Mars Colonial Transporter

[Victor123]

Ваши варианты.

[Stimbergi]

Фотографии с пролета над СК - видны работы по подготовке к установке дополнительных горизонтальных баков для метана:

[Stimbergi]

Хорошая статья про насосы на СК для перекачки жидкого кислорода и метана - https://www.getrevue.co/profile/CSIStarbase/issues/starbase-explained-orbital-tank-farm-pump-system-886310
Судя по фото выше - их установка ещё не завершена.



4 для жидкого метана


И 5 для LOX:

[Space books]

С переводом

[Space books]

https://thealphacentauri.net/116699-nasa-i-spacex-sozdadut-pervyy-marsianskiy-gorod-k-2030-godu/

NASA и SpaceX создадут первый марсианский город к 2030 году

Данный текст является переводом статьи американского учёного и писателя Эрика Хоэля.
В 2011 году США свернули программу космических шаттлов, тем самым оставив страну без доступа к околоземной орбите. Шаттл «Индевор» отправили в пенсионное турне по стране. Когда его перевозили из города в город это выглядело как траурные мероприятия. Несмотря на бодрящую риторику официальных лиц было ясно, что мы наблюдаем за выносом гроба, и тогда казалось неизбежным, что моё поколение всю жизнь будет привязано к Земле.
И как разительно отличаются ощущения спустя 10 лет, неправда ли?
Разработки в космической отрасли ведутся быстрее, чем когда-либо со времен "Аполлона" — нет, быстрее. И те, кто задаёт быстрый темп для всех остальных, работают в компании SpaceX. В Бока-Чика, штат Техас, где они строят свою огромную многоразовую ракету StarShip, строительство было впечатляющим, быстрым и очень публичным. Каждый день над площадкой летают беспилотники, чтобы сделать фотографии для многочисленных новостных программ, которые только и следят за развитием SpaceX. И нет никаких сомнений в том, что цель компании — город на Марсе.
Именно поэтому, когда я первоначально опубликовал свои прогнозы на 2050 год, первым прогнозом было существование города на Марсе. Обычным (и разумным) ответом было: «Вы критикуете других футуристов за слишком неправдоподобные прогнозы, но ваш первый прогноз — марсианский город к 2050 году, что само по себе неправдоподобно». Такой скептицизм был бы оправдан даже в 2013 году, но потом SpaceX захватила 30% мирового рынка контрактов на коммерческие запуски, а к 2018 году эта доля удвоилась, достигнув 65%. Я думаю, что на данный момент есть все основания верить прогнозам.
Тем не менее, все это настолько ново, что еще не стало достоянием общественности. Только в прошлом месяце авторы из NASA и SpaceX выпустили первый совместный технический документ по предполагаемому марсианскому городу, названному SpaceX «Звездная база Альфа». Строительство города будет зависеть от флагманского проекта SpaceX – корабля StarShip. Это все еще находящаяся в разработке массивная, но многоразовая ракета, самая большая из когда-либо созданных. Спроектированная для массового производства из (относительно) дешевой нержавеющей стали, она имеет обтекаемую форму с минимальным количеством деталей и сможет как приземляться, так и взлетать со своих внеземных пунктов назначения. В будущем ожидается появление флотилий таких кораблей, десятки которых будут вместе отправляться на Марс во время стартовых окон, действуя подобно космическому каравану.
Слишком оптимистично? Даже в космической отрасли многие просто не понимают, насколько большим достижением является StarShip в плане удешевления космических перевозок. Блогер Кейси Хэндмер пишет:

StarShip спроектирован таким образом, чтобы иметь возможность выводить на НОО [низкую околоземную орбиту] грузы более 100 тонн по цене менее $10 млн. за запуск и производить до тысячи запусков в год. Заправляясь на НОО, полностью загруженный StarShip сможет доставить более 100 тонн груза в любую точку Солнечной системы, включая поверхность Луны или Марса, за менее чем $100 млн. на один корабль. Предполагается, что StarShip сможет доставить миллион тонн груза на поверхность Марса всего за десять стартовых окон.

