| 24.11.2003 - 23:04 - Martin Kolman | |
|
| MEK příspěvek #5801 - reakce na příspěvek #5796 A co to řešit fyzickou přepravou ?
Na Měsíci by se třeba vyráběla antihmota, nějaké izotopy nebo energeticky extrémně náročné technologie.
Napadá mě ještě nabíjení supravodivých kondenzátorů.
To všechno by se jednoduše naložilo do rakety a poslalo na Zemi....bylo by to
samozřejmě poněkud technologicky náročnější, ale zase by nedocházelo k
takovým útlumům.
Napadá mě ještě přenos energie pomocí laseru, zde by asi byl problém se
zpětnou konverzí, spíš by se to hodilo na dálkovou distribuci energie
na různé sondy a stanice.
|
|
Souhlasím s Martinem, že základní výzkum je drahý, ale důležitý. Nechci ho brzdit, ale podpořit a "zlidštit" (účinně "lobovat" pro).
Nestačí jen pořád dokola opakovat, že "je to třeba dělat", ale vhodnější mi připadá nalézt takové cíle a argumenty, které by byly srozumitelné i "voličům" a následně i politikům. Pod pojem "srozumitelný" zahrnuji i slova "spravedlivý" a "čestný", tedy uvádět vždy jak "výhody" (příležitosti), tak i "nevýhody" (rizika).
Pokud se to podaří, pak bude jednak možno dát do "toho" více peněz (protože s tím bude většina souhlasit) a jednak bude možno výsledky lépe kontrolovat, protože i v základním výzkumu je možno vložené prostředky zcela dokonale "prošustrovat" (a podle mne není vhodné toto nebezpečí ignorovat a tvrdit, že cokoliv se dá do základního výzkumu, bude automaticky přínosem).
Pokud se to nepodaří (což je současný stav), tak "to" bude víceméně jen živořit a přežívat (což je současný stav), protože nikdo si nedovolí základní výzkum zastavit úplně (protože co kdyby z toho přece jen něco bylo).
Suma: U základního výzkumu (a přeneseně u většiny kosmonautiky) se nebavme o návratnosti peněz, ale o "srozumitelnosti" (viz. výše), protože pak se nám bude "lobovat" mnohem (ale MNOHEM) snadněji a úspěšněji (než když budeme "lobovat" bez argumentů, nebo zamlčovat nevýhody a rizika). A podle mne - "vo tom to je" |
|
Aleši,
i když se to zdá být snadné, "zlidštit" (čili popularizovat) cíle základního výzkumu je velice obtížné a BOHUŽEL většinou vynikající, špičkoví vědci to vůbec neumí. Je to obrovská škoda, že většinou ani PR (public relations) pracovníci v popularizaci nadělají více škody než užitku. PR většinou sám nerozumí myšlení těch vědeckých špiček, protože na to prostě nemá. Musel by se vždy najít jiný vědec z daného oboru, dobrý popularizátor a DOBRÝ ne-li vynikající vědec, který by laikům vysvětlil cíle určitého základního výzkumu. A takoví lidé se hledají strašně těžko.
Podle mého názoru vůbec nejvíce škod dělají hromadné sdělovací prostředky. Ukažte mi u nás v ČR např. nějaký denní tisk, který zasvěceně a přitom srozumitelně a věcně správně informuje o vědě a technice. Já žádný takový neznám. Informace z této oblasti jsou jednak velice řídké, a pokud vůbec se objeví, tak spíše zavádějí nebo jsou dokonce - někdy nechtěnou - antipropagandou.
[Upraveno 25.11.2003 poslal avitek] ____________________
Antonín Vítek |
|
| Vím, že je těžké srozumitelně popularizovat základní výzkum. Snažme se o to ale i my a zdokonalujme se v tom (např. předáváním zkušeností v takovýchto diskusích). |
|
Reakce na M.Petříčka 24.11.2003 - 15:58
Když jste už použil příklad se satelitní televizí, tak se toho budu držet taky. Uvádíte, že tyto družice mají vysílací výkon v řádu 100W. Ale na jak velkou plochu těch 100 W dopadá ? Vyzařovací diagramy obvykle pokrývají celé kontinenty, tedy odhadem miliony kilometrů čtverečních. Těch 100 W se tedy musí "rozprostřít" na tuto plochu. Kdyby jste koncentroval celý paprsek z družice na přijímací anténu na Zemi, tak tam prostě těch 100 W budete mít (resp. říkáte, že útlum by vzal polovinu - pak tedy 50 W). A v tom je celý vtip - koncentrovat paprsek na relativně malou plochu antény pro příjem energie. To je zároveň odpověď na vaší otázku "jak zabránit elektromagnetické vlně, aby její intenzita neklesala se čtvercem vzdálenosti". Intenzita klesá se čtvercem vzdálenosti, ale při všesměrovém vyzařování ! Tady naopak použiju přirovnání já - Vy popisujete žárovku ve stropním svítidle (všesměrové vyzařování), Criswell chce stavět příruční svítilny (směrové vyzařování).
"Obávám se, že ani kdybyste měl supravodivý kabel z Měsíce až na Zemi, nedosáhl byste účinnosti přenosu 95%!" - souhlasím s Vámi v tom, že supravodivý kabel by této účinnosti asi nedosáhl. Ale ten paprsek poletí vakuem, tam není téměř nic, na čem by vznikal nějaký velký útlum. Samozřejmě, největší ztráty budou vznikat průchodem atmosférou, ale asi nebude problém vždy směrovat tu energii na ta přijímací pole, kde jsou nejvhodnější atmosférické podmínky.
|
|
Problém poklesu intenzity vlny s délkou šíření se nedá obejít tak, jak si to představujete - prostě to zaostřit do malého místa. Dokonce i koherentní záření (laser) má takovou divergenci paprsku, že na uvažované vzdálenosti by to mohlo být moc. Mikrovlnný "paprsek" můžete vytvořit jen vhodným vyzařovacím diagramem antény. Žádná anténa však nedovoluje libovolně malou hodnotu vyzařovacích úhlů. Takovému požadavku se blíží (ale nesplňuje!) jen zářič s parabolickým reflektorem. V praxi je to však absurdní - parabola s průměrem řádově stovky kilometrů, s povrchem s přesností pod 1 milimetr směrovatelná (celý reflektor, nikoli jen zářič!) ve velkém rozsahu úhlů azimutu i elevace, postavená na Měsíci! Jediné, co by se dalo (ovšem jen teoreticky, v praxi by to stejně nikdo nedokázal realizovat) postavit, je rovinné pole sfázovaných zářičů. Jenomže každý ten zářič by musel mít své fázovací vedení (s regulací, svazek musíte směrovat!), na kterém jsou ztráty - ohmické, i díky nepřesnosti impedančního přizpůsobení. A takových fázovačů byste musel mít bez nadsázky milióny! Ale to je stejně podružný problém, protože díky nehomogenitě pole byste tak jako tak nedosáhl použitelné šířky vyzařovaného svazku, nejspíš o několik řádů. Na útlumu trasy se přitom jistě podílí i další faktory, jako interakce vlny s nabitými částicemi, které produkuje Slunce, stáčení polarizační roviny, dopplerův posun, atd. Ne nadarmo se radarový signál odražený od Měsíce vrací menší o 262 dB!
