[image]

Минимальный марсианский корабль с приемлемой биологической защитой

что то не видел таких расчетов
Теги:космос
 
1 2 3 4 5

ttt

аксакал

По состоянию на настоящий момент никаких технических проблем с отправкой возвращаемого корабля для исследования Марса нет

Траектории рассчитаны еще в докосмическую эру, стоимость ракетных ступеней благодаря в том числе работам частной космонавтики упала, возможность жить в невесомости длительное время доказана. Вопрос чисто в желании и стоимости

Единственной серьезной сдерживающей причиной является серьезнейшая радиационная опасность такого полета. При отсутствии защиты экипаж получит очень и очень приличную дозу. Сами дозы не указываю, об этом есть литература - главное они высокие в любом случае. В принципе найдутся конечно люди готовые по разным причинам принести по сути себя в жертву, но это будет тупиковый и крайне нежелательный путь.

С другой стороны радиационная опасность наличествует на многих, в том числе мобильных объектах на земле и решена более чем удовлетворительно. Десятки тысяч плавали на ПЛА и абсолютное большинство без последствий для здоровья. То есть проблема решаема.

Вопрос - нигде не видел расчетов (именно расчетов) минимальной массы КК обеспечивающего удовлетворительную защиту на срок марсианской экспедиции.

И как принципиально это решается - постоянным пребыванием экипажа в капсуле (какого объема, почему?). С периодическими выходами из капсулы (на короткое время приемлемо - на какое? Для физ упражнений?)

Можно свести в топик все расчеты такого корабля? Величина ослабления, масса корабля? Сколько все может стоить на текущие деньги?

Проектов и расчетов просто полета на Марс полно еще с начала 60-х, но там как правило данная опасность игнорируется. "Ну облучатся что делать, приемлемо"

Общих рассуждений и именно свежих хватает

Расчетов нет

Почему на Марсе можно побывать только раз в жизни

Для полета на Луну, к Марсу, а возможно — и к другим планетам, нужны не только ракеты и корабли, но и защита экипажа от космической радиации //  tass.ru
 

Ученый назвал главную проблему пилотируемого полета на Марс

Космическая радиация станет главным препятствием на пути пилотируемых полетов на Марс, рассказал «Известиям» научный руководитель Института космических исследований РАН Лев Зеленый, в четверг, 23 июля. //  iz.ru
 
   89.089.0

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
ttt> Единственной серьезной сдерживающей причиной является серьезнейшая радиационная опасность такого полета. При отсутствии защиты экипаж получит очень и очень приличную дозу. Сами дозы не указываю, об этом есть литература - главное они высокие в любом случае.
Высокие они только если под вспышку попасть. Но вспышки редко и к тому же накрывают достаточно узкий сектор.
А так, вроде, всего в 2-4 раза выше чем на МКС.
Так что метод борьбы тут простой - лететь как можно быстрее, а потом сели-спрятались.
Вполне реально долететь месяца за три...

Ну а наличие капсулы с толстым донышком (из посадочного топлива) чтобы защититься на случай вспышки - вполне приветствуется.
   89.089.0

ttt

аксакал

Дем> Высокие они только если под вспышку попасть. Но вспышки редко и к тому же накрывают достаточно узкий сектор.
Дем> А так, вроде, всего в 2-4 раза выше чем на МКС.

Всего?



5 процентный риск смерти это "всего"?

Причем при отсутствии вспышки

Дем> Так что метод борьбы тут простой - лететь как можно быстрее, а потом сели-спрятались.
Дем> Вполне реально долететь месяца за три...

Не очень это пока реально. Двигатели сырые. Учитывая абсолютную невозможность спасательной операции риск слишком велик.

Дем> Ну а наличие капсулы с толстым донышком (из посадочного топлива) чтобы защититься на случай вспышки - вполне приветствуется.

