Это не Лунное Королевство, но...

Общение на совершенно разные темы.

Moderators: Beebs, StarSirius, Knyaga

Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Sat Oct 20, 2012 2:28 pm

В последние годы меня почему-то непрерывно посещают мысли о поселениях на Луне. Обустройство на спутнике Земли напоминает старт компьютерной игры-стратегии с малым начальным уровнем ресурсов – в его качестве выступает минимальный забрасываемый на Луну вес. С одной стороны хотелось бы пораньше начать использовать местные ресурсы, а с другой – для этого понадобится соответствующее массивное оборудование.

Многие проекты предусматривают закапывать помещения базы в лунный грунт. Действительно, это – хороший способ защититься от перепадов температур и метеоритов. Несомненно, первые базы будут делаться именно так. Однако я считаю, что на следующем этапе потребуется строить и на поверхности. Отсутствие естественного солнечного света плохо скажется на психологическом состоянии космонавтов, растений в оранжереях. Из строений на поверхности удобнее наблюдать за Землей, звездным небом, осматривать территорию базы. Для обеспечения безопасности геологических (точнее селенологических) партий, что разъедутся по окрестностям базы, понадобятся высокие антенны, наблюдательные вышки и т.д.

Такие проекты тоже есть. Опытами с образцами лунного грунта уже установлено, что из него можно получить хороший цемент. Однако авторы проектов строений из «лунобетона» забывают, что в вакууме вода выкипает. Пленочной оболочкой тут не обойдешься – при достаточном для существования водного строительного раствора давлении, она будет стараться взлететь с силой в несколько тонн.
Я предлагаю сначала сварить наружную оболочку из тонкого металлического листа с окнами и наружным шлюзом, и заякорить ее в грунте. А уж внутри ее создавать стены из лунобетона. Сделали оболочку и арматуру, подкачали воздуха. Залили бетон в фундамент, строение стало тяжелее и лучше связано с грунтом – можно прибавить давления. Формуем стены – еще прибавляем давления.
Это даст еще одно преимущество. Бетон ведь неизбежно будет содержать пузырьки воздуха, снижающие его прочность. Особенно при его изготовлении в таких неудобных условиях. А так, при постепенном подъеме давления, они уменьшатся в объеме.
В итоге должно получиться вот что, рис.1:

Image

Наличие двойной оболочки создаст много преимуществ. Ввиду огромных перепадов температур обычные бетонные строения на Луне не будут долговечными – бетон растрескается. Внутри же металлического «термоса» перепад будет не столь резким. Двойная оболочка хорошо защитит от метеоритов, подобная защита уже применялась на советских станциях «Вега». При столкновении с наружной оболочкой метеорит взрывается, частично или даже полностью испаряясь. И внутренней оболочке уже нетрудно устоять против потока газов и раздробленных, потерявших скорость обломков. (Защитит и от кумулятивных боеприпасов, если транснациональным монополиям не понравится, что возникает недоступная им независимая экономика, живущая не по законам звериного капитализма.)
Обратите внимание на внутреннюю планировку здания. Жилые помещения и оранжерея отделены друг от друга. Получается вроде как домик в саду. Не все даже на Земле имеют такие условия! В поселке из нескольких таких домов в одних зданиях будут выращивать тропические растения, а в других – растения умеренного климата. В последнем случае системы терморегулирования домика и оранжереи – раздельные. В жилых помещениях будет постоянная температура, а в оранжерее можно сымитировать цикл времен года. Наличие оранжерей уменьшит потребность в доставке с Земли продуктов питания и веществ для регенерации воздуха.

Image

Окна (рис. 2) – из стойкого к перепадам температуры кварцевого стекла. Желательно с полупрозрачным металлическим напылением, отражающим тепловое излучение. Это уменьшит выстуживание лунного дома во время долгой лунной ночи и прожаривание днем. Понадобятся также управляемые изнутри створки, такие уже использовались на орбитальных станциях. Открывая их на теневой или солнечной стороне здания можно эффективно регулировать температуру. При движении Солнца, его лучи могут падать косо и попадать из наружного окна не во внутреннее окно, а на окружающие его бетонные стены. Для их защиты вокруг окна наклеивается отражатель из тонкой алюминиевой фольги.
Изнутри (можно негерметично) ставится обычное стекло, задерживающее ультрафиолет. Кроме тех окон, что могут использоваться для наблюдений в УФ-спектре или для обеззараживания воздуха.
Долговечность окон космических аппаратов не безгранична. Это заметили еще на «Салютах». Наружная поверхность обдирается микрометеоритами, толща стекла темнеет от космических излучений. Тут-то и проявится еще одно достоинство двойной оболочки. Все эти «прелести» достанутся главным образом наружному стеклу, а его поменять нетрудно – ведь разгерметизация межоболочечного пространства ничем лунному дому не грозит.
После возведения дома, можно отрыть и подвал. Благо, что этим можно будет заниматься не в вакууме, а в нормальных атмосферных и температурных условиях. Там поместится то, что требует особой защиты от космических излучений и температурных перепадов – семенной и генетический материал, компьютеры и носители информации, фотоматериалы. Также подвал может быть использован как убежище экипажа при внезапных вспышках на Солнце. Ведь вполне вероятно, что достаточно быстрая эвакуация персонала окажется невозможной.

