Орбитальные солнечные электростанции

[Shestoper]

Pretiera пишет:
стоимость серийной пары (или машины если ссто) сравнима с таковой для авиации
относительно недолговечны (до 30 полетов) двигатели и ТЗП требующая регулярного обнавления

На одноразовых носителях двигатели составляют десятки процентов стоимости носителя (порядка 30-40%).
Сравните 30 полетов многоразового ЖРД с кратностью использования двигателей в пассажирской авиации.
Сравните стоимость многоразового SSME и одноразового RS-68.

Повторюсь, если на ракете будет достигнута цена выведения 500 $/кг - это будет огромным достижением. Но даже его недостаточно, чтобы по-взрослому влезть в космос.

[pkl]

Shestoper пишет:
...Поскольку создание катапульты не требует каких-то неизвестных мега-технологий, я считаю неправильным откладывать его в далекое будущее, начинать можно буквально завтра...

Катапульта - это мегапроект уровня Манхэттенского. Там тоже в теории было возможно, но никто этого не делал и на практике, до испытания в Аламогордо, не подтверждал. Так и с катапультой, да, в принципе, возможно. Но никто не знает, с какими трудностями нам ещё предстоит столкнуться на пути её реализации. На форуме, вот здесь
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic14028/
обсуждалось. И ещё есть несколько тем /эта - самая последняя/. В общем, там проблем - вагон и маленькая тележка. Я вообще сейчас считаю, что будет какая-то гибридная технология. Допустим, многоразовый одноступенчатый ВКС с квЖРД, который и будет разгоняться электромагнитной эстакадой. Но стоить это будет, я говорю, как ракетно-ядерные программы 1940-60-х гг. Ну или как лунная база. Т.е. нам рано. Да и классические СКЭС, ввиду грандиозности, не по зубам. Надо что-то другое. Лунное энергетическое кольцо - хорошая идея. Но опять же, это астросооружение, по своим масштабам. И на поверхности другой планеты. Но его можно себе представить как конечную стадию эволюции лунных баз.

Я же говорю о другом - околосолнечные СКЭС. У них ещё меньшая материалоёмкость именно за счёт большей плотности солнечного излучения внутри орбиты Меркурия. Т.е. они могут быть сравнительно компактными и, при этом, мощными. И, я надеюсь, их удастся создавать и запускать с Земли, т.е. лунная база как бы не нужна!

[pkl]

Pretiera пишет:

pkl пишет:
Ну блин... я то думал, мы будем что-то реальное обсуждать...

Первый этап - это исследовательская база на Луне.

Шестопер просто не понимает что путь к освоению космоса лежит совсем не в звене трафика Земля-НОО
а в космической промышленности и самообеспечении космических поселений и пр-в по "дешевой массе" - конструкциям, газам и жидкостям, энергии.
и наличие мегатонного трафика на Землю не означает потребности в обратных мегатоннах, хватит килотонн.

Проблема нашего Шестопёра - его всё время кидает в крайности. Если МБРы - то везде! Если супертяж - то на 400 т, не меньше! А искать надо золотую середину. :oops:  Проблему освоения космоса кавалерийским наскоком не решишь. В СКЭС и катапультах действительно, нет ничего принципиально невозможного. Но путь от идеи до её реализации часто совсем не близкий. Принцип пулемёта был известен ещё средневековым оружейникам, ракету изобрели в Древнем Китаей, а паровую машину - в Древней Греции. Надо всё же двигать от малого - к большому, от простого - к сложному! 

[Shestoper]

pkl пишет:
Катапульта - это мегапроект уровня Манхэттенского.

Совершенно верно. И МБР были проектом того же уровня. И Аполлон.
Думаете постоянное присутствие человека на Луне и промышленно значимые СКЭС - это менее масштабные задачи?
Суть катапульты в том, что для разгона груза с терпимыми перегрузками  до орбитальной скорости нужна циклопическая конструкция. Более компактные варианты будут иметь интерес только как демонстраторы технологий.

Для пробной наработки плутония нельзя было создать настольный ядерный реактор, а первую ядерную бомбу сделать с тротиловым эквивалентом полкило. Или делать все полномасштабно, или не делать вообще - пока критмасса не достигнута, изделие работать не будет.