Это только вспышка. При обычном полете там миллизиверты бегут только вьет
   89.089.0

  • stas27 [14.06.2021 23:43]: Редактирование параметров темы

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Дем>> А так, вроде, всего в 2-4 раза выше чем на МКС.
ttt> Всего?
Доза на МКС - 0.6 - 1.0 мЗв/сутки.
Тут по видимуму считается "весь полёт" в 500-700 суток. А не 90+90 (с отсидкой в убежище в промежутке).
ttt> 5 процентный риск смерти это "всего"?
Не 5% а на 5%.
Т.е. был риск помереть 0.001% - стал 0.00105%

ttt> Не очень это пока реально. Двигатели сырые.
Сырые - это конкретная модель. Не гнался бы Маск за рекордами и сделал бы как на фалконе только метановые - давно бы летало.
   89.089.0

Naib

аксакал

ttt> С другой стороны радиационная опасность наличествует на многих, в том числе мобильных объектах на земле и решена более чем удовлетворительно. Десятки тысяч плавали на ПЛА и абсолютное большинство без последствий для здоровья. То есть проблема решаема.

Ценой массы и размеров. Для монопуска этого решения вообще скорее всего нет.

ttt> И как принципиально это решается - постоянным пребыванием экипажа в капсуле (какого объема, почему?). С периодическими выходами из капсулы (на короткое время приемлемо - на какое? Для физ упражнений?)
ttt> Можно свести в топик все расчеты такого корабля? Величина ослабления, масса корабля? Сколько все может стоить на текущие деньги?

Ну, по приведённым тобой ниже данным уровень радиации примерно в 300 раз выше земного фонового. На Земле 2 мЗв/год - норма гражданского населения, причём чуть не четверть этой дозы даёт медицина. 20 мЗв/год - персонал атомных станций. Значит коэффициент ослабления должен быть хотя бы 30. Это минимум, а лучше 50-100.

Что даёт эту радиацию.
Волновые (рентген, гамма) на МКС и на дальних орбитах различаются только за счёт экранирования планетами. И в целом умеренные. Высокий фон даёт корпускулярное излучение. При попадании в материалы корабля оно неизбежно даёт вторичные излучения, из которых наиболее опасны нейтроны. Для защиты - круговая защита примерно 20 см борированного полиэтилена. Или воды/топлива. Ну и рентген, конечно. Можно вместо бора замешать гадолиния, его меньше потребуется, да и экран от рентгена даст.

Индивидуальная капсула (цилиндр 2 метра длины на метр диаметра) на члена экипажа будет весить порядка 3 тонн. На троих - грубо 10 тонн. Можно сделать общую капсулу с тонкими внутренними стенками, тогда выйдет меньше, может порядка 5-6 тонн на троих.
   91.0.4472.10191.0.4472.101

ttt

аксакал

Naib> Что даёт эту радиацию.
Naib> Волновые (рентген, гамма) на МКС и на дальних орбитах различаются только за счёт экранирования планетами. И в целом умеренные. Высокий фон даёт корпускулярное излучение. При попадании в материалы корабля оно неизбежно даёт вторичные излучения, из которых наиболее опасны нейтроны. Для защиты - круговая защита примерно 20 см борированного полиэтилена. Или воды/топлива. Ну и рентген, конечно. Можно вместо бора замешать гадолиния, его меньше потребуется, да и экран от рентгена даст.

Топлива было бы заманчивей всего. Считай вообще проблема решена. Но не видел таких проектов. Есть такие с весовой раскладкой?

Naib> Индивидуальная капсула (цилиндр 2 метра длины на метр диаметра) на члена экипажа будет весить порядка 3 тонн. На троих - грубо 10 тонн. Можно сделать общую капсулу с тонкими внутренними стенками, тогда выйдет меньше, может порядка 5-6 тонн на троих.

Провести три года в цилиндре 2х1 м нереально. Психика не выдержит.

Пришедшая в голову идея - наверняка кто то уже предлагал.

