Как предполагаемая плавучая база в атмосфере Венеры могла получать припасы?

Я большой поклонник концепции плавучего аэростата , разработанной Джеффри Лэндисом для колонизации Венеры . А как бы вы снабдили плавбазу?

Это была бы ужасно маленькая цель для корабля. Шаттлу удалось добраться до взлетно-посадочной полосы, но ему нужна была взлетно-посадочная полоса. Основание не должно быть тяжелым или жестким объектом, способным существенно помочь при торможении транспортного средства. Ветер все время будет сильнее ураганной силы. На высоте облаков, примерно от 60 до 70 км над поверхностью, они измеряются примерно от 300 до 400 км/ч . Этими ветрами будет унесена и база, стоящая на высоте около 50 км. Какое судно и подход могут справиться с такими условиями?

В этой статье Лэндиса, посвященной изучению венерианских роботизированных высотных дирижаблей, упоминается колонизация с помощью воздушных шаров, но, похоже, не рассматривается пополнение запасов.
Я предполагаю, что вам потребуются очень точные расчеты, очень похожие на те, которые необходимы, чтобы попасть в любую точку Солнечной системы. Вам необходимо учитывать дату и время (положение Земли и Венеры относительно Солнца, вращение Земли и Венеры соответственно), широту и долготу обеих точек на планете и высоту станции. Действительно, маленькая цель, очень сложная с множеством факторов, но вполне выполнимая. Я имею в виду, мы высадили людей на Луну и вернули их обратно. Это тоже кажется довольно сумасшедшим.
«скорости ветра были бы очень высокими, а база была бы движущейся мишенью» . База могла быть неподвижной по отношению к ветру. В любой атмосфере вы можете использовать аэродинамические поверхности, чтобы изменить траекторию движения транспортного средства. Таким образом, использование крыльев для маневрирования космического корабля, чтобы приземлиться на платформу, где нет бокового ветра, должно быть относительно простым. Значительно проще, чем посадить самолет на авианосец, который обычно будет двигаться относительно ветра (и качать).
@AndrewThompson - я обновил с учетом ваших комментариев. При задействованных скоростях и в воздухе на высоте 50 км над поверхностью бафтинг и боковой ветер должны иметь большое значение.
«Ветер все время будет сильнее урагана». И все же для пера, плывущего по ветру, оно будет таким же спокойным, как пруд. Я не вижу здесь ничего, что убеждало бы меня в том, что это будет нечто большее, чем «тривиально просто».
Плавучее основание будет большим и, вероятно, настолько большим, что будет оставаться неподвижным только относительно среднего ветра. Будет разная остаточная составляющая.
Чистая спекуляция: капсула снабжения входит в атмосферу, замедляется с помощью парашютов, затем разворачивает воздушный шар и один или несколько пропеллеров. Если ветер не слишком сильный, ему может потребоваться время для встречи с базой, и он может повторить попытку, если промахнется.

Ответы (3)

Считается, что ветры относительно постоянны, поэтому скорость аванпоста относительно поверхности не должна быть фактором. Если на такой высоте сильные сдвиги ветра, то у аванпоста другие проблемы. На самом деле, приземлиться на что-то, что естественным образом движется вместе с ветром, проще, чем приземлиться на взлетно-посадочную полосу, закрепленную относительно ветра. У взлетно-посадочной полосы часто бывает боковой ветер, а у плавучей заставы - нет.

Шаттл мог бы приземлиться на небольшой взлетно-посадочной полосе во Флориде, входя с орбиты, поэтому те же подходы (буквально) можно было бы использовать на Венере. Посадка при 1 баре на Венере будет очень похожа на посадку при 1 баре на Земле. Вы можете представить множество подходов в зависимости от массы предметов снабжения, таких как управляемые парашюты.

Теплозащитный экран должен быть мощнее, в зависимости от того, входите ли вы с гиперболического захода на посадку или с орбиты.

Транспортное средство могло использовать тормозные ракеты, чтобы остановить конечную скорость захода на посадку. Скорость захода на посадку шаттлов составляла около 100 м/с, что не так уж и много. Δ В .

Я не думаю, что это та проблема, которую нам придется решать в ближайшее время.

Согласно «Колонизации Венеры » Джеффри А. Лэндиса (2003), доступ к большинству ресурсов, необходимых для поддержания колоний, будет осуществляться на месте .

Постоянному поселению потребуется доступ к ресурсам, необходимым для жизни человека, а также к теплицам, обеспечивающим пищу и кислород, а в атмосфере Венеры их в избытке. Атмосферный углекислый газ и азот являются богатыми ресурсами. Наряду с водородом, полученным в результате конденсации атмосферных капель серной кислоты, в атмосфере можно найти основные элементы, необходимые для выживания человека.