Конечно можно делать маленькие лабораторные пушки Гаусса для отработки технологий, пульками стрелять. Можно ракетами построить пробную СКЭС размером 100х100 метров и передать энергию микроволнами на 10 км для тренировки.
Но когда проект перейдет в стадию практической реализации - он неизбежно вырастет до циклопических масштабов. Чтобы передавать энергию из космоса с терпимыми потерями - нужны антенны, чья апертура будет измеряться в километрах. К таким монстрам должны прилагаться электростанции того же масштаба и мощные средства космического транспорта.
И это нормально.
От Фау-2 до громадного Сатурна-5 пробежали всего за четверть века (причем 13-тонная Фау-2 в 45-ом поражала своими размерами советских ракетчиков, привыкших в 30-ых запускать ракеты по 100-200 кг).
В конце концов, в отличии от Аполлона и БАК, электростанции на Луне и в околоземном пространстве способны давать прямую коммерческую отдачу сразу после ввода в строй (а не косвенно, через  развитие технологий и гипотетическое практическое использование полученной научной информации в очень отдаленном будущем).
Поэтому не страшно, если проект будет в разы, даже на порядок дороже Аполлона - деньги будем  тратить не безвозвратно. Для развития новой отрасли промышленности, космической энергетики, ежегодные инвестиции в десятки миллиардов долларов не есть что-то невообразимое. Это ещё скромно по сравнению с уже развившимися отраслями - авиастроением, автомобилестроением, электроникой и т. д.
Помимо краткосрочной отдачи, этот проект будут давать и долгосрочную - создание транспортной инфраструктуры, способной со временем развернуть в космосе весь спектр промышленных отраслей и значительные человеческие поселения, то есть дорога в космическую утопию.

[pkl]

Проблема в том, что СКЭС, во всяком случае, классические, - НЕКОНКУРЕНТНОСПОСОБНЫ в сравнении с другими электростанциями. В противном случае, они бы появились еще в 70-е гг. И я затеял эту дискуссию, чтобы обдумать перспективные альтернативы. Лунное кольцо - интересный вариант, но я бы хотел про околосолнечные СКЭС. При чем тут выведение??? МЫ ВООБЩЕ НЕ О ТОМ!!! Не важно, как их выводить, если непонятно еще, что мы будем выводить.

[Shestoper]

pkl пишет:
Проблема в том, что СКЭС, во всяком случае, классические, - НЕКОНКУРЕНТНОСПОСОБНЫ в сравнении с другими электростанциями.

И тем не менее развиваются за счет тарифной политики во многих государствах.
А ещё - их конструкции и технологии их производства развиваются, в том числе в сторону удешевления производства генерирующего кВт. Сегодняшние и те, что были в 70-ых - небо и земля.

pkl пишет:
При чем тут выведение???

Очень даже причем. На ГСО батарея в год произведет в среднем в 8 раз больше энергии, чем на территории России. Допустим половину произведенного потеряем при передаче - все равно выигрыш в 4 раза. Если выведение и строительство антенн и ректенн удорожит систему раза в два по сравнению с наземными батареями - космическая энергия будет вдвое дешевле земной.
Производство СБ разных типов сейчас стоит от 100 до 1000 $ за кг. Поэтому выведение на существующих носителях на ГСО удорожает их на порядок и на Земле их пока устанавливать выгоднее.
Если будет средство выведения, выводящее кг за сотни долларов (желательно не более 300) - космические СБ будут значительно эффективнее земных и смогут потягаться с другими источниками энергии.

[pkl]

Shestoper пишет:
И тем не менее развиваются за счет тарифной политики во многих государствах.

Т.е. субсидируются за счёт угля и газа, которые пока ещё относительно дёшевы. Изменится тарифная политика - и кирдык!

 А ещё - их конструкции и технологии их производства развиваются...

а энергия всё равно самая дорогая.

