Промышленное освоение Луны.

Не то, что б мне хотеловь обсуждать тему - уж очень много в ней неясного. Но народ просит.

Итак. Прежде всего надо определиться с целями. По мне - все вторичные цели, типа астрофизики ничего такого не требуют, что б ее (Луну) осваивать.
Значит остоется единственная причина, да к тому же самая "критикоустойчивая". Это освоение полезных ископаемых на Луне.
К сожалению самого необходимого для человечества - углеводородов - на Л. нет. Но думаю по тем ценам за баррель, даже если б нефть была, ее б никто не купил

Что есть? Есть различные конструкционные металлы и их окиси, в том числе редких металлов (Тантал, Рений). Не так уж и плохо. Добыча их легче, чем на Земле. Переработка впринципе тоже (за счет солнечных концентраторов например)

В идеале работающая база на Луне выглядит так - добыча реголита "харвестерами", переплавка на солнечных концентраторах днем и обработка изделий ночью, зарядка в спец-контейнеры из месного сырья и отправка магнитной пушкой на Землю. Нет пардон, не пушкой, а Пушкой .

К сожалению гнать металлы на Землю - такая база не окупиться даже за 100 лет. Выход один - обработка изделий из них в месных условиях, и отправка уже готового на Землю. Другое дело, что второе нереально при существующих технологиях... Нужна "умная", самоперестраивающаяся и регенирирующаяся база, с подпором расходных материалов, с отработанными технологиями. Пока же наш удел - отработка технологий ( ну например деланье солнечных батарей с обвязкой из местного материала ) и (главное!) - геологическая разведка.

По второрому этапу все ясно - сьемка с орбиты, мультипенетрирование (это когда в круг 100 м втыкают 30-40 пенетраторов) для проверки геологических моделей, роверы с бурами, роверы побольше для экспериментов над сырьем. Важен, например, поиск эффективного механизма добычи из реголита всего сразу.


Ваши вопросы?

У меня тут под рукой занятная книжка -
С.Д.Гришин Л.В.Лесков "Индустриализация космоса"

Читали?

Если проявите итерес, могу запостить сюда наиболее интересные выдержки насчет луны.

quote:

---

Originally posted by Alek:
У меня тут под рукой занятная книжка -
С.Д.Гришин Л.В.Лесков "Индустриализация космоса"

Читали?

Если проявите итерес, могу запостить сюда наиболее интересные выдержки насчет луны.

---

 

Очень даже проявим, но может ее всю целиком и в Космобиблиотеку выложить? Это был бы Ваш посильный вклад. По-моему, она в списках значится

>Очень даже проявим, но может ее всю целиком и в Космобиблиотеку выложить? Это был бы Ваш посильный вклад.

Она у меня в бумажном виде 350 страниц, куча формул и иллюстраций. Мне не по силам перевести ее целиком в электронный вид. Да еще вдруг авторы возражать будут?

Наверно имелся ввиду не просто гелий а его изотоп - He3 (тригелиум)

2CaRRibeaN
>Прежде всего надо определиться с целями. По мне - все вторичные цели, типа астрофизики ничего такого не требуют, что б ее Луну осваивать.
Cогласен, единственная цель ради которой стоило бы что-нибудь затевать на Луне - это добыча полезных ископаемых. Но стоит уточнить - только тех, добыча которых на Земле или невозможна, или более дорогостояща. Но при этом стоит заметить - необходимо ориентироваться на автоматическую добычу сырья с минимальным участием человека(а в перспективе без человеческого участия).
Поэтому создание постоянных обитаемых баз(я говорю о всех возможных вариантах, а не только предложенных вами), а тем более создание в перспективе лунной колонии - это только лишняя финансовая потеря, которая может привести к краху проекта. Но тем не менее временные базы для геологоразведки и пусконаладки и ТО оборудования могут быть вполне оправданными.
>обработка изделий из них в месных условиях, и отправка уже готового на Землю
Cкорее только первичная переработка и, как вариант, Луна поставщик сырья для орбитальных(микрогравитация) заводов.
>Пока же наш удел - отработка технологий и геологическая разведка.
Ну, отработку технологий можно проводить не только на Луне. Скорей, я бы сказал, что проект освоения ресурсов Луны стоит начинать уже имея значительные наработки.
2Mortius
Толко для того чтобы понадобился He3 - необходимо построить термоядерные электростанции