Для поселения также потребуются строительные и промышленные материалы. Эти материалы, такие как кремний, железо, алюминий, магний, кальций, калий, натрий и т. д., могут быть добыты из поверхностного материала, который, по-видимому, в основном представляет собой базальтовый силикат. Доступ к поверхности с аэростата относительно прост, так как плотная атмосфера позволяет летать на самолетах ( Лэндис, 2001 ) или на воздушных шарах (уже продемонстрировано на Венере во время российской миссии ВЕГА [Богер, Хантен и Филлипс, 1997]).

Как отмечает Nick2253 в своем комментарии ниже, поверхность может быть достаточно доступной, но условия для добычи крайне сложны. Давление воздуха на поверхности планеты примерно в 92 раза выше, чем на поверхности Земли, а температура составляет не менее 462 о С (864 о Ф). Возможно, к тому времени, когда такие колонии исчезнут, технология станет достаточно устойчивой, но можно поспорить, что многие такие материалы придется импортировать.

При достаточном количестве водорода и всего этого СО2 в результате реакции Сабатье получается метан, полезный в качестве топлива.

Дыхание кислородом для жизнеобеспечения может быть легко обеспечено путем отделения кислорода от атмосферного углекислого газа либо с помощью электролиза диоксида циркония, либо с помощью процессов Сабатье.

Лэндис использует пригодный для дыхания воздух как часть своей поддержки подъема.

На Венере пригодный для дыхания воздух (т. е. смесь кислорода и азота в соотношении примерно 21:78) является подъемным газом. Подъемная сила пригодного для дыхания воздуха в углекислотной атмосфере Венеры составляет около полукилограмма на кубический метр. Поскольку воздух является подъемным газом на Венере: вся подъемная оболочка аэростата может быть газом для дыхания, что позволяет всему объему аэростата быть пригодным для жилья. Для сравнения, на Земле гелий поднимает около одного кг на кубический метр, поэтому данный объем воздуха на Венере будет поднимать примерно вдвое меньше, чем такой же объем гелия будет поднимать на Земле).

Я могу представить это как жизнь в пузыре с частично грязной площадкой, где растут помидоры.

Я не думаю, что это предположение, что грузовые корабли с запасами LOX, грузовыми контейнерами со льдом и почтой, среди прочего, возникнут для обслуживания таких плавучих венерианских колоний. Логической инфраструктурой (на мой взгляд) были бы «космические супертанкеры», которые выводятся на низкую орбиту Венеры и обслуживаются оптимизированными кораблями, предназначенными для доставки товаров с орбиты на аэростат.

Если мне повезет, я все еще буду рядом, когда они отправят первую 100-тонную глыбу льда на одну из наших соседних планет.
Добыча полезных ископаемых на Венере — гораздо более серьезная задача, чем ее представляет Лэндис. Невероятное давление и температура на поверхности значительно ограничивают наши возможности. На самом деле, я не уверен, что мы хотя бы отдаленно приблизились к технологии, которая позволила бы нам это сделать.
@ Nick2253 Насколько я понимаю, давление на поверхности соответствует давлению в земном океане на глубине 1 мили или около того. В настоящее время мы бурим нефтяные платформы намного дальше этой глубины. Возможно, мы могли бы сбросить вниз взрывчатку. Затем бросьте металлический инструмент, который собирает щебень с помощью простого механизма воздушного шара, не требующего электроники или чувствительного оборудования. Таким образом, воздушный шар снова поднимал зачерпнутые камни.
@AdamSmith Вам не хватает температуры. Одна из причин, почему мы можем бурить так глубоко в океане, заключается в том, что у нас есть огромный радиатор, который поглощает тепло бурения. Мало того, что у нас нет такой роскоши на Венере, мы должны были бы найти способ активно охлаждать нашу дрель, чтобы предотвратить ее плавление.

Я думаю, мы можем предположить, что проблема высадки решена, в первую очередь, наличием там баз. Предложение NASA HAVOC заключается в том, чтобы корабли быстро надували воздушные шары после входа в атмосферу, поэтому они парили на желаемой высоте.

Следующая проблема заключается в том, как это сделать дешево и эффективно, если что-то подобное можно сказать о космосе. Астероиды, по-видимому, предпочтительнее размещать на орбите Венеры , поэтому можно было бы предположить, что они получают припасы из материалов, добытых на астероидах, вращающихся вокруг Венеры.

Аэробрейкинг

Когда что-то находится на орбите, оно движется с высокой скоростью, поэтому для его спуска необходимо уменьшить эту скорость. Использование ракет дорого, но, поскольку у Венеры толстая атмосфера, аэродинамическое торможение - более дешевый способ сделать это.

Тепловые экраны

Теплозащитные экраны можно сделать из легкодоступных ресурсов в космосе . Я читал об одном подходе к использованию одноразовых теплозащитных экранов, которые просто оборачивают вокруг посылки и в конце концов сгорают к моменту доставки посылки.

Рекуперативное аэродинамическое торможение

Еще один интересный подход — использование аэродинамического торможения для выработки энергии . При снижении орбиты выделяется огромное количество энергии, которую можно было бы использовать. Это обсуждается в статье Роберта В. Мозеса.