 На ГСО батарея в год произведет в среднем в 8 раз больше энергии, чем на территории России. Допустим половину произведенного потеряем при передаче - все равно выигрыш в 4 раза. Если выведение и строительство антенн и ректенн удорожит систему раза в два по сравнению с наземными батареями - космическая энергия будет вдвое дешевле земной. Производство СБ разных типов сейчас стоит от 100 до 1000 $ за кг. Поэтому выведение на существующих носителях на ГСО удорожает их на порядок и на Земле их пока устанавливать выгоднее.  Если будет средство выведения, выводящее кг за сотни долларов (желательно не более 300) - космические СБ будут значительно эффективнее земных и смогут потягаться с другими источниками энергии.

Но получается, что для реализации одного мегапроекта /СКЭС/ нам надо будет сначала осилить другой мегапроект /катапульта/. И каждый по стоимости и сложности - как весь наш ракетно-ядерный! "Нет сынок, это фантастика!" Денег никто не даст. Надо найти способ обойтись без мегапроектов. Хотя бы вначале.

[Shestoper]

pkl пишет:
Т.е. субсидируются за счёт угля и газа, которые пока ещё относительно дёшевы. Изменится тарифная политика - и кирдык!

Вряд ли уголь и газ будут дешеветь в дальней перспективе.
Принципиально нерентабелен только тот источник, который выдает энергии меньше, чем потребляет. Всё остальное может использоваться.

pkl пишет:
Но получается, что для реализации одного мегапроекта /СКЭС/ нам надо будет сначала осилить другой мегапроект /катапульта/.

Никто не обещал, что стать сверхцивилизацией легко.

pkl пишет:
Денег никто не даст.

Рано или поздно финансовые кризисы капитализма дополнятся ресурсным, и вот тогда судьба не менее крепко возьмет человечество за фаберже, чем было накануне неолитической революции. Я достаточно верю в человечество, чтобы надеяться, что найдется хотя бы один достаточно ненормальный политик, чтобы попытаться выйти из кризиса не только за счет сокращения поголовья потребителей.

Ещё можно подумать про военных. Ядро, ракеты, авиация, в значительной степени электроника - всё это выросло из проектов новых вооружений.
Электромагнитная катапульта (по крайней мере короткая, с большой перегрузкой) может использоваться для дешевого вывода вредной нагрузки на орбиту. Как вариант - перехватчиков космического эшелона ПРО (вариации на тему "блестящих камешков" ). Штук 10 тысяч повесить над 500 миллионами км2 земной поверхности - и несанкционированный запуск ракет будет непросто произвести.

Другой вариант - орбитальные бомбы. Возможны варианты:
1) Дешевые болванки для использования в локальных войнах, массированный вариант "быстрого глобального удара". Выстреливаются катапультой, корректируют полет по сигналам спутникового позиционирования. Стоимость выстрела (включая стоимость снаряда) реально уместить в миллион $, возможно в несколько сотен тысяч. И за час достижима любая точка планеты.
2) Более сложный вариант, применимый при разборках сверхдержав. Ядерные орбитальные мины в стеллс-оболочке в мирное время выводятся на орбиту и болтаются там годами. Свое положение уточняют с помощью астронавигации. По сигналу в час "П" в течении 5 минут поражают цели на Земле. Над территорией супостата в каждый момент времени будет находиться только небольшая часть разбросанных над Землей мин, зато удар они нанесут очень быстро (остальные - в течении 12 часов, когда территория противника пройдет под их орбитой). Компактные мины с поглощающей оболочкой могут иметь очень небольшую ЭПР,  разглядеть их на орбите заранее в мирное время непросто. А если и разглядеть - будем сбивать тысячи целей? Причем среди них могут быть и ложные. Катапульта способна дешево вывести на орбиту сотни тысяч простых болванок, среди которых будет только один процент реальных мин.

[pkl]

Shestoper пишет:
Вряд ли уголь и газ будут дешеветь в дальней перспективе.
Принципиально нерентабелен только тот источник, который выдает энергии меньше, чем потребляет. Всё остальное может использоваться.

Я читал что как раз наоборот, EROEI должно быть не меньше 20. Так что из альтернативщины только ветряки проходят. К тому же, с исчерпанием доступных углеводородов потребность в энергии вырастет в разы, если не на порядки. Т.е. технология должна ещё и уметь масштабироваться вверх.

Потому я и заинтересовался околосолнечными электростанциями - они могут быть компактными!

Никто не обещал, что стать сверхцивилизацией легко.