Celý ten nápad má kromě přepravy energie další absurdity. Když pomineme, kolik by stály obrovské plochy slunečních článků a zanedbáme mikrometeority a prach, pořád je tady teoretická hranice účinnosti polovodičových článků (mám pocit, že je to kolem 30 pct) a hlavně jejich citlivost na tvrdé záření. Životnost článků je natolik malá, že jimi vyrobená energie (i když jenom na Zemi, zato bez radiačních vlivů) nemůže pokrýt nároky na energii při výrobě! (Tavení křemíku je enormně energeticky náročné) Potom je tady ještě účinnost mikrovlnných vysílačů a jejich nutné chlazení, stovky kilometrů vedení (jako kdyby těch ztrát bylo málo). Samotné ztráty v takové "anténní farmě" by mohly dosahovat velkých hodnot, nemluvě o dalších ztrátách v obdobné přijímací anténě na Zemi. (Další miliony fázovačů, vedení a mikrovlnných usměrňovačů) Útlum trasy by však stejně převažoval o hezkých pár řádů. Ne, pořád si myslím, že nás ten pán z Ameriky svými vizemi poněkud šidí, s tou 95 procentní účinností zcela určitě. |
| 26.11.2003 - 11:16 - Radek | |
|
| Hlavní problém vidím v tom, že takový systém pro přenos energie je vlastně zbraň hromadného ničení, finančně by to bylo tak náročné, že se to nikdy nemůže ekonomicky vyplatit. Základna v L bodě Země/Měsíc je podle mně zbytečná komplikace bez jakýchkoliv výhod. Obytná část stanice na Měsíci bude zasypána regolitem - ochrana před radiací a teplotními šoky, z regolitu při zasypávání získat vodu? |
|
Parabolický reflektor - o něm není v tomto návrhu ani zmínka.
K tomu ještě další poznámka - "parabola ... směrovatelná ve velkém rozsahu úhlů azimutu i elevace"- vzhledem k vázané rotaci Měsíce vzhledem k Zemi jde o nepochopení problému. Pokud něco nasměruji z Měsíce směrem na dané místo na Zemi, pak s tím musím hýbat maximálně o +/- 5° vzhledem k libraci, rotaci Země a sklonu dráhy Měsíce k ekliptice.
Divergence laseru - to s tím sice nesouvisí, ale - při použití optického teleskopu se zvětšením 300x lze pomocí běžně dostupných laserů s divergencí paprsku 1 miliradián dosáhnout divergence 3,3 mikroradiány, na Měsíci pak bude šířka paprsku zhruba 1,3 km.
Rovinné pole sfázovaných zářičů - ano, o tom ten návrh je. Počítá se v něm s několika vysílacími poli o průměru každého z nich 30 až 100 km. Každé pole je zároveň složen z mnoha malých zářičů - " Each power base consist of many power plots. All the power-plot reflectors overlap, when viewed from Earth, and form a filled cirkular aperture of ~ 30 to 100 km in diameter or about 300 000 to 1 milion wavelenghts across.This single synthetized aperture can project a converhent beam out to the distance D2/w = (100)2/10 cm = 104 km2/10-4 km = 108 km, or 250 times the distance from the moon to Earth. An LSP beam can operate at Earth under Fresnel, or convergent geometric, optics."
Sluneční články - této oblasti je věnována docela velké pozornost a minimálně v laboratorních podmínkách se daří dosahovat docela zajímavých výsledků. Účinnost nemusí být až tak velká, dá se to kompenzovat plochou panelů.
Co se životnosti a výroby týče, pak cituji z časopisu "Československý časopis pro fyziku", č.2/2002, článek "Přeměna sluneční energie v energii elektrickou" od M.Vaněčka z Fyzikálního ústavu AV ČR :
"Energie vložená do výroby slunečních článků se vrátí za několik let, u tenkovrstvých i dříve než za rok, "palivo je zdarma" a předpokládaná životnost vyšší než 30 let. "
Mimochodem, v tomto čísle je na sedmi stránkách popsán v jiném tématu zmiňovaný zkušební termojaderný reaktor ITER.
Cena projektu - zde cituji : Worldwide prosperity is not an illusion, agrees Kevin Bassler, assistant professor of physics at UH. He is the 2001 recipient of a prestigious Alfred P. Sloan Research Fellowship awarded to researchers who make fundamental contributions to new knowledge.
"Criswell has really demonstrated it is not a pie-in-the-sky idea," says Bassler, who specializes in economo-physics, which applies the principles of physics to financial situations where normal economic models break down. "His economic analysis is quite convincing. The Lunar Solar Power System will be done. Down the road it will happen, because there is no other feasible possibility to solve the world’s power needs."
Návrh tedy stojí i na reálném ekomonickém základě (nazapoměntě, ze na Měsíc by se mělo vozit jen zařízení na výrobu většiny potřebných věcí z měsíčních surovin).
A ještě k "tomu pánovi z Ameriky" - David R. Criswell - profesor fyziky, 18 patentů v kosmické a solární energii a kosmické dopravě, ředitel University of Houston Institute for Space Systems Operations, práce na misích Apollo, řídí hlavní výzkumné projekty v Lunar and Planetary Institute pro NASA, ... Návrhu LSPS (Lunar Solar Power System) se věnuje již dvacet let.
Radek - na Zemi je již teď dost ZHN na vyhubení veškerého života, takže takovéto obavy by měly směřovat asi do jiné oblasti než do získávání energie z Měsíce...
>> finančně by to bylo tak náročné, že se to nikdy nemůže ekonomicky vyplatit - viz výše.
>> základna v bodě L1 - můžete vysvětlit proč je zbytečná ? Sám totiž hledám "více než jeden" důvod ...
>> voda z měsíčního regolitu - Ne. Kyslíku je v měsíčních horninách vázáno dost, chybí však vodík (teď nemluvím o diskutabilních polárních kráterech s věčným stínem - tam bude třeba udělat důkladný průzkum )
|
|
Je mi líto, že tahle diskuse tak rychle ztratila smysl, protože oba mluvíme o něčem jiném. Snažím se ukázat, že je snadné prezentovat projekt, když nemusím ani přibližně předvést, jak to realizovat a jak zařídit, aby to bylo byť ve vzdálené budoucnosti rentabilní. Například bych konečně chtěl vidět solidní zdůvodnění, jak může mít dálkový přenos energie tohoto druhu účinnost 95%, když žádný z jeho prvků se tomu ani vzdáleně neblíží. Hlavně mi uniká, jak chce pan Criswell navrhnout anténu, která bude mít ten vyzařovací úhel kolem desetitisícin stupně. V citaci se o tom vůbec nemluví, mluví se pouze o konvergentním paprsku, ale toho se takto dosáhnout nedá. A Fresnelovy čočky u Země? Další stovky kilometrů nějaké poněkud nespecifikované konstrukce? Jak se taková věc trvale udrží ve velmi přesném zákrytu mezi přijímací anténou na Zemi a vysílací anténou na Měsíci? Stačilo by malé vychýlení osy čočky ze spojnice antén a paprsek by se odklonil někam jinam.