Так в том и дело, что с He3 термоядерные электростанции построить куда проще, чем на дейтериевом топливе. Температура реакции H2+He3->H+He4+E куда меньше, чем для 2xH2->He4. Далее, несомненно, 'туда' надо будет забрасывать болььшое количество техники, это раз, и человек 10 для отладки и техобслуживания всего этого безобразия. Человекам надо что-то дышать - нужна либо оранжерейная техника, либо добыча кислорода с водородом из реголита. Ну, углекислый газ из воздуха можно просто вымораживать. В общем, основная проблема, что для начала освоения нужно вбухать для начала не менее килотонны уникального, не имеющего аналогов оборудования. Бишь... ну наиболее близкий аналог - соорудить на поверхности Луны МКС, и еще рядом заводик по производству листов, балок, солнечных элементов, стекла, и теде, и тепе.

Надо решить где мы будем встречаться - снаружи или внутри =))

>В идеале работающая база на Луне выглядит так - добыча реголита "харвестерами", переплавка на солнечных концентраторах днем и обработка изделий ночью, зарядка в спец-контейнеры из месного сырья и отправка магнитной пушкой на Землю.

Я тут недавно по Дескавери смотрел передачу, что на Луне можно будет добывать геллий или тот самый реголит, и что пару тонн этого супер топлива могут позволить амовским электростанциям ( оптимизированным под это топливо ) работать в течении года.

quote:

---

Originally posted by hcube:
Так в том и дело, что с He3 термоядерные электростанции построить куда проще, чем на

---

 

А что, уже известно, что проще а что сложнее? Может, и станции такие уже действуют (на Земле )? А то я кажется что-то пропустил.

Как уже кто-то говорил - гораздо легче обложить поверхность солнечными батареями

Экономикой займемся чуть позже

Я хотел попробовать ссылки(не гиперлинки а ссылки типа ....в десять раз²) сделать удобнее. Но потом посмотрел что получается - фигня - и стер. Через якоря хотел....

---

² А здесь размещен текст ссылки

To KUZNETS:
В том то и дело, что He3 - это наилучший кандидат для лунного сырья, необходимого под гипотетические будущие земные термоядерные электростанции.
Остальное еще менее нужно.
Так что обкладывать что-то там на Луне солнечными батареями для Земли вообще не нужно

http://airbase.ru/forum/Forum11/HTML/000018.html

Оставим "расчеты" на совести "расчетчиков"
И все-таки я ставлю на литий. Нейтроны не так уж страшны как кажутся

>А картинок в ней много?

111 картинок

>Если не трудно, посмотрите чей копирайт

Издательства "Наука"

>Может, и станции такие уже действуют (на Земле)?

Нет, не действуют. А все потому что He3 на земле практически не встречается, тогда как на луне его просто завались. Лежит буквально под ногами, и даже не надо глубоко копать.

Кстате, впервые идею добычи He3 на луне высказал доктор Харрисон Шмитт, американский астронавт, участник полета Аполлон-17. Единственный геолог побывавший на луне. Думаю его мнение можно считать авторитетным!

Топливо нужно, даже если лунная станция будет полностью обеспечена электроэнергией от связок СБ - аккумулятор. Затем же, зачем нужны кислород-водородные компоненты. Для тяжелых транспортных кораблей на ТЯРД и челноков Луна-орбита. Хотя транспортировать сырье можно и электромагнитной катапультой, плюс аэродинамическое торможение, привозную электронику и механику все равно надо спускать на поверхность. Проще это делать челноками с орбитальной базы на лунную.

