особенно в нынешней политической ситуации :) В мире только около 10% установленных энергетических реакторов имеют советское или российское происхождение. У США огромный опыт в разработке и строительстве ядерных реакторов, а если рассматривать другие страны, то там их много пойдёт впереди Росатома в этой очереди: Великобритания, Франция, Япония, Южная Корея... Но я лично не думаю, что Маск захочет связываться с АЭС, иначе у СпейсИкс уже была бы лицензия на работу с ядерными материалами :). Солнечные батареи принципиально доступнее и дешевле (с учётом стоимости разработки)
    "непонятно только, при чем тут Росатом, особенно в нынешней политической ситуации " В статье же написано: только у Росатома в разработке есть что-то похожее. Вот при этом. "В мире только около 10% установленных энергетических реакторов имеют советское или российское происхождение." Вот только США в XXI пока не ввели к эксплуатацию ни одного энергетического реактора, а Россия ввела -- и не один. 10% энергетических реакторов, о которых вы говорите -- это, в случае США, дела давно минувших дней, предания старины глубокой. "У США огромный опыт в разработке и строительстве ядерных реакторов, а если рассматривать другие страны, то там их много пойдёт впереди Росатома в этой очереди: Великобритания, Франция, Япония, Южная Корея..." Ни одна из этих стран в плане экспертизы в атомных реакторах в целом -- и тем более космических -- не находится не только впереди Росатома, но даже и на одной линии с ним. Поинтересуйтесь, когда последний реактор японской или британской разработки введен в строй. Или когда французы или американцы последний раз вводили в эксплуатацию ядерный реактор новой постройки. И за какие сроки и деньги. Ну или узнайте, сколько из этих "впереди" имеют работающий реактор на быстрых нейтронах, способный к воспроизводству (и тем более расширенному) топлива. Да, все так: правильный ответ "ноль", у всех кроме Росатома. "Но я лично не думаю, что Маск захочет связываться с АЭС, иначе у СпейсИкс уже была бы лицензия на работу с ядерными материалами :)" Нет, потому что эту лицензию получать крайне сложно. "Солнечные батареи принципиально доступнее и дешевле (с учётом стоимости разработки)" Нет, потому что масса солнечных батарей нужных для получения 25 млн квтч за год слишком велика в сравнении с массой ядерного реактора нужной мощности. Солнечные батареи в космосе можно использовать только там, где не нужно много энергии, либо на орбите Земли. На Марсе это крайне невыгодный вариант: резко ниже солнечная постоянная, половину времени ночь, пылевые бури, и т.д., и т.п.
    -
    1
    +
    Странно, что вы пропустили ссылку на статью Маска (по-моему на данном же ресурсе), где он говорит, что будущее энергетики за реакторами на быстрых нейтронах...)
07.01.2022
-
3
+
Никто на марс не полетит. Во первых это сильно сложно и затратно. Во вторых - ЗАЧЕМ? Кому надо, отправит марсоход и всё. Или проще реально на луну сгонять, там те же условия для человека непригодные, что и на марсе, только всего пару дней лететь, а не 7 месяцев. Ну и последнее - Маск пиарщик и балабол. Уж точно не он этим будет заниматься, а наса. Он максимум машину бесполезную может запустить, для пиара, на это всё, и то с помощю наса.
    07.01.2022
    -
    2
    +
    Людей в космос запускает Россия, Китай и пиарщик А ещё этот балабол производит и запускает больше спутников, чем весь остальной мир, вместе взятый И управляет самой большой группировкой спутников в истории. Причем каких-то несколько лет назад этого не было НИ-ЧЕ-ГО
    "Никто на марс не полетит. Во первых это сильно сложно и затратно. Во вторых - ЗАЧЕМ? Кому надо, отправит марсоход и всё." Вы не пробовали читать то, что комментируете? Поскольку нет, постольку я сделаю это за вас. Выше наглядно объяснено, почему марсоходы для исследования Марса неудовлетворительны. Про условия на Луне и Марсе -- вы опять не в курсе. Как, впрочем, и про Маска, НАСА, и все остальное.
Мне кажется Вся эта шумиха вокруг Маска, вроде американской лунной аферы, потом просто заработают деньги и все сойдет на нет.
Кстати,о реакторе для Марса: у Великобритании старейший опыт в постройке и эксплуатации газоохлаждаемых углекислотных реакторов, чего больше нет ни у кого. Чем не вещь для Марса? Росатом вообще ничем особенным не владеет,что бы выделялось из мировой тенденции.
    Не вещь для Марса они тем, что их реакторы были крайне неудачны даже в земных условиях (отчего и известный пожар на них) -- где воздух в 160 раз плотнее. В условиях Марса их Магноксы -- просто катастрофа. У них слишком малое обогащение по урану, то есть реакторы были бы недопустимо тяжелыми для космических условий. Наконец, все упомянутое вами уже давно Британией утеряно. Эти люди вышли на пенсию, своей реакторной школы в англичан больше нет. Поинтересуйтесь, когда они последний раз сами построили реактор по своему проекту Некому строить. "Росатом вообще ничем особенным не владеет,что бы выделялось из мировой тенденции." В Росатоме вы разбираетесь так же, как в английской реакторной школе, простите.
    +
      ещё комментарии
      10.01.2022
      -
      1
      +
      отчего и известный пожар на них)
      Авария в Уиндскейле? Ну да аж 10 октября 1957 года. И всё. Про утерянные технологии даже писать не стану. Не смешно.
        Давайте я вам еще раз объясню, надеюсь, в этот раз получится понятно. Вы считаете, что на Западе все хорошо, а у нас все плохо. Рациональные аргументы в ваш мозг по этой теме не поступают, поскольку он экранирован этой верой. Поэтому любые разговоры с вами на эти темы бессмысленны. Вы не субъект дискуссии, и когда вы мне не полезны как ее объект, я и отвечать не буду. Сейчас понятно?
          10.01.2022
          -
          1
          +
          Истасканные пропагандистские штампы, приписывание особенностей своего мировоззрения и чванливое хамство это весьма убедительная "аргументация".
1
2