Концепция: Деятельность на поверхности Луны

[Back-stabber]

Где-то читал что задача добыть кислород из реголита на Луне не менее сложна и затратна чем выцедить воду из бетонной плиты на Земле

Да лана... Из оксида жалеза например-- вон, чиста увеличительным стеклом  -- прёт...

[Valerij]

Где-то читал что задача добыть кислород из реголита на Луне не менее сложна и затратна чем выцедить воду из бетонной плиты на Земле

Лев, к сожалению или к счастью, это не бетон. Бетон достаточно хорошо нагреть и попрет водяной пар. И, к счастью - это не плита поверхностный реголит хорошо измельчен.

[Artemkad]

Кислород эта... Магнититься вроде не ахти как, не?  :roll:

А он нам в чистом виде и не нужен. Он нам нужен в бочках(балонах) т.е. в таре. А их для разгона можно делать к примеру из лунного люминия который в составе реголита присутствует в заметных объемах.
ЗЫ. Да и вообще... Из производств первым на поверхность должен опустится заводик по производству стройматериалов, а вторыми - литейка и металлообработка. После того, как листы, трубы, бочки, валы, рельсы ... будет возможность делать на месте, вопросы большой стоимости доставки туда железяк отпадут сами собой - останутся потребности только в наиболее интеллектуальных грузах.
ЗЗЫ. Кстати, вторым продуктом современного электролизного способа производства алюминия является кислород. Причем по массе кислорода почти столько-же сколько алюминия.

[Artemkad]

дубль...

[Artemkad]

Где-то читал что задача добыть кислород из реголита на Луне не менее сложна и затратна чем выцедить воду из бетонной плиты на Земле

Да лана... Из оксида жалеза например-- вон, чиста увеличительным стеклом  -- прёт...

Возьмите расплав оксида железа, пропустите через него эл. ток - на одном электроде останется железо, на другом кислород.

[ОАЯ]

Про состав минералов на Луне, очевидно, спрашивали по приколу. Но у меня с юмором не очень. Поэтому http://www.lpi.usra.edu/lunar/samples/
образцы и как они достались http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/tools/Welcome.html

[Valerij]

ЗЫ. Да и вообще... Из производств первым на поверхность должен опустится заводик по производству стройматериалов, а вторыми - литейка и металлообработка. После того, как листы, трубы, бочки, валы, рельсы ... будет возможность делать на месте, вопросы большой стоимости доставки туда железяк отпадут сами собой - останутся потребности только в наиболее интеллектуальных грузах.
ЗЗЫ. Кстати, вторым продуктом современного электролизного способа производства алюминия является кислород. Причем по массе кислорода почти столько-же сколько алюминия.

Все же, в условиях Луны, первым будет именно кислородный завод. Его наличие серьезно снизит стоимость доставки других "цехов". Проблема "стройматериалов" в том, что для отверждения бетона нужна вода, об этом тоже не забываем, и боюсь, что в условиях вакуума бетон будет быстро деградировать, как раз из-за потери воды.

[Valerij]

Про состав минералов на Луне, очевидно, спрашивали по приколу. Но у меня с юмором не очень. Поэтому http://www.lpi.usra.edu/lunar/samples/
образцы и как они достались http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/tools/Welcome.html

За хорошие ссылки спасибо, здесь они к месту. Шутили на предыдущей странице только по поводу использования лунного грунта в качестве рабочего тела в ЯРД, в остальном все серьезно.

[Artemkad]

Все же, в условиях Луны, первым будет именно кислородный завод. Его наличие серьезно снизит стоимость доставки других "цехов".

Любой завод должен быть защищен от воздействия пыли, ренгена и микрометеоритов.  И очень желательно иметь вокруг него гермообъем т.к. обслуживать его лучше без жестких скафандров.
 

Проблема "стройматериалов" в том, что для отверждения бетона нужна вода, об этом тоже не забываем, и боюсь, что в условиях вакуума бетон будет быстро деградировать, как раз из-за потери воды.