Индустриализация Луны.
Начало сокращенной главы из книги «Индустриализация космоса»

В течение последних лет осуществлено большое количество проектных исследований, посвященных проблемам индустриального освоения Луны. Обзоры этих исследований можно найти в работах К. Эрике, А. Т. Улубекова, Б. 0'Лири, Б. Ф. Яника. В различных проектах рассмотрен ряд предложений использовать ресурсы естественного спутника нашей планеты:

- строительство околоземных энергопроизводственных комплексов на основе сырья, доставляемого с по-верхности Луны;
- производство топлива для двигателей космических кораблей, совершающих рейсы в околоземном и около-солнечном пространстве;
- строительство космических поселений;
- добыча полезных ископаемых для использования на Земле;
- перенос на Луну с Земли части энергоемких и эко-логически опасных производств.

Основные цели, которые ставятся в этих проектных исследованиях, состоят в следующем: ослабление зависимости программ индустриального освоения космоса от использования ресурсов одной только Земли и снижение антропогенного давления на окружающую среду, обусловленного развитием промышленности. Оценивая в свете этих задач два последние направления индустриализации Луны, ориентированные на доставку с ее поверхности сырья или материалов, можно выразить сомнение, что эти направления способствуют достижению указанных целей.

На Луне отсутствуют рудные месторождения, не обнаружены также в свободном виде вода и кислород. Это приведет к значительному удорожанию промышленной разработки лунных ресурсов. Еще более высокой окажется стоимость сырья и материалов, доставляемых с Луны на Землю, если учесть энергоемкость транспортных операций - порядка 50000000 Дж/кг при использовании перспективных транспортных космических систем. Для сравнения укажем, что энергоемкость добычи минеральных полезных ископаемых на Земле составляет в среднем 1000000 Дж/кг. Не следует, наконец, забывать, что площадь поверхности Луны составляет всего около 7 прцентов площади Земли. В силу указанных причин представляется маловероятным, чтобы в обозримой перспективе лунная индустрия смогла бы давать сколько-нибудь заметный вклад в работу земной промышленности.

Рассмотрим поэтому более подробно вопросы, связанные со строительством на Луне индустриального комплекса, который предназначен для поставки материалов для сооружения систем орбитальной энергопромышленной инфраструктуры.

Изучение этой проблемы выявило принципиальную возможность получения из лунного реголита железа, алюминия, кремния и, возможно, титана, хрома, марганца. В качестве побочного продукта возможно получение кислорода и воды. Из лунного грунта можно также получать стекло, керамику и некоторые другие материалы. Для пород с содержанием железа 0,2 прцента по массе возможно его выделение методом магнитной сепарации; тот же метод пригоден для добычи кобальта и никеля. Для производства кремния и алюминия пригодны процессы химической технологии. Многие из этих процессов обладают достаточно высокой энергоемкостью. Например, получение железа ферросиликатным методом требует затрат энергии около 15000000 Дж/кг. Удельные затраты энергии реакций по восстановлению большинства других металлов того же порядка.

Добычу горных пород на Луне наиболее целесообразно осущсстилять открытым способом в горнодобывающих карьерах. Для вскрышных работ и выемки породы можно использовать экскаваторы, а доставка породы будет осуществляться с помощью транспортеров различного типа. Производительность карьеров определяется их назначением. Если задача состоит в том, чтобы доставлять в космос около 60000 т обогащенной руды в год (такого количества достаточно для сооружения одной КЭС), то суммарная производительность горных карьеров должна быть порядка 3000000 т в год.

Если предварительная переработка сырья осуществляется на Луне, то на ней целесообразно создать комбинаты по комплексной переработке лунных горных пород и производству железа, кремния, алюминия, магния, кислорода и других продуктов. Путем обжига из лунных реголитов можно получать стекло и керамику. В качестве сырья пригодны породы, залегающие на лунных возвышенностях и состоящие главным образом из окислов кальция, кремния и алюминия. Изготовленные из этого стекла волокна пригодны для производства композиционных материалов.

Для производства из лунных пород металлов, а также в качестве побочного продукта газообразного кислорода, перспективна технология комплексной электрохимической переработки сырья. Необходимую для этого электроэнергию можно получить с помощью солнечных энергоустановок. Для производства из лунного сырья стеклообразных материалов (керамика, термостойкое прозрачное стекло и т. п.) пригодны плавильные печи с концентраторами солнечного излучения.

