Технология освоения Луны

How to set up a moon base
By Megan Lane
BBC News Magazine

Oxygen factory on the moon

If money were no object, what would it take to build a moon base fit for human habitation? Nasa is looking into just that, using the Hubble Space Telescope to hunt for suitable locations. And what if they build on one of the millions of plots already "sold" by entrepreneurs?

What Nasa is looking for are sites with a good supply of ilmenite, a mineral from which to extract oxygen, hydrogen and helium.

Водород и гелий из ильменита?! Впервые слышу. Но если не врут - это здорово.

Дык вроде ильменита на Луне полно. А в ильмените полно титана. А концентрация гелия-3 хорошо коррелирует с концентрацие титана. Имхо, так...

Ах, да! В ильмените полно воды в виде кристаллогидрата (?), оттуда и водород (с кислородом, ессно)

Концентрация титана коррелирует с концентрацией гелия-3, если речь идёт о реголите, пыли. Для породы ильменита никакой корреляции нет, в ней вообще заметного содержания гелия-3 не ожидается.
А в статье товарищи говорят о получении водорода и гелия (видимо, просто гелия) из ильменита. И это что-то новое.

Обсуждение термояда и ядерной энергетики перенесено в топик Термояд и альтернативы энергетики

что скажете насчет такой установки

никакую пыль никуда не закачиваем (абразивность, много движущихся частей и т.п. проблемы)
накрываем нужный участок квадратным металлическим горном, заглубляем края в этот самый реголит (можно с высоты уронить) а дальше начинаем греть солнечным концентратором через светопрозрачное отверстие в герметичном горне. Пусть на начальном этапе греется небольшой участок. Измельчать ничего не надо - она уже и так пыль, глубоко рыть не надо так как He3 он в поверхностных слоях. Короче реголит разлагается, появляются газы, которые можно откачивать для дальнейшей сепарации, кроме того, эти самые газы -неплохие теплоносители (по сравнению с вакуумом) и разогревают весь поверхностный объем накрытого установкой реголита. После завершения процесса горн переставляется носителем на новое место, причем в приводах можно использовать энергию разогретых газов.
Плюсы установки в небольшом количестве движущихся деталей и в практически полном отсутствии влияния абразивности реголита. В конце-концов это может быть шагающая на этих самых горнах машина, или из призмовидных горнов можно собрать нечто вроде гусеницы.

Производительность очень мала...

А если греть лазером
сканируя лучом как в TV

Это уже активно обсуждалось здесь (с середины страницы):

Хреновина в том, что таким макаром можно прогреть только тоненький слой реголита. Причём греть надо именно излучением, реактор приспособить тяжело.

Переть с хорошей скоростью, говорите? Щаззз Луна - не автобан, там ухабов и кочек полно, герметизацию хрен обеспечишь.

au> Если до тыщи полторы К поднять температуру за доли секунды концентратором, то можно вообще не останавливать движение машины и переть с хорошей скоростью. И, кстати, раз уж машина ради гелия, всё остальное добро придётся сливать за борт — куда его девать-то в таких количествах? Давайте громко поплачем над этим

Плакать не надо. Чутка температуру поднимем и дороги делать будем. Автобаны. С бордюрами, тротуарами и разделительной полосой. Может и температуру поднимать не придётся.

Fakir> Луна - не автобан, там ухабов и кочек полно, герметизацию хрен обеспечишь.

Товарисч физик! А при таких "давлениях" пробег молекул не будет ли достаточен для простого "сбора их" на открытом конце импровизированной бутылки? Во всяких там телескопах герметизируют-то лабиринтом, а не традиционными способами по этой самой причине. Что скажете?

Так проблема в том - как собрать, чем?

Fakir> Так проблема в том - как собрать, чем? [»]

Так это уже другая проблема. Как её решать наверняка знают конструкторы вакуумных насосов, коим я не являюсь. Но от балды можно предложить именно вакуумный насос, каким бы он ни был. Либо нечто экзотическое, вроде ионизатора и сбора ионов на катоде, с одновременным разделением по массе в поле Кто из нас физик вообще?!

Для улавливания отдельных молекул при получении вакуума используются:
- азотные ловушки. Это охлажденная жидким азотом поверхность, при столкновении с которой молекула воздуха "переходит в жидкое агрегатное состояние";
- паромасляные насосы, в которых молекулы улавливаются поверхностью специально т.н. "обезгаженного" масла.
Может и еще есть способы, эти два я видел в реальной жизни в вакуумных камерах.