КК по типу Союза (или китайского его развития). Защищенная капсула для трех-четырех космонавтов (нефиг стадо плодить) и "орбитальный" отсек релаксации

В спускаемом закрытом защитой (сбрасываемой при приземлении) конусовидном отсеке основная жизнь и работа космонавтов. Размер типа Аполло или чуть больше. В маленьком Джемини по 2 недели сидели вместе. Тут несколько просторнее. В самом носу корабля естественно спускаемый отсек. Между ними отсек релаксации произвольных размеров цилиндрической формы со слабой защитой. По очереди, скажем часа на 4 в сутки отсек отдается каждому из космонавтов - он использует по своему усмотрению, научная работа, тренажеры, да хоть досыпает. Для психологической устойчивости в таком длительном полете каждому человеку надо предоставлять хоть несколько часов уединения постоянно. Итоговая доза в 4-5 раз меньше. Приемлемо.

Нарисовал бы рисунок но слаб по рисованию.
   91.0.4472.7791.0.4472.77

ttt

аксакал

Дем> Доза на МКС - 0.6 - 1.0 мЗв/сутки.
Дем> Тут по видимуму считается "весь полёт" в 500-700 суток.

Да, именно так.

ttt>> 5 процентный риск смерти это "всего"?
Дем> Не 5% а на 5%.
Дем> Т.е. был риск помереть 0.001% - стал 0.00105%

Вы правы. Я неправильно выразился.

Дем> Сырые - это конкретная модель. Не гнался бы Маск за рекордами и сделал бы как на фалконе только метановые - давно бы летало.

Маск он все таки Маск. Уважаю, но проверяю.

У него 115 суток только на полет в одну сторону. Потом ФЗ сколько на производство топлива на Марсе. Потом назад. Сколько на все я не видел нигде.

Типа "Вперед на Марс и все дружно остаемся там жить". Красиво но не реалистично.
   91.0.4472.7791.0.4472.77

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
ttt> У него 115 суток только на полет в одну сторону. Потом ФЗ сколько на производство топлива на Марсе. Потом назад. Сколько на все я не видел нигде.
Так на Марсе закопались в грунт и радиация нас больше не колышет.
   89.089.0
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
IMHO наиболее реалистичная схема пилотируемых полетов в Солнечной системе вообще - и в т.ч. на Марс, это полет с вахтовой гибернацией. Когда один-двое человек экипажа несут вахту - остальные находятся в гибернации. С постоянной ротацией с периодом 24-72 часа. В этом случае гибернированных можно уложить в радиационно-защищенные капсулы, которые будут иметь массу защиты значительно меньше, чем защита всего обитаемого пространства. А сама по себе гибернация является радиопротективной. Одновременно сильно снижается нагрузка на СЖО. И значительно меньше страдает психика членов экипажа как от вынужденного безделья, так и от постоянного взаимодействия с другими членами экипажа...
   88.088.0

ttt

аксакал

ttt>> У него 115 суток только на полет в одну сторону. Потом ФЗ сколько на производство топлива на Марсе. Потом назад. Сколько на все я не видел нигде.
Дем> Так на Марсе закопались в грунт и радиация нас больше не колышет.

Я расчет обратного полета вообще не видел. Когда, сколько времени полет. Если он собирается ждать год до следующего короткого маршрута, то и на Марсе что то нахватает. И не факт что он сумеет там вот так просто топливо наработать. Может годы потребуются. Так что даже если принять и обратный полет 115 суток (в чем я сомневаюсь) в сумме очень ощутимо будет.
   91.0.4472.7791.0.4472.77

ttt

аксакал

Wyvern-2> IMHO наиболее реалистичная схема пилотируемых полетов в Солнечной системе вообще - и в т.ч. на Марс, это полет с вахтовой гибернацией. Когда один-двое человек экипажа несут вахту - остальные находятся в гибернации. С постоянной ротацией с периодом 24-72 часа. В этом случае гибернированных можно уложить в радиационно-защищенные капсулы, которые будут иметь массу защиты значительно меньше, чем защита всего обитаемого пространства. А сама по себе гибернация является радиопротективной. Одновременно сильно снижается нагрузка на СЖО. И значительно меньше страдает психика членов экипажа ..

Это видимо light вариант того что раньше называли анабиозом. Выглядит очень привлекательно, но обкатывали это на Земле? С изучением последствий и тп?