Созданию лунного промышленного комплекса должна предшествовать геологическая разведка Луны. Наряду с непосредственными геологоразведочными работами на поверхности спутника нашей планеты целесообразно организовать комплексное исследование Луны с селеноцентрической орбиты. Помимо фотосъемки поверхности будут использованы рентгеновские, гравиметрические, спектральные, магнитные, сейсмические и другие методы. Возможно, в частности, обнаружение на Луне свободной воды в виде значительных запасов льда, например, в зоне лунных кратеров.

Это примерно треть статьи. Если есть интерес закину остальную часть.

А может ее на отдельную страницу?

To hcube:
В том то и дело, что к человеческому участию в подобном проекте нужно относится как вспомогательному, а не делать из него самоцель. И если обеспечение жизнедеятельности человека окажется дешевле обеспечить земным снабжением, то так и стоит поступить. А не пытаться любой ценой создавать оранжереи и т.п. И откуда такие значения, как 10 человек. Если с поставленной задачей справятся, допустим, двое, то на это и надо ориентироваться. А если не меньше 15, то столько и будет. Да и заводиками так просто не стоит разбрасываться. Это должно быть только в том случае, если окажется дешевле земных поставок. Не надо стремиться сразу к максимально возможному результату.
И вообще кап. строительство стоит затевать только в случае, когда стабильный долговременный результат достижим.
[This message has been edited by R_D (edited 30-01-2001).]

quote:

---

Originally posted by Alek:
Она у меня в бумажном виде 350 страниц, куча формул и иллюстраций. Мне не по силам перевести ее целиком в электронный вид. Да еще вдруг авторы возражать будут?

---

 

А картинок в ней много? Отсканировать-то - не проблема, тем более, что Вы в Москве, это упрощает. Кстати, можно поделить объем работ
А вот с авторами договориться очень желательно. Ну, все равно рано или поздно это надо делать. Если не трудно, посмотрите чей копирайт, может и не с ними, а с издательством надо разговаривать

To CaRRibeaN (раз уж ты здесь )
В Информбюро лежит кусок комментария по поводу книги размещенной в Космобиблиотеке, но целиком я его нигде не обнаружил. Где он есть-то? И о чем там речь, по куску непонятно?

[This message has been edited by vjick (edited 30-01-2001).]

Через 10 лет на Луне будут добывать топливо для ядерных реакторов

Харрисон Шмитт (Harrison Schmitt), один из побывавших на Луне в 1972 году астронавтов, прибывший на конгресс австралийского института физики, считает, что в течение ближайших 10-15 лет человечество вполне способно построить на спутнике Земли рудники для добычи чистого и безопасного ядерного топлива - изотопа гелия, известного как гелий-3, сообщает электронная версия австралийской газеты Sydney Morning Herald.
Данное вещество редко встречается на Земле, но на Луне его в избытке. Гелий-3 можно перерабатывать в безопасное и чистое ядерное топливо, которое может быть использовано в работе будущих термоядерных реакторов. По словам Шмитта, данные реакторы, более экологичные и мощные, чем существующие, понадобятся в скором времени для того, чтобы снабжать энергией увеличивающееся население Земли: "При росте населения планеты до 10-12 миллиардов человек к 2050 году и ожидаемом увеличении уровня жизни, энергии потребуется в восемь раз больше, чем мы добываем сейчас".

Лунные шахты, доступные всем государствам и добыча гелия-3 способны помочь в осуществлении перехода от ископаемого топлива к энергии ядерного синтеза, считает Шмитт. По его словам, грядущие исследования Луны и ее недр будут оплачиваться скорее международными инвесторами, чем налогоплательщиками.

Астронавт также рассказал о вполне реальных перспективах развития лунного туризма, описав место посадки "Аполло-17" как прекрасное место для отдыха: "Это долина, более глубокая, чем Большой каньон. Горы по ее сторонам поднимаются на высоту 2100 метров и сверкают бриллиантами в лучах солнца, более яркого, чем где-нибудь в Австралии". "Самое трудное - привыкнуть к тому, что солнце сверкает в черном небе", добавил Шмитт.

Крутые склоны гор, по его словам, обязательно привлекут искателей острых ощущений: "Кто-нибудь когда-нибудь попытается съехать с них на лыжах с покрытием вроде тефлонового".