100 тонн груза в космос менее чем за 100 миллионов долларов. Это столько же, сколько в некоторых случаях стоили одиночные запуски! Для сравнения, средняя стоимость запуска 100 тонн массы в космос в период с 1970 по 2000 год составляла более полутора миллиарда долларов — около $1 677 950 000 долларов. Сегодня эта сумма на порядок меньше, что полностью меняет соотношение экономических затрат и выгод космических путешествий.
Еще один недооцененный факт: источником топлива StarShip, в отличие от других ракет, является метан, который можно производить из сырья, доступного во всей Солнечной системе. Ракеты не могут брать с собой топливо для обратного перелета, но StarShip сможет путешествовать к планетам или лунам и, если там можно производить метан, как на Марсе, заправляться для полета назад. Но поначалу звездолеты вообще не будут возвращаться. В упомянутом выше документе говорится:

Первая серия StarShip, запущенных к Марсу, будет без экипажа и предназначена для демонстрации возможности успешного запуска с Земли и высадки на Марс с помощью систем посадки человека. Эти аппараты также доставят на Марс значительное количество груза до прибытия человека. Кроме того, такие миссии могут обеспечить доставку мобильных роботизированных средств, которые могут быть использованы для проведения планетарных научных исследований.

Воплощение идеи использования первых StarShip в качестве одноразовых для доставки роверов NASA, на мой взгляд, маловероятно — более того, я думаю, что, возможно, технологическое участие NASA в полетах первых StarShip на Марс будет минимальным, что является показателем того, что первенство перешло от государства к частному сектору. NASA просто слишком медлительно. Это может показаться излишней критикой, но вспомните телескоп «Джеймс Вебб». Он должен был быть запущен в декабре 2021 года, что уже значительно позже, чем первоначально запланированный запуск в 2007 году, а потом он был снова отложен, потому что, ах, они его уронили (прим.: телескоп был запущен 25 декабря 2021 года).
Так что вполне возможно, что NASA окажется в положении, когда кто-то скажет: «Эй, давайте, мы собираемся на Марс, и у нас есть место для робота», а им придется ответить: «Извините, нам понадобится пять лет, чтобы построить ровер для этой миссии, не могли бы вы подождать немного?»
Хотя первые корабли, очевидно, будут беспилотными, но каким будет путешествие, когда на них появятся экипажи? Что ж:

StarShip с экипажами будут иметь порядка 1100 м 3 пространства в носовой части (большая часть которого будет герметичной для обитания человека).

Это примерно размер одной трети олимпийского плавательного бассейна. Это может показаться довольно мало, и так оно и есть, но давайте рассмотрим распределение средней жилой площади в разных странах:
жилой площади в разных странах:


Крошечная коробочка с надписью «HK» — это Гонконг (всего 15 м² площади). Даже если только половина из предложенных 1100 м³ будет жилой, при экипаже в 20 человек это приблизительно 22 м³ на человека, что примерно соответствует размеру небольшой спальни. Очевидно, что пространство будет разделено на общие и спальные помещения, но учитывая, что некоторые люди на Земле спят в трубах, это кажется выполнимым, и ситуация значительно меняется, если на корабле будет находиться 12 человек, а не 20. В техническом документе говорится:

Люди, вероятно, будут жить на StarShip в течение первых нескольких лет, пока не будут построены дополнительные места для проживания, поэтому необходимо оценить и снизить радиационный риск с помощью оборудования, запланированного для поддержки первоначальной инфраструктуры. Первая волна непилотируемых StarShip также может быть перепрофилирована по мере необходимости для поддержания жизни людей на поверхности.

Другими словами, корабли StarShip, будучи размером с небольшое здание, являются местами проживания.
Но чем именно будут заниматься люди на Марсе? Однажды я заключил пари с исследователем Саймоном ДеДео из Института Санте-Фе, что первые экипажи на Марсе будут в основном строителями, и что строительство на Марсе будет выглядеть примерно так же, как строительство на Земле, за исключением того, что все будут носить скафандры. Он в свою очередь утверждает, что к моменту полета на Марс все будет напечатано на 3D-принтере и сделано роботами с дистанционным управлением — очень автоматизированный, нечеловеческий и футуристический процесс. Теперь, когда мы знаем больше о плане, похоже, что мы действительно будем полагаться на человеческую силу, на людей, живущих в самих кораблях:

Согласно текущим планам SpaceX, StarShip также будут нести оборудование, необходимое для поддержки человеческой базы, включая оборудование для увеличения производства электроэнергии, добычи воды, производства жидкого кислорода/метана, заранее подготовленные посадочные площадки, радиационную защиту, антипылевое оборудование, внешние укрытия для людей и оборудования и т.д.