Несколько печально что спячка продолжительность жизни насколько знаю совершенно не увеличивает (бурый/белый м например), время впустую проходит, хоть бы в это время книжки какие читать :) (шутка). А так одни плюсы, согласен полностью.
   91.0.4472.7791.0.4472.77

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
ttt> то и на Марсе что то нахватает.
Под десятком метров грунта - не больше чем на поверхности Земли.
ttt> в сумме очень ощутимо будет.
Ну в общем примерно эквивалентно году на МКС. Терпимо, если второй раз не лететь.
   89.089.0
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Naib

аксакал

ttt> Топлива было бы заманчивей всего. Считай вообще проблема решена. Но не видел таких проектов. Есть такие с весовой раскладкой?

Нет. Топливо нужно долгохранимое, то есть гептил. Посадить пилотов в бочку с гептилом - таких смелых инженегров нет.

ttt> Провести три года в цилиндре 2х1 м нереально. Психика не выдержит.

То-то и оно... В общем, или сборка аппарата на орбите, тогда ставим нормальную защиту и даже ЯРД. Или полёт камикадзе в один конец.

ttt> Пришедшая в голову идея - наверняка кто то уже предлагал.
ttt> КК по типу Союза (или китайского его развития). Защищенная капсула для трех-четырех космонавтов (нефиг стадо плодить) и "орбитальный" отсек релаксации

Можно ещё экраны выставить на фермах метров на 30-40 от капсулы. Тогда по идее поток должен здорово упасть за счёт рассеивания на этих экранах.

Но мне нравится идея постройки КА на орбите.
   91.0.4472.10191.0.4472.101
RU Zenitchik #15.06.2021 21:53
+
-
edit
 

Zenitchik

старожил

Помнится, была в 2004 году такая книга "Пилотируемая экспедиция на Марс".
Там предлагали лететь в период активного Солнца. Когда усилившееся магнитное поле Солнца ослабляет действие галактических протонов. А увеличение числа солнечных протонов предлагали решать теневой защитой - они же с одного направления летят.

Кстати, полёт там, кажется, считался полностью.
   83.0.4103.11983.0.4103.119
+
+2
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> IMHO наиболее реалистичная схема пилотируемых полетов в Солнечной системе вообще - и в т.ч. на Марс, это полет с вахтовой гибернацией. ....
ttt> Это видимо light вариант того что раньше называли анабиозом. Выглядит очень привлекательно, но обкатывали это на Земле? С изучением последствий и тп?

Единственный препарат который подходит для этого - гамма-оксибутират натрия. Это в-во с нулевой токсичностью, так как усваивается клетками в цикле Кребса, глубина сна/наркоза легко управляется по ЭЭГ, обладает свойствами радиопротектора и защищает мозг и миокард от гипоксии. Единственное снотворное не нарушающее структуру сна и вызывающее бодрость (иногда чрезмерную :F ) при пробуждении, так как ГОМК по сути нейроанаболик. При применении для гибернации выступает одновременно и как гипнотик и как часть парентерального питания. НО! Любая длительная гиподинамия - оч. плохо. Соответственно, надо пробуждать членов экипажа примерно раз в 12-24 часа для энтерального питания, туалета и комплекса физ.упражнений. Заодно вахтовый член экипажа не будет испытывать чувства одиночества.

P.S. Кстати, у млекопитающих, впадающих в зимнюю спячку в нейронах находят в-во близкое к ГОМК :doctor:
P.P.S. И да - были клинические случаи в кардиологии, акушерстве и психиатрии когда ГОМК-наркоз длился сутками и даже неделями...
   88.088.0
RU Zenitchik #16.06.2021 15:31  @Wyvern-2#16.06.2021 12:22
+
+1
-
edit
 

Zenitchik

старожил

Wyvern-2> Соответственно, надо пробуждать членов экипажа примерно раз в 12-24 часа для энтерального питания, туалета и комплекса физ.упражнений.