Есть насосы в виде быстровращающихся дисков
с косо насверленными отверстиями.Молекулы
попашие в отверстие диска получают удар
летят к след.диску ит.д. пока не захватываются
чем-то(не помню чем).
Нащёт Не3 можно ионизировать только его
лазером со специально подобранной длинной
волны и ловить эл.мг. ловушкой.
Затем турбиной сжижать.

au

Так это уже другая проблема. Как её решать наверняка знают конструкторы вакуумных насосов, коим я не являюсь.

 

А откуда им знать?
Они всю жизнь решают совершенно иную задачу: как откачать газ из закрытого объёма через дырочку. Тут же ситуация иная: вы предлагаете колпак, которые неплотно прилегает к грунту, т.е. у нас уже есть очень неслабая дырдочка. А вакуум в ней лучше, чем может создать любой вакуумный насос. Поэтому потери "через край" могут стать относительно приемлимыми лишь в том случае, если вылетающие из реголита молекулы поглощются всей поверхностью колпака.

Либо нечто экзотическое, вроде ионизатора и сбора ионов на катоде, с одновременным разделением по массе в поле

 

Обеспечить близкую к 100% ионизацию весьма разреженного газа, который не удерживается в сосуде ничем, очень сложно.

ArmoryBlaid

Для улавливания отдельных молекул при получении вакуума используются:
- азотные ловушки. Это охлажденная жидким азотом поверхность, при столкновении с которой молекула воздуха "переходит в жидкое агрегатное состояние";
- паромасляные насосы, в которых молекулы улавливаются поверхностью специально т.н. "обезгаженного" масла.

 

Да насосов-то вакуумных дохрена. И вышеописанные, и турбомолекулярные, и ртутные, и абсорбционные (помнится, с таким на 1-м курсе лабу делали... эх, ажно на ностальгию пробило ), и еще какие-то. Но все они предназначены для откачки объёма через дырочку.

oby1

Есть насосы в виде быстровращающихся дисков
с косо насверленными отверстиями.

 

Т.н. турбомолекулярные насосы. В предлагаемой схеме - непригодны.

ArmoryBlaid> Для улавливания отдельных молекул при получении вакуума используются:
ArmoryBlaid> - азотные ловушки. Это охлажденная жидким азотом поверхность, при столкновении с которой молекула воздуха "переходит в жидкое агрегатное состояние";
ArmoryBlaid> - паромасляные насосы, в которых молекулы улавливаются поверхностью специально т.н. "обезгаженного" масла.
ArmoryBlaid> Может и еще есть способы, эти два я видел в реальной жизни в вакуумных камерах. [»]

НА ЛУНЕ!!!

Fakir>

Либо нечто экзотическое, вроде ионизатора и сбора ионов на катоде, с одновременным разделением по массе в поле

 

Fakir> Обеспечить близкую к 100% ионизацию весьма разреженного газа, который не удерживается в сосуде ничем, очень сложно.

Ну и зачем сразу 100%? Как именно ионизировать я не скажу, но вариантов масса — электронный луч, например. Раз уж там роскошный вакуум, надо его эксплуатировать
Лирическое отступление Удивляете вы меня То целое добывающее предприятие вас не заставляет даже бровью шевельнуть, то какая-то заурядная проблема вроде ионизатора воздвигается как китайская стена на пути этого пылесоса

Мы ведь собственно на этом агрегате тащим ядерный реактор - который вроде как замечательный источник - ионизирующего излучения.
Единственный принципиальный недостаток внешнего комбайнирования - рекуперация тепла по простым схемам встречным теплообменником не получается.

Fakir> Хреновина в том, что таким макаром можно прогреть только тоненький слой реголита.

Простите за длительный новогодний ...заплыв, уважаемый fakir.

Хреновина как раз в том что как только мы нагреем этот самый тооненький слой реголита, начнут выделяться газы - а они, как известно, очень неплохие теплоносители. Если процесс будет идти достаточно быстро, тогда возмлжно и конвекционное и взрывное перемешивание реголита. А сильно глубоко нам греть не надо, известно ведь что HE3 сосредоточен в поверхностных слоях.

Что касается производительности - то при использовании гусеницы из таких "горнов" действует принцип роторной линии (а это к слову сказать самое производительное, что только человек придумал) да и с проходимостью проблем не будет - это все ж таки гусеница.

И, кстати, раз уж машина ради гелия, всё остальное добро придётся сливать за борт — куда его девать-то в таких количествах? Давайте громко поплачем над этим


Нагретые газы будут использоваться в тепловых двигателях машины для перемещения, а после перемещаться в еще не нагретые горны. Останется только подогреть "еще немножко" что существенно повысит производительность системы. Далее не трудноБ избавившись от части газовБ тем самым остаток охладить и выделить например водород и кислород, которые конечно неплохо складировать в отдельно стоящей заправке с надписью Газпром.