Многое из вышеперечисленного будет произведено здесь, на Земле, а строительство на Марсе будет выглядеть практически так же, как и строительство здесь. Оборудование будет адаптировано к марсианским условиям, но во многих случаях оно будет удивительно похожим на земное. Кейси Хандмер отмечает:

Caterpillar или Deere смогут с минимальными изменениями вывести в космос свою существующую продукцию и использовать ее в космосе. Если говорить серьёзно, какой-нибудь огромный карьерный грузовик Caterpillar уже является чрезвычайно прочным и механически надёжным. McMaster-Carr уже имеет тысячи деталей, которые могут работать в шахтах, на нефтяных вышках, и в любой другой неблагоприятной среде, по сравнению с которой вакуум космоса — восхитительно благодатная среда. Адаптированный к космосу трактор нуждается в лучшей краске, совместимыми с вакуумом гидравлическом источнике питания, подшипниках, смазках, изоляции проводов и дублирующем комплекте датчиков дистанционного управления.

Иначе говоря, для того, чтобы трактор работал на Марсе, нужны минимальные изменения. Поэтому, если вы хотите представить себе будущее через десять лет, представьте себе большую марсианскую строительную площадку, занятую людьми в скафандрах на тракторах John Deere.
Так когда же нам следует ожидать первых пыльных миссий? Согласно совместному техническому документу:

SpaceX активно разрабатывает Starship для сперва орбитальных полётов, после чего они намерены совершить полёты на Луну без экипажа и при первой же возможности провести первые испытательные полёты на Марс. Возможно, уже в 2022 году, или, если это не удастся, то в 2024 году.

Эти планы сперва могут показаться абсурдными. Однако Starship (первоначально представленный как «Межпланетная транспортная система») прошёл путь от блеска в глазах SpaceX в 2016 году до последнего этапа разработки в настоящее время. Если темпы разработки сохранятся, то они действительно могут успеть к 2024 году. Это означает, что к 2030 году люди вполне могут уже начать строительство «Звёздной базы Альфа» и постоянно жить на Марсе.
Я знаю, что такие предположения звучат странно, это классический случай подсчёта цыплят до осени. Есть несколько причин, по которым процесс может замедлиться. Во-первых, возможно, SpaceX столкнётся с финансовыми проблемами, если не сможет запустить Starship к следующему году. Кроме того, Россия и Китай могут запустить на орбиту множество противоспутникового мусора, закрыв нам путь в космос, сделав низкую околоземную орбиту слишком опасной (также называемый «синдром Кесслера»). Ещё одно возможное препятствие — политическое регулирование, основанное на опасениях по поводу приватизации космоса миллиардерами. Причин нашей колонизации другой планеты много, и некоторые из них необъяснимы. Ими трудно поделиться, трудно убедить кого-то — это все равно, что убедить кого-то полюбить определённый жанр музыки. Вы либо чувствуете атмосферу первооткрытия, либо нет, и если вы её не чувствуете, то все это кажется чрезмерным, раздутым и ненужным. Но позвольте мне назвать, пожалуй, самую конкретную причину, которую я могу придумать, чтобы отправиться на Марс: достать DVD, диск, который находится на неработающем марсоходе около марсианского Северного полюса.
На нем записаны аудиосообщения для людей будущего, живущих на Марсе, в том числе от Карла Сагана и Айзека Азимова. Хор человеческих голосов ждёт нас на другой планете. Он был отправлен на борту марсохода «Феникс» в 2008 году и защищён от марсианских погодных условий, поэтому его все ещё можно будет прослушать. Бесценный исторический артефакт просто лежит под открытым небом. Чтобы получить его, вам придётся отправиться на Северный полюс Марса летом, или, если вы отправитесь туда зимой, вам придётся разбить замороженный слой сухого льда, которым покрыт марсоход.
На записи Саган непринуждённо разговаривает перед водопадом в Итаке, штат Нью-Йорк. Ничего не говорится о том, что он умирает от редкого заболевания костного мозга в возрасте 62 лет. Он говорит своим характерным голосом:

