Социально-экономические аспекты перехода к звездоплаванию

[fan2fan]

Попробую начать тему. Вчера было написал, но вроде что-то глюкнуло (или потерли ? но в ЧД вроде новой темы тоже не появилось :-)). Переношу из "социально-психологических проблем межзвездных перелетов", со стр. 4 http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=9394&postdays=0&postorder=asc&start=45
(для справки: в теме "марсианская колония" экономика обсуждалась на стр.45-50 и немного далее).
 
Круг вопросов данной темы:
- насколько должна быть богата мировая цивилизация, чтобы при достижении соответствующих технологий перейти к межзвездным перелетам (и достижим ли такой уровень)
- какова должна быть структура экономики к тому времени (включая распределение трудовых ресурсов - колонии в Солнечной системе).
Какие еще ? Достаточно ли материальных, энергетических и трудовых ресурсов для звездолетной промышленности - ?  :-) Еще какие ?
 
Начать надо с возможности, т.к. можно предположить, что несмотря на возможный рост необходимый уровень не будет никогда достигнут.
 
Возможности роста сейчас остаются весьма значительными, поскольку как и в 1913 г. бОльшая часть населения Земли - бедные крестьяне (ну, возможно, доля их теперь в густонаселенных странах третьего мира - такая же, как в наиболее развитых странах накануне ПМВ). Т.е. можно предположить, что по мере преодоления неравномерности социально-экономического развития в будущем за счет мирового масштаба процесса урбанизации возможен такой же рывок, как между авиацией кануна ПМВ и космонавтикой 50-60-х.
 
Легче всего оценить масштабы будущего роста по занятости трудовых ресурсов в тех или иных отраслях. Например, считается, что в аэрокосмической промышленности США занято около 800 тыс. чел (в РФ - 450 тыс.), в автопроме США - 0,9 - 1 млн. (РФ - 800 тыс., КНР - 1,6 млн.), в металлургии (всех видов) РФ занято 1,4 млн. чел. Эти данные позволяют предположить, что новая передовая отрасль достигает количественных показателей занятости в прежней передовой с сохранением уровня в последней (аэрокосмическая сменила автопром, а та - металлургию). Поэтому можно предположить, что при стабилизации населения Земли на уровне 9-12 млрд. чел. (после завершения урбанизации в районе 2200 г.) в аэрокосмической промышленности (если даже она будет "бывшей передовой") будет работать примерно такая же доля занятых, как сейчас в США, что в мировом масштабе дает от 20 млн. чел. Можно также предположить рост производительности, поскольку число занятых в металлургии КНР с 80-х г.г. уменьшилось почти в 2 раза, а выработка увеличилась почти на порядок. В общем, можно предположить, что объем производства космической промышленности в 2200 г. будет на 2 порядка больше, чем сейчас (без учета начала внеземных колоний). Далее быстрый рост скорее всего прекратится - если, конечно, не будет повышения вклада в космопром баз в Солнечной системе (там это профильная промышленность).
 
Исходя из этой оценки, предполагаю, что звездолетостроение будет возможно, хотя уровень технологий вряд ли будет достигнут непосредственно к моменту этого "выхода космопрома на проектную мощность". В пользу звездолетостроения может играть то, что затраты должны быть растянуты по годам (ведь несмотря на 100 кратный рост бОльшую его часть будут использовать на другие цели), а это работает в пользу медленной многолетней сборки массивных звездолетов.
 
Следующий вопрос - какие отрасли должны быть развиты для перехода к звездолетостроению и какие на это будут затраты средств и времени (и хватит ли - трудовых вот хватило :-)). Аналогия - от авиации 1913 к космонавтике 50-60-х: хим.пром, машиностроение, радиоэлектроника. Что еще (в аналогии - сначала же надо оценить ее) ? Также еще вопрос - каковы должны быть масштабы природопользования ?

(подожду откликов :-)).

[саша]

упор на аэрокосмическую промышленность не может быть определяющим.
По аналогии, в 30-х годах существовало убеждение(Цандер) что в развитии авиации(всё выше, и выше, и выше) будет сделан выход в космос, однако прорыв обеспечила транспортная система на основе баллистических ракет.
 Отсюда следует что прорыв к звёздам обеспечит транспортная система внутри солнечной системы требующая межзвёздных скоростей. Учитывая что радиус солнечной системы порядка порядка семи световых часов, какая нужда потребует от человечества таких скоростей?

[КотКот]

упор на аэрокосмическую промышленность не может быть определяющим.
По аналогии, в 30-х годах существовало убеждение(Цандер) что в развитии авиации(всё выше, и выше, и выше) будет сделан выход в космос, однако прорыв обеспечила транспортная система на основе баллистических ракет.
 Отсюда следует что прорыв к звёздам обеспечит транспортная система внутри солнечной системы требующая межзвёздных скоростей. Учитывая что радиус солнечной системы порядка порядка семи световых часов, какая нужда потребует от человечества таких скоростей?

Сокращение Времени перелетов. Мне кажется, для внутренних космолетов хватит запаса скорости 300 км/с (крейсерская  100 км/с).
Предел Земля-Марс 350 млн км -- в 100 км/с это 3.5 млн секунд -- около 45 суток.
Для дальних планет --- запас скорости 3000 км/с (крейсерская  1400 км/с). Предел Плутон-Нептун -- 7 млр км  --- 5 млн секунд --- около 60 суток.
Но последняя цифра уже фактически межзвездные корабли, хотя и тихоходные.
Реальные звездолеты начнутся с 30000 км/с......

[саша]

Тогда
За некий рубеж зрелости цивилизации можно взять возможность перемещения по солнечной системе со скоростью солнечного ветра -  300-500мах1000км/с.

[zyxman]

Реальные звездолеты начнутся с 30000 км/с......

30000км/с это 0.1цэ (1/10 скорости света) - очень проблематично ввиду колоссальной требуемой энергии как для разгона так и для торможения, плюс неизвестно как решать проблему межзвездной пыли.
То есть конечно 0.01С (3000км/с) это тоже не подарок, и еще проблема что очень тяжело обеспечить выживаемость корабля в течение сотен лет путешествия (элементарная проблема где брать энергию для питания бортовых систем, находясь в среде глубокого вакуума и космического холода), но все равно на это потребуется меньше энергии чем на разгон до 0.1С и последующее торможение.

Да, очень возможно что к моменту когда цивилизация дорастет до межзвездного путешествия, проблемы полетов на скорости 0.1С будут решены (и энергетическая и защиты от столкновений с пылью), но также есть высокая вероятность, что к тому времени будет альтернатива, например в виде двигателя искривления пространства (ЕМНИС, порядок величин требуемой для полета энергии там близкий).
Поэтому я считаю что стоит ограничить обсуждение на 3000км/с, и заняться глубже другими сторонами (масса корабля).

[Павел73]

Тогда
За некий рубеж зрелости цивилизации можно взять возможность перемещения по солнечной системе со скоростью солнечного ветра -  300-500мах1000км/с.

...и начало освоения ресурсов газовых планет-гигантов. Без этого imho мы не сможем начать путь к звёздам.

[саша]

Тогда
За некий рубеж зрелости цивилизации можно взять возможность перемещения по солнечной системе со скоростью солнечного ветра -  300-500мах1000км/с.

...и начало освоения ресурсов газовых планет-гигантов. Без этого imho мы не сможем начать путь к звёздам.

А на такой скорости без освоения ресурсов планет гигантов долго не полетаешь. Фактически система Юпитера станет основной энергетической базой цивилизации солнечного ветра.

[zyxman]

Тогда
За некий рубеж зрелости цивилизации можно взять возможность перемещения по солнечной системе со скоростью солнечного ветра -  300-500мах1000км/с.

...и начало освоения ресурсов газовых планет-гигантов. Без этого imho мы не сможем начать путь к звёздам.

Да. Именно так.
- Ресурсы Земли уже близки к исчерпанию всего-то за 200 лет промышленной революции, ресурсов и площади Луны и Марса еще хватит на 1000-10000 лет в зависимости от скорости роста и с учетом дальнейшего развития технологий; дальше нужно будет опять где-то брать концентрированную энергию и вещество для увеличения жизненных площадей, вещество вероятно в астероидном поясе, энергию - в атмосфере и на спутниках гигантов.

[zyxman]

Тогда
За некий рубеж зрелости цивилизации можно взять возможность перемещения по солнечной системе со скоростью солнечного ветра -  300-500мах1000км/с.

...и начало освоения ресурсов газовых планет-гигантов. Без этого imho мы не сможем начать путь к звёздам.

А на такой скорости без освоения ресурсов планет гигантов долго не полетаешь. Фактически система Юпитера станет основной энергетической базой цивилизации солнечного ветра.

На одних ресурсах Луны и Марса можно будет только эти ресурсы освоить, а по-настоящему летать получится только с ресурсами гигантов.

[pkl]

Я бы добавил, что, видимо, гелий-3 с планет-гигантов гораздо доступнее и удобнее для извлечения.

[саша]

Поговорка
Чтобы раз в неделю в Петербурге швартовался банановоз всего лишь нужно раз в неделю грузить банановоз в Коста-рике. Расстояние и скорость здесь не важны.
В нашем случае грузовые и пассажирские перевозки по солнечной системе очевидно соотносятся как грузовые суда и пассажирские самолёты сегодня.
Отсюда, потребности именно в перевозке людей, их распростронённость и удалённость поселений определяет максимальные скорости перелётов.

[zyxman]

Я бы добавил, что, видимо, гелий-3 с планет-гигантов гораздо доступнее и удобнее для извлечения.

Думаю что все-же доступнее именно Луна - для нее уже практически сейчас есть все необходимые технологии.
Ну а кроме Луны и планет-гигантов, больше и вариантов практически нет. Или есть?

Поговорка
Чтобы раз в неделю в Петербурге швартовался банановоз всего лишь нужно раз в неделю грузить банановоз в Коста-рике. Расстояние и скорость здесь не важны.
В нашем случае грузовые и пассажирские перевозки по солнечной системе очевидно соотносятся как грузовые суда и пассажирские самолёты сегодня.
Отсюда, потребности именно в перевозке людей, их распростронённость и удалённость поселений определяет максимальные скорости перелётов.

Это сейчас так. С современными надежными ДВС и с современной навигацией и время путешествия в десятки раз меньше ресурса корабля, а в путешествиях дальше Луны уже речь идет о сроках путешествий сравнимых с полным ресурсом корабля и пока еще нет саморемонтирующихся механизмов, поэтому разница есть - часть кораблей просто не долетит.

Да, и кстати если верить википедии, финский залив обычно замерзает с конца ноября до конца апреля (в очень теплые зимы не замерзает), так что обычно почти 5 месяцев в году система работать не будет..
Хотя конечно можно гонять ледокол, или возить бананы на АПЛ под льдом :lol:

[fan2fan]

В общем, выходит, что для перехода к звездолетостроению необходим весьма продвинутый уровень освоения Солнечной системы (хотя бы из-за добычи топлива). Подумаю, как провести аналогию все же между развитием авиации и т.д. между ПМВ и 1960-м (включая космонавтику) и нынешней космонавтикой и необходимой для звездоплавания. Все-таки ИМХО реактивная авиация - необходимая сопровождающая для космонавтики (невозможно представить, чтобы ракетная промышленность развивалась бы без параллельного развития реактивной авиации)...
 
Надо провести по какому-то индикаторному показателю (иначе для меня слишком сложно). Например - по отечественной радиотехнике и электронике. Отрасль показательна, т.к. без нее не может быть космонавтики, а с другой стороны она развилась почти из ничего. Накануне ПМВ в России был радиотелеграфный завод морского ведомства, филиалы фирм Маркони, Телефункен (Сименс и Гальске) и Сименс-Шукерт (Завод военных и морских приборов - частью электротехническое производство, а не радиотехническое). Число занятых можно оценить как порядка 3 тыс. чел., капиталы - 15 млн. руб. (честно говоря, практически с потолка - утроенный капитал Сименс-Шуккерт). Что в 1960-м ? (что-то не могу найти сводных данных).
 
Да, а в космонавтике что должно быть аналогией радиотехнике, что может быть индикаторной отраслью ? (это может быть совсем из другой области - радиоизотопные источники, скажем).

[zyxman]

Для межконтинентального мореплавания ключевыми были несколько технологий.
Первое - навигация по звездам (и плюс корабельные хронометры) - позволило плавать без видимых береговых ориентиров (раньше никто от берега не отходил).
Второе - панамский канал - позволил ходить по безопасным морям и не заходить без крайней нужды в область ревущих сороковых.
Третье - тепловые машины - пароходы на угле и затем ДВС на нефти/нефтепродуктах позволили не зависеть от прихоти ветра (в некоторых акваториях штиль бывает неделями).

В космосе вобщем-то навигация уже на высоком уровне, хотя пока межпланетную навигацию из космических держав имеют только США, Россия, Япония и Европа (Китай дальше луны еще не летал).
Аналогом панамского канала могли-бы стать какой-то сверхдешевый носитель, космический лифт, межорбитальный буксир (разгонный лазер?), орбитальная база ремонта и дозаправки, крупное внеземное производство космической техники.
Аналогом морских тепловых машин для космоса мог-бы стать ЯРД или ЭРД с питанием от реактора.

[fan2fan]

(Оставляя в стороне технический вопрос, продолжу по аналогии с финансовой точки зрения: радиопромышленность от авиации к космонавтике; все из энциклопедий и интернета)

В 20-е г.г. началась радиофикация населения, на рубеже 20-30-х г.г. в СССР трестом слаботочной промышленности объединялось как минимум 6 предприятий. В 30-е г.г. рост продолжился в связи с военными программами - в 1940 г. радиозаводы производили около 3 млн. радиоламп в год. Но в наиболее передовой стране в области радио, в США, производилось уже 120 млн. радиоламп в год: в 1922 г. (тоже начало радиофикации) стоимость продукции радиопромышленности составляла 60 млн. долл, в 1929 - почти 850 млн., далее рост замедлился (из-за депрессии и насыщения рынка: в 1930 г. радио было уже в 40 % домохозяйств, в 1940 - в 80 %), но в 1940 г. только оборудование радиосвязи и радиолокации составляло порядка 250 млн. долл. В отрасли было занято 110 тыс. чел, но за время ВМВ она увеличилась до более 500 тыс., а стоимость продукции достигла 4 млрд. долл. в год. В СССР также во время и после войны были предприняты меры к преодолению отставания: по плану пятой пятилетки к 1955 г. продукция радиопромышленности должна была превысить довоенную в 10 раз; в сер. 50-х в СССР производилось 100 млн. радиоламп и 20 млн. полупроводниковых приборов в год.
 
Получается ИМХО, с добавлением полупроводниковых приборов, уровень США накануне ВМВ, т.е. именно такое развитие радиопромышленности следует признать достаточным для перехода от авиации к космонавтике. (Использую американские данные для лучшей сопоставимости - для СССР сводных данных не нашел, да и трудно пересчитывать в связи с существенным изменением покупательной способности рубля в советское время). Т.е. потребовался рост от отрасли с порядка 15 млн. рублей капиталовложений (7,5 млн. долл.) и 3 тыс. сотрудников, как в России накануне ПМВ, к отрасли с производством свыше 800 млн. долл., если на 1 млрд.  (т.е. 1,6-2 млрд. рублей 1913 г.) и 110 тыс. сотрудников, как в США в 1940 г. (порядка 0,5-1 % ВВП; не нашел вот соотношения между стоимостями основных фондов и ежегодной продукции). В современных долларах уровень американского радиопрома 1929 г. выходит порядка 8 млрд. в год.
 
Стоимость продукции современной аэрокосмической промышленности США - порядка 150-200 млрд. долл. в год, стоимость активов - примерно тот же порядок цифр (да, эти данные - по более узкой численности занятых, т.е. когда в другом месте я нашел 800 тыс. занятых, там включены какие-то смежники, видимо - двигателестроение и еще что-то, т.к. эти данные - из расчета 300 тыс. чел). Если принять рост радиопромышленности США в 1920-1940 г.г. как индикаторной отрасли для космонавтики (косвенная, прибыльная, с большой долей гражданского сектора и т.д. - такой может быть космонавтика в целом в будущем по отношению к звездоплавательной программе), и допустить, что рост радиопромышленности был пропорциональным необходимому росту от авиации космонавтики, то для уровня звездоплавания аэрокосмическая промышленность должна иметь основные фонды и продуктивность на два порядка больше, чем сейчас, т.е. 15-20 трлн. долл. в год в современных ценах. Если же брать за основу послевоенный американский уровень радиопрома - то должно быть 60 трлн... С первой оценкой расчетные данные производительности в связи с рабсилой сходятся (рост производительности на два порядка), т.е. звездолет по-прежнему возможен :-). (Со второй - проблематичнее, но будем оптимистами :-))
 
Вот такие сферические кони... Можно, ради смеха, предположить также о ценах будущего - по опыту XX в. покупательная способность даже стабильной валюты падает на порядок за 3/4 века. Даже если в будущем это будет не так быстро,  мультиквадриллионную (в текущих ценах) аэрокосмическую отрасль к 2200 г. вообразить легко...
 
Исчислив примерную потребную стоимость продукции космопрома на полной мощности, позволяющей переходить к звездолетостроению ("плато" производительности после завершения урбанизации), и оценив возможную долю на строительство звездолетов в 10 % от нее (т.е. от 1,5-2  до 6 трлн. долл. в год в современных ценах), можно оценить сроки осуществления звездолетной программы, начиная от даты достижения соответствующего технического уровня. Но дело за малым - какова стоимость звездолета ? :-)

[zyxman]

Думаю что радиопромышленность к космосу не имеет отношения, потому что нужно четко разделять доставку сообщений и доставку ресурсов (первое как раз удобнее делать по радио а второе можно производить и ракетной техникой).

Соответственно, авиация безусловно имеет отношение к космосу - не могли-бы вы проанализировать именно авиацию?

[Lev]

Получается ИМХО, с добавлением полупроводниковых приборов, уровень США накануне ВМВ, т.е. именно такое развитие радиопромышленности следует признать достаточным для перехода от авиации к космонавтике. А какоен отношение весь этот плач имеет к теме?
Я так понял вялый ник по прозвищу zyxman вообще не имеет ничего сказать.

[fan2fan]

Использовал радиопромышленность просто как индекс. Т.е. есть качественный скачок от авиации накануне ПМВ к космонавтике 50-60-х, а один из компонентов, обеспечивающий его - рост радиопромышленности. Она обслуживает не только авиацию и космонавтику, тем и хороша в качестве индекса (т.к. много других таких же отраслей - металлургия, машиностроение и т.д.; не рассматривать же их все). Спорный момент - пропорции, т.е. действительно ли такой рост радиопрома, как наблюдался, был необходим для перехода от авиации к космонавтике, не избыточен ли (и одинаковы ли были пропорции необходимого для этого роста у аэрокосмической и у радиопромышленности). Но при оценке с точностью до порядка, думаю, ошибки не страшны. Это как сравнивать потребление черных металлов в Англии в 1809 и 2009: если с точностью до порядка, то если зачтем для 1809 г. 500 тыс. тонн, а для 2009 г. - 50 млн. тонн, а на самом деле есть отклонения в полтора или пару раз в каждом случае, то все же можно ИМХО сказать, что разница - примерно в 2 порядка.
 
По российскому авиапрому разница между 1915 г. и 1955 г. будет еще бОльшей, чем по радиопрому ИМХО (это дало бы слишком неоптимистичную оценку возможности звездоплавания :-)), а по иностранному трудно оценить (лидерство переходило от страны к стране, кроме того военные пики чередовались послевоенными спадами, т.е. не было постоянного роста). Во время ПМВ в России выпускалось довольно много самолетов, но значительная часть - сборка иностранных комплектов, т.к. российская промышленность производила максимум всего несколько десятков авиамоторов ежемесячно (за всю войну - около 1,5 тыс. моторов, тогда как наиболее передовая Франция - более 90 тыс.). Поэтому радиопром с финансовой (не технической !) точки зрения более удобный индекс для данного периода ИМХО. Вот последующее даст большие искажения, т.к. сейчас в мировом масштабе электроника дает едва ли не бОльшую часть стоимости всей продукции машиностроения, больше автопрома и авиапрома вместе взятых ). Конечно, авиапром было бы оценить интересней, т.к. технический облик за рассмотренный период изменился еще более радикально (от деревянных винтовых самолетов со скоростями как у гоночных авто к цельнометаллическим реактивным сверхзвуковым), такой скачок может больше напоминать переход от нынешней космонавтики к звездоплаванию, т.е. авиапром мог бы быть не только финансовым, но и техническим индексом... Хорошо бы, чтобы кто-то здесь высказался.

[zyxman]

У радиопромышленности совсем другие источники роста.

Очень близкая аналогия - когда на заре Интернет ввели электронную почту, никто не предполагал что люди ею будут пользоваться чаще чем программы.
А все дело в том что для человека есть две потребности общения: мировые новости (новости большой политики, экономики, погода и тд) а также личное общение, и эти потребности количественно крайне велики (практически любой человек интересуется погодой и макроэкономикой и общается по крайней мере с двумя другими человеками) и распространение радиотехнологий сделало удовлетворение этих потребностей значительно дешевле, и эта дешевизна как раз и вызвала стремительный рост радиопромышленности.

Плюс конечно беспроводная связь для авиации но это именно капля в море в сравнении с количеством радиоприемников и телефонов.

А вот у авиации совершенно конкретное назначение - авиатранспортировка грузов и людей, и ракетные технологии вобщем можно считать развитием авиации, точнее небольшой надстроечкой над авиацией, способной выполнять очень специфические задачи.

[fan2fan]

Да, это понятно, что разные источники роста. Но для раннего периода все же как-то можно сопоставить (раз последующий рост радиопрома в США в ВМВ - за счет военных заказов, а не потребителей). Кроме того, СССР в сер. 50-х достиг американского уровня 1940 г. несколько иным путем: 50-е г.г. тоже были периодом быстрого роста производства радиоприемников для населения в СССР (с 1 млн. до 4 млн. в год с 1950 по 1960; до войны - всего 160 тыс.), однако, для США в 1940 г. характерен еще более высокий уровень производства радиоприемников (в 1941 г. изготовлено 13 млн. радиоприемников). Т.е. прирост радиопромышленности в СССР достигнут в бОльшей степени за счет потребления ее продукции другими отраслями промышленности (и военными заказами), чем за счет радиоприемников для населения, как в США. Так что для раннего периода (т.е. до того, как стали ставить радиодетали в стиральную машинку :-)) у радиопромышленности ИМХО есть сходство с той же авиацией, по крайней мере - для СССР.