Ну, для первого раза достаточно. Так что если кому-то захочется поселить героя своего фанфика на Луне, можете пользоваться.
Продолжение следует.
Last edited by Угаки on Sun Oct 28, 2012 8:16 am, edited 2 times in total.
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Al-Arisha » Sat Oct 20, 2012 4:12 pm

Круто. осталась малость- найти спонсора, согласного раскошелиться на все это.
Jupiter Oak Evolution!
User avatar
Al-Arisha
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 21656
Joined: Sat Mar 15, 2008 8:46 am
Location: Екатеринбург

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Flyer » Sat Oct 20, 2012 9:51 pm

Интересный проект. Вполне реализуемый. Но насчёт кумулятивных боеприпасов и метеоритов тут я не согласен. При тонкой наружней металлической оболочке кумулятивная боеголовка может и окажется неэффективной, но вместо неё можно использовать обычный бронебойный снаряд или высокоскоростную ракету с инертной болванкой в голове--главное проскочить тонкую металлическую скорлупу и начать разрушать бетон. Также могут использоваться тандемные боевые части. Метеорит взорвётся при столкновении с наружней оболочкой... Мелочь вроде микрометеорита может и да, но если прилетит камешек покрупнее? Атмосферы на Луне нет и тормозить его нечему и при столкновении средних размеров булыжника урон будет серьёзный, а если будет металлический метеорит (железный или железно-никелевый), то будет эффект бронебойного снаряда. Но это в худшем сценарии. А так проект хорош. Вот только превьюшка не работает и посмотреть крупным планом вторую картинку не получается. И ещё: мне тут вспомнился, когда-то прочитанный сборник фантастических произведений посвящённых Луне--"Лунариум" (изд. Москва, Молодая гвардия, 1975). И читая проект мне вспомнились два произведения оттуда: "Двое с Луны" Теодора Томаса и "Долгая вахта" Р. Хайнлайна. Первое произведение о тех, кто осваивал Луну на первом этапе ёё освоения, другое о том, что может быть после. Вообще интересный сборник произведений разных времён и видно как менялись взгляды людей о Луне, о том как её достичь и что потом. Жаль, что все представленны либо отрывками, либо с сокращениями (особенно западная фантастика ХХ века), но всё равно очень интересно. Плюс есть статьи об изучении Луны, снимки её поверхности.
"Орёл". Просто "Орёл".
User avatar
Flyer
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 3879
Joined: Wed Nov 17, 2010 9:34 pm
Location: Облцентр в дельте Волги

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Sat Oct 20, 2012 11:04 pm

Перезалил вторую картинку. "Лунариум" и у меня есть, только попался с типографским браком. Несколько десятков страниц повторены дважды, а того, что на них должно было быть соответственно нет. Сейчас кое-что подрисую и еще выложу. Очень уж много конструктивных идей накопилось на эту тему.

Еще одна важная часть дома - магнитная система. Опыты на "Салютах" показали, что в космосе непросто добиться от растений полного цикла развития. Необходимо имитировать земные условия и по части магнитного поля. Хорошо хоть гравитация на Луне, в отличие от орбитальной станции, какая-никакая, а имеется. Да и на состояние людей магнитное поле тоже сказывается. Система простая - питаемая постоянным током катушка, помещенная наискось.

Image

В поселке из нескольких домов поля их систем следует ориентировать параллельно. Таким образом создастся довольно обширное и равномерное поле. В какой-то мере оно будет работать и как защита от космических заряженных частиц, отклоняя их к полюсам. А полюса - в тех сторонах дома, где ни окон, ни шлюзов. Еще и обшивку там можно утолщить.
Наружные оболочки первых домов будут из легких сплавов, доставляемых с Земли. А потом будет налажено производство местного металлического листа. Проще всего - железного. (о его производстве - через несколько дней) Такой экран разделит внутреннее и внешнее поле. Последнее тогда можно будет сделать сильнее земного. Также можно усиливать поле на время солнечных вспышек для усиления защитного действия.
Last edited by Угаки on Sun Oct 28, 2012 8:17 am, edited 1 time in total.
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Knyaga » Mon Oct 22, 2012 2:14 pm