Je snadné taková tvrzení předkládat, když je nemusíte zdůvodňovat. Je snadné přehlížet "technické detaily". Těch je takové množství, že je nutné si neustále pomáhat představou - naši potomci na to něco vynaleznou! Vezměte si třeba vysílače v mikrovlnném pásmu. Zatím se nic jiného než elektronky použít nedá - magnetrony, klystrony, permaktrony. Největší trvalé výkony se pohybují kolem 100kW, účinnost se různí, pokud si dobře vzpomínám, nejlépe je na tom magnetron, ale ani tam se nedá čekat více než 70%. Čím větší výkon, tím menší praktická účinnost a kromě toho musíte žhavit katodu. Zase detail, ale u velmi výkonných elektronek to může dělat i 10-20% anodové ztráty! Takže i kdybychom měli veliké množství "malých" a tím pádem efektivnějších elektronek, polovinu přiváděného výkonu bychom museli odchladit - ve vakuu. Už ve vysílači ztratíme polovinu toho, co dodají obří pole článků a potom jsou tu ztráty v anténě, fázovacích vedeních a napáječích. Mimochodem ta anténa by musela mířit do jediného bodu na Zemi s fenomenální přesností, nějaká chyba řádu tisícin stupně by klidně způsobila "přesměrování" na nějaké město, což by při ohromujících výkonech, které pan Criswell do budoucna tak velkoryse plánuje, mohlo způsobit velmi nežádoucí věci... K těm by ovšem docházelo stejně, protože kdyby měly ty terawatty procházet atmosférou, tak by kromě ohřevu mohlo docházet k jevům, které se ani nedají odhadnout. Podobných argumentů se dá uvést spousta, ale hlavní je jedno. To všechno předpokládá, že jednou budeme schopni dělat bezmála astroinženýrská díla, mít gigantický průmysl na Měsíci a moře nám bude po kolena. S takovým předpokladem se to plánuje (a patentuje) snadno. Je to podobné, jako kdyby někdo tvrdil, že po roce 2100 už Země nebude obyvatelná a je nutné stavět rotující válcové ubytovny v Lagrangeových bodech. A že je to reálné a že to bude určitě rentabilní! Jak to může vědět, když leckteré prostředky pro jeho projekt ještě neexistují ani v teorii? (Extrémně levná a ekologická doprava na Měsíc, obří elektrárny, továrny, doly na suroviny a dopravní infrastruktura tamtéž, sluneční články odolávající radiaci a UV záření, atd. atd.) Jak může vyčíslit ohromující účinnost a nijak ji nezdůvodnit? Jak spočítat rentabilitu projektu, jehož jednotlivé části nikdo nemůže ani odhadnout? Diskutovat nad takovými věcmi je v podstatě jen jakousi hrou. Megalomanských gest zavánějích nezodpovědností už bylo dost, radši bych byl, kdyby pan Criswell řešil problémy, které kosmickou techniku pálí v současnosti, s těmi si jaksi nikdo neví pořádně rady. Potřebujeme projekty, které kosmonautice dají nový život a smysl, takové, které se dají realizovat a které lidstvu přinesou užitek. Criswellovy "elektrárny" mezi ně prostě nepatří. |
|
Jen malý dodatek od odborníků, přečtěte si http://www.stech.cz/rok_2003/08/vyber/08fiser/08fiser.htm
je to příspěvek Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Už z rozboru útlumu atmosféry pro mikrovlnné spoje uvidíte, že ta účinnost 95% je naprosto nedosažitelná. Cituji: "Útlum šířením volným prostorem je v pásmu 12 GHz pro stacionární družici asi 205 dB, v pásmu 30 GHz již 213 dB." Povšimněte si, že autor tyto hodnoty nepodmiňuje vlastnostmi antény! Skutečná účinnost mikrovlnného přenosu z Měsíce by se pohybovala velmi hluboko pod jedním procentem.[Upraveno 27.11.2003 poslal mikes] |
|
> Michal Petříček: Potřebujeme projekty, které kosmonautice dají nový život a smysl, takové, které se dají realizovat a které lidstvu přinesou užitek.
Takovéto názory mi mluví z duše. Souhlasím s Michalem Petříčkem (nejen v tomto jednom případě). |
| 30.11.2003 - 14:19 - Hawk | |
|
Čína chce do roku 2020 poslat člověka na Měsíc. Prohlásil to šéf národního vesmírného úřadu Luan En- ťie, více zde:
"Luan dodal, že Čína do roku 2007 pošle sondu na oběžnou dráhu Měsíce a do roku 2010 by čínské neobydlené vesmírné plavidlo mohlo přistát přímo na Měsíci."
Více:
http://lidovky.centrum.cz/svet/clanek.phtml?id=220029
Pokud se neobydleným plavidlem myslí modul pilotované lodi a opravdu se jim to podaří do roku 2010, tak se možná dočkáme 1. čínského kosmonauta na Měsíci do 10 let.
[Upraveno 01.12.2003 poslal mikes] |
|
Opět k solárním článkům - píšete, že " ...životnost článků je natolik malá, že jimi vyrobená energie (i když jenom na Zemi, zato bez radiačních vlivů) nemůže pokrýt nároky na energii při výrobě! (Tavení křemíku je enormně energeticky náročné) " - to (naštěstí !) není pravda, viz http://server.solartec.cz/clanek.php?CLANEK=44 , kde se píše, že :
Výroba čistého polykrystalického křemíku v množství potřebném pro výrobu 100W panelu spotřebuje asi 25 kWh energie. K tomu je potřeba připočítat asi 20 kWh na výrobu monokrystalického křemíku. Výroba článků spotřebuje kolem 50 kWh.
Na nosnou konstrukci panelu a na krytí článků se používá hliník a sklo. Energii, potřebnou na jejich výrobu, jsme odhadli velmi hrubě na dalších 100kWh.
Výsledná spotřeba energie na výrobu jednoho 100Wp solárního panelu tedy může být kolem 200 kWh.
Tento solární panel dokáže za rok vyrobit od 70 do 120kWh energie. V nejhorším případě se tedy energie, vložená do výroby panelu, vrátí za tři roky provozu. Za dvacet let provozu (to je doba záruky výkonu článků) panel vyrobí nejméně šestkrát více energie, než se spotřebovalo na jeho výrobu. Životnost článků a z nich vyrobených panelů je delší než 50 let.
Oněch 200kWh je odhad přímých energetických nákladů. Mimo to je na jakoukoliv činnost vynaložit množství nepřímé energie - v uvedených dvou stech kWh není například započtená energie spotřebovaná na popojíždění firemním autem, dopravu materiálu nebo také energetické potřeby každého ze zaměstnanců výrobních firem.
