Освоение Марса

[sharp]

Прошу прощения - что значит " запускаемые время от времени"

Это значит, что время от времени конструируют и запускают в космос АМС, оснащенные ритегом. По крайней мере я так понял.

Обогащённый U-235 очень полезен для здоровья .

Вне реактора он не будет поддерживать цепную реакцию, то есть радиоактивность будет только от альфа-распада. Но уран-235 распадается медленно, и фонит много меньше плутония-238 и других изотопов, которые суют в ритег.

[Алексей Шевченко]

Не, ну это я понимаю. Но его туда еще поднять надо будет.

Но поднимать нужно будет намного меньшую массу, поскольку межпланетный дельта-ве будет произведен на ЯРД, что почти на порядок сократит массу космического корабля для той же ПН. А значит можно значительно уменьшить и первую ступень, которая, понятно, на ЖРД.

Насколько вообще реален ГФЯРД?

[sharp]

Насколько вообще реален ГФЯРД?

ТФЯРД более реален, кмк. Именно поэтому я писал в своих сообщениях просто ЯРД.

[Алексей Шевченко]

Насколько будет эффективней ЖРД?

[sharp]

Насколько будет эффективней ЖРД?

УИ вдвое выше водородного жрд. Что дает 7-кратную экономию рабочего тела.

[Golossvyshe]

Прошу прощения - что значит " запускаемые время от времени"

Это значит, что время от времени конструируют и запускают в космос АМС, оснащенные ритегом. По крайней мере я так понял.

А, ну если в таком контексте... Тогда да.

Обогащённый U-235 очень полезен для здоровья .

Вне реактора он не будет поддерживать цепную реакцию, то есть радиоактивность будет только от альфа-распада. Но уран-235 распадается медленно, и фонит много меньше плутония-238 и других изотопов, которые суют в ритег.

Ну не зря же в СССР на урановых рудниках работали з/к.
При том, что природный уран в 6,5 раз менее активен, нежели оружейный.

Да вот, чего там
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BD-235
на фото мужик демонстрирует заготовку для питты.
И заодно степень полезности оной для здоровья. Резиновые перчатки, костюм радзащиты (край рукава виден) и респиратор наверняка (в кадр не попал).

Понятно, что с плутониевой отливкой всё было бы ещё жёстче. Но это не значит, что к обогащённому урану можно относиться небрежно. Тут попасть к онкологам - раз плюнуть...

[Алексей Шевченко]

Насколько будет эффективней ЖРД?

УИ вдвое выше водородного жрд. Что дает 7-кратную экономию рабочего тела.

Для водорода в ТФЯРД надо весьма большие топливные баки, что получше водорода?

[Кремальера]

УИ вдвое выше водородного жрд. Что дает 7-кратную экономию рабочего тела.

Ну если нам надо до марсианской орбиты и не дальше,то термальная солнечная ракета проще и дешевле ядерного привода.
Есть старые проекты по данной тематике,та же "Солнечная моль" из Попмеха за 1957 год.Кое-что по теплообменникам  и пр.приблудам уже было в железе.
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist.php#solarmoth
Есть варианты поновее и позаковыристее,с рениевым теплообменником.
http://toughsf.blogspot.com/2017/10/liquid-rhenium-solar-thermal-rocket.html#more
Мериканская Ultramet даже работала с рением для изготовления прототипов этого предельного теплообменника для NASA. http://ultramet.com/
SpaceX наверняка не понаслышке знали обо всех этих извращениях(и в том числе про ТФЯРД ),но предпочли решать проблему в лоб.
Возможно,в дальнейшем,кто-то сподобится прикрутить кран к этим незаурядным тех. решениям..Но пока повестка иная.

[sharp]

Резиновые перчатки

Они и показывают что радиация на самом деле сравнительно низка. Напомню в исходном посте звучало предположение про "второй Чернобыль", и речь идет лишь о том, что ничего подобного не будет и близко. Хотя бригаду ликвидаторов пожалуй придется направить вот в таких костюмах, но без малейшего вреда для них.

Эффект в целом окружающей среды будет много меньше, чем даже после рутения-106 например.

[sharp]

Для водорода в ТФЯРД надо весьма большие топливные баки, что получше водорода?

