Энергоносители на Марсе

>энергетику (без завоза чего-либо с Земли)
Идея хорошая. Правда, завозить конечно, все равно что нибудь придется. Мне кажется, что для первой высадки, которая планируется на 15 суток, пойдет и банальный радиоизотопный генератор. Может быть даже и на полонии-210 (вернее его сплав с висмутом). Уж больно он компактен: 140 Вт / грам !!
Правда период полураспада 140 дней, но это можно компенсировать, если для перелета будет использоваться ядерный реактор. То есть, нарабатывать его прямо в полете без выделения. Характеристики будут хуже, но все равно конкурентов ему найти трудно. Да и экологически он чист, альфа радиация надежно экранируется металлической оболочкой.

Сейчас модная тема биотопливо. Почему бы и нет? Зеленая водоросль хлорелла размножается с дикой скоростью, усваивает солнечный свет с эффективностью до 20%, ей нужно только определенный солевой состав, вода и углекислый газ. Почти все есть на Марсе. Только два НО: недостаток тепла (марсианское лето 20 С) и неопределенность с "азотными удобрениями". Если решить эти проблемы, то тогда нужны только тонкие прозрачные пластиковые трубы, которые завести легко.Эти трубы просто будут лежать на поверхности, а биомасса внутри перемещаться с помощью несложной механики. Хлорелла выделяет кислород, необходимый для дыхания, часть биомассы можно сублимировать вакуумной сушкой и сжигать "обратно". Конечно КПД системы тогда будет порядка 10-15 %, но и современные фотоэлементы не сахар. Раствор хлореллы прекрасно санирует отходы жизнедеятельности, уничтожая болезнетворные микробы (щелочная среда). В перспективе можно сбраживать гидролизат этой водоросли, получая столь необходимый для суровой марсианской зимы этиловый спирт. Отмечу отдельно астронавтам хотят запретить выдачу вина, которое положено даже подводникам - 100 грам в сутки. Это явное нарушение прав человека!! Какая гнусность! В перспективе из спирта и сопутствующих полупродуктов переработки можно с помощью химических реакторов нарабатывать полимеры, состоящие "образно говоря" из воды и углекислого газа. Уже почти самодостаточное производство. Почти такой же эффективностью усвоения солнечной энергии обладает молодой бамбук, но для него нужны отдельные теплицы. Молодые побеги прекрасный корм для животных и людей, и изысканный деликатес в китайских ресторанах "рекомендую "Тао" м. Маяковская, 2-1 бресткий переулок).
В конце концов, даже пластиковые трубы для хлореллы можно будет делать опять на Марсе. И здесь можно обойтись даже без электричества, как ключевого элемента! Главное выжить. Думаю, разработка оптимальной системы жизнеобеспечения (помимо радиационной защиты) ключ для полета на Марс. Может выйти из строя реактор, двигатель, но с СЖО вы можете болтаться в космосе или сидеть на Марсе сколько угодно! В конце концов, жизнь и цивилизация начались не с металла и электричества.

Современные фотоэлементы — это 40%. Так, для справки.

1. насколько я знаю, они быстро "дохнут" до 15-20%
2. Идея топика была "без завоза чего-либо с Земли". Технологически сложное производство фотоэлементов на Марсе намного сложнее выращивания этой водоросли или даже бамбука.
Тут просто "кинул зерно", и оно растет. Эдакий "наноробот", данный природой.
3.Намного проще производить металлические солнечные концентраторы.

Напоминаю идею топика:
>по возможности без завоза чего-либо с Земли.
Вы нагло врете, сейчас НЕТ промышленных фотоэлементов, которые могут проработать год с КПД 40%.А которые есть, это только лабораторные образцы и это обещает быть на порядок дороже.
Если кто то сделал, буду признателен за ссылку.
Согласен, производство металла на Марсе это роскошь. А фотосинтез нет! Если пустая фантазия - докажите кратко и понятно, ПОЧЕМУ. Идея есть.
У меня к Вам встречное предложение: нарисовать подробную схему производства фотоэлементов на Марсе, попробуйте! А тонна "чего угодно с Земли" на первых порах будет стоить 10 млрд USD, извините. Вот и считайте.

Нефиг мне делать доказывать что бред — это бред. Если хотите чтобы вас читали, излагайте с аргументами и фактами, а не с имхами и идеями.
Повторяю ещё раз: производство небесполезных фотоэлементов где-либо кроме специализированных фабрик на Земле — это нонсенс. Такой вот простой рисунок.