Zkoušeli jsme například odhadnout energetické náklady na obyčejný banán (dovezený ze střední ameriky), který koupíte v obchodě. Dostali jsme se na 1,5kWh. Je banán ekologický produkt?
A ještě k degradaci slunečních článků a k jejich výrobě z měsíčního regolitu - http://www.spacedaily.com/news/solarcell-02j.html
Ohrožení lidí při vychýlení paprsku mimo přijímací antény - je tu možnost při nějaké nehodě během několika málo sekund vypnout tento zdroj energie, který má navíc průměrnou intenzitu pouze 200 W/m2 (intenzita slunečního svitu se pohybuje okolo 1 kW/m2).
Energetická hustota slunečního záření ve vakuu ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky je zhruba 1,3 kW/m2, na zemském povrchu je to něco okolo 1 kW/m2. Na Měsíc (přesněji na osvětlenou polovinu) tedy dopadá 13 000 TW výkonu, na Zemi pak nepředstavitelných 174 400 TW. Pokud tedy budeme "dotovat" Zemi dalšími 20 TW, bude to nárůst pouze o 0,11 % . Tady je třeba zcela jistě provést výzkum, jakým způsobem to ovlivní celkové klima na Zemi. A také to srovnat s vlivem pozemských energetických zdrojů, které budou muset vyrábět zmiňovaných 20 TW. Zde si myslím, že ony pozemské zdroje budou mnohem méně ekologické.
K divergenci paprsku - "Renauld argues that angular beam width of approximately 1x10-6 radis clearly difficulty. The Very Large Array of 28 radio telescopes west of Socorro, New Mexico, disproves this argument. It is 30 km across at maximum extension of the individual radio telescopes. VLA's phasing system has operated under automatic control for more than 15 years at, or shorter than, the 1-cm phasing accuracy necessesary to achieve beam width of ~ 1x10-6."
V tomto projektu se počítá s využitím frekvence 2,45 GHz, tedy vlnové délky 12 cm, vy však uvádíte útlumy v pásmech s vlnovou délkou zhruba 1 až 3 cm. Mohl by jste zde dát odkaz na útlum této vlnové délky při průchodu zemskou atmosférou ?
Vámi požadované údaje o účinnosti jednotlivých částí zařízení jsou k nalezení v soboru http://www.tsgc.utexas.edu/tadp/1996/general/power.pdf na straně 16.
Netvrdím, že je to lehký projekt, určitě bude třeba vyřešit velké množství problémů v každém segmatu tohoto projektu, nejen technických, ale i ekonomických, právních, ekologických a dalších. Jsem ochoten připustit, že zmiňovaná účinnost 95 % (pozor - ta účinnost se počítá se od vyslání energie z Měsíce do přijmu na Zemi) nemusí být dosažena. Ale i kdybychom šli jen na 50 %, tak je to podle mně velmi efektivní systém.
Opakuji citát o ekonomické rentabilitě : "Criswell has really demonstrated it is not a pie-in-the-sky idea," says Bassler, who specializes in economo-physics, which applies the principles of physics to financial situations where normal economic models break down. "His economic analysis is quite convincing. The Lunar Solar Power System will be done. Down the road it will happen, because there is no other feasible possibility to solve the world’s power needs."
Cena bude obrovská, ale spočítejte si, kolik bude stát výstavba energetických zdrojů (pro výkon 20 TW) zde na Zemi (ale nezapomeňte tam připočíst i náklady na budoucí likvidaci takovýchto zdrojů (po skončení životnosti) a také náklady na likvidaci ekologických škod způsobených těmito zdroji). Spočítejte si rovněž, jak velké zásoby paliv máme a zda je efektivní jimi plýtvat na výrobu energií, když některé z nich jsou těžko nahraditelné v jiných oborech (konkrétně narážím na ropu a na její nezastupitelnost při výrobě některých materiálů).
|
|
>> To všechno předpokládá, že jednou budeme schopni dělat bezmála astroinženýrská díla, mít gigantický průmysl na Měsíci ...
- Když nám to v budoucnu přinese užitek (myšleno obecně, nejen tento projekt), tak proč s tím nezačít již teď ?
Jde mi pouze o to, že podle informací, které jsem o tomuto problému přečetl, se mi zdá, že je ten projekt realizovatelný. A nikde jsem nenarazil na nějaký článek, který by popíral samu podstatu efektivního přenosu energie mezi Měsícem a Zemí (kromě jedné reakce, která rovněž počítala s útlumem přes 200 db, jako M.Petřícek v úvodní reakci na můj příspěvek).
>> Megalomanských gest zavánějících nezodpovědností už bylo dost, radši bych byl, aby pan Criswell řešil problémy, které kosmonautiku pálí v současnosti ...
- Promiňte, ale bez lidí, kteří mají takovéto vize, se lidstvo neobejde ! Vy, pane Petříčku, se takovýto projekt snažíte jedním příspěvkem prostě odsoudit k zániku, místo aby jste si je pořádně prostudoval a pak z toho návrhu vybrat nějakou dobrou myšlenku a rozvinul ji do nějakého jiného projektu - o což se teď jen v náznaku pokusím já. Když už teda nebudeme souhlasit z přenosem energie na Zemi (z jakéhokoliv důvodu), proč tyto měsíční elektrárny například nepoužít pro přenos energie do bodu L1. kde by mohla být umístěna továrna na výrobu materiálů z hornin z Měsíce či později i asteroidů. Měsíční elektrárna by nejenže zásobovala energií tuto továrnu, ale mohla by být využita pro pohon elektomagnetického systému (katapultu) pro dopravu hornin z Měsíce do L1. To je jen příklad, bez dalších podrobností (to je již na otevření nového tématu )
>>Potřebujeme projekty, které kosmonautice dají nový život a smysl, takové, které se dají realizovat a které lidstvu přinesou užitek.
- Proti tomu se nedá nic namítat, ale je potřeba brát na zřetel i projekty, které vypadají "megalomansky". Může se stát, že jako celek to bude nerealizovatelné, ale některé z jeho částí budou znamenat průlom v nějaké jiné oblasti, původně pouze doplňkové k celému projektu. Například to zpracování surovin na Měsíci ...
- Jedna otázka pro Aleše, M.Petříčka, P.Nedbala (a další): Jsou bezpilotní sondy (např. Voyager, HST, Galileo, apod...) "užitečné" ?
A proto je podle mně nutné opět létat na Měsíc - vyzkoušet, zda se dá z měsíčního regolitu dělat sklo pro fotovoltaické panely, jak je náročná fyzická práce v šestinové gravitaci a jak na člověka celkově působí tato nízká gravitace, jaký vliv na přístroje má zvířený prach, jak řešit přechodové komory (aby se měsíční prach nedostával do obytných částí lunární základny), a mnoho tisíc dalších problémů ... Pokud by se zjistilo, že lidé na Měsíci nedokážou efektivně pracovat nebo že technická úroveň lidstva prostě na tohle nestačí a nebude stačit ani za další desítky let, pak můžeme pilotované lety na Měsíc ukončit a soustředit se pozemské možnosti řešení problémů. Ale opakuji, je potřeba to OTESTOVAT (nemyslím teď postavit celou měsíční elektrárnu, ale jen jednotlivé části systému), a proto je třeba tam létat a zkoušet, vymýšlet, předělávat, upravovat, zavrhovat špatné přístupy a vymýšlet nové , atd... prostě to vyžaduje aktivní přístup !
|
|
> - Jedna otázka pro Aleše, M.Petříčka, P.Nedbala (a další): Jsou bezpilotní sondy (např. Voyager, Galileo, MERy apod...) "užitečné" ?
Sondy jsou užitečné pro základní výzkum, protože nám přinášejí informace, které chceme, ale nemůžeme je získat žádným jiným způsobem. Na tyto sondy je také vydáváno odpovídající (přiměřené, akceptované) množství prostředků (finančních i jiných).
> ... OTESTOVAT ... prostě to vyžaduje aktivní přístup !
Souhlasím a připomínám, že spousta věcí se dá (a musí) vyzkoušet nejprve na Zemi a pak se výsledky mohou ověřovat i v kosmu (speciálně to platí pro dálkový bezdrátový přenos energie, to musí nejprve prokazatelně fungovat v malém na Zemi, a teprve pak má smysl to zkoušet na kosmické vzdálenosti a v kosmických rozměrech).
Ještě k čínským plánům. Myslím, že pojmem "neobydlené vesmírné plavidlo" je myšlena klasická automatická sonda (a nikoliv kosmická loď bez posádky), ale přesto si myslím, že dostat člověka (číňana) na Měsíc do roku 2020 není úplně nereálné. Když to šlo v šedesátých letech 20. století během necelých deseti let, proč by to o čtyřicet let později nešlo během 17 let ?
[Upraveno 01.12.2003 poslal ales] |
|
Je mi líto, ale pan Criswell si vybírá čísla, jaká se mu hodí a to je neseriózní. Pokud počítá účinnost jen pro nejméně problematickou část přenosu, jak poctivé jsou asi jeho další výpočty?
Účinnost jakéhokoliv zařízení se vždy vyjadřuje jako podíl výkonu a příkonu. K tomu, aby účinnost přenosu (bez ztrát na vysílací a přijímací straně) byla 1%, by musel být útlum celé trasy pouhých 20dB. Nevím, kolik činí útlum na 2.45GHz, ale i kdyby to bylo proti 10GHz desetkrát méně, pořád by to bylo asi 195dB. S menším kmitočtem sice klesá útlum, ale zase rostou požadavky na rozměry antény a kromě toho se mohou částečně uplatňovat jiné nežádoucí jevy, které jsou na 10GHz zanedbatelné, jako například stáčení polarizační roviny atd. Když už jsme u té antény, jestli pan Criswell srovnává VLA s jeho navrhovaným systémem, jde o porovnání dvou zcela různých věcí. VLA je systém antén s parabolickými reflektory (jeden váží 250t) a hlavně nejde o prostou přijímací anténu, ale o radioteleskop. Signály z jednotlivých antén se analyzují na počítačích a porovnávají se. V Criswellově případě by muselo jít o tzv. anténní řadu. To znamená, že máte soustavu elementárních zářičů, které jsou napájeny s fázovým posuvem. Aby šlo anténu směrovat, musíte mít možnost elektricky fázový posuv měnit. To se dělá fázovacím obvodem s varikapy. Takový fázovací obvod má ztráty větší, než jen pouhé pevně nastavené fázovací vedení, kromě toho varikap má jako každá polovodičová součástka nezanedbatelnou teplotní závislost. Dejme tomu, že máme anténu o rozměrech 100x100km. Jednotlivé zářiče budou od sebe čtvrt vlnové délky, čili asi 3cm (zanedbáváme velikost zářičů, jinak bychom museli mít obdélník, ale to je teď vedlejší). Na 100km jedné anténní řady připadá asi 3 milióny zářičů, celkem tedy 9e12 zářičů. Při takovém závratném počtu prvků by ztráty nepřizpůsobením, ztráty na varikapech, ztráty při nepřesnosti nastavení fázového posuvu a ztráty na vedení pohltily podstatné procento celkové energie, protože každou ztrátu byste musel násobit koeficientem 1e12! (1.000.000.000.000) I tak by musela být celá anténa rozdělena do mnoha malých celků, protože ztráty na vf vedení by jinak byly naprosto neúnosné a vlnovod pro daný kmitočet zase dost velký. Kromě toho by se projevily problémy s nehomogenitou pole, které se uplatňují i u antén o mnoho řádů menších. Ztráty v anténě vynásobte dvěma, máte anténu přijímací a vysílací. O malé účinnosti vysílačů v mikrovlnných pásmech už byla řeč, ale i kdyby došlo k revolučnímu průlomu ve výkonové mikrovlnné technice a vysílač by měl dnes nepředstavitelných 90%, uchladit 10% výkonu, to je 2TW ve vakuu, tj. radiací, by si vyžádalo chladiče, jejichž celková plocha by mohla konkurovat ploše antény. Neobešlo by se to ani bez obrovských chladicích okruhů, protože vysílače musíte mít těsně u antény, aby napáječe byly co nejmenší.
Ani účinnost usměrňovačů (přijímací strana) na takových kmitočtech není slavná, kromě toho by bylo nutné po usměrnění zařadit měnič DC/AC (další ztráty, i když takové měniče mají účinnost dost velkou), abyste mohl napětí transformovat na větší hodnotu, neboť i jednotlivá sběrná vedení by měla na délku desítky až stovky kilometrů. Konečně, i na těch by byla nějaká menší ztráta. Totéž by mimochodem muselo být i na vysílací straně, u solárních článků. To znamená – skupina článků napájí DC/AC měnič (ztráta 5-10%), transformátor na vyšší napětí(ztráta 5-10%), vedení cca desítky až stovky km, transformátor(ztráta 5-10%), usměrňovač(nevím, ale také jednotky procent). Jinak by ztráty ve vedení (při stejnosměrném napájení) dosáhly zcela absurdních hodnot. Tak jako tak, jenom tyto ztráty, na vysílací i přijímací straně, by snadno dosáhly 80% i více. Výkonové poměry by byly u tak gigantického zařízení velice nepříznivé, což připomíná jeden aforismus o bleše. Desetkrát větší blecha neskočí desetkrát dále!!!
Raději to zkrátím. Sluneční články mají v kosmu mnohem menší životnost a hlavně, jejich výkon na konci životnosti je asi poloviční. U družic se s tím počítá, články jsou předimenzované s tím, že za nějakých deset nebo patnáct let budou dávat o třetinu, nebo polovinu méně. Ochrana proti radiaci není vůbec snadná!
Pokud jde o hodnotu výkonové hustoty svazku, těch 200W na metr čtvereční je jen aritmetický průměr, ale svazek má intenzitu podle určitého rozložení, to znamená, že maximum by bylo mnohonásobně vyšší, třeba i přes 1kW na metr čtvereční, což je na 2.45GHz povážlivá hodnota! Srovnání se slunečním zářením je úplně mimo, jde o naprosto nesrovnatelné vlnové délky. Mimochodem, na rozdíl od slunečního spektra má mikrovlnné záření negativní vliv na oční pozadí a na chámovody u pohlavního ústrojí.
Bezpečnostní rizika by byla značná. Nemuselo by jít jen o technické selhání. Představte si, že na povrch Měsíce dopadne nějaké nevelké těleso, (Měsíc takových impaktů zažívá jistě dost, když nemá atmosféru) které by způsobilo sotva měřitelný seizmický otřes. I jen malé rozechvění anténní soustavy (vzpomeňte na ty desetitisíciny stupně) by způsobilo, že by výkonový paprsek vykreslil na Zemi nějaký ten Lissajoussův obrazec o velikosti tisíců kilometrů! Než by se chvění zklidnilo, byla by elektrárna bez proudu, za to spousta lidí v ohrožení a pár radioteleskopů by mělo zlikvidované vstupní jednotky. Včasné vypnutí je vcelku iluzorní, takový kolos nemůžete vypnout během sekund, při takových výkonech by to mělo katastrofální dopady, kromě toho by takové nepředvídatelné výpadky měly nepřijatelný ekonomický dopad.
Už to nebudu natahovat. Trvám na tom, že účinnost celé elektrárny by byla hluboko pod jedním procentem a že ekologická a zdravotní rizika by nebyla přijatelná. Ekonomicky by šlo o tak drahý projekt, že mluvit o rentabilitě je jen ztrátou času (spočítal pan Criswell, kolik přijímacích stanic by muselo být, aby bylo možno energii trvale přenášet? Přitom rozsah úhlů přijímací antény není libovolný, protože při malých úhlech roste útlum v atmosféře o desítky decibelů!) Útlum atmosféry kromě toho kolísá nepředvídatelně díky atmosférickým jevům o desítky dB, tedy v poměru 1:100 pro 20dB.
Zkrátka, nejsem proti velkým projektům ani smělým plánům. Jsem proti lehkomyslnosti a neserióznímu přístupu, který pan Criswell viditelně má. Udávat účinnost tak, aby to hezky vypadalo (česky podfuk), počítat rentabilitu projektu, jenž předpokládá vyvinout prostředky, pro něž zatím neexistují ani teoretické podklady, to není smělá odvaha a důkaz jasnozřivého vizionářství, nýbrž upuštění od věcných vědeckých metod.
S tím souvisí i testování věcí, které se budou hodit jinde. To je možné v laboratoři, kde to stojí pár tisíc dolarů, ale ne u projektu v hodnotě mnoha biliónů dolarů! Takové projekty vyžadují podstatně větší dávku zodpovědnosti! A srovnávat HST s touto „elektrárnou“ je zcela nevhodné. HST je vědecký projekt, tam se s nějakou rentabilitou počítat z principu nemůže, kdežto elektrárna je průmyslový projekt, kde se naopak s rentabilitou počítat musí na prvním místě! To byste rovnou mohl chtít počítat rentabilitu astronomie jako celku!
Na závěr jen jednu věc. Já se nesnažím tento projekt „odsoudit k zániku“, chci jenom poukázat na zřejmé slabiny, kterých je požehnaně (pokud rovnou nebudeme mluvit o absurditách) a které mnoho lidí v představě, že zase začne nějaké romantické dobrodružství (dobývání Měsíce) rádo přehlíží.
|
|
Potencialni vyuziti slunecni energie je natolik pritazlive, ze se na zpusob, jak ziskat tuto energii, vynaklada a i v budoucnosti vynalozi znacne usili. Asi se zacne na Zemi. Moznost vyuziti slunecnich clanku je take stale atraktivni a jiz se dosahlo toho, ze zivotnost clanku je takova, aby se zaplatila energie na jeho vyrobu (to je ostatne videt z referenci v prispevku p. Kani). Energeticka navratnost clanku z amorfniho kremiku je asi jeden rok. Ucinnost clanku by mohla vzrust, pouzije-li se sendvice, kde kazda jeho cast vyuziva jine casti spektra. I na problemu radiacniho poskozeni se pracuje - treba nam budoucnost prinese radiacne odolnejsi clanky.
Jinak co se tyce diskuse ohledne navrhu prof. Criswella, proc mu nenapsat namitky proti jeho projektu? Treba je uvita, treba nikoliv. LL.
PS. Nejak zase nemohu prepnout do cestiny, automaticky se mi to vraci na predddefinovanou anglictinu. |
|
Jen bych dopnil informaci, že už existují pokročilejší způsoby výroby solárních článku - za nižších teplot a "vrstvené", tudíž zase levnější a efektivnější. Myslím, že tam je obrovský potenciál a můžeme to brzo zjistit na vlastní kůži(pokud budu optimista).
P.S. Jak to děláte z tou angličtinou? Vážně by mě zajímal Váš "výrobní způsob"...  |
|
| Dávám si dohromady názor z došlých příspěvků... Řekl bych že doprava energie z Měsíce na Zem by byla téměř absurdní, ale pro využití na Měsící by mělo být solární energie téměř neomezené množství. Tedy na nějakou těžbu, zpracování a dopravu produktů na Zem. Myslím že by se měl vývoj ubírat tímto směrem. |
|
Hodně se tu mluví o el. energii pro továrny na Měsíci, tj. pro zpracování nerostů. Ale spíše než el. energii potřebujeme tepelnou. A to stačí vhodně upravená zrcadla a mám eji minimálně 3x více než z elektrické (nejsou ztráty přeměnou v panelu).
Dále si myslím, že zrovna na Měsíci bude velmi výhodné postavit na výrobu el. energie nějaký typ tepelného motoru, který bude využívat tepelného spádu mezi povrchem (za dne) a vnitřkem Měsíce. V noci pak obráceně (nahřátá půda v hloubce a studený povrch (míněno kolektorové pole). Na takovém tepelném spádu už mohou fungovat turbínky, které mohou produkovat na jednotku hmoty výrazně lvíce el. en. než solární články. A ještě má takový systém jednu výhodu. Trubičky se dají lehce vyrábět na Měsící a určitě se dá i nalézt vhodné chem. složení tak, aby se dalo využít i co nejvíce měsíčního materiálu.
A k výše zmíněnému přenosu el. energie. V podobě GHz záření si jej nedokážu představit. Dále útlum, o kterém tu hovoříte je útlum v atmosféře, nepletu se? Proto napájení stanice (či továrny) v L1 bodu je velmi perspektivní, ale pro pozemní napájení vysoce ztrátový.
A dále mě napadlo, jak by vypadal přenos energie pomocí koncentrátorů (uvažuji přenos laserem) v L1 bodě (snížili by rozptyl paprsku soustavou zrcadel) a dále nějaký další koncentrátor na geostacionární dráze? Odtud pak přenos na LEO satelity (buˇˇd pro jejich pohon jako plachetnice) nebo pro přenos na povrch (zase opticky?) ... Takto by se dalo redukovat a) nebezpečí zaslání paprsku do atmosféry (dá se najít takové přenosová cesta, u níž pouze poslední část tj. LEO a Země zasahuje do atmosféry) a za b) ztráty při přímém zaslání paprsku z Měsíce. Ještě by ale asi museli být nějaké mezikoncentrátory a je otázka, jak moc by jich muselo být ... Odhadem pokud by byli po desetině vzdálenosti, jsme schopni zvýšit účinnost 100x. (odhadem, beru, že ztráty rostou s kvadrátem vzdálenosti) ...
P.S.: uznávám, že nápad je to bláznivý, obzvláště pikantní by byla dynamická regulace celé takové soustavy  ) |
|
Jsem rád, že se přidali i ostatní
>> Sondy jsou užitečné pro základní výzkum, protože nám přinášejí informace, které chceme, ale nemůžeme je získat žádným jiným způsobem
- Ale potřebujeme ty získané informace (o vzdálených galaxiích, o Jupiteru, o vzniku hvězd a jiných věcech ve vesmíru) pro nějaké konkrétní potřeby lidstva v současné době ?
Chci tím říct, že zkušenosti získané pobytem lidí na Měsíci (Marsu, asteroidech) určitě budou mít větší konkrétní "užitnou hodnotu", než informace o počtu a typu hvězd v X milionů světelných let vzdálené galaxii. V žádném případě však nechci zpochybňovat oprávněnost takovýchto sond a družic, i ty je nutno stavět a vypouštět.
Tou "užitečnost" sond a družic jsem mířil na obecné důvody, zda návrat lidí na Měsíc ano či ne...
>> Solární články ...
- Jen za poslední rok jsem několik článků o nových způsobech jejich výroby, o nových materiálech v nich použitých, apod., že se neobávám, že by vývoj nějak ustrnul a nedokázal si poradit s dosavadní nízkou účinností a odolností ....
>> ale pro využití na Měsíci by mělo být solární energie téměř neomezené množství....
>> Ale spíše než el. energii potřebujeme tepelnou ....
- Měsíc je pro získávání solární energie (ať již pro přeměnu na elektřinu nebo na teplo) opravdu velice vhodným místem. Vzhledem k absenci atmosféry dopadá na povrch solárního článku či zrcadla (pokud jej natáčíme za Sluncem) stále stejné množství slunečního záření, ať jsou postaveny na rovníku či na pólech. Příkon 1,3 kWh/m2 je tedy zaručen vždy, když je Slunce nad horizontem.
Malá poznámka k tomu tepelnému motoru - dobrý nápad, jen nevím zda informace že Teplota v hloubce 1 m pod povrchem (konstantní) = -35 °C je pro tuto variantu dobrá nebo špatná zpráva. I když maximální a minimální teploty na povrchu Měsíce (+130° , -170°) jsou nad a pod touto konstantní teplotou, takže tepelný spád tam nějaký je. Mohl bych požádat o podrobnější informace ? Dalo by se tento motoru využít pro chlazení vysílací aparatury (M.Petříčkem zmiňované 2TW) ?
Ale zpět k přenosu energie na Zemi, zde je odkaz na sedmnáctistránkovou zprávu D.Criswella pro 18 World Energy Council Congress v roce 2001 -
http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/default/tech_papers/18th_Congress/downloads/ds/ds2/ds2_17.pdf (cca 800kB - asi nejpodrobnější informace, na která jsem zatím narazil)
V ní je spousta informací - ekonomických rozborů, bezpečnostních otázek, technických detailů apod. ...
- maximální intenzita mikrovlného paprsku je plánována na 230 W/m2 (v minulém příspěvku jsem chybně uvedl hodnotu 200 W/m2 jako průměrnou) - tedy žáden hrozivý 1kW/m2 a více. Samozřejmě že nelze srovnávat účinky mikrovln se světelným zářením a taky to nedělám. Uvedl jsem to jen pro ilustraci, abych ukázal v jakých oblastech výkonu s pohybujeme.
- nejsem si jistý, že mluvíme o stejném projektu. Vysokofrekvenční technika není můj obor, ale zdá se mi, že popisujete něco jiného, než Criswellův projekt -
A power base is fully segmented, multi-beam, phased array radar powered by solar energy. This demonstration power base consist of tens to hundreads of thousands of independent power plots. ... Each power plot emits multiple sub beams.
A power plot consist of four elements. There are arrays of soalr converters ... Solar electric power is colected by a buried network of wires and delivered to the microwave transmitters. Power plots can utilize many different types of solar converters and many different types of electric-to-microwave converters. In this example the microwave transmitter are buried under the mound of lunar soil at the Earthward end of the power plot. Each transmitter illuminates the microwave reflector located at the anti-Earthward end of its power plot. (popis k obrázku na straně 7 z výše uvedeného souboru)
K těm seizmickým otřesům - seizmická vlna nedorazí k celému anténnímu systému najednou, ale má nějaké prostorové šíření a každou z částí vysílacích antén (celkem až 100 km v průměru) pak zasáhne v jiný časový okamžik, takže k nějakému kreslení paprskem po Zemi nemůže dojít, spíše naopak - paprsek se "rozostří". To by mohl být problém, kdyby k dopadům větších těles docházelo relativně často, ale tady by bylo asi třeba výzkumu přímo na místě.
Nevím, proč by nemělo jít vypnout tuto elektrárnu během několika sekund, v čem vidíte problém ? Podle mně stačí odpojit dodávku energie z fotovoltaických panelů do vysílací části systému. A vzhledem k tomu, že ten paprsek musí být směrovatelný, pak v případě nějaké nehody jej můžeme odklonit zcela mimo Zemi do volného prostoru ...
Uvedu zde i jednoduchý výpočet - máme na prodej 20 TW energie. Dle Criswella by se měla prodávat za 0,01 $/kWh (0,00001 $/Wh). Pak za hodinu dostaneme 20 TW x 0,00001 $ = 200 milionů dolarů. Za rok je to 200 M$ x 24h x 365 dnů = 1752 miliard dolarů (taky si neodpustím mnoho nul = 1 752 000 000 000 $/rok). Pro názornost je to 116 krát více než současný roční rozpočet NASA.
Při využití rakety Ariane 5 s nosností 20 tun na LEO při ceně 150 milionů $ za start můžeme za roční hrubý příjem vypustit 11,5 tisíce těchto raket a na LEO vyvezeme 230 tisíc tun nákladu.
Ve výše uvedeném souboru je, jak jsem již uvedl, i ekonomický pohled na celou záležitost. Náklady na výstavbu a provoz elektrárny po dobu 70 let (10 let příprava, 30 let stavba, 30 let provoz na plný výkon (+ obnova zhruba poloviny slunečních článků a vysílačů)) kolísají od 19,5 T$ (vcelku neefektivní výstavba a provoz, vše dovezeno ze Země) do 0,26 T$ (výroba 90 % potřebného materiálu na místě, zapojení většího počtu lidí zde na Zemi pro dálkové řízení strojů apod.). + 8 T$ na pozemní přijímací antény. Připomínám, že roční tržby by mohly být 1,752 T$ - za 30 let je to 52 T$ ... |
|
Zkrátím to co možná nejvíce. Celý problém je v tom, že návrh pana Criswella ignoruje početná fyzikální a technická omezení. Jeho výpočty zanedbávají okolnosti, které by celý projekt zcela zničily, ještě než by se dostal na papír. Neurazte se prosím, ale i váš výpočet zanedbává velmi podstatné okolnosti.
Začneme výpočtem. Pokud budeme na Zemi chtít výkon 20TW (váš požadavek, ze kterého vycházíte), budeme muset na Měsíci získat minimálně 2000TW. Ve skutečnosti je to nijak neopodstatněný optimismus, který počítá s účinností celé elektrárny 1%, v praxi by to bylo daleko horší, v nejlepším případě kolem setin procenta, protože do atmosféry díru neuděláte.
Dejme tomu, že sluneční panel článků o výkonu 100W bude jednou stát při hromadné výrobě velmi příznivých 10$. Jenom pole slunečních článků bude tedy stát 200T$. (2e14$) Budeme stále optimističtí a budeme předpokládat, že takový panel bude i s antiradiační ochranou, potřebnou mechanickou konstrukcí, kabely atd. vážit jen 1kg. Potřebujeme tedy dopravit na Měsíc 2e13kg slunečních panelů. A teď pozor – kolik dopraví jedna Ariane na Měsíční povrch materiálu? Můžeme si pomoci příkladem z historie. Kdysi SSSR dopravil na Měsíc Lunochod. Lunochod vážil, pokud si dobře vzpomínám, kolem 700kg. Nosná raketa Proton měla tehdy nosnost na LEO o něco méně, než Ariane, kolem 19 tun. Proton by mimochodem byl asi levnější, mám dojem, že za start chce RKA 100 mil. dolarů. Za 100 mil. U$ budeme tedy mít na povrchu Měsíce zhruba 700kg materiálu. (Pro lepší představu asi 140.000 U$ za 1kg) My potřebujeme 2e13kg, tedy zaokrouhleně 3e10 raket Proton!!! Pro RKA by to byl prima kšeft, ale obávám se, že na Zemi není tolik surovin, o penězích a ekologickém efektu nemluvě.
Doprava na Měsíc je velmi drahá a jiná ani nebude, snad jedině až budeme mít (jestli je něco takového vůbec teoreticky možné) antigravitační pohon. Loď, kterou vynesete na LEO, musíte urychlit na únikovou rychlost. Proton má nosnost 20t na LEO, ale jen 4.5-5t k Měsíci. Tam musíte zase brzdit a brzdit, až celou tu hrozivou rychlost snížíte na pár metrů za sekundu, jinak si dopravovaný materiál rozbijete. Kromě toho loď musí mít přistávací radar, navigační, komunikační a naváděcí systémy se zdrojem energie, „podvozek“, který pohltí zbývající dopadovou energii atd. Samá mrtvá váha. Nedivte se, že užitečné zatížení dopravené na Měsíc je kolem 0,7t při startovní hmotnosti ze Země přes 600t! (Mluvíme o dopravě materiálu, u lidí by to bylo daleko horší) Kromě toho rakety nelze vyrábět v nějakém zázračném tempu, není to spotřební zboží, jde o drahou a technicky velice náročnou výrobu, tisíce kusů ročně nepřicházejí v úvahu! Pro srovnání - za celou historii kosmonautiky bylo vypuštěno zhruba jen asi 2000 těles!
Je úplně jedno, jestli se bude vše vyrábět na Zemi a dopravovat na Měsíc, nebo jestli se budou napřed stavět na Měsíci doly, hutě, továrny, silnice, elektrárny a ubytovny pro tisíce lidí a desítky tisíc robotů s umělou inteligencí. Obojí je daleko, daleko za hranicemi dnešních i zítřejších možností lidské civilizace.
Je přitom naprosto podružné, jak se bude chovat paprsek při měsícotřesení. Někde se rozostří, jinde zaostří. Směrovat ho jinam (přesněji vůbec někam) nejde, když nevíte, jaké časové a prostorové rozložení má seizmická vlna!
Je podružné i to, že chladit něco v měsíčním regolitu nejde, jelikož jde o výborný tepelný izolant, není nutné ani zdůvodňovat, jaké jevy nastanou při odstavování energie u zařízení s výkonem řádu 1e15W. Pan Criswell má opravdu jen matné ponětí o mikrovlnné technice „Power plots can utilize many different types of solar converters and many different types of electric-to-microwave converters“ Žádné „many different types“, na výběr přichází v úvahu jen několik málo variant, nemluvě o tom, že už z nevhodné terminologie je vidět, že si o tom nic nepřečetl. O anténách platí totéž, ani se mi to nechce rozebírat.
Také o hodnotě maximální hustoty energie ve svazku bychom se mohli dohadovat dost dlouho, protože tu nelze tak snadno zmenšovat, chcete-li mít alespoň trochu únosné rozměry přijímací antény. O počtu přijímacích antén také ještě nebyla řeč, o jejich vhodném umístění (nějaká by možná musela být i na moři) také ne. Ani distribuce energie na Zemi z několika obřích center by nebyla „jen tak“.
Na závěr ještě jednou – účinnost bude hluboko pod jedno procento, útlum atmosféry je veliký, ztráty při mnoha konverzích energie značné. Ekologické, zdravotní a bezpečnostní dopady nebudou přijatelné. Spolehlivost nízká, náklady na provoz a údržbu astronomické. Závislost světové energetiky na jediném zdroji (nebo malém počtu zdrojů) zcela nepřijatelná! Cena tak vysoká, že na Zemi není a hned tak ani nebude tolik peněz, o návratnosti investic proto není třeba uvažovat.
Nezlobte se, neberte si to osobně, ale tohle bychom už mohli zakončit. Nechcete nanést nějaké optimističtější téma?
|
|
O tom, ze se se svazky mikrovln stale delaji nejake experimenty, svedci prilozeny text:
Space Power Beaming: Nice to Mother Nature's Plants
If the Earth is ever on the receiving end of power-beaming satellites, the weak microwaves from such a space-based energy generator are not harmful to green plants.
In a NASA-funded experiment, alfalfa plants were bathed in low-levels of microwave energy for weeks on end. The result: No ill effects according to researchers at NASA's Ames Research Center, near San Francisco, California.
The lab tests were the start of a series of experiments to see if power-beaming satellites that convert the Sun's solar energy into microwave power, then beam that energy to Earth, would damage plant life.
Putting into Earth orbit a constellation of Satellite Power System (SPS) spacecraft to help meet Earth's future energy needs has been studied for decades. There is no formal program at NASA to build and loft such a system.
NASA's Office of Space Flight Advanced Concepts funded the microwave study.
"A tray of growing plants was illuminated with microwaves while control plants were grown behind a microwave-opaque shield. Test plants and the control