А Вы никогда не задумывались, почему следов их деятельности нигде не наблюдается?

Я достаточно верю в человечество, чтобы надеяться, что найдется хотя бы один достаточно ненормальный политик, чтобы попытаться выйти из кризиса не только за счет сокращения поголовья потребителей.

А я полагаю, что решение УЖЕ принято. И как раз в эту пользу. Потому да, оружие нам понадобится. Собственно, я сейчас прорыв в космос больше связываю с гонкой вооружений, нежели с тем, что мы сейчас обсуждаем. Но поискать альтернативу тоже хочется.

[Shestoper]

pkl пишет:
Потому я и заинтересовался околосолнечными электростанциями - они могут быть компактными !

Да, там пропадает основной минус солнечной энергии на Земле - низкая концентрация.
Но чтобы передавать энергию на Землю, за 100-200 миллионов км, нужны громадные антенны. Если микроволновку брать - то апертура антенн должна измеряться в тысячах км.
Такие сетки из тончайших проволочек создать можно, но не сразу завтра. Их строительство - в любом случае дело очень затратное. И имеет смысл только в том случае, если через них прокачивать целую Амазонку энергии.
Околоземные СКЭС на этом фоне - кустарная мастерская. Поэтому перед тем, как начинать гипер-проект околосолнечных СКЭК, имеет смысл потренироваться на кошках, на скромном мега-проекте -  создать сначала околоземные, дающие хотя бы несколько процентов энергопотребления людей.

[pkl]

Да, там пропадает основной минус солнечной энергии на Земле - низкая концентрация.
Но чтобы передавать энергию на Землю, за 100-200 миллионов км, нужны громадные антенны.

О чём и речь. Но если удастся решить проблему транспортировки...

Ну а тренироваться имеет смысл на лунной базе, оставьте животных в покое!

[vlad7308]

Shestoper пишет:

pkl пишет:
Потому я и заинтересовался околосолнечными электростанциями - они могут быть компактными !

Да, там пропадает основной минус солнечной энергии на Земле - низкая концентрация.
Но чтобы передавать энергию на Землю, за 100-200 миллионов км, нужны громадные антенны.

вот и не нужно ее никуда передавать
используйте энергию прямо там, где добываете.
делайте айфоны или антивещество

[Shestoper]

Наткнулся на такую оценку:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9B%D1%83%D0%BD%D1%8B

Лунные электростанции Ключевые технологии имеют, по оценке НАСА, уровень технологической готовности 7/10. Рассматривается возможность большого объёма производства электроэнергии, равного 1 ПВт. При этом стоимость лунного комплекса оценивается примерно в 200 трлн долл. США. В то же время стоимость производства сравнимого объёма электроэнергии наземными солнечными станциями — 8000 трлн долл. США, наземными термоядерными реакторами — 3300 трлн долл. США, наземными угольными станциями — 1500 трлн долл. США


Не знаю, что там за методики расчета использовались, Круглость цифр наводит на мысль о пальцесосании и отфонарности. За что купил - за то и продаю.
Чтобы снимать с Луны 1 ПВт, нужно примерно 50% поверхности Луны покрыть СБ с КПД 20% (это с учетом лунной ночи, но без учета потерь при передаче на Землю).
Если такую мощность смогут построить за 200 триллионов, то при окупаемости за 10 лет и нулевой цене текущей эксплуатации (условно) цена 1 кВт*ч составит 0,1 цента.

[pkl]

vlad7308 пишет:
вот и не нужно ее никуда передавать
используйте энергию прямо там, где добываете.
делайте айфоны или антивещество

Ну так! И парусниками переправлять на Землю!

Что бы ещё такое энергоёмкое замутить /окромя нуклеосинтеза/, у кого есть идеи?

[vlad7308]

pkl пишет:

vlad7308 пишет:
вот и не нужно ее никуда передавать
используйте энергию прямо там, где добываете.
делайте айфоны или антивещество

Ну так! И парусниками переправлять на Землю!

Что бы ещё такое энергоёмкое замутить /окромя нуклеосинтеза/, у кого есть идеи?