>Такой вот простой рисунок
Эта figure называется "фига". Ну да ладно, спасибо и на этом.
ChiefPilot правильно поднял вопрос "о самовоспроизводящихся технологиях",
еще раз акцентирую. В такой постановке задачи посылка фотоэлементов с Земли безумно дорогое мероприятие. Тонна фотоэлементов будет стоить от 1 до 10 млрд USD.40% это только опытные образцы, и производство таких элементов намного сложнее. В самом процессе фотосинтеза никакого бреда нет - он работает. В конце концов у нас не конструкторское бюро, а фабрика идей - а почему бы и нет. И я у Вас бюджет не отнимаю.

uagg> Там проблем - выше крыши. Например - куда отводить избыточное тепло? Радиатор получается... ууу...
Размер радиатора обратно пропорционален четвёртой степени его температуры...
T.A.> А тонна "чего угодно с Земли" на первых порах будет стоить 10 млрд USD, извините. Вот и считайте.
Это ты увлёкся. Всего от 20 до 50 млн...

прошу прощения, увлекся. Послать болванку намного проще, чем организовать полет человека.
>Всего от 20 до 50 млн...
То есть, это практически стоимость вывода на орбиту?
Насчет фотосинтеза не настаиваю, просто попросили выложить любые идеи.
Vinitzki пошутил насчет метана. Он действительно интересен, но не как источние энергии, а как возможный индикатор жизни.
По поводу энергоносителей: когда-то был проект реактивного самолета на магнии (правда я бы взял натрий), который способен гореть в углекислом газе. Буду признателен за любую наводку.

еще один источник энергии - подповерхностный лед. (если, конечно это не ошибка).
В условиях Марсианского лета давление паров воды 0,02 бар, больше "атмосферного" , которое 0,006 бар. При испарении 1 кг льда можно получить примерно 100 КДж (энергетика почти как у черного пороха), нагрев осуществляется теплым ветром. Главное только найти залежи и наладить подьем "сырья" (смесь люда и песка) с небольшой глубины. Для небольшой колонии "неисчерпаемый" источник энергии.При нагреве льда образующийся водяной пар совершает работу. Проблема только в том, придется работать с маленькими давлениями.

Dem_anywhere>Размер радиатора обратно пропорционален четвёртой степени его температуры...
Ага. И пропоционален площади.

А КПД тепловой машины пропорционален разности температур.
Т.е. маленький, но горячий радиатор не поможет. Нужен большой и холодный .

Прикиньте на пальцах, каким должен быть радиатор для реактора электрической мощностью 10 МВт (это значит, что еще 10 МВт, грубо, он должен сбрасывать в холодильник) для температуры холодильника ну... 27С (300К).
Там как бы не квадратные километры получаются

Dem_anywhere>Угу. Но температура нагревателя может быть произвольной - это не химия. Хоть одну-две тысячи градусов.
Нет, к сожалению не может . Т.к. там пределы прочности у конструкционных элементов турбины (или какого другого преобразователя) вылазят.
Кроме того, холодильник нельзя "на сотню-другую" нагревать. Там же пар! Его конденсировать надо. По любому ниже 100С.

слабое место марсианской зеленой энергетики - это лютая марсианская зима. Делать трубы с вакуумной теплоизоляцией это слишком.

еще сохраняется проблема космической радиации НЕ солнечного происхождения. Все равно, придется прятать марсонавтов под землю (под "марс") метров на 10. А система зеркал лишние хлопоты. Да подземная депресия не сахар - спелеологи знают. Больше месяца не протянешь. Если строить на поверхности, придется сооружать некий антирадиационный купол (см. топик Купольные сооружения). Можно попытаться соединить полезное с приятным: Купол из пластика, сегментированный (если шальной метеорит проколет), содержащий слой воды 6-30 метров (а ее на Марсе навалом). Это будет необходимые 0,2-1 атм для компенсации внутрикупольного атмосферного давления. Такой купол будет эффективно удерживать тепло, производимое людьми и техникой: там всякие токарные и фрезерные станки. А в воде полный аквариум, водоросли, креветки, кальмары и осьминоги. Только лови и кушай. И тогда небо марсонавтам будет не черное или оранжевое, а приятно сине-голубого цвета. А вместо птичек рыбки будут плавать и кальмары с осьминогами. То есть, экспедиция на Марсе будет не в тягость, а в радость, сказкой покажется! И марсонавты даже не захотят улетать на Землю, что очень важно для выполнения и перевыполнения марсианского плана!

