Учитывая, что на этом стоят научно обоснованные и проверенные на реальность теги, я начну с очевидного опровержения:

Как жидкая порода, магма очень тяжелая. Практически нет ситуации, которая сделала бы перенос его из гравитации вполне оправданным, потому что энергия, затраченная на это, была бы больше, чем энергия, которую можно было бы извлечь из него.

Единственное потенциальное исключение, о котором я могу думать, было бы, если бы мантия планеты (до Катаклизма) была фантастически радиоактивной. Вулканы до того, как планета была полностью разрушена, были так же опасны, как расплавление реактора. Я подозреваю, что вы можете столкнуться с проблемами естественной критичности, если ядро ​​​​планеты состоит в основном из расщепляющихся (или даже из более плотных материалов), но это послужило бы оправданием для того, чтобы собирать материал для полета на орбиту; расщепляющиеся объекты обеспечат источник энергии, который, вероятно, будет более ценным, чем энергия, затрачиваемая на вывод их на орбиту, при условии, что у вас есть действительно эффективные реакторы.

Возможно, вам будет лучше генерировать энергию на планете и передавать энергию на станцию ​​с помощью микроволн.

Обратная сторона этой статьи. Вы создаете энергию на планете и отправляете ее в космос. https://phys.org/news/2015-03-japan-space-scientists-wireless-energy.html

Существует особый тип космической станции, для которого это имело бы смысл, а именно «космический фонтан», хотя это может отличаться от вашего первоначального видения.

В этой ситуации у вас есть большая башня, выступающая в космос (хотя и не обязательно), которая удерживается в воздухе за счет постоянного потока лавы по трубе, большая часть энергии, затраченной на то, чтобы поднять лаву вверх по этой трубе, восстанавливается на обратном пути. вниз. На вершине этой башни у вас есть космическая станция с большим массивом радиаторов и полноценным (или другим тепловым) двигателем. Этот полноценный двигатель берет «холод» космоса от радиатора и «горячую» лаву и использует их для производства электричества. Это решает проблему большой массы лавы, так как вам все равно нужно много массы, чтобы заставить космический фонтан работать, и большая часть энергии, которую вы тратите, чтобы достать ее из гравитационного колодца, восстанавливается.

Это было бы полезно в нескольких отношениях.

• Это полукосмический лифт, способный служить стартовой площадкой для космических кораблей.
• Он может отправить часть своей энергии обратно на поверхность планеты, чтобы обеспечить электроэнергией любые установки там (особенно, если эта вулканическая планета покрыта облаками сажи или парниковых газов, что кажется вероятным).

Технологии, которые вам понадобятся для этого: труба (с низким коэффициентом трения), по которой может перекачиваться лава, достаточно эффективные механические генераторы и кое-что из того, что у нас есть уже несколько десятилетий.

Космическая станция на вершине космического фонтана, очевидно, может содержать и другие объекты.

Геотермальная энергия

Поместите жидкость в контакт с какой-либо горячей частью земли. Верни, когда жарко. Используйте этот дифференциал для производства энергии, будь то паровой или тепловой насос. Это сейчас распространенный способ получения энергии из земных недр . Исландия получает большую часть своей энергии от этого.

В вашем случае вы могли бы использовать лаву на земле для производства дешевой энергии и хранить ее в чем-то, что легче транспортировать, например, в водороде .

Пример:

На земле возьмите немного лавы, поставьте ее рядом с водой и используйте пар для создания электричества.

Затем используйте это электричество для создания водорода. Разложить по банкам и отправить в космос.

Преимущество Энергия, которую вы получаете за килограмм, выше и полезнее, чем при отправке горячих камней в космос. Также он не остывает, поэтому вы можете использовать его позже.

Проблема Водороду нужен кислород для производства энергии, кислорода в космосе не хватает.

Примечания: Ваша проблема на самом деле похожа на проблему, с которой мы сталкиваемся на Земле.

1. Места, где доступна дешевая энергия (солнечные пустыни для фотоэлектрических или ветреные моря для ветровой энергии), не там, где нужна энергия. Значит, нам нужно его транспортировать.
2. Моменты, когда необходима энергия, не всегда бывают тогда, когда она доступна (солнце садится, когда люди включают свет и телевизоры). Значит, нам нужно его сохранить.

Учитывая, что комментарии предполагают, что вы готовы рассмотреть решения, которые оставят магму на планете, у меня есть то, что я считаю довольно элегантным решением: превратить ваши космические станции в противовесы для космического лифта и встроить термопару в трос. .

Технологические требования: Вы должны быть в состоянии построить очень прочный и очень легкий лифтовый трос длиной не менее 40 000 км. Углеродные нанотрубки обычно являются предпочтительным материалом для настроек, в которых используются космические лифты.