телепортатор этот, как его - нуль-Т
разговаривать с Эпсилон Эридана. Оффа алли кор?
нагревать Марс  

[Shestoper]

pkl пишет:
Проблема нашего Шестопёра - его всё время кидает в крайности. Если МБРы - то везде! Если супертяж - то на 400 т, не меньше!

Однажды ёжики решили съездить на экскурсию. В Ад. Всем известно, что ада не существует. Но ёжиков это не останавливало. Ёжики — они ж решительные. И с иголками. Если чего-то нет в природе — им это не помеха. Всё равно найдут. Хуже налоговой. Те хоть люди, им что-то объяснить можно, поплакать на плече. А эти — звери. Им плевать.

В ворота Ада постучали. Чёрт, отвечавший за вход, хлестнул по ноге хвостом, и отодвинул заслонку смотрового окошка.

— Кто там? — сонно спросил он. И встрепенулся. За воротами никого не было.

— Ёжики, — ответили ему.

— Какие ёжики? — не понял чёрт.

— На экскурсию.

— Какую экскурсию? — занервничал чёрт.

— Обзорную. По Аду, — сказали из-за двери.

— А зачем вам экскурсия? — удивился чёрт.

— Нада, — уклончиво ответили ёжики.

— А у нас обед, — обрадовался чёрт. — Так что закрыто. И вообще, день сегодня не экскурсионный. И неделя. И месяц.- Затем подумал, почесал затылок хвостом.

— И год! — добавил он. И захлопнул окошко.

— Мы же всё равно войдём, — предупредили ёжики. — Вы уж лучше по-хорошему, откройте.

— Ни за что! Не войдёте вы! Наши ворота даже динамит не всякий возьмёт!

— Ну, это зависит от количества динамита, — сказали за воротами.

... Когда чёрт летел по воздуху, он очень, очень некультурно выражался. Но было уже поздно.

По развалинам Ада бегали и фотографировались ёжики. Немногие уцелевшие черти сидели на обломках и тихонько жалели грешников. Они понимали, что Ад только начинается. И в этот раз он будет Настоящим. Ведь ёжики не терпели полумер и ко всему относились очень серьёзно.

[pkl]

   

Ад начнётся, если Шестопёр станет главой Роскосмоса.  Или Президентом!

[Pretiera]

кроме просто организационно и технико-экономических потенциалов МРКС на основе современных технологий (а это 2хступ водород/метан и классические ЖРД) которые могут дать до 500 долларов за кг
есть еще ближайшая перспектива (15-20 лет) более вероятна (минимальные вложения, более релевантные практические достижения)
1) детонационные двигатели с большим УИ от старта и вакуумным на 10-15 % большим чем классические ЖРД
+ меньшая в 1,5-2 раза масса и большая надежность (на порядок меньше давление в насосной системе)         2) новые композиты на основе УВ и нанотрубок и сверхлегких жестких керамических композиций.                           Это открывает возможность создания эфективной ССТО (видится как несущий корпус с вертикальным стартом и посадкой) масса сухая с грузом 10-15 % от стартовой мпг 3-5 %                                                                               представим базовый шаттл несущий корпус (типа того что используют ЕСА в IXV) высота 35 м ширина 15, толщина 7 м масса на старте 575 тонн, РЗТ 490 тонн LHX/LOX масса на орбите 85 тонн, масса крафта 55 тонн масса груза 30 тонн. есть возможность блокирования шатлов по два вокруг внешнего контейнера + доп топливо (тяговооружонность базового шатла 1,6) и масса ПГ в контейнере 65-70 тонн цена второй версии 1000 долларов кг, а вывода одним шаттлом внутри отсека 100-300 долларов кг (10 баксов на топливо остальное амортизация, ТО и пусковые услуги) т. е. пуск 3-5 лямов бакинских что вполне достежимо для ССТО на высокоресурсных и простых движках (детонационники)

[Pretiera]

Можно делать и простые разгонные блоки для внешних контейнеров, цена будет еще ниже а доля ПГ достигнет 6-7 %

[Pretiera]

вот производствово всяких нанотрубок, фулеренов, кристалов, микро и наноструктур/деталей, сверхпроводников можно развернуть в космосе у Меркурия, цена нанотрубок в 1000000 долларов за тонну вполне доступна для спроса,