Гелий-3 - вещество, которое можно эффективно использовать в разрабатываемых сейчас реакторах, работающих на принципах управляемого термоядерного синтеза. При сжигании одного килограмма гелия-3 выделяется 19 МВт энергии. Однако общее количество всего содержащегося в земных недрах вещества исчисляется лишь сотнями килограммов.

Анализы образцов лунных почв показали, что в поверхностном слое спутника содержится более миллиона тонн гелия–3. Главным источником его стал солнечный ветер. Входящие в состав гелия–3 элементы слабо связаны в лунном грунте, поэтому он начинает выделяться уже при нагреве выше 200 градусов Цельсия.

Лунные запасы потенциальной тепловой энергии более чем в десять раз превышают имеющийся сейчас у человечества ресурс ископаемого топлива.

Koydanator>Извиняйте, но вы так рассуждаете так,—вроде термоядерный реактор на третьем гелии за у вас забором стоит. А где такое счастье есть (реактор, в смысле)? Это первое.

А вы вообще к кому обращаетесь?

Koydanator>Второе—а кто Луну-то нормально исследовал? Что, двадцать четвертая «Луна» порылась на два метра и этого достаточно?

А вы не задумывались, почему она 24-ая? Да и вообще были не только Луны. Но тем не менее это придирки скорее, смотрим дальше.

Koydanator>Так на Луне атмосферы нет, только пыли космической там на полкилометра на последние пять миллиардов лет насыпалось, если не больше.

Мамой клянетесь?

Koydanator>А если учесть версию о происхождении Луны, как осколка Земли, то там и вулканические минералы быть должны, а не только солнечный Не3.

Дык ни кто и не говорит, что она из чистого Гелий-3 состоит

Koydanator>Так что автоматы не на Марс посылать надо, для обеспечения успешного флаговтыкательства, а ближайшее небесное тело изучать необходимо.

Стоп, стоп, а нафига? У вас реактор за забором стоит? Тем не менее Луну изучают, и чаще, чем любое другое тело Сол.Сис кроме Земли и Марса.

Koydanator>И не на том уровне, на котором у нас на планете полюса исследованы

На том уровне - это действительно слишком круто

Извиняйте, но вы так рассуждаете так,—вроде термоядерный реактор на третьем гелии за у вас забором стоит. А где такое счастье есть (реактор, в смысле)? Это первое.
Второе—а кто Луну-то нормально исследовал? Что, двадцать четвертая «Луна» порылась на два метра и этого достаточно? Так на Луне атмосферы нет, только пыли космической там на полкилометра на последние пять миллиардов лет насыпалось, если не больше. А если учесть версию о происхождении Луны, как осколка Земли, то там и вулканические минералы быть должны, а не только солнечный Не3. Так что автоматы не на Марс посылать надо, для обеспечения успешного флаговтыкательства, а ближайшее небесное тело изучать необходимо. И не на том уровне, на котором у нас на планете полюса исследованы

Адрон>Ускорительные...

А что, где-то до сих пор надеются применить ускорительные технологии (это что-ль обстрел мишени какими-нить протонами?)

Адрон>и ЛТС технологии пока не работают даже для DT...

А как же ядерный подземный пиндовзрыв? В концептуальном плане очень обещающий.

hcube>Так в том и дело, что с He3 термоядерные электростанции построить куда проще, чем на дейтериевом топливе. Температура реакции H2+He3->H+He4+E куда меньше, чем для 2xH2->He4

Давайте будем точнее! Реакция DD как перспективная вообще не рассматривается. У D-HE3 начало на 30-50 кэВ с максимум сечения 550 кэв, что в ПЯТЬ раз выше, чем у DT . Ускорительные и ЛТС технологии пока не работают даже для DT...

DIJ>А что, где-то до сих пор надеются применить ускорительные технологии

АМЫ считают ОСОБЕННО перспективным inertial fusion с облучением тяжелыми ионами.

ХФТИ пытаются предложить на рынок свой компактный ускоритель дейтронов с туманными разговорами о возможности использования для ускорительного ТЯ