Водород круче всех Собственно, только он и дает такой УИ в ЯРД - за счет своей необычайно высокой удельной теплоемкости. На любом другом веществе УИ будет в полтора-два раза ниже.

Но если мы сравниваем с водород-кислородными ЖРД, для них понятное дело, тоже нужен водород, и сопутствующие проблемы его хранения все те же.
А уйти от водорода можно только на керосин, чей УИ уже почти в 3 раза меньше водородного ЯРД.

Ну если нам надо до марсианской орбиты и не дальше,то термальная солнечная ракета проще и дешевле ядерного привода.

Это извращение. Вот эти "крылышки" по бокам сожрут своей массой весь гипотетический выигрыш в удельном импульсе.

SpaceX наверняка не понаслышке знали обо всех этих извращениях(и в том числе про ТФЯРД ),но предпочли решать проблему в лоб.

Одна из главных причин чисто политическая - доступ к ядреным технологиям сильно ограничен.

[noxx77]

Атмосферного - 1 бар. Тут где-то даже вычислялась необходимая глубина ямы, припоминается цифра в 58 километров, и, по-моему, даже не для 1 бар, а минимума для жизни человека без скафандра.

Или банальных 30м воды для атмосферного давления.

[crazy_terraformer]

Смеси суперпарниковых фторидов согласно http://www.pnas.org/content/98/5/2154.full надо от 240-810 частей на миллиард по объёму для атмосферы Земли в зависимости от компонентов.

The total molecular column density of the mixture is less than 5 × 10²² m⁻², which would be about 240 parts per billion by volume (ppbv) of Earth's atmosphere. If the bandwidth is estimated as 16 cm⁻¹, achieving τ = 3 would require the addition of some NF3 and CF3NF2 to the five gases in Table 2 and a total molecular column of 1.7 × 10²³ m⁻² (about 810 ppbv of Earth's atmosphere).

Оптимальные смеси суперпарниковых фторсодержащих газов согласно этой  работе должна содержать от немногим менее 5×10²²м⁻² до 1,7×10²³м⁻² молекул этих газов на квадратный метр поверхности для атмосферы Земли.
Посчитаем сколько будет молекул в первой смеси из таблицы 3.



3,5×10²²м⁻² - газы с 8 атомами фтора;
0,52×10²²м⁻² - газ с 6 атомами фтора;
0,8×10²²м⁻² - газ с 10 атомами фтора;
Итого первая смесь 4,82×10²²м⁻², пересчитаем на атомарный фтор 3,912×10²³м⁻²

(кликните для показа/скрытия)

3,5*8+0,52*6+0,8*10=28+3,12+8=39,12

Более половины газов в таблице 3, соответствующей 4,82×10²²м⁻² содержит 8 атомов фтора,  для достижения 1,7×10²³м⁻² их бодяжат трифторидом азота NF₃  и CF₃NF₂ в неизвестных соотношениях, т.е. больше половины второй смеси молекул будет составлять смесь молекул содержащих 3 и 5 атомов фтора. Будем считать, что основная часть этой молекул содержит 5 атомов фтора CF₃NF₂ для упрощения счёта.

(кликните для показа/скрытия)

17×10²²−4,82×10²²=12,18×10²²м⁻²
3,912×10²³+5*12,18×10²²=(3,912+6,09)×10²³=1,0002×10²⁴м⁻²

Итого, вторая смесь содержит атомарного фтора 1,0002×10²⁴м⁻²

(кликните для показа/скрытия)

A(F)=18,998г/моль
N_A=6,02214076×10²³моль^-1
A(F)/N_A=m1_столба(F)/(3,912×10²³)
m1_столба(F)=3,912×10²³×A(F)/N_A=3,912×10²³×18,998/(6,02214076×10²³)=3,912×18,998/6,02214076=~12,341155573=~12,341г/м²
m2_столба(F)=1,0002×10²⁴×A(F)/N_A=1,0002×10²⁴×18,998/6,02214076×10²³=10,002×18,998/6,02214076=~31,55323=~31,553г/м²
Площадь поверхности Марса S=1,4437·10⁸ км²=1,4437·10¹⁴м²
Масса фтора m(F)=m_столба(F)*S
m1(F)=m1_столба(F)*S=~17,81693·10¹⁴г=~1,782 млрд.тонн
m2(F)=m2_столба(F)*S=~45,553399·10¹⁴г=~4,555 млрд.тонн