А на кой там вода? У Вас там уже есть цемент? Поинтересуйтесь процессом его изготовления и представьте такое на Луне...
На самом деле термин "бетон" слегка шире нашего обычного бытового назначения. По сути это уплотненный строительный композит из наполнителя и связующего
Бетон
И вместо связующего вполне может быть полимер. К примеру:
Пластобетон
http://www.dorspb.ru/index.php?page=10
Да, полимерное связующее дороже, но на фоне стоимости доставки это не главное.

ЗЫ. Как по мне перспективны там силиконовые двухкомпонентные смолы или термореактивные полиимиды.

[Valerij]

Все же, в условиях Луны, первым будет именно кислородный завод. Его наличие серьезно снизит стоимость доставки других "цехов".

Любой завод должен быть защищен от воздействия пыли, ренгена и микрометеоритов.  И очень желательно иметь вокруг него гермообъем т.к. обслуживать его лучше без жестких скафандров.

Боюсь, для этого придется делать шахты/пещеры для такого завода. Я не против, но не на первом этапе. На первом этапе "завод" будет представлять из себя несколько модулей, связаных кабелями и трубопроводами, радиаторы и емкости для жидкого кислорода в кратере неподалеку, огороженные заборами ЭВИ. Да, ресурс и удобство обслуживания меньше, но в пещеру можно будет передвинуть его и потом. Кстати, рабочий процесс неизбежно будет происходить в герметичных объемах, просто потому, что так удобнее загружать сырье и избавляться от шлаков, а эту работу придется делать чаще, чем регламент.

Проблема "стройматериалов" в том, что для отверждения бетона нужна вода, об этом тоже не забываем, и боюсь, что в условиях вакуума бетон будет быстро деградировать, как раз из-за потери воды.

А на кой там вода? У Вас там уже есть цемент? Поинтересуйтесь процессом его изготовления и представьте такое на Луне...

Ну, после того, как реголит освобожден от окислов конструкционным металлов (точнее от металлов и кислорода) останется шлак - практически готовый цемент.

На самом деле термин "бетон" слегка шире нашего обычного бытового назначения. По сути это уплотненный строительный композит из наполнителя и связующего
Бетон
И вместо связующего вполне может быть полимер. К примеру:
Пластобетон
http://www.dorspb.ru/index.php?page=10
Да, полимерное связующее дороже, но на фоне стоимости доставки это не главное.

Я не против. Но это связующее придется доставлять с Земли? На самом деле это тоже иногда вариант, но хотелось бы снизить массу, которую придется привозить. А воду, если повезет, можно найти на месте....

ЗЫ. Как по мне перспективны там силиконовые двухкомпонентные смолы или термореактивные полиимиды.

Это интересно. А их состав?

Но, я согласен, можно выкопать пещеру для размещения станции, потом герметизировать ее стены относительно тонким слоем пластобетона. А в некоторых случаях можно использовать какие-то детали из обычного бетона, покрытого герметичной тонкой пленкой пластобетона.

[Artemkad]

Боюсь, для этого придется делать шахты/пещеры для такого завода. Я не против, но не на первом этапе.

Зачем пещеры? Перекрытая траншея. Все равно ничего крупнее 5м диаметром туда никто не спустит.

На первом этапе "завод" будет представлять из себя несколько модулей, связаных кабелями и трубопроводами, радиаторы и емкости для жидкого кислорода в кратере неподалеку, огороженные заборами ЭВИ.

И все это стоит на реголите - по сути на неустойчивом песке! В этот заводик надо как-то загружать материал т.е. он вибрирует. Т.е. надо иметь твердую поверхность. Радиаторы охлаждения на поверхности так-же оставлять не хочется из-за Солнца. И не говорите, что их закроете - они ведь должны излучать, а не термостатировать.

Да, ресурс и удобство обслуживания меньше, но в пещеру можно будет передвинуть его и потом. Кстати, рабочий процесс неизбежно будет происходить в герметичных объемах, просто потому, что так удобнее загружать сырье и избавляться от шлаков, а эту работу придется делать чаще, чем регламент.

Сырье у нас снаружи, шлаки отправляются  туда-же. Вы как представляете себе его затаскивать в гермообъем не лишаясь герметичности? Кроме того, размер гермообъема не больше габаритов обтекателя ракетоносителя и опять это масса! По своей сути производство это длинная труба в которую по конвейеру поступает реголит и энергия, а на выходе - кислород и нечто. Снаружи трубы персонал в гермообеме, внутри - производство.

Ну, после того, как реголит освобожден от окислов конструкционным металлов (точнее от металлов и кислорода) останется шлак - практически готовый цемент.

Вот хорошо-бы кабы так... Но цемент это не просто мелкодисперсный песок. Это набор соединений в основном кальция - силикатов и алюминатов - которые при добавлении воды образуют иглообразные гидраты. На Земле исходный материал - месторождения осадочных пород или шлаки (результат горения органики в которой кальция  хватает), а вот откель кальций брать на Луне? К тому-же не просто кальций, а вполне конкретные его соединения.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%86%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0

Я не против. Но это связующее придется доставлять с Земли? На самом деле это тоже иногда вариант, но хотелось бы снизить массу, которую придется привозить. А воду, если повезет, можно найти на месте....

Воду - можно, а вот с кальцием проблема. Это на Земле его живые организмы тщательно собирали не один миллион лет...
Что касается массы. Теоретически там в кремний-органике проблема только с углеродом - 60% массы связующего (кремний+кислород) уже валяется на поверхности Луны в товарных объемах. Кроме того, силаны это исходный материал для производства электроники...
http://en.wikipedia.org/wiki/Silicone_resin

ЗЫ. Как по мне перспективны там силиконовые двухкомпонентные смолы или термореактивные полиимиды.

Это интересно. А их состав?

Да обычные силиконы без ацетатного отвердения
http://silikoni.ru/silikon/sil_dvyxkomp
Естественно модификаторы(меняют жесткость, термостойкость, время полимеризации) требуют уточнения, но суть та-же.

Но, я согласен, можно выкопать пещеру

Пещера представляет собой сложное сооружение. Мы пока не знает условий - ни состояния материалов породы ни ее твердости ни сыпучести. Там ведь нет воды и глины - где гарантия, что своды вырытой пещеры будут держаться без цементирующих свойств этих материалов? Проще траншея с залитым полом и армированными стенами плюс свод который залить армированным пластобетоном и поверху засыпать реголитом. Технология заливки потолка - как современные цельнолитые здания.

[Valerij]

Боюсь, для этого придется делать шахты/пещеры для такого завода. Я не против, но не на первом этапе.

Зачем пещеры? Перекрытая траншея. Все равно ничего крупнее 5м диаметром туда никто не спустит.

Кислородный завод из модулей может быть значительно больше. Считаем: накопительный бункер наверху, модуль переработки, бункер для шлака, площадка выгрузки

На первом этапе "завод" будет представлять из себя несколько модулей, связаных кабелями и трубопроводами, радиаторы и емкости для жидкого кислорода в кратере неподалеку, огороженные заборами ЭВИ.

И все это стоит на реголите - по сути на неустойчивом песке! В этот заводик надо как-то загружать материал т.е. он вибрирует. Т.е. надо иметь твердую поверхность. Радиаторы охлаждения на поверхности так-же оставлять не хочется из-за Солнца. И не говорите, что их закроете - они ведь должны излучать, а не термостатировать.

Фундамент можно сделать свайный, даже на песке или реголите.

На полюсах и в полярных областях Луны есть "пики вечного света" и кратеры "вечной тьмы". В кратере, куда солнце не заглядывает никогда, можно поставить "заборы" из ЭВИ, что бы отгородить баки с ЖК и радиаторы друг от друга и от видимых со дна кратера соседних, освещенных (и нагретых) Солнцем "пиков". Останется излучение вверх, в космос - от него отгораживаться не надо, Солнце там никогда не поднимается высоко над горизонтом.

Да, ресурс и удобство обслуживания меньше, но в пещеру можно будет передвинуть его и потом. Кстати, рабочий процесс неизбежно будет происходить в герметичных объемах, просто потому, что так удобнее загружать сырье и избавляться от шлаков, а эту работу придется делать чаще, чем регламент.

Сырье у нас снаружи, шлаки отправляются  туда-же. Вы как представляете себе его затаскивать в гермообъем не лишаясь герметичности? Кроме того, размер гермообъема не больше габаритов обтекателя ракетоносителя и опять это масса! По своей сути производство это длинная труба в которую по конвейеру поступает реголит и энергия, а на выходе - кислород и нечто. Снаружи трубы персонал в гермообеме, внутри - производство.

А как вы из этой "трубы" предполагаете кислород забирать? Я могу это представить только если эта "труба" будет иметь габариты наклонной печи цементного завода. Думаю производство будет не непрерывным, а циклическим, типа загрузили электролизер, закрыли его герметично, нагрели до расплавления, откачали кислород, слили расплав, открыли электролизер и высыпали шлак. И так по кругу....

Я не против. Но это связующее придется доставлять с Земли? На самом деле это тоже иногда вариант, но хотелось бы снизить массу, которую придется привозить. А воду, если повезет, можно найти на месте....

Воду - можно, а вот с кальцием проблема. Это на Земле его живые организмы тщательно собирали не один миллион лет...

Ладно, с бетоном замнем, это проверять надо.

Что касается массы. Теоретически там в кремний-органике проблема только с углеродом - 60% массы связующего (кремний+кислород) уже валяется на поверхности Луны в товарных объемах. Кроме того, силаны это исходный материал для производства электроники...
http://en.wikipedia.org/wiki/Silicone_resin

Для электроники - согласен. Но нам для "строительства" треба....

ЗЫ. Как по мне перспективны там силиконовые двухкомпонентные смолы или термореактивные полиимиды.

Это интересно. А их состав?

Да обычные силиконы без ацетатного отвердения
http://silikoni.ru/silikon/sil_dvyxkomp
Естественно модификаторы(меняют жесткость, термостойкость, время полимеризации) требуют уточнения, но суть та-же.

Вот именно - требуют уточнения.

Но, я согласен, можно выкопать пещеру

Пещера представляет собой сложное сооружение. Мы пока не знает условий - ни состояния материалов породы ни ее твердости ни сыпучести. Там ведь нет воды и глины - где гарантия, что своды вырытой пещеры будут держаться без цементирующих свойств этих материалов? Проще траншея с залитым полом и армированными стенами плюс свод который залить армированным пластобетоном и поверху засыпать реголитом. Технология заливки потолка - как современные цельнолитые здания.

Ваш вариант потребует немереного количества пластификаторов.

Там есть очень крутые и очень высокие склоны. По идее, такие склоны из сыпучего грунта невозможны. Как минимум, это должно быть что-то типа пемзы. Но это тоже проверять надо.

[Artemkad]

Зачем пещеры? Перекрытая траншея. Все равно ничего крупнее 5м диаметром туда никто не спустит.

Кислородный завод из модулей может быть значительно больше. Считаем: накопительный бункер наверху, модуль переработки, бункер для шлака, площадка выгрузки

Все равно оно не больше 5м диаметром. Все, что крупнее - проблема поднять с Земли.

Ваш вариант потребует немереного количества пластификаторов.

Связующего. Не немерено, а вполне конечную массу которую можно даже прикинуть. Насколько помню для строительного пластобетона расход порядка сотни кг. на метр кубической смеси. А это примерно 10 кв.м 10 см. плиты. Отсюда тонна связующего на 100кв.м площади 10 см. поверхности. Если толщину уменьшить соответственно площадь возрастет.
ЗЫ. Скорее всего расход будет ниже т.к. на Луне из-за меньшей гравитации 35-40 кг/см.кв предела надежности при растяжение по большому счету не нужны. Но опять - это уже надо учитывать по-месту.

Там есть очень крутые и очень высокие склоны. По идее, такие склоны из сыпучего грунта невозможны.

Они могут быть хрупкими или оплавленными (прочная только верхняя корка). Это ведь не результаты выветривания.

[Valerij]

Зачем пещеры? Перекрытая траншея. Все равно ничего крупнее 5м диаметром туда никто не спустит.

Кислородный завод из модулей может быть значительно больше. Считаем: накопительный бункер наверху, модуль переработки, бункер для шлака, площадка выгрузки

Все равно оно не больше 5м диаметром. Все, что крупнее - проблема поднять с Земли.

Модули электролизеров могут быть меньше кубометра, но на Луне они вполне могут быть смонтированы на "карусели" достаточно большого диаметра. Каждый модуль в этом случае будет работать циклично, а вся установка - непрерывно....

Я видел проект установки (и в этой теме есть ее схема), в которой кислород извлекается не электролизом расплава реголита, а цепочкой химических процессов в вертикальной колонке, в которой реголит обрабатывается в кипящем слое. Диаметр этой установки может быть и меньше, но длина больше, и наверняка очень приличная масса. Но, боюсь, что такая установка будет слишком мощной по производительности. Боюсь, что такое чудо умеренной производительности сделать невозможно. Но буду рад ошибиться....

Ваш вариант потребует немереного количества пластификаторов.

Связующего. Не немерено, а вполне конечную массу которую можно даже прикинуть. Насколько помню для строительного пластобетона расход порядка сотни кг. на метр кубической смеси. А это примерно 10 кв.м 10 см. плиты. Отсюда тонна связующего на 100кв.м площади 10 см. поверхности. Если толщину уменьшить соответственно площадь возрастет.

А для заделки трещин и герметизации полости пещеры вообще слоя в сантиметра два хватит ...

ЗЫ. Скорее всего расход будет ниже т.к. на Луне из-за меньшей гравитации 35-40 кг/см.кв предела надежности при растяжение по большому счету не нужны. Но опять - это уже надо учитывать по-месту.

Проблема в том, что тогда в эти помещения придется ставить герметичные модули. Потому, что человек в вакууме не живет, а ваши тонкостенные бетонные сооружения внутреннего давления не выдержат. Просто по определению.

Там есть очень крутые и очень высокие склоны. По идее, такие склоны из сыпучего грунта невозможны.

Они могут быть хрупкими или оплавленными (прочная только верхняя корка). Это ведь не результаты выветривания.

Согласен, это тоже надо проверять. Но, если бы этот склон был только оплавлен, то из-за следующих микрометеоритов склон бы давно осыпался.

[Artemkad]

ЗЫ. Скорее всего расход будет ниже т.к. на Луне из-за меньшей гравитации 35-40 кг/см.кв предела надежности при растяжение по большому счету не нужны. Но опять - это уже надо учитывать по-месту.

Проблема в том, что тогда в эти помещения придется ставить герметичные модули. Потому, что человек в вакууме не живет, а ваши тонкостенные бетонные сооружения внутреннего давления не выдержат. Просто по определению.

Атмосферное давление - 1кгс/см.кв. Там запаса еще и запаса.

Но, если бы этот склон был только оплавлен, то из-за следующих микрометеоритов склон бы давно осыпался.

Если он крутой - нет. Метеориты падают в основном по вертикальным траекториям т.е. по касательной к склону...

[Valerij]

ЗЫ. Скорее всего расход будет ниже т.к. на Луне из-за меньшей гравитации 35-40 кг/см.кв предела надежности при растяжение по большому счету не нужны. Но опять - это уже надо учитывать по-месту.

Проблема в том, что тогда в эти помещения придется ставить герметичные модули. Потому, что человек в вакууме не живет, а ваши тонкостенные бетонные сооружения внутреннего давления не выдержат. Просто по определению.

Атмосферное давление - 1кгс/см.кв. Там запаса еще и запаса.

На сколько я помню, бетон плохо работает на растяжение. И не путайте, всё усилие будет работать на разрыв герметичной тонкой оболочки.

Но, если бы этот склон был только оплавлен, то из-за следующих микрометеоритов склон бы давно осыпался.

Если он крутой - нет. Метеориты падают в основном по вертикальным траекториям т.е. по касательной к склону...

Нет, если это не вертикальная нора, а довольно большой кратер, то метеориты, естественно, снизу не летят, но и сказать, что они все по касательной к крутому склону нельзя.

[Artemkad]

На сколько я помню, бетон плохо работает на растяжение. И не путайте, всё усилие будет работать на разрыв герметичной тонкой оболочки.

Я и не путаю. Что касается усилия на разрыв - перекрытия в зданиях под весом всего, что на них стоит работают именно на разрыв. И как-то справляются . К тому-же я привел "предел надежности при растяжении".
Пластиковые связующие образуют более вязкий и прочный бетон на единицу массы связующего. А если добавить еще и армирование из стекловолокна (материал который может быть получен исключительно из  лунного сырья), то толщина прочной стенки выдерживающей внутреннюю атмосферу будет исчисляться миллиметрами.
ЗЫ. Вау... А как Вам такое: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%BD%D0%BE
Базальтовое волокно. Которое может стать базовым конструкционным материалом для композитов из которых будут изготавливаться корпуса лунных изделий.

[Valerij]

На сколько я помню, бетон плохо работает на растяжение. И не путайте, всё усилие будет работать на разрыв герметичной тонкой оболочки.

Я и не путаю. Что касается усилия на разрыв - перекрытия в зданиях под весом всего, что на них стоит работают именно на разрыв.

И именно по этому для перекрытий промышленных предприятий выпускают плиты П-образной формы? И в "ножах" этого П может скрываться высокопрочная предварительно напряженная арматура....

Пластиковые связующие образуют более вязкий и прочный бетон на единицу массы связующего. А если добавить еще и армирование из стекловолокна (материал который может быть получен исключительно из  лунного сырья), то толщина прочной стенки выдерживающей внутреннюю атмосферу будет исчисляться миллиметрами.

А вот с этим спорить не стану. Единственное - как узнать, как долго сможет служить в условиях Луны (или Марса) такая оболочка?

[Дем]

Вообще-то я хотел иронизировать над этим предложением....

В вакууме, конечно, испарять можно что угодно, но условия необходимые для этого будут очень разные. Для того, что бы получить мощную реактивную струю, испарять реголит придется в неком объеме, аналогичном камере сгорания. И в этом объеме давление будет ну очень приличное. Дальше объяснять нужно?

Испарять вообще говоря не обязательно реголит. Любое вещество, способное создать нужное давление. Хоть свежеполученный жидкий кислород. А уже он выдавит реголит из камеры с нужной скоростью.
Кстати, суда по особенностям разлива лавы - реголит достаточно легкоплавок. Так что его можно выкидывать из корабля и в жидком виде. Видели как бутылки с газировкой летают?

Сырье у нас снаружи, шлаки отправляются туда-же. Вы как представляете себе его затаскивать в гермообъем не лишаясь герметичности? Кроме того, размер гермообъема не больше габаритов обтекателя ракетоносителя и опять это масса! По своей сути производство это длинная труба в которую по конвейеру поступает реголит и энергия, а на выходе - кислород и нечто. Снаружи трубы персонал в гермообеме, внутри - производство.

Если у нас расплав реголита - то особых проблем закачать его в гермообъём не будет. Перепад давления в атмосферы - фигня, его даже без насосов получить можно, просто через разницу уровней.

[Back-stabber]

Испарять вообще говоря не обязательно реголит. Любое вещество, способное создать нужное давление. Хоть свежеполученный жидкий кислород. А уже он выдавит реголит из камеры с нужной скоростью.

УИ мизерный.