Я не знаю, почему вы на Марсе... Может быть, мы на Марсе, потому что поняли, что если человеческие сообщества существуют во многих мирах, то шансы на то, что мы вымрем в результате какой-нибудь катастрофы в одном мире, гораздо ниже. Или, может быть, мы на Марсе потому, что там можно заниматься наукой, что в наше время открываются врата в мир чудес. Или, может быть, мы на Марсе, потому что мы должны быть там. Потому что в нас заложен глубокий кочевой импульс, заложенный эволюционным процессом. В конце концов, мы произошли от охотников-собирателей. И на протяжении 99,99% нашего пребывания на Земле мы были кочевниками. И следующее место, куда мы отправимся странствовать, будет Марс. Но по какой бы причине вы ни оказались на Марсе, я рад, что вы там, и я хотел бы быть с вами.

Вот вам и повод отправиться на Марс: физически заполучить этот диск. Затем вы сможете отвезти его на своём переоборудованном тракторе в место проживания, сбросить пыль с ботинок, повесить скафандр и, возможно, налить себе стакан дорогого виски, чтобы впервые послушать эти записи там, где они и должны слушаться. Возможно, тогда, когда за окном обиталища красный песок будет играть в узорах, огромных и необъяснимых, услышанные откровения, которые невозможно передать, будут резать вас так сладко, что вы заплачете.

Оригинал статьи на английском

https://erikhoel.substack.com/p/nasa-and-spacex-are-establishing

[Верный Союзник с Окинавы]

В теории СО и кислород дают 314 секунд (давление в КС - как у Раптора, степень расширения - как у RL-10) в вакууме. И при 3700К в КС.

При этом окислитель/горючее (по массе) = 0,559. Выхлоп - почти чистый СО2.

С такими-то движками, на кой ляд на Марсе заводик для метана строить...


(с)

У кого есть данные по этой теме?

А то так красиво выглядит...

[anti-dote]

В теории СО и кислород дают 314 секунд (давление в КС - как у Раптора, степень расширения - как у RL-10) в вакууме. И при 3700К в КС.

При этом окислитель/горючее (по массе) = 0,559. Выхлоп - почти чистый СО2.

С такими-то движками, на кой ляд на Марсе заводик для метана строить...


(с)

У кого есть данные по этой теме?

А то так красиво выглядит...

Народ давно интересуется

https://space.stackexchange.com/questions/21207/use-of-carbon-monoxide-as-propellant-on-mars

[Zhilinsky Valerij]

В теории СО и кислород дают 314 секунд (давление в КС - как у Раптора, степень расширения - как у RL-10) в вакууме. И при 3700К в КС.

При этом окислитель/горючее (по массе) = 0,559. Выхлоп - почти чистый СО2.

С такими-то движками, на кой ляд на Марсе заводик для метана строить...


(с)

У кого есть данные по этой теме?

А то так красиво выглядит...

На Земле метан доступней и дешевле, поэтому первые межпланетные корабли всё равно будут метановыми (а потом термоядерными). Местная вода всё равно необходима колонии, а метан, кроме топлива, еще и сырьё для химии, так что его крупнотоннажное производство - необходимость. То есть такие движки чисто для Марса, а там до их разработки и изготовления явно дальше, чем до метанового заводика. Ты забыл, что метан в Рапторе, кроме топлива, ещё и хладоагент, перевести Раптор на СО будет совсем не просто.
   

[Верный Союзник с Окинавы]

Местная вода всё равно необходима колонии, а метан, кроме топлива, еще и сырьё для химии, так что его крупнотоннажное производство - необходимость.

Тратить метан и воду на ракетное топливо - огромное расточительство этих дорогущих марсианских ресурсов.

То есть такие движки чисто для Марса, а там до их разработки и изготовления явно дальше, чем до метанового заводика.

Зачем движки для Марса проектировать и собирать ПРЯМО на Марсе?

И возможность вернуться домой за счёт топлива, которое можно делать буквально ВЕЗДЕ - это круто.

Тем более технологию уже на Марсе обработали.

И сейчас разрабатывают установку на 26 тонн/год с мощностью 40 л.с..

Это не строительство условного роя роботов-марсоходов бурящих лёд на северных шапках планеты и т.п.. 

Это уже реальная технология с 2021-го года.

