"Окно" в Европу

[Космос-3794]

На сегодняшний день предполагается, что толщина поверхностного ледяного слоя спутника Юпитера Европы составляет порядка 100км. Из них, согласно одной из популярных моделей, 20км - толщина ледяной коры, а остальное подповерхностный соленый океан - объект, страстно интересующий астробиологов. Существуют проекты исследования этого океана с помощью криоботов, специальных роботов проплавляющих ледяную кору и свободноплавающих в толще воды.  Хотелось-бы обсудить оценки энергетики подобного устройства. А также  технологические проблемы имеющися сегодня и тормозящие осуществление проекта. Финанссовые аспекты пока рассматривать не будем.

[Дмитрий Виницкий]

А что, есть какие-то другие препятствия, кроме финансовых? :shock:

[Fakir]

А что, 20 километров льда проплавить - это мы сделаем легко и непринуждённо? :shock:

[Дмитрий Виницкий]

Во-первых, там наверняка есть более тонкие места - трещины и т.п. Можно поискать. А во-вторых, за ваши деньги - любой каприз

[Старый]

Ну вобщето затормозить аппарат для мягкой посадки будет серъёзной проблемой. Атмосферы то нету.

[Дмитрий Виницкий]

Зачем тормозить? Сделать покрепче оболочку, а приборы попереносимей к перегрузкам и пусть войдет поглубже. Боеголовки-то каким то образом делают...

[Rarog]

Плавить можно реактором.
А вот не раздавит ли конструкцию :?:

[Космос-3794]

Во-первых, там наверняка есть более тонкие места - трещины и т.п. Можно поискать

А можно и не найти. Проведя сравнительные анализы фотографий Вояджеров и Галилео каких-либо видимых  изменений поверхности за 25-летний период не обнаружено. Конечно исследована не вся поверхность и разрешение фотографий в некоторых случаях недостаточное. Но может оказаться, что это характерно , и поверхностная тектоническая активность отсутствует. (В маленьких временных масштабах конечно).
 

Зачем тормозить? Сделать покрепче оболочку, а приборы попереносимей к перегрузкам и пусть войдет поглубже. Боеголовки-то каким то образом делают

Как все просто , зачем все эти  парашюты, двигатели мягкой посадки, надувные подушки.  Сбросил аэродинамический экран, подождал 5 минут и марсоход уже колесит по поверхности. Только колеса при посадке раздвинуть пошире, чтобы сильно не заглубился в почву.

[Дмитрий Виницкий]

Так атмосферы нет.

[Космос-3794]

Так атмосферы нет.

Тогда и аэродинамический экран не нужен.
Ну а если серьезно, то хотелось-бы знать энергетику необходимую для проплавления слоя льда толщиной несколько десятков км. РИТГ видимо не подойдет по мощности. Тогда реактор. Какой мощности?
От этого напрямую зависит величина полезной нагрузки посадочного аппарата. И соответственно характеристики всего проекта.
После посадки реактор по идее должен начать погружение, а на поверхности останется ретранслятор, связаный с реактором при помощи кабеля по которому от реактора и научной аппарутуры подается питание и информация. На ретрансляторе тоже желательно иметь научный комплект, желательно с манипулятором для забора образцов с поверхности. Или еще лучше маленький ровер.
После удачного погружения возникает проблема подводных работ.
Ведь потенциально наиболее интересные объекты изучения (гидротермальные источники) находятся на дне, которое по рассчетам удалено еще на 80км. Возникает проблема связи с ретранслятором. Ведь радиосвязь в воде на большие расстояния проблематична или я ошибаюсь? А тащить за собой кабель тоже проблемно. Лишний вес и можно запутаться.

[Дмитрий Виницкий]

Реактор не пойдет - не экологично.

[X]

давайте про посадку отдельно, тут Космос-3947 про другое спрашивает. Так вот, все сразу говорят про реактор и "проплавить", но видать никто не удосужился оценить какой нужен реактор. Предположим надо проплавить колонку сечением 1 кв. метр и глубиной 20 км. Как нетрудно подсчитать если требуемую для этого энергию равномерно размазать на время например 1 год, то получается мощность больше мегаватта.  Это немало. Это немало будет весить и лучше не будем вспоминать во сколько обойдется доставка этого веса к юпитеру да еще и спуск на поверхность Европы.

ИМхо лучше подумать в сторону каких-то химических растворов. Криогенные растворы на основе аммиака могут быть жидкими чуть ли не до 100 К. Надо подобрать реагент и просто растворить лед. Энергетика тут не критична.

[Дмитрий Виницкий]

Опять же неэкологично и сеолько тысяч тонн раствора нужно привезти?

[Старый]

Предположим надо проплавить колонку сечением 1 кв. метр и глубиной 20 км. Как нетрудно подсчитать если требуемую для этого энергию равномерно размазать на время например 1 год, то получается мощность больше мегаватта.  Это немало.

А ещё надо сначала нагреть его до температуры плавления. И ещё теплоотвод в стенки, тоже сильно холодные.  

ИМхо лучше подумать в сторону каких-то химических растворов. Криогенные растворы на основе аммиака могут быть жидкими чуть ли не до 100 К.

Так мы будем лёд таять или замораживать? От раствора с температурой 100К он только крепче станет.

[Космос-3794]

давайте про посадку отдельно, тут Космос-3947 про другое спрашивает. Так вот, все сразу говорят про реактор и "проплавить", но видать никто не удосужился оценить какой нужен реактор. Предположим надо проплавить колонку сечением 1 кв. метр и глубиной 20 км. Как нетрудно подсчитать если требуемую для этого энергию равномерно размазать на время например 1 год, то получается мощность больше мегаватта. Это немало. Это немало будет весить и лучше не будем вспоминать во сколько обойдется доставка этого веса к юпитеру да еще и спуск на поверхность Европы.

А можно суть рассчета поподробнее. Неужели необходимая мощность более мегаватта. Совсем неожидал.
Почитайте: http://www.jpl.nasa.gov/releases/2002/release_2002_6.html
Там конечно сечение не 1 квадрат и глубина 23 метра. Но ведь и плавили отнюдь не год. Сомневаюсь, чтобы там речь шла о каких-то больших мощностях. Хотя-бы потому что проект выдвигался на конкурс в рамках Mars scout program. А там энергетика совсем другого масштаба.

[X]

А можно суть рассчета поподробнее. Неужели необходимая мощность более мегаватта. Совсем неожидал.
Почитайте: http://www.jpl.nasa.gov/releases/2002/release_2002_6.html
Там конечно сечение не 1 квадрат и глубина 23 метра. Но ведь и плавили отнюдь не год. Сомневаюсь, чтобы там речь шла о каких-то больших мощностях. Хотя-бы потому что проект выдвигался на конкурс в рамках Mars scout program. А там энергетика совсем другого масштаба.

на самом деле полмегаватта, я там по ошибке теплоемкость воды подставил. Но расчет простой: E=(c*delta_T+Q)*m=(c*delta_T+Q)*ro*S*L
c=2100 Дж/кг, Q=333 кДж/кг, ro ~900 кг/куб.метр,  разницу температур я брал ~200 К, чтоб уж с запасом, на самом деле она конечно меняется. итого P~E/time. Грубость расчетов компенсируется неучетом никаких потерь, так что порядки цифр думаю верные.
JPL'цевский агрегат имеет сечение на 2 порядка меньше и длину проникновения на 3 порядка меньше,  тут ничего удивительного нет , что они так просто проплавили, да на Шпицбергене потеплее чем на Европе.

Короче говоря, непростое это дело.  Наверно действительно целиком никто в лед нырять не будет, максимум - небольшой зондик на тросе  с источником питания на поверхности.

[Agent]

Трос в любом случае понадобится. Вернее кабель.
А наверху еще и ретранслятор.

Имхо, нада нечто вроде ТВЭЛа с 20км (или какой там) котушкой кабеля.
ЭЭ и данные по нему передавать. Помалу растапливает и опускается. Кабель вмораживается. Ну и сам зонд к этому с анализаторами. Ему будет всегда тепло.

[Дмитрий Виницкий]

Внимание! Выкрадено из подвалов НАСА! Лос-Aламосская лабаратроия и творческая артель имени Старого Шарлатана представляют:



Проект Deep fusionСуть действия:
На околоевропеанскую орбиту выводится АМС с лэндером. Затем, после уточнения района посадки с пролетной траектории подлетает некое отдельно запущенное в нарушение международных договоров устройство с рентгеновским лазером с ядерной накачкой. На высоте 20 км батон взрывается, а находящийся в это время в тени взрыва орбитер ведет прием и обработку поступающей информации результатов просвечивания, после чего сбрасывает в образовавшуюся дырку лэндер-батискаф.

[Космос-3794]

Короче говоря, непростое это дело. Наверно действительно целиком никто в лед нырять не будет, максимум - небольшой зондик на тросе с источником питания на поверхности.

Только получается что этот небольшой зондик при сечении хотя-бы 20*20см и небольшой длине (для уменьшения тепловых потерь), представляющий из себя миниподлодку с манипулятором, полным комплектом исследовательской аппаратуры, мощной осветительной системой, должен выдерживать давление 10000атм (при глубине 100км) и нести 100 километровый высоковольтный кабель питания рассчитанный минимум на 20кВт. Реально ли это для такого небольшого зондика?
 

Имхо, нада нечто вроде ТВЭЛа с 20км (или какой там) котушкой кабеля.
ЭЭ и данные по нему передавать. Помалу растапливает и опускается. Кабель вмораживается. Ну и сам зонд к этому с анализаторами. Ему будет всегда тепло.

Только этот ТВЭЛ (а по сути ядерный реактор) должен при мощности 500кВт умещаться в объеме 1 куб. м. , и работать при огромном давлении. Фактически ядерная миниподлодка с полным комплектом научной аппаратуры размером один куб.
А кто-то еще в начале утверждал, что технологических проблем нет.

[Fakir]

Космос-3794

должен выдерживать давление 10000атм (при глубине 100км

)

Не 10 000 атм. Меньше на порядок, тяжесть другая.