Масса фтора в будущей терраформированной атмосфере планеты в зависимости от состава оптимальной смеси от ~1,782 млрд.тонн до ~4,555 млрд.тонн.
Это адекватно парциальному давлению фтора от ~0,045798 Па до ~ 0,117094 Па

(кликните для показа/скрытия)

m1_столба(F)*3,711/1000=~0,0457980283304=~0,045798 Па
m2_столба(F)*3,711/1000=~0,1170940387=0,117094 Па

Although the lifetimes in Table 3 look long, they imply that the greenhouse gases considered here would require replenishment at a rate of nearly 400 kilotons per year to offset photolysis. Because the lifetimes in Table 3 were modeled at 1 astronomical unit from the sun, it would be plausible to multiply those lifetimes by 2.3, reducing the annual requirement to 170 kilotons...

Fluorine on Mars would have to be mined locally. For comparison, South African export of acid-grade fluorspar was 470 kilotons in 1980 but then receded somewhat because of weak commodity markets (20). It takes 2.2 tons of acid-grade fluorspar to produce a ton of HF, and the majority of the weight of the gases we are discussing is the fluorine weight. Even though the bulk composition of Mars may be richer in fluorine than that of Earth's (, whether the element can be found there in sufficient concentrations is unknown.

Рассматриваемые в статье парниковые газы потребуют пополнения со скоростью почти 400 тысяч тонн в год для компенсации фотолиза для времён жизни смоделированых в 1 астрономической единице от Солнца, было бы правдоподобно умножить эти времена жизни на 2,3, уменьшив годовое требование до 170 тысяч тонн.

Фтор на Марсе нужно добывать на месте. Для сравнения, южноафриканский экспорт плавикового шпата кислотного класса(97% и более CaF₂) в 1980 году составлял 470 тысяч тонн, а затем несколько снизился из-за снижения спроса. Для производства тонны HF требуется 2,2 тонны плавикового шпата кислотного класса, и большая часть предлагаемых газов, это вес фтора. Несмотря на то, что марсианский кларк фтора может быть больше, чем земной, неизвестно имеется ли этот элемент там в достаточных концентрациях.

Порядка от 1,8 млн до 4,6 млн. тонн фтора в год в течение тысячи лет надо произвести, чтобы синтезировать достаточное количество суперпарниковых фтористых соединений для создания комфортного климата на Марсе, а для того чтобы уменьшить УФ-фотолиз этих газов придётся добавлять в атмосферу кислород, а для меньшей пожароопасности азот и инертные газы.
170 тысяч тонн для компенсации фотолиза- этот вопрос будет решён полностью либо частично генно-инженерным методом. Т.е. либо будут созданы некие жизненные формы, выделяющие необходимые суперпарниковые газы в нужном объёме, либо скорее всего будут созданы организмы, концентрирующие фтор, они будут играть роль источника фтора для всех технических нужд.

[Dem]

Надо строить межпланетные буксиры с VASIMR и ГФЯРД

Сравниваем вес реактора и солнечных батарей той же мощности, печалимся и выкидываем нафиг реактор.

Насколько будет эффективней ЖРД?

Никасколько. УИ высокий, но вес бака для водорода всё портит. На тонну водорода - полтонны бака, притом разгонять его надо до упора. Т.е. где-то четверть стартового веса у нас балласт

Для водорода в ТФЯРД надо весьма большие топливные баки, что получше водорода?

А любое другое рабочее тело даёт УИ  хуже чем у ЖРД

[Vadims]

Надо строить межпланетные буксиры с VASIMR и ГФЯРД

Сравниваем вес реактора и солнечных батарей той же мощности, печалимся и выкидываем нафиг реактор.

Нет, солнечные непригодны для пилотируемого полета на Марс из-за неприемлемой продолжительности экспедиции.

Что касается массогабаритов, самые мощные солнечные батареи у спутников ГСО (до 20-25 кВт), однако уже от 50 кВт и более ядерные легче.

[noxx77]

Надо строить межпланетные буксиры с VASIMR и ГФЯРД

Сравниваем вес реактора и солнечных батарей той же мощности, печалимся и выкидываем нафиг реактор.