Угаки, это НЕ Лунное королевство, и кроме словом "Луна" оно никак с СМ не связано. Поэтому перемещаю тему в болталку.
Кровь стекает по внутреннему взору до самых пят, и мир становится багровым.
User avatar
Knyaga
Модератор форума
Модератор форума
 
Posts: 3791
Joined: Thu Nov 11, 2010 1:10 pm
Location: Москва

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Flyer » Tue Oct 23, 2012 3:44 pm

Об искусственном магнитном поле на орбитальных станциях не знал. Спасибо за просвещение!
"Орёл". Просто "Орёл".
User avatar
Flyer
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 3879
Joined: Wed Nov 17, 2010 9:34 pm
Location: Облцентр в дельте Волги

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Wed Oct 24, 2012 9:30 am

Ну там поле было не на всей станции, а в установках для выращивания растений. "Магнитогравистат" и другие. Уже на "Салюте-7" удалось провести полный цикл развития растений от семени до семени.

Еще одна приспособа к лунному дому, позволяющая уменьшить затараты энергии на поддержание температуры. Я называю ее "Пальмовый лист". Это - установленный на легких стойках над домом перегнутый пополам под углом где-то 100-110 градусов полупрозрачный лист термостойкой алюминированной пленки или решетки из тонкой фольги.

Image

Вообще, любые железяки высоко поднятые над строениями базы - антенны, эстакады, подъемные краны и т.п. до некоторой степени способны заменить атмосферу. Рассеивая солнечные лучи они создают более равномерную освещенность, снижают температурные контрасты. С некоторой вероятностью они создают дополнительную защиту от метеоритов. А также помогут радиосвязи вне прямой видимости, например между двумя космонавтами, находящимися по разные стороны каких-либо строений.
Last edited by Угаки on Sun Oct 28, 2012 8:19 am, edited 1 time in total.
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Al-Arisha » Wed Oct 24, 2012 4:28 pm

Какие тут знатоки физики и космоса! Просто приятно читать.
Jupiter Oak Evolution!
User avatar
Al-Arisha
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 21656
Joined: Sat Mar 15, 2008 8:46 am
Location: Екатеринбург

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Wed Oct 24, 2012 7:50 pm

А теперь - важнейшая часть проекта. Надо же обеспечить строительство металлоконструкциями.
Для самых первых домов прямо-таки напрашивается использование для наружной металличекой оболочки топливных баков мощных ракет. И форма, да и размеры подходящие. Поэтому, наверное, имеет смысл отправить на Луну пару ракет вообще без каких либо космических аппаратов - только увеличенный запас топлива и соответствующая аппаратура управления, чтобы мягко посадить на Луну последнюю ступень (повторяю, без какой-либо другой полезной нагрузки).
А дальше? Понятно, что земные технологии, требующие сжигания какого-то топлива (кокса или там природного газа) отпадают. Электропечи? Они требуют очень солидной энергетики, да и для получения листа или арматуры потребуется прокатный стан или установка непрерывной разливки стали. В ближайшие десятилетия нечего и думать, чтобы забросить такое на Луну.
Я предлагаю получать металлический лист электролизом, сматывая его с медленно вращающегося катода. Такая технология уже применяется на Земле для получения тонкой фольги или сетки. Электролит - на основе серной кислоты. К счастью он практически не расходуется в процессе, только лишь переносит ионы металла. Поскольку алюминий и титан, содержащиеся в лунном грунте, в водном растворе не восстановишь, а меди там практически нет, то получать можно будет железо. Его окислы и чистый металл можно отделить из измельченного грунта магнитным сепаратором.

Image

Процесс неспешный, так что в случае трудностей с энергией во время лунной ночи , его можно замедлить, лишь бы готовый лист обратно не растворялся. Наладив процесс, можно даже на время убрать с Луны людей. Пусть вернутся, когда там накопится материала.
Готовую арматуру на Луну тоже возить не стоит. Можно привезти заготовку - тонкую стальную проволоку, а на месте нарастить ее толщину на похожей, даже еще более простой установке. С этого наверное и начнется местная металлургия.
Last edited by Угаки on Sun Oct 28, 2012 8:23 am, edited 1 time in total.
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Flyer » Wed Oct 24, 2012 11:22 pm

Электролиз даст лишь чистое железо, а без легирующих примесей оно не будет сталью с требуемыми характеристиками. Так или иначе, а строить плавильную печь всё-таки придётся. А поскольку кислород на Луне будет на вес золота, то перспективнее представляется именно элетропечь, а не мартен или конвертер. А вот для металлургического комбината придётся волей--не волей строить подземную атомную электростанцию--солнечной энергии на всех не хватит. И желательно к тому времени научиться строить дееспособные термоядерные реакторы, поскольку неизвестно, найдётся ли на Луне свой уран. И использовать в качестве первичного источника металлов надо не только отработанные баки, но и по возможности всю прилунившуюся ракету.
"Орёл". Просто "Орёл".
User avatar
Flyer
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 3879
Joined: Wed Nov 17, 2010 9:34 pm
Location: Облцентр в дельте Волги

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Wed Oct 24, 2012 11:58 pm

Думаю, что насчет чистого железа - это не трагедия. Тяжесть маленькая, а потом оболочке придется работать на чистое растяжение от поддува, лишь незначительно превышающего ее вес. С точки зрения циклических термических напряжений от смены дня и ночи, так даже хорошо, что оболочка будет из достаточно мягкого металла. Наконец, вместе с железом могут восстановиться никель и иные легирующие металлы, имеющиеся в лунном грунте, что, может быть, несколько улучшит механические свойства продукта.
Конечно, хорошо бы притащить на Луну всю ракету, но, увы большая ее часть останется на Земле, к востоку от космодрома.
Еще один фактор, который несколько облегчит жизнь поселенцам. В лунных домах будут отрываться подвальные помещения. А когда домов будет несколько, то станет целесообразной прокладка между ними подземных переходов, чтобы не связываться со скафандрами, шлюзами, не терять воздух. Эти раскопки дадут немалый объем вынутого грунта, так что какое-то время можно будет обойтись без карьеров "на свежем вакууме".
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Flyer » Thu Oct 25, 2012 12:07 am

Оболочка оболочкой, но прочные стальные фермы тоже понадобятся. И сталь это не только железо и никель, это и определённое количество углерода, фосфора, серы и других примесей в зависимости от требуемых характеристик. И как прикажешь контролировать состав выходящего продукта из электролизёра, ведь не всё там осядет на одном электроде? Как ни крути, но одна электролизная ванна не выход.
"Орёл". Просто "Орёл".
User avatar
Flyer
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 3879
Joined: Wed Nov 17, 2010 9:34 pm
Location: Облцентр в дельте Волги

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Угаки » Thu Oct 25, 2012 12:31 am

Да, конечно, полностью обойтись без металлоконструкций и прочих стройматериалов с Земли удастся очень нескоро. Но перспектива достаточно быстро самим закрыть хотя бы четверть потребностей по массе - это уже что-то.
Ну и еще одна идейка, думаю, не особо оригинальная. Солнечный рефлектор, который может использоваться, например для термической обработки грунта. Тут все понятно: каркас - обруч из металла с памятью формы и пленочная оболочка. В сложенном виде вес и габариты минимальны, необременительны даже для сегодняшних космических аппаратов. Но стоит вынести эту штуку на Солнце, как она примет рабочие размеры. Дальше просто: больше наддув - короче фокусное расстояние.

Image

Благо, что тут не изображение строить, а просто прожаривать, что в фокус поместят - особой точности формы не нужно.
Через несколько дней выложу последнюю порцию своих идей. Может, хотя бы процентов 20 из них окажутся пригодными - и то ладно.
Last edited by Угаки on Sun Oct 28, 2012 10:09 am, edited 1 time in total.
User avatar
Угаки
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 1502
Joined: Mon Jan 30, 2012 2:53 pm
Location: Иваново

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby hana no ko » Fri Oct 26, 2012 12:32 am

Угаки, У меня один вопрос, а какая будет радиосвязь с этого лунного саркофага с остальным миром?
Image
Image
User avatar
hana no ko
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 14776
Joined: Fri Apr 06, 2012 1:30 am
Location: exUSSR

Re: Это не Лунное Королевство, но...

Postby Flyer » Fri Oct 26, 2012 9:54 am

Кстати о связи с Землёй. Для поселений на стороне Луны, которая обращена к Земле это не составит большой проблеммы. Но вот для поселений на оборотной стороне Луны это уже будет сложнее. Понадобится целая сеть спутников на гео.., хмм, наверное придётся говорить о селеностационарной орбите, плюс придётся прокладывать сеть кабелей связи для надёжного сообщения. И оборотная сторона Луны... Как скажется на психике поселенцев отсутствие на небосводе родной планеты? Помнится у Лема был рассказ про командора Пиркса о расследовании гибели персонала станции на оборотной стороне Луны, где автор коснулся этого вопроса.
"Орёл". Просто "Орёл".
User avatar
Flyer
Завсегдатай форума
Завсегдатай форума
 
Posts: 3879
Joined: Wed Nov 17, 2010 9:34 pm
Location: Облцентр в дельте Волги

Next

Return to Болталка

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest