Что бы вы сделали в космосе? [закрыто]

Самым большим преимуществом производства вещей в космосе является то, что они уже там .

Если вы строите часть космического корабля на Земле, теперь вам нужно вывезти эту часть из земного гравитационного колодца. Это ужасно дорого — одна из главных целей освоения космоса — снизить транспортные расходы до менее чем 1000 долларов за фунт. Таким образом, если вы сделаете 50-фунтовую деталь космического корабля, вы автоматически добавите не менее 50 000 долларов к стоимости ее транспортировки в космос. Сделайте ту же часть в космосе, и у вас не будет таких затрат. Теперь подумайте о разнице в цене, скажем, фунта винтов с Земли и фунта винтов из космоса.

Что касается других техник:

1. Вы должны использовать роботов и Waldos для большинства непосредственного производства. Ваши люди будут оставаться в своей безопасной вращающейся среде обитания 99% времени, дистанционно управляя ботами, которые выполняют реальную работу. Это позволяет избежать большинства проблем с невесомостью и громоздкими космическими скафандрами — они нужны им только в том случае, если все вальдо сломаются, и вам абсолютно необходим человек на месте.
2. Хотя загрязнение не вызывает беспокойства, вы не хотите буквально просто выбрасывать мусор в космос. Он может буквально вернуться, чтобы ударить вас. Было бы лучше определить большую область на близлежащем теле — возможно, на Луне — как мусорную центральную и потребовать, чтобы фабрики отправляли свой мусор на орбиты, которые будут там воздействовать. Это по-прежнему делает утилизацию загрязнений очень дешевой, не загромождая орбиты. Некоторые загрязняющие вещества (например, радиоактивные) могут нуждаться в других методах утилизации — возможно, отправить их в пояс астероидов на очень медленных низкоэнергетических орбитах.
3. Я не могу авторитетно говорить об этом, потому что, насколько мне известно, никто на самом деле не проверял это. Но я подозреваю, что будут технологии производства, которые очень хорошо работают в условиях микрогравитации, особенно в отношении состава материалов. Но у нас нет никаких подробностей о том, что это будет.

Просто мои 2 цента, но вакуум - это не преимущество, это недостаток. Трудно работать в вакууме — людям приходится носить громоздкие костюмы, а люди по-прежнему часто нужны для настройки и ремонта. Также поршни, работающие на жидкости, должны быть герметичными. Космос также изобилует случайными космическими лучами и солнечными бурями, так что это не простое место для работы.

Я тоже не уверен, что микрогравитация является большим преимуществом. Трудно работать, если малейшая сила отталкивает вас от объекта, над которым вы пытаетесь работать. Низкая гравитация вполне может быть преимуществом, но микрогравитация - я думаю, это недостаток.

Ладно, это кстати, нет недостатка в том, что они будут добывать, если добыча на астероидах будет рентабельной — в Вики есть страница об этом. http://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_mining#Financial_feasibility

Но проблема в 2 раза. 1) стоимость и 2) гарантированный доход.

Вики отмечает, что один конкретный астероид

"16 Psyche, как полагают, содержит$1.7×10^{19}$кг никеля-железа, который мог бы обеспечить потребности мирового производства в течение нескольких миллионов лет».

Когда мы добываем железо на земле, мы выкапываем тысячи тонн в день. Одни только грузовики размером с маленькое здание, а заводы по плавке и отделению полезных ископаемых от земли - огромны. Чтобы заняться добычей полезных ископаемых на астероидах, вы должны попытаться свести к минимуму необходимое оборудование, потому что запуск вещей в космос очень дорог. Если требуется 100 лет или больше, чтобы получить равную отдачу от инвестиций - это не привлекательно для среднего бизнеса, потому что они погибают только на выплате процентов.

Так что это забавная идея, но пока, по крайней мере, непрактичная. Я имею в виду, что если одна компания получит астероид и запас железа на миллион лет — что может помешать второй компании через 20 лет сделать то же самое, но с более совершенной технологией — первая компания понесет большие убытки.

Настоящий трюк с добычей полезных ископаемых в космосе заключается в том, чтобы заставить технологию отправлять в космос что-то, что может создавать машины в космосе — и хотя это может показаться терминаторским, я на самом деле не это имею в виду. Я имею в виду, что вы не можете отправить буровое оборудование на астероид размером с Вайоминг, вам нужно отправить оборудование на астероид размером с Вайоминг, которое может построить буровое оборудование из материала астероида, чтобы вы могли быстро увеличить производство. . Сейчас у нас нет такой техники. Это похоже на проблему Марса. Что нам действительно нужно, так это возможность довольно быстро строить вещи на Марсе, если мы собираемся там обосноваться, а прямо сейчас у нас нет для этого средств. Создание колонии на Марсе с современными технологиями было бы очень медленным и, вероятно, привело бы к гибели колонистов.

Что касается современных технологий, очень трудно понять, как выгоды перевешивают затраты на добычу астероидов, тем более что этот процесс может быть скопирован кем-то другим в тот момент, когда он станет прибыльным и технология будет улучшена.

Но в долгосрочной перспективе преимущества добычи чего-то такого простого, как железо в космосе, очевидны, потому что, в конечном счете, более энергоэффективно и рентабельно строить вещи в космосе, чем продолжать отправлять в космос что-то с земли. . . .но мы еще не там технологии мудрые. Сколько времени это займет, трудно сказать, но в какой-то момент, с улучшением технологий, я думаю, это обязательно произойдет, и когда это произойдет, добыча основных материалов (железо, вода, азот, углерод, кислород ) и для более экзотических материалов (платина, иридий и т. д.) и, возможно, гелия, который мы не считаем ценным, но он может стать ценным, если Fusion когда-нибудь разберутся. Я уверен, что в конце концов это будет иметь смысл, но, возможно, в основном не для отправки обратно на землю, а для создания вещей в космосе.

по крайней мере, это мое мнение по этому поводу.

Итак: спрос и предложение сделали что-то экономичное в космосе. Но есть одна загвоздка: космос стоит очень дорого. У него много особых свойств, но, по сути, это дорогое место для посещения, поэтому все, что вы делаете в космосе, должно быть невероятно ценным (и не только декоративным. Это должно быть для чего-то использовано, и не может быть хороших альтернатив). .

(Мне приходит в голову, что человеческая природа в некотором роде ужасна, и поэтому будут люди, которые будут продавать космические помидоры по заоблачным ценам именно потому, что они запредельно дороги, и богатые люди будут покупать их, чтобы произвести впечатление друг на друга, но это скучно.)

У космоса (ну, на орбите) есть одна вещь, которой нет у Земли. Ну, наоборот. Это гравитация. В космосе существует микрогравитация в течение нескольких минут или часов, и нет никакого способа сделать это дольше, чем несколько секунд на земле. Жесткий вакуум, радиация, энергия, изоляция — все это выполнимо (хотя и дорого) на земле.

А что можно делать без гравитации? Выращивайте кристаллы, невероятно совершенные. Изоляция ваших кристаллических стручков от вибраций и конвективных сил по мере формирования кристаллов позволяет формировать кристаллы с гораздо меньшими отклонениями или дефектами. В камере для выращивания кристаллов есть затравочный кристалл и немного раствора, и все, что ему нужно, это очень медленно остывать. Это действительно легко построить, не имея движущихся частей и не требуя обслуживания, поэтому жилые помещения для людей (дорогие и хрупкие) сведены к минимуму, а производительные чаны для старения кристаллов максимальны. Сверхпроводники — это странные металлические кристаллы, которые выигрывают от чрезвычайной регулярности. Возможно, космос — единственное место, где они могут расти достаточно стабильно, чтобы работать при комнатной температуре.

Может быть, они просто выращивают гигантские кремниевые кристаллы, легированные германием, для действительно чувствительных радиоприемников. Или гигантские совершенно правильные кристаллы для создания гравитационных интерферометров для обнаружения замаскированных космических кораблей по их гравитационным сигнатурам. Гигантские кристаллы белка для рентгеновской дифракции. Или гигантский леденец, или все вышеперечисленное.

Изготовление звездолета

Я бы строил в космосе только те вещи, которые я мог бы построить, используя ресурсы, уже доступные в космосе, и которые не требуются или не предназначены для входа в гравитационный колодец или атмосферу. Как только будет достигнут определенный технический уровень, большие космические корабли, которые не предназначены для посадки на планету, скорее всего, будут соответствовать этому требованию.

Из-за враждебной среды в открытом космосе — жесткого вакуума, значительной радиации и отсутствия гравитации или атмосферы — одни только затраты на жизнеобеспечение, естественно, сделают любое строительство там более дорогим. Однако затраты энергии на подъем чего-либо из гравитационного колодца также значительны и останутся таковыми. Космические лифты будут ограничены по объему, хотя они значительно снизят затраты на единицу массы при доставке вещей на орбиту .

Таким образом, единственный случай, когда экономия от космического строительства перевесит затраты, — это огромные, сильно автоматизированные предприятия, требующие огромного количества сырья, и то только тогда, когда подавляющее большинство этих материалов уже можно собирать, не входя в помещение. гравитационная скважина.

Кроме того, единственные вещи, которые вы хотели бы делать в космосе, — это вещи, для создания которых требуется микрогравитация. В настоящее время этот список состоит исключительно из крупных, симметричных и совершенных кристаллов, хотя развитие технологий, очевидно, может изменить это.

Коллекторы солнечной энергии - область активных исследований. См. http://en.wikipedia.org/wiki/Space-based_solar_power .

Хотя если мы поместим астероиды на НОО, это может стать менее привлекательным, одной из основных проблем с космическими электростанциями является деградация из-за космического мусора.

У меня есть несколько низкотехнологичное, но вполне практичное предложение: шариковые подшипники.

В настоящее время для изготовления высококачественных шарикоподшипников металл штампуется в форму, делается немного больше (чтобы учесть массу, которая будет потеряна на следующем этапе), шлифуется и полируется в течение нескольких часов подряд. круглый и гладкий, и он все еще не получается таким совершенным, как если бы вы просто выдавливали точно отмеренное количество расплавленного металла в среду микрогравитации и позволяли бы ему принять свою собственную форму. Этот процесс, поскольку он такой простой, может выполняться почти полностью автономно.

Теперь, как отмечали другие, стоимость запуска материалов на орбиту для производства вещей обычно слишком непомерно высока, чтобы с ней возиться. Но если упомянутые вами астероиды можно добывать для получения железа и других необходимых элементов (что, я думаю, важно), то материалы уже есть, и процесс становится достаточно дешевым. Затем вам нужно только найти способ доставить готовый продукт на Землю, где его можно будет использовать (парашюты, тепловые экраны и т. д.).

Если бы я мог сделать еще одно предложение: если вы допускаете ядерные (в отличие от химических) ракеты в этом сценарии, все начинает иметь гораздо больше смысла. Ядерные ракеты — это не какая-то далекая воображаемая технология, которую мы никогда не увидим, но теоретически вполне возможная и активная область исследований в области космических технологий. Откровенно говоря, они, вероятно, ближе к горизонту, чем добыча полезных ископаемых на астероидах. С базовой конструкцией вы могли бы предположить 2-3-кратное улучшение отношения тяги к весу ракеты, что делает такие вещи, как добыча (и перемещение) астероидов, намного более практичными.

Я хотел бы подумать о передовом производстве оружия.

Большой лабораторный «корабль» в космосе, в котором живут изобретатели и офицеры, посвятившие свою жизнь жизни. Они производят и разрабатывают секретное оружие, такое как ракеты и ядерные бомбы, которые можно запускать из космоса. Они могли производить сверхсекретное оружие, чтобы скрыть его от секретной разведки и шпионов. Они могли бы производить современные самолеты, которые могли бы запускаться из космоса и атаковать любую страну мира. Это было бы полезно, если бы вы нападали на территорию, где у вас не было военных баз. Может быть, такая станция пригодилась бы для защиты от инопланетян (мало ли).