Ты забыл, что метан в Рапторе, кроме топлива, ещё и хладоагент, перевести Раптор на СО будет совсем не просто.

Жидкий кислород - прекрасный охладитель, и используется для охлаждения практически во всех ЖРД с большим давлением в КС. Секрет в высокой теплоёмкости кислорода.

На Земле метан доступней и дешевле, поэтому первые межпланетные корабли всё равно будут метановыми (а потом термоядерными).

Не в этом десятилетии, и скорее всего не в следующем.

[Georgea]

Выглядит вплоне возможным строить купола диаметром до километра, поскольку на Марсе нет атмосферы, чтобы его сорвать, и места без двигающихся дюн найти вполне возможно. Примерно такие периодически мелькают на презентациях SpaceX.

Из чего построить такой купол и, главное, как удержать его на месте? Под ним-то атмосфера будет.

[Верный Союзник с Окинавы]

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19910014990/downloads/19910014990.pdf

Так, около 205 секунд УИ при умеренном давлении в КС. 

При таком УИ и лендере с характеристиками первой ступени Falcon 9 можно будет поднять на орбит около 20 тонн (4,4 км/с ХС).

Ещё нужно учесть плотность топливной пары, до чего я ещё не дошёл.

[Верный Союзник с Окинавы]

Выглядит вплоне возможным строить купола диаметром до километра, поскольку на Марсе нет атмосферы, чтобы его сорвать, и места без двигающихся дюн найти вполне возможно. Примерно такие периодически мелькают на презентациях SpaceX.

Чем больше труба/перепонка под давлением, тем толще она должна быть.

[Юрий Михайлович Темников]

Выглядит вплоне возможным строить купола диаметром до километра, поскольку на Марсе нет атмосферы, чтобы его сорвать, и места без двигающихся дюн найти вполне возможно. Примерно такие периодически мелькают на презентациях SpaceX.

Из чего построить такой купол и, главное, как удержать его на месте? Под ним-то атмосфера будет.

Так ледяной же!Толстый слой прозрачного льда.Только ледяной купол вряд-ли получится."Потолок ледяной,дверь скрипучая"  На шлюзе естественно.
  И защита от радиации.

[Шлангенциркуль]

Из чего построить такой купол и, главное, как удержать его на месте? Под ним-то атмосфера будет.

Например, притянуть тросами через каждые 50-100 метров.
А до километра и без всяких тяг нужная прочность оболочки в пределах допустимого для синтетических материалов, просто это не оптимально. Да и, вообще, не ясно, зачем вообще такие огромные пространства огораживать. Эвкалипты посадить? Я об этом написал просто как возможную альтернативу терраформированию.

[mihalchuk]

Выглядит вплоне возможным строить купола диаметром до километра, поскольку на Марсе нет атмосферы, чтобы его сорвать, и места без двигающихся дюн найти вполне возможно. Примерно такие периодически мелькают на презентациях SpaceX.

Из чего построить такой купол и, главное, как удержать его на месте? Под ним-то атмосфера будет.

Присыпать грунтом метров 10.

[azvoz]

Выглядит вплоне возможным строить купола диаметром до километра, поскольку на Марсе нет атмосферы, чтобы его сорвать, и места без двигающихся дюн найти вполне возможно. Примерно такие периодически мелькают на презентациях SpaceX.

Из чего построить такой купол и, главное, как удержать его на месте? Под ним-то атмосфера будет.

Присыпать грунтом метров 10.

И всё это на порядки правильней, полезнее и дешевле делать на Луне, чем на попсовом Марсе.

[Шлангенциркуль]

Присыпать грунтом метров 10.

Если нужно закопаться на такую глубину, то лучше рыть туннели.

[Дмитрий Инфан]

вообще, не ясно, зачем вообще такие огромные пространства огораживать.

Чем больше объём, тем толще слой воздуха, защищающий от космического излучения. И, кроме того, больше резерва при аварии и утечке.

[anti-dote]

А из марсианского песка стекло не получится сделать?

[benderr]

А из марсианского песка стекло не получится сделать?

Обычное сырье, используемое для производства флоат-стекла, включает песок, доломит, соляной кек (сульфат натрия), кальцинированную соду (карбонат натрия) и известняк. Другие материалы часто используются в качестве рафинирующих агентов для изменения химических и физических характеристик стекла.

что требуется для производства стекла