Возможно, удастся отобрать людей, безопасно переносящих более суток сна. Тогда процесс может быть оптимизирован. У животных, впадающих в спячку, именно это и произошло.
   83.0.4103.11983.0.4103.119
+
-
edit
 

haleev

опытный

Wyvern-2>> Соответственно, надо пробуждать членов экипажа примерно раз в 12-24 часа для энтерального питания, туалета и комплекса физ.упражнений.
Zenitchik> Возможно, удастся отобрать людей, безопасно переносящих более суток сна. Тогда процесс может быть оптимизирован. У животных, впадающих в спячку, именно это и произошло.
почти как в детстве:
- Долго спишь - наверное пожарным будешь.
- А я в космонавты хочу.
...
- А,.. туда тоже можно.

Как заметил один космонавт: "нас отбирали как здоровых, а спрашивают как с умных". То есть тут будут "здоровые и способные к долгому сну".
Комплекс физупражнений у космонавтов должен быть таким, чтобы на Марс они высаживались после полугода полёта бодрыми, свежими и работящими, а не приходящими в себя неделю доходягами, которые и флаг-то толком воткнуть не могут.
   89.089.0

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Naib> Нет. Топливо нужно долгохранимое, то есть гептил. Посадить пилотов в бочку с гептилом - таких смелых инженегров нет.
При тех объёмах - и метан-кислород нормально хранятся. Это центнер хранить сложно (и даже гептил бабахает в итоге от перегрева)
   89.089.0
BG intoxicated #18.06.2021 12:48
+
-1
-
edit
 

intoxicated

Mr. «Никогда»

Роботов для Марса нужно придумывать .....
   89.089.0
+
+1
-
edit
 

Naib

аксакал

Дем> При тех объёмах - и метан-кислород нормально хранятся. Это центнер хранить сложно (и даже гептил бабахает в итоге от перегрева)

Посадить их в бочку с жидким метаном? :eek:
Фуфайки с ушанкой маловато будет. :D
   91.0.4472.10191.0.4472.101
+
+1
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Naib> Посадить их в бочку с жидким метаном? :eek:
Нет, прикрыться бочкой от основного источника радиации
   89.089.0
+
+1
-
edit
 

Naib

аксакал

Дем> Нет, прикрыться бочкой от основного источника радиации

Если ты считаешь таковым Солнце, то достаточно тонкого металлического экрана на удалении от КА, который даст "тень". Речь идёт о минимально полноценной круговой защите.
   91.0.4472.10191.0.4472.101
+
+2
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Naib> Если ты считаешь таковым Солнце, то достаточно тонкого металлического экрана на удалении от КА, который даст "тень". Речь идёт о минимально полноценной круговой защите.
Лист не от всего защитит. Сантиметр металла на МКС - вполне пробивается.
А круговая - тяжёлая. С той же энергией на разгон эффективней быстро прилететь и спрятаться.
Нагрести с фобоса/деймоса реголита и сделать многометровый цилиндр в который корабль прятать
   89.089.0
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Naib>> Если ты считаешь таковым Солнце, то достаточно тонкого металлического экрана на удалении от КА, который даст "тень". Речь идёт о минимально полноценной круговой защите.
Дем> Лист не от всего защитит. Сантиметр металла на МКС - вполне пробивается.

На МКС целых 10 мм обшивка? :per: Минимум дюраль там ВТРОЕ тоньше :) (надо посмотреть, могу ошибитЦо %) )
Если укладываем экипаж баиньки, то "капсулу сна" минимального объема делаем из вольфрама - против ГКЛ, а сам жилой модуль экранируем от Солнца баками и экраном - ибо Солнце с известной стороны.
   88.088.0
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Wyvern-2> На МКС целых 10 мм обшивка? :per: Минимум дюраль там ВТРОЕ тоньше :)
Суммарно. Гермокорпус действительно тоньше, но там и теплоизоляция и противометеоритное и... вот и подучается эквивалент в сантиметр.
Wyvern-2> Если укладываем экипаж баиньки, то "капсулу сна" минимального объема делаем из вольфрама - против ГКЛ
Собственно, и большинство работ можно не выходя из капсулы делать - это же не МКС где эксперименты, тут просто летим к цели.
Кстати, на МКС на спальных местах радиации в полтора раза больше чем в "коридоре" - они прямо у стенки.
   89.089.0
1 2 3 4 5

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru