Первый дом человечества в космосе: куда направить главные усилия до 2050 года?

[AlexV]

Но в спектрах свинец не обнаружен, получается? А

Из того, что публиковалось упоминаний о нем нигде не видел. 

[Капитан Бутан]

Один корабль требует около 4 млн тонн бора

Чего? Да такой огромный корабль в принципе не реализуем. Какие 4 млн, возьмите 50 тыс тонн и поделите на 8 ступеней (4 для разгона, 4 для торможения). Я конечно понимаю что скорость истечения у протон-бора низкая, но не настолько же чтоб городить миллионы тонн!
Посчитайте 8 ступеней, при крейсерской скорости 0,15с будут хорошие результаты.
Ещё можно взять 7 ступеней, и для последних пяти в качестве топлива использоваьть дейтерий-гелий, а не протон-бор. 4 ступени на разгон, 3 на торможение.
Это разумный компромисс, основная часть массы всё равно придётся на первые 2 ступени А скорость истечения у D-3He мама не горюй, мюПН сильно вырастет!

[Капитан Бутан]

А давайте прикинем

Это конечно достойный подход, жму руку! Но детали вызывают некоторые сомнения:

Типовой базальт содержит 100 ppb серебра и 4 ppb золота. Кроме того лунный базальт содержит 180 ppm воды, плюс какое-то количество углерода и серы, которое при нагревании может дать углекислый газ и диоксид серы. Теперь пусть удар метеорита нагревает такую породу до 1500 градусов. Вода, углекислый газ и диоксид серы дают пузыри, которые попутно вбирают редкие и малолетучие компаненты в соответствии с давлением их насыщенного пара и активностью в конденсированной фазе. Какой будет объем этого газа. Для простоты учтем только воду. 180 ppm при 1500 градусах Цельсия - это 1.5  литров газа на 1 кг породы при давлении 1 бар. Какое будет там парциальное давление золота и серебра, если оно полностью перейдет в эти пузыри

В том-то и дело что крупинка самородного золота может не успеть перейти в пузыри. Пузыри они из пара, а золото в паре не растворяется. Лимитирующим фактором будет скорость испарения золота с поверхности пылинки. При давлении паров несколько Па это может занять время, которого у нас нет,  потому что удар быстрый. И в итоге неиспарившееся золото останется в породе. 
По серебру нужно пройти стадию термического разложения серебряных соединений, а химические реакции займут время и только потом начнётся испарение, которое тоже не очень-то быстрое потому что давление паров не очень-то высокое

[Капитан Бутан]

И, кстати, обратил бы внимание на ледяные спутники планет-гигантов с подледными океанами. Вот совсем не будет удивительным, что в этих подледных океанах содержание бора окажется совсем не маленьким.

Таким же как в морской воде?

[Капитан Бутан]

Ещё можно взять 7 ступеней, и для последних пяти в качестве топлива использоваьть дейтерий-гелий, а не протон-бор.

По моим оценкам скорость истечения для p-11B 3,5%с, а для D-3He 6%c. Одна ступень на D-3Hе по достигаемой dV заменяет две ступени на p-11B. Но это в идеальном случае.
В реальности у p-11B будет раза в три более высокое массовое совершенство, поэтому размен не один к двум, а скорее один к полутора.
И при таких скоростях истечения вполне достижимы скорости полёта 0,15-0,2с. Так что не нужно никаких кораблей поколений, до Альфы Центавра лететь всего 25 лет

[torazurey]

А скорость истечения у D-3He мама не горюй, мюПН сильно вырастет!

как предполагается хранить ³He на борту?  - это же на порядок сложнее чем твёрдый пентаборан в контейнерах. Не съедает ли криогенная система весь выигрыш в массовом совершенстве?

[torazurey]

По моим оценкам скорость истечения для p-11B 3,5%с, а для D-3He 6%c. Одна ступень на D-3Hе по достигаемой dV заменяет две ступени на p-11B.

Не делает ли криогеника ³He проект в принципе нереализуемым на длинной дистанции? 100 лет полёта - это колоссальные требования к теплоизоляции и надёжности криосистем. Или ваши ступени как-то обходят эту проблему?

[torazurey]

По моим оценкам скорость истечения для p-11B 3,5%с, а для D-3He 6%c.

А где брать ³He для вашей схемы? На Луне его концентрация в реголите невелика. Бор хотя бы должен быть на Марсе, астеройдах. А ³He - где его брать в нужных количествах?

[torazurey]

Искать его месторождения нужно там, где хотя бы какое-то время была жидкая вода.

А Церера? Там есть признаки жидкой воды и рассолов - мог ли бор там накопиться до заметных концентраций?

[Капитан Бутан]

как предполагается хранить ³He на борту?  - это же на порядок сложнее чем твёрдый пентаборан в контейнерах

В жидком сверхтекучем виде, мы же в вакууме летим, теплоизоляция работает

100 лет полёта - это колоссальные требования к теплоизоляции и надёжности криосистем

Так надо лететь быстрей и будет 25 лет а не 100. Да и 100 лет не так и много если резервировать криогенные машины

[Дем]

Прям на кубометр? А кто-то разве бурил вглубь на метр и проверял что концентрация одна и та же?

1000см*1000см*1см=1м³

Удивительно, а как же это так двухатомный инертнейший азот взял и окислился. А кто его окислил, свободный кислород?

Ультрафиолет он такой - превращает многоатомные газы в одноатомные. Ну и дальше они соединяются как попало. 
И если результат не газ - он выпадает. 

Прямо как на Земле, да? У нас же происходит окисление азота в атмосфере? 

Ещё как происходит - где-то сотни миллионов тонн в год. Вроде немного, но всего за несколько десятков миллионов лет он бы весь кончился, если бы не обратные процессы. 

[Капитан Бутан]

Ещё как происходит - где-то сотни миллионов тонн в год

На Земле есть свободный кислород. А процессы окисления N₂ без свободного кислорода на Земле не идут. Тут нужно чтоб был камень нужного сорта, да чтоб ещё была вода и жёсткий ультрафиолет. Да да, верю

[Дем]

На Земле есть свободный кислород.

СО2 -> СО + О

[Капитан Бутан]

СО2 -> СО + О

А дальше? O не станет окислять N₂, потому что чтобы получить NO нужно разрушить связь N-N. О окислит CO обратно до СО₂. Либо оторвёт от CO₂ углерод чтоб получить О₃

[Капитан Бутан]

1000см*1000см*1см=1м³

Неверно. 1м³=100см*100см*100см. Если не будет толстого слоя грунта, насыщенного нитратами сверху донизу, то и азотную атмосферу не сможем создать. 200 мбар азота на Марсе это 0,5 кг азота на сантиметр квадратный поверхности. И вот это количество должно сидеть в 1 см² грунта.
Теперь рассказывайте, откуда вы возьмете столько азота в грунте, если у вас толщина нитратного слоя

1см

??

Слой должен быть толстым, десятки метров! Этого там нет, твёрдо и чётко

[Дем]

Слой должен быть толстым, десятки метров! Этого там нет, твёрдо и чётко

А глубже никто не копал, ХЗ что там. 

А дальше? O не станет окислять N₂, потому что чтобы получить NO нужно разрушить связь N-N

N₂О вполне может образоваться. А потом в него прилетит ещё квант и с вероятностью 50% оторвёт N. И что этот атомарный азот присоединит - ХЗ

О окислит CO обратно до СО₂

Для этого им надо встретиться. 

[Капитан Бутан]

N₂О вполне может образоваться

Ну если атом О преобразовался в N₂O, то у нас будет накапливаться N₂O и CO. А N₂O при низких температурах газ инертный. От него до нитратов как до Китая раком.

А потом в него прилетит ещё квант и с вероятностью 50% оторвёт N

Оторвёт-то оторвёт, но в верхних слоях атмосферы. До поверхности свободный атом такого сильного окислителя как азот не долетит никогда. А  NO в атмосфере с содержанием угарного газа тоже не даст нитрата: пока молекула будет опускаться вниз к поверхности, она окислит CO

[Капитан Бутан]

А глубже никто не копал, ХЗ что там. 

Так не надо тогда рассказывать про килограммы на кубометр

Азота в марсианском грунте килограммы на кубометр, в виде нитратов