Нет, солнечные непригодны для пилотируемого полета на Марс из-за неприемлемой продолжительности экспедиции.

Что касается массогабаритов, самые мощные солнечные батареи у спутников ГСО (до 20-25 кВт), однако уже от 50 кВт и более ядерные легче.

То же и про ЯЭДУ. Потому что один хрен с СБ+ЭРД либо реактор+ЭРД.

[Vadims]

То же и про ЯЭДУ. Потому что один хрен с СБ+ЭРД либо реактор+ЭРД.

Не то же:

По сравнению с вариантом МЭК на базе сол-
нечной  ЭРДУ  вариант  на  базе  ядерной  ЭРДУ
обеспечивает  существенное (примерно  на 200
суток)  сокращение  продолжительности  экс-
педиции.  Это  обстоятельство  исключительно
важно  с  точки  зрения  радиационной  нагрузки
на экипаж, определяемой, в основном, галакти-
ческим излучением и солнечными вспышками.

http://modern.science.triacon.org/ru/issues/2011/files/papers/2/77-85.pdf

[noxx77]

Не то же:
Цитировать
По сравнению с вариантом МЭК на базе сол-
нечной  ЭРДУ  вариант  на  базе  ядерной  ЭРДУ
обеспечивает  существенное (примерно  на 200
суток)  сокращение  продолжительности  экс-
педиции.  Это  обстоятельство  исключительно
важно  с  точки  зрения  радиационной  нагрузки
на экипаж, определяемой, в основном, галакти-
ческим излучением и солнечными вспышками.

Извините, это ни о чём: непонятно, какая именно схема (проект) с какой сравнивается.

[crazy_terraformer]

Надо строить межпланетные буксиры с VASIMR и ГФЯРД

Сравниваем вес реактора и солнечных батарей той же мощности, печалимся и выкидываем нафиг реактор.

Ядерный ракетный двигатель - это не ядерный реактор для получения электричества или высокотемпературного пара или газа, ему не надо иметь теплообменники и радиаторы, и тяжёлую защиту от нейтронов и прочей радиации из АЗ. Достаточно будет выдвинуть двигатель на фермах и балках на большое расстояние от отсеков с экипажем, и прикрыть их баками с водородом,возможно лёгким экраном из свинца и баками с водой(вода для бытовых,пищевых, технических нужд).

[crazy_terraformer]

Масса фтора в будущей терраформированной атмосфере планеты в зависимости от состава оптимальной смеси от ~1,782 млрд.тонн до ~4,555 млрд.тонн.

Вполне вероятно, что в осадочных породах Марса шло накопление фторидов,наверняка есть какие-то месторождения гидротермального, вулканического и магматического происхождения. Но я решил рассчитать содержание фтора в метровом слое базальта - это одна из самых распространённых пород на Марсе(скорее всего Марс весь покрыт базальтом под всеми осадочными породами и вечной мерзлотой), беру плотность земного базальта 2,6—3,1 г/см³  и кларковое число фтора в литосфере Земли 625-660 г/тонну. Площадь Марса S=1,4437·10⁸ км²=1,4437·10¹⁴м².
Ср.плотность базальта y=2,85 т/м³

(кликните для показа/скрытия)

(2,6+3,1)/2=2,85 г/см³=2,85 тонн/м³

Масса верхнего метрового слоя базальтовой коры Марса - m(базальт)=~S·y·1=4,114545·10¹⁴т

(кликните для показа/скрытия)

1,4437·10¹⁴*2,85=4,114545·10¹⁴

Возьмём среднее арифметическое кларковое число фтора в литосфере Земли 6,425·10^-4т/т

(кликните для показа/скрытия)

625+660/2=642,5 г/т=0,6425кг/т=6,425·10^-4т/т

(кликните для показа/скрытия)

m(F)=m(базальт)6,425·10^-4=4,114545·10¹⁴*6,425·10^-4=2,6435951625·10¹¹т

Масса фтора в верхнем метровом слое базальтовой коры Марса ~2,6436·10¹¹т=264,36 млрд.тонн в 58-148 раз больше, чем надо для терраформирования атмосферы и на пополнение из-за фотолиза должно хватить.

[Алексей Шевченко]

Хорошо