Вы также должны быть в состоянии построить якорь на поверхности планеты, который не беспокоит жидкая магма, протекающая по нему. Эта проблема также легко решается с помощью передовых углеродных композитов.

Наконец, вам нужен хороший сверхпроводник при комнатной температуре для вашей термопары. Он может проходить прямо внутри троса вашего лифта и соединять один конец с жидкой магмой, а другой — с холодными верхними участками троса. Мне нужно провести дополнительное исследование здесь, потому что я ДУМАЮ, что вы на самом деле хотели бы, чтобы ваш «холодный» конец термопары действительно находился в верхних слоях атмосферы, а не в реальном космосе, поскольку в верхних слоях атмосферы вы можете полагаться на высокую скорость. ветры для создания БОЛЬШОГО конвективного теплообмена, тогда как в космосе вы можете использовать только излучение, которое (опять же, я ДУМАЮ) является более ограничивающим в этом приложении.

В любом случае, это решение дает вам очень эффективный источник энергии на основе магмы, который не имеет никаких движущихся частей, что делает его чрезвычайно надежным.

Мне приходят на ум два возможных использования:

1. Используйте магму в качестве высокотемпературного термостата в цикле Ренкина . С точки зрения непрофессионала, используйте магму для нагрева воды под давлением и используйте (сверх) нагретый пар в турбине. Используйте пространство в качестве низкотемпературного радиатора, построив радиаторы над атмосферой.

2. Используйте магму в качестве ИК-излучателя и используйте какое-нибудь устройство на основе эффекта Зеебека для выработки электричества. Опять же, используйте пространство в качестве низкотемпературного радиатора, построив радиаторы над атмосферой.

№ 1 датируется намного раньше, чем космические путешествия, поэтому не должно быть проблемой освоить его для космической цивилизации.

№ 2 широко использовался для космического оборудования, когда не было другого жизнеспособного генератора энергии.

В обоих случаях я бы не стал утруждать себя транспортировкой магмы из гравитационного колодца планеты. Вам нужно будет только отодвинуть жидкость от поверхности, чтобы охладить ее, излучая в космос. Хотя это по-прежнему требует энергии, вы перемещаете меньше массы, чем транспортируете целые объемы магмы. А транспортировать энергию, которая не имеет массы, не так сложно, поскольку вы можете использовать микроволновые или лазерные лучи.

Если планета уже прошла точку невозврата для поддержания человеческой жизни, возможно ли усугубить «проблему» и, следовательно, найти решение?

Используйте высокотемпературный электролиз для производства водорода в изобилии по всей планете. Для этого, конечно, требуется тепло (которое звучит так, будто у вас его в избытке) и, вероятно, вода (которая, если планета ранее была обитаема, также, вероятно, существует, возможно, в массивных подземных резервуарах).

Возможным сценарием может быть то, что при всей вулканической/геотермальной активности в атмосферу было выброшено много различных тяжелых газов, что сделало ее невероятно плотной. Это, наряду с достаточно сильной гравитацией, позволило бы водороду естественным образом всплывать вверху атмосферы, а кислороду — еще одним слоем ниже, где космические станции, окружающие планету, могли бы собирать его для получения энергии. Приятным моментом в этом является то, что нет необходимости в каком-либо механизме хранения, и он может стать источником интересных сюжетных идей, где есть более плотные «участки» водорода, что позволяет постоянно меняющуюся конкуренцию за ресурсы.

Хотя это и не невероятно эффективная система, можно внести улучшения, например, более прямое снабжение с использованием настоящей сантехники или что-то более экзотическое (не уверен в научно-фантастичности вашего мира на основе тегов). Развитие сюжета: это также могут быть проекты, над которыми в настоящее время работают, чтобы использовать их в будущем.

В качестве дополнительного преимущества вы решили, как обеспечить водой жителей вашей космической станции, поскольку это побочный продукт процесса водородных топливных элементов.

Другая возможная идея сюжета заключалась бы в том, что тонкий слой N2, отделяющий кислород от слоя газообразного водорода, может быть изменен или естественным образом истончен и может представлять собой угрозу катастрофического атмосферного «события».

Немного науки о газовых слоях.

Магнитные колебания ?

Я признаю, что на самом деле недостаточно знаю об этом, чтобы провести технико-экономическое обоснование этого метода. Но поскольку тег основан на науке , вот и все.

Теперь, когда магма планет течет по поверхности в виде лавы, их магнитные полюса и поля находятся в постоянном движении. Когда эти магнитные поля пересекают проводящий металл, вырабатывается электричество. Так что вместо того, чтобы напрямую забирать тепло у планеты, используйте магнитные поля расплавленных потоков для выработки электричества в космосе.

ЛАЗЕРЫ

Лазеры — это ответ на все, что связано с научной фантастикой. По правде говоря, вы можете просто использовать модифицированные солнечные панели для сбора излучаемого тепла с планеты напрямую, но это не лучший способ сделать это. Вот тут-то и пригодятся лазеры. На самом деле существует более одного способа использования лазеров для использования энергии магмы, так что я дам вам оба, и пусть вы сами решаете.

Первый вариант — запустить лазер в космос, при этом лазер питается от какого-то преобразователя тепловой энергии. Вы можете использовать паровой двигатель или термопары , на ваш выбор. Затем вы наводите лазер на все, что находится в космосе, что вы можете использовать для получения энергии. Вы можете направить лазер на солнечные батареи, и это нормально, но для этого нужны батарейки и прочее, а это не мой первый выбор.

Лично я выстрелил бы этим лазером в модифицированную Соляную Башню , находящуюся в космосе. Он может хранить тепловую энергию для последующего использования в качестве электроэнергии, причем более эффективно, чем аккумуляторные батареи, и с меньшими затратами на техническое обслуживание. Кроме того, если лазер нуждается в ремонте, у вас есть запас энергии, который можно использовать до тех пор, пока лазер снова не заработает. Кроме того, в нем не обязательно использовать соль, поэтому поищите, есть ли что-нибудь, что может подойти вам лучше.

Итак, это способы использования лазера, стреляющего в космос, но что, если плотная атмосфера блокирует лазер, или вам нужен источник питания, который будет работать долгое время даже вдали от планеты? К счастью для вас, есть способ получить много энергии с планеты в сконденсированной и пригодной для использования форме.

Оказывается, лазеры можно использовать для создания ядерного синтеза . Пока что мы действительно используем только водород для создания гелия, но с небольшим прогрессом в технологии мы могли бы легко создавать такие материалы, как уран, который можно использовать в качестве ядерного топлива. Конечно, если наш синтез питается от источника энергии, потребляющего наши собственные ресурсы, он не сработает, но что касается передачи энергии планеты в космос, то это хороший способ справиться с этим.

Я знаю, что это не совсем то, о чем вы спрашивали, но другие рассматривали правдоподобность «подъема» тяжелых материалов на орбиту в качестве накопителей тепла.

Единственная возможность, которую я мог себе представить, связана с извержением.

Например, планета с достаточно низкой гравитацией (и достаточно сильными вулканами), чтобы магма достигла «космоса» — либо на низкой орбите, либо даже с потенциальной космической скоростью.

Тогда у вас будет двойной удар — ваша «поставка» горячей (почти) магмы будет доставлена ​​на платформу бесплатно (или, по крайней мере, по более низкой цене, чем запуск на орбиту), и вы также сократите "потеря массы" планеты - потому что любая планета, которая выбрасывает свою массу со скоростью, превышающей космическую скорость, будет уменьшаться.

Примеры из реального мира смотрите на Io:

https://en.wikipedia.org/wiki/Volcanology_of_Io

Более высокие температуры и давление в жерлах, связанные с этими шлейфами, создают скорость извержения до 1 километра в секунду (0,62 мили / с), что позволяет им достигать высоты от 300 до 500 километров (190 и 310 миль) [57]. Шлейфы типа Пеле образуют красные (из короткоцепочечной серы) и черные (из силикатной пирокластики) поверхностные отложения, в том числе большие красные кольца шириной 1000 километров (620 миль), как видно на Пеле.

Однако обратите внимание: 1 км/сек меньше, чем скорость убегания Иос, поэтому результаты сброса массы в конце концов оказываются на поверхности, если только Юпитер не «вмешается».

https://www.reddit.com/r/askscience/comments/1gkiz3/could_a_volcano_eruption_theoretically_be/

Поскольку вы уже выполнили часть «тяжелого подъема» с земли на околоорбитальную орбиту, вам будет немного легче использовать энергию.

Сам генератор энергии мог быть чем-то довольно низкотехнологичным — паровым двигателем. Это, вероятно, самый эффективный способ извлечения работы из перепада тепла.

Теперь проблемы:

1. Подъем магмы в космос смехотворно дорог. Если у вас есть космический лифт, вы можете повторно использовать часть этой энергии, сбрасывая отработанный камень в качестве противовеса, но это все равно утечка.

2. Магма остывает, как только выходит из-под земли. В идеале вы хотите, чтобы генератор находился как можно ближе к источнику.

3. Охлаждение - чтобы использовать перепад тепла, вам нужно сбросить тепло во что-то холодное. Вам либо нужна постоянная подача воды, либо вам нужно улавливать и конденсировать пар, давая ему остыть с помощью воздуха. Оба трудно найти в космосе. Вы можете сбрасывать тепло, излучая его в виде инфракрасного излучения, но это медленнее и нагружает и без того очень важную систему — отключите тепловой насос, и ваши жилые помещения внезапно станут очень жаркими. (Отработанное тепло в любом случае уже представляет собой проблему в космосе; это только усугубляет ситуацию.) ((Правда, если на самой планете нет жидкой воды или воздуха, то и там будет сложно генерировать энергию — но, вероятно, не более чем в Космос.))

Подводя итог, вероятно, было бы лучше разместить ваши турбины на стороне планеты, а затем использовать микроволновые лазеры, чтобы направить их на коллекторы на космической станции. Есть некоторые отходы, но это намного эффективнее и безопаснее.

Если поверхность слишком активна, чтобы на ней можно было строить, вам может понадобиться разместить электростанции на больших дирижаблях, которые при необходимости могут перемещаться в безопасное место. (Но это уже было бы проблемой, если бы у вас была только инфраструктура для сбора магмы на земле.)

1. Как уже было сказано, первая проблема, с которой вы столкнулись, — это доставить вашу магму в космос. Обычно в расплавленной породе недостаточно энергии, чтобы поднять собственную массу очень далеко, не говоря уже о космосе. Чтобы объяснить, как машины способны поднимать магму, потребуются разработки в области технологии управления гравитацией.
2. Подняться с поверхности планеты — это не то же самое, что оказаться на орбите. Вещи на реальной орбите движутся очень быстро, поэтому дронам также придется разгонять магму до орбитальных скоростей, а также поднимать ее. И если у вас уже есть система для подъема и ускорения такого количества магмы в космос без больших затрат энергии, вашей космической станции, вероятно, не потребуется много энергии для начала, что может быть плюсом.
3. С термодинамической точки зрения любая система выработки энергии, основанная на тепле, на самом деле пропорциональна разнице температур между источником (магмой) и поглотителем тепла. В связи с этим ключевой технологией, которая им понадобится, является способность очень быстро излучать это тепло в космос. Изобретение инновационной радиаторной технологии вполне может стать ключом к тому, чтобы сделать такую ​​систему жизнеспособной.
4. Когда вы охлаждаете магму, она становится горной породой, что вы делаете с отработавшим топливом (камнями)? Если вы просто выбросите их в окно, со временем вокруг планеты образуется буквально астероидный пояс из отработанной магмы.

В нескольких ответах предлагалось использовать геотермальную энергию для выработки электроэнергии, которую затем можно было бы отправить в космос с помощью лазерного или микроволнового передатчика, но одно возражение в комментариях состоит в том, что для работы теплового двигателя с циклом Карно не существует «поглотителя холода».

Эту проблему можно решить, используя специальные материалы, предназначенные для излучения при определенных температурах, для которых прозрачна местная атмосфера. Это было продемонстрировано в принципе, и несколько компаний сейчас работают над коммерциализацией этой технологии. По сути, излучатель на земле радиационно «связан» с космосом, температура которого составляет 2,7 К. Предполагая, что радиатор достаточно эффективен, проблема «холодной раковины» в значительной степени решена.

Давайте предположим планету размером почти с Землю (r = 6000 км), но без железного ядра. Плотность планнета в среднем аналогична двуокиси кремния (2650 кг/м^3). Таким образом, общая масса планнета (MP) составляет 2,4 * 10 ^ 24 кг.

Атмосфера планеты была сдута, поэтому вы можете двигаться по орбите на удивительно низкой высоте 150 км (у МКС около 400 км).

Без атмосферы спутники-ковши движутся по эллиптическим орбитам, перенося их туда и обратно между поверхностью и станцией без какой-либо дополнительной энергии. Когда они поднимают свою полезную нагрузку из лавы, они должны использовать некоторую энергию, чтобы поднять свою полезную нагрузку. Когда они прибывают на станцию, их энергия пополняется за счет теплового реактора на станции, работающего на лаве.

Энергия (E), необходимая для подъема одного килограмма материала с земли на высоту 150 км, равна MP * 1 кг * G * (1/r + 1/(r + 150 км)) = 651 кДж.

Предположим, что температура лавы составляет 1500 градусов по Кельвину, а холодная сторона реактора на вашей станции работает при температуре 300 градусов по Кельвину. Предположим также, что реактор работает на 90% от теоретического максимума (эффективность Карно). Эффективность реактора (N) тогда составляет 1500 К / (1500 К + 300 К) * 90% = 75%.

Если реактор имеет КПД 75%, вы должны произвести как минимум E / N = 651 кДж / 75% = 868 кДж/кг материала, чтобы выйти вперед.

Осталось только одно требование, чтобы удельная теплоемкость лавового материала была больше 868 кДж/кг/1200 кельвинов = 0,72 кДж/кг.

Сам по себе диоксид кремния едва ли удовлетворил бы это требование. Но с некоторыми примесями лития, чтобы поднять среднее значение, у вас будет дополнительная энергия.