В целом идея топика перекликается с телесериалом Стражинского "Вавилон 5".
Да здравстствует свободный Марс!

ChiefPilot>можно ожидать постепенного перехода колонии на "самофинансирование" по энергии

Не только по энергии, но и по деньгам. Когда будут построены купольные сооружения, туристы со всей Земли туда валом попрут. Представте себе марсианский дайвинг, когда вы можете подстрелить тунца, или скажем, побороться с марсианским осьминогом.

Но на первых порах выгодней ритуальные услуги. Выстрелить какого нибудь покойного миллионера на Марс просто ерунда: ни СЖО, ни антирадиационной защиты. Стоимость запуска 1 млн, нормальная коммерческая накрутка тоже 1 млн. Но это уже тема отдельного топика.

> слабое место марсианской зеленой энергетики - это лютая марсианская зима.
Да не такая уж она и лютая... Так как холодной атмосферы кот наплакал...

правда ветры дуют свирепые, но возможно Вы правы, не такая уж это проблема.

По поводу финансовой независимости Марса ("свободу Марсу"). Это неплохая оффшорная зона, правда хуже чем на Луне из-за задержки связи. На оборот земных средств на Марсе (впрочем в первую очередь на Луне), можно ввести налоговые льготы как в Гибралтаре, Каймановых Островах или кантоне Цуг. Но на Марсе есть одно преимущество - расстояние. Во первых, почти не возможно организовать силовую операцию по изьятию средств и документов. Во вторых, это надежное убежище для беглецов всяких мастей - за отдельную плату, конечно.

Dem_anywhere>Ну, материалы могут быть сильно разные...
Ну, на вскидку, что может работать в потоке газа с температурой 2000К несколько лет, не теряя конструкционных свойств?
Нет, безусловно, лопатки можно сделать охлаждаемыми, но спепень геморроя в компактном устройстве представляете?
Кстати, если температуры больше 600С (ну примерно ) - то это уже газовый реактор (реактор с газовым охлаждением активной зоны). Такие, вроде есть.
Но, насколько я помню, тепло там всё равно со второго контура снимается, а там вода и паровая турбина.

Коллеги вообще сейчас реакторы, которые бы крутили газовую турбину бывают?
Я не припомню

Первый контур стараются делать некипящим - уж больно чепеповата паровая подушка вокруг ТВЭЛа, ограничений на разогрев ведь у него нет. Но собственно материалов с высокой температурой кипения много, это тугоплавких мало.
Так что съём энергии - во втором контуре. Как исключение - экзотический вариант реактора на водном растворе урановых солей - там этот раствор одновременно всё - и ТВЭЛ, и турбину крутит
> Но, насколько я помню, тепло там всё равно со второго контура снимается, а там вода и паровая турбина.
А собственно - зачем нам турбина? Её задача - придать куску металла вращательное движение, но при использовании жидкого металла достаточно нужной конфигурации труб, по которым он движется...

>А собственно - зачем нам турбина?
господа, правильно ли я понял из вашей дискуссии, что МГД преобразователи (а там вроде 60-70%) на сегдняшний момент по каким то причинам технический тупик? Ведь они привлекательны тем что там нет движущейся механики.

Основная проблема - МГД-преобразователи на воде не работают.
А разрабатывать новый тип реактора - это большие деньги, притом без существенного выигрыша. КПД преобразования пока никого не интересует.

КПД фотосинтеза всего один процент, и существенно повысить его навряд ли реально, сомнительны двадцать процентов у хлореллы, в противном случае, выгодно было бы на Земле ее выращивать взамен нефти!
А испарение льда, это выход, особенно сухого льда!

>А разрабатывать новый тип реактора - это большие деньги
все понятно, даже если МГД на водяном паре и будет работать.
>сомнительны двадцать процентов у хлореллы
она намного "проще" чем растения, поэтому возможно, вот ссылочки:

http://www.kulichki.com/moshkow/PRIKL/WERSILIN/robinzon.txt_Piece40.03
Тем более, что в штатах где то удалось сконструировать генномодифицированную водоросль с улучшенными характеричтиками. Вот только переработать ее в спирт будет проблема, так как надо гидролизнуть ее толстый панцирь, а к бактериям она устойчива. А дешевую нефть еще никто не научился делать.