Перенос промышленных предприятий в космическое пространство

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Меня тут не было примерно страниц 6. Иначе тема была бы уже в 10 раз длинее

     

[Lev]

Александр Шлядинский писал(а):

Расчет, пжалста. Делим 25 лимонов на 7020 кг (вес КА СОЮЗ), получаем 3561 зеленый за кг.

Не так. Делить надо 75 лимонов (коммерческая стоимость миссии КК Союз) на 500 кг (возвращаемый груз для грузовозвращающего Союза). Получаем минимум 150000 зеленых за 1 кг

[us2-star]

D.Vinitski прав в том что не просматривается выхода из замкнутого круга...
Сущесвующие системы вывода и возвращения ПН не позволяют расчитывать на реально коммерчески выгодное что-либо...
А "дешевые" системы для этого нельзя построить для существующего грузопотока, так как при этом они "изначально" выходят слишком дороги... а на 50-100 лет вперед денег никто послать не хочет...
банальность конечно... но увы факт...

[Lev]

us2-star писал(а):

D.Vinitski прав в том что не просматривается выхода из замкнутого круга...
Сущесвующие системы вывода и возвращения ПН не позволяют расчитывать на реально коммерчески выгодное что-либо...

Вы говорите так, как будто уже сейчас известно, что как и сколько можно производить в космосе и что будто-бы какие-то неумные люди не хотят в это вкладывать деньги. Ничего подобного нет. До сих пор неизвестно, возможно ли вообще что-то полезное производить в космосе. Нужны годы и годы экспериментов, сложнейшая и супердорогая экспериментальная космическая техника чтобы хотя бы понять-а возможно ли вообще в космосе делать что-то полезное для употребления на Земле?
Нет и не будет на обозримом уровне развития науки коммерческого грузопотока на Землю. Возможны только супердорогие эксперименты в космосе и доставка на Землю результатов, при чем без всякой гарантии успеха.

[us2-star]

Я ни слова не говорил про неумных людей...
вся беда-то в том, что умные люди не рискуют вкладывать свои "кровные"(нефтяные, газовые, алюминиевые, да хоть хлопковые и рисовые..) в

годы и годы экспериментов, сложнейшая и супердорогая экспериментальная космическая техника чтобы хотя бы понять-а возможно ли вообще в космосе делать что-то полезное для употребления на Земле

И именно потому что ничего не  известно...
причем мое имхо, что в космосе и можно, и нужно производить ползное для "постоянных"жителей Земли...
И весь вопрос сводится к: как заинтересовать (заставить, завлечь) "деньговладельцев"  в это... Кто кроме них может оплатить такие эксперименты?

[SAV]

Первые попытки синтеза алмаза были еще в 1880 г. Несколько десятков ученых потратили свою жизнь, чтобы найти пути к синтезу алмаза. Только в 1955 г. в «Дженерал электрик» научились синтезировать алмазы.
Имеем 75 лет. Это видимо максимум временных затрат поскольку проблема действительно сложная.
С другой стороны многое было открыто случайно. Те же ВТСП.
В космосе пока случайно ничего существенного открыть не удалось.
Хотя эксперименты в космосе ведутся пока не слишком системно уже лет 30.
Поэтому у нас еще есть запас почти в полвека, чтобы понять. Можно ли что-либо полезное получать в космосе.

Ясно, что ближайшие несколько лет появления космического производства ждать не приходится. По крайней мере, пока не отроют нечто уникальное, что оправдает затраты.
А если ничего и не откроют?
Очевидно, если люди реально начнут расселяться вне Земли, тогда и появятся космические производства.
Иначе
А) Космическое производство для космоса.
Поскольку возить с Земли в космос все, что будет необходимо не рентабельно
Б) Земное производство для Земли
Производить, что-либо не уникальное и поставлять на Землю всегда будет не рентабельно.

Изменить ситуацию может только угроза экологической или энергетической катастрофы или открытие уникальных перспектив космического производства.

Видимо будущее космическое производство почти полностью будет ориентировано на обеспечение будущих космических баз или колоний, а не Земли.

Но сказанное не отменяет возможность использования космоса в коммерческих целях уже в ближайшее время по другим направлениям, в частности в наукоемкой сфере.

[sychbird]

Вопрос малой эффективности до настоящего времени матераловедческих экспериментов на орбит многоплановый. Кратко основные моменты.
1. Два типа экпериментов: целевые по конкретной технологии и фундаментальные, изучающие особенности процессов.
2. Ведуться не профессионалами, факультативно по сути и не на должном уровне заряженности на успех.
3. Нет возможости проводить экспрес-анализ результатов. Нет методик, специального оборудования. По сути все эти вопросы должны включаться на стадии проектирования экспериментов. Что-то может быть взято из арсенала, используемого на АМС для планетных исследований и спектрометрии. Ограничения по энергетике, но проще с вакуумом.
5.Пока нет возможности для работы профессионалов, надо всемерно совершенствовать возможности информационного обмена в ходе экспериментов, давать возможность профессионалам как бы присутсвовать на эксперименте в виртуальной реальности. Нужные иные возможности и организация  непрерывного цифрового трафика с орбиты. Необходимо учитывать это при проектирании лабораторных модулей и исследовательско-технологических аппаратов.

[Fakir]

В космосе пока случайно ничего существенного открыть не удалось.

Ну здрасьте!
Луна:
1) неокисляемое железо (а также титан, алюминий)
2) гелий-3

И то и другое - открыто совершенно случайно.

[us2-star]

А тема ведь явно переспективная!
Но так же явно, что и преждевременная, комическая промышденность пока нереализуема практически, как сегодня (+0-10) так и завтра (+10-20лет)...
Более-менее конкретных расчетов, которых хочет D.Vinitski, просто пока не существует...
Вернее существуют, но все, как назло, отрицательные...
Кто должен платить за исследование возможности?

[SAV]

Ну здрасьте!
Луна:
1) неокисляемое железо (а также титан, алюминий)
2) гелий-3

И то и другое - открыто совершенно случайно.

Нет, я же имел в виду из области космических технологий. Некие уникальные свойства материалов, с которыми там работали.
Или есть уже такие результаты?

Хотя предвидеть наличие не окисляемого железа и гелия-3 можно было и заранее. Это же не открытие типа высокотемпературной сверхпроводимости на керамиках сложного состава

[Peter]

Так, материал к размышлению, не более...

Метеоритика, метеориты и присутствующие в них минералы
 

http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1170.html

А. А. УЛЬЯНОВ

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Дальнейшее изучение минерального вещества, сконденсированного в определенных оболочках развивающихся звезд, вероятно, принесет свои плоды и в области исследования нуклеосинтеза элементов. Последняя проблема, как это ни парадоксально, опять тесно связана с метеоритным веществом. Современные модели звездного нуклеосинтеза допускают возможность образования сверхтяжелых элементов (СТЭ), принадлежащих так называемому острову стабильности, то есть элементов существенно тяжелее урана и тория, но с соизмеримыми с ними периодами полураспада. Теоретические оценки периодов полураспада сверхтяжелых ядер по данным разных авторов существенно различаются (до шести порядков). Если основываться на нижней границе величины периода полураспада t1/2 (103 лет), то вероятность обнаружения СТЭ в природных объектах близка к нулю. Однако шансы мгновенно повышаются, если мы принимаем верхнюю оценку t1/2 (109 лет). Последнее обстоятельство и послужило своеобразным импульсом для многочисленных поисков СТЭ в самых разнообразных природных объектах, в том числе и в метеоритах. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли работы, выполненные под руководством Ю.А. Шуколюкова в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, а также ученых из Объединенного института ядерных исследований (Дубна). Установление в углистых хондритах ксенона, обогащенного тяжелыми изотопами (131Xe - 136Xe), первоначально (и ошибочно) связывалось с делением СТЭ из "острова стабильности". Г.Н. Флеров с соавторами провели поиск спонтанно делящегося СТЭ в метеоритах Саратов, Ефремовка и Allende и сообщили о наблюдении событий множественной эмиссии нейтронов, скорость счета которых существенно превышала уровень фона. Авторы предположили, что эффект эмиссии связан со спонтанным делением ранее неизвестного в природе нуклида с атомным номером в таблице Менделеева между 108 и 116. В случае метеорита Allende они оценили концентрацию СТЭ в 10-12 мас. %. Однако попытки выделения СТЭ методом химического концентрирования не привели к положительным результатам. Тем не менее данные группы Флерова были тщательно проверены и в пределах ошибки измерений подтверждены. Еще один серьезный довод в пользу присутствия ядер СТЭ, теперь уже в космических лучах, был приведен в работах В.П. Перелыгина с соавторами. Ими зафиксированы следы присутствия СТЭ с атомным номером $110 в оливинах из палласитов (железокаменных метеоритов).

Одним из предсказанных свойств стабильных СТЭ является их высокая летучесть, столь высокая, что высказывалось мнение о возможном жидком или даже газообразном состоянии таких трансурановых элементов при нормальных условиях. В некоторых типах метеоритного вещества были описаны так называемые темные включения, резко обогащенные летучими элементами: Tl, Bi, Pb. Именно поэтому темные включения наиболее перспективны для поиска СТЭ (отметим, что они присутствуют и в метеорите Allende, в котором группа Флерова установила неизвестный, спонтанно делящийся нуклид). Исследование летучей фракции темных включений метеорита Ефремовка методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА-СИ) позволило установить в рентгеновском спектре интенсивные пики (рис. 5), которые соответствуют энергии квантов, связанных с переходами электронов с уровня М на уровень L в атомах сверхтяжелых элементов. Что это - случайность? На этот вопрос еще предстоит дать ответ. Однако уже полученные данные свидетельствуют о возможности обнаружения СТЭ в космическом веществе.

В заключение хотелось бы отметить, что на многие вопросы и по сей день мы не можем дать окончательные ответы или решения. Тем не менее нет никаких оснований сомневаться, что дальнейшее изучение метеоритов еще откроет много неизвестного о составе, структуре и эволюции вещества в Космосе.

[Дем]

Допустим. Но я здесь писал и о другом варианте - швыряться в Землю слитками металла. :?:  :?:  :?:

ОТКУДА швыряться?
С Луны - так затраты на "кидание" огромны.

А посчитать? Менее 1 КВт*ч за кг кинутого, однако По земным расценкам на электричество - один-два рубля

[gans3]

Допустим. Но я здесь писал и о другом варианте - швыряться в Землю слитками металла. :?:  :?:  :?:

ОТКУДА швыряться?
С Луны - так затраты на "кидание" огромны.

А посчитать? Менее 1 КВт*ч за кг кинутого, однако По земным расценкам на электричество - один-два рубля

А дальше посчитать? При входе в атмосферу какие скорость\перегрузки\температуры\аккустика? Это у Вас просто дешевое кинетическойе оружие получилось.
"Как ни собираю- пулемет"(с). :-).

[Igor]

Существующие системы выведения, на мой взгляд, чрезвычайно дороги в силу их высокой надежности и высоких удельных характеристик. Для выведения дорогостоящих спутников связи, ДЗЗ, межпланетных зондов и пилотируемых кораблей это вполне оправдано.  Но при организации производства на орбите требуется доставлять тонны дешевой, скажем так, руды. И многие характеристики нынешних РН явно излишни для таких задач. В часности можно снизить надежность, повысить перегрузки при выведении и посадке и убрать дорогостоящие разгонные блоки, с многоразовым включением. В общем упростить до уровня примерно "Востока" чем допиться снижения цены на выведение 1 кг на орбиту.

[Дмитрий Виницкий]

Допиться можно и до зеленых человесков.
Р-7 - фактически и есть, тот "Восток", о котором вы говорите. И нет никакого смысла урощать РН. Вы хотите сказать, ч то с повышением процента полета за бугор снижается себестоимость выведения?
Стоимсоть РН - заметная, но не единственная составляющая цены запуска. Создание и поддержание инфрастуктуры тоже чего-то стоит. И тоже оказывает влияние на стоимость пуска. Если ПН не является железякой, о которой можно забыть сразу после выведения, то доля ещё болбше возрастает. Как говарит Старый - и эти люди... :wink:

[Дмитрий Виницкий]

О, кстати, а куда вы собрались запускать "руду" с разгонными блоками? и как вы собираетесь, в таком случае обойтись без них? Такие они дорогостояящие? из-за них мы не можем заниматься производством в космосе?

[Lev]

Igor писал(а):

Но при организации производства на орбите требуется доставлять тонны дешевой, скажем так, руды.

А что Вы собираетесь делать на орбите из этой руды?

[SAV]

Думаю, тонны руды это большое преувеличение. Если только речь идет о добыче и доставке руды с астероидов или Луны. Но это из области очень отдаленной перспективы.

Само слово «руда» здесь не годится. В отношении космического производства речь может идти о продукте с очень высокой степенью первичной переработки, которую осуществят на Земле и почти готовый продукт отправят на орбиту для окончательной «доводки до кондиции». С другой стороны доставка больших масс на орбиту и обратно не рентабельна. Поэтому речь может идти о грузопотоке в десятки или сотни кг.

Сделаем грубые оценки. Пусть речь идет о неком гипотетическом материале типа Se-Te-Pb- X –Y, который после плавления в условиях микрогравитации позволяет сделать датчик, скажем ИК диапазона с параметрами в несколько раз лучшими, чем удается сделать на Земле.
 
Размер чувствительного элемента датчика – порядка 1мм2. Пусть из 1 см3 материала с учетом отходов можно сделать 100-200 заготовок для такого датчика. Плотность – 5г/см3. Из 50 кг материала можно нарезать (1-2)*10^6 заготовок.
Пусть для выплавки 50 кг материала требуется доставить на орбиту 100 кг шихты, включая тигли и прочее.
ПН 100 кг + возвращаемая капсула, система стабилизации, коррекции орбиты, адаптер для манипулятора, пусть всего 1.5 т. Выбираем носитель типа Рокот или Днепр. Стоимость запуска порядка 10 млн$.
Для окупаемости только выведения необходимо чтобы одна заготовка стоила 5 – 10$.

Сколько могут стоить готовые датчики? В окончательном виде реальная коммерческая цена датчика может составить до 20-100$, учитывая уникальность. Для примера датчик Холла стоит от 3 до 20$, микросхемы ширпотреб от 1 до 50$.
Поскольку технологический процесс может занять до месяца и больше реально можно совершать пуски до 6 раз в год. Объем производства составит 6 – 12 млн. шт. в год. Средний оборот может достигать сотен млн$ в год.  

Как видно из приведенного примера проблем с рентабельностью быть не должно.
Надо только разработать технологи, и построить «свечной» заводик на орбите.
/

[Igor]

Igor писал(а):

Но при организации производства на орбите требуется доставлять тонны дешевой, скажем так, руды.

А что Вы собираетесь делать на орбите из этой руды?

Из идей опять-же полупроводники и медицинские препараты. Главная задача снизить стоимость их производства до ууовня хотябы земного. И одним из принимаемых мер должно являться снижение стоимости доставки  на орбиту.

[sychbird]

Думаю, тонны руды это большое преувеличение. Если только речь идет о добыче и доставке руды с астероидов или Луны. Но это из области очень отдаленной перспективы.

Само слово «руда» здесь не годится. В отношении космического производства речь может идти о продукте с очень высокой степенью первичной переработки, которую осуществят на Земле и почти готовый продукт отправят на орбиту для окончательной «доводки до кондиции». С другой стороны доставка больших масс на орбиту и обратно не рентабельна. Поэтому речь может идти о грузопотоке в десятки или сотни кг.

Сделаем грубые оценки. Пусть речь идет о неком гипотетическом материале типа Se-Te-Pb- X –Y, который после плавления в условиях микрогравитации позволяет сделать датчик, скажем ИК диапазона с параметрами в несколько раз лучшими, чем удается сделать на Земле.
 
Размер чувствительного элемента датчика – порядка 1мм2. Пусть из 1 см3 материала с учетом отходов можно сделать 100-200 заготовок для такого датчика. Плотность – 5г/см3. Из 50 кг материала можно нарезать (1-2)*10^6 заготовок.
Пусть для выплавки 50 кг материала требуется доставить на орбиту 100 кг шихты, включая тигли и прочее.
ПН 100 кг + возвращаемая капсула, система стабилизации, коррекции орбиты, адаптер для манипулятора, пусть всего 1.5 т. Выбираем носитель типа Рокот или Днепр. Стоимость запуска порядка 10 млн$.
Для окупаемости только выведения необходимо чтобы одна заготовка стоила 5 – 10$.

Сколько могут стоить готовые датчики? В окончательном виде реальная коммерческая цена датчика может составить до 20-100$, учитывая уникальность. Для примера датчик Холла стоит от 3 до 20$, микросхемы ширпотреб от 1 до 50$.
Поскольку технологический процесс может занять до месяца и больше реально можно совершать пуски до 6 раз в год. Объем производства составит 6 – 12 млн. шт. в год. Средний оборот может достигать сотен млн$ в год.  

Как видно из приведенного примера проблем с рентабельностью быть не должно.
Надо только разработать технологи, и построить «свечной» заводик на орбите.
/

Прекрасный пример. Вы рассмотрели, если я правильно понял,  одноразовое устройство. Если орбитальный модуль на орбите постоянно присутствует, то разовая загрузка порядка 100 кг. Для таких грузов электромагнитная катапульта уже не выглядить экзотичной, и можно существенно снизить стоимость. Ну, очевидно, еще нужен Паром - сборщик и многоразовая возвращаемая капсула. И еще несколько позиций в номенклатуру продукции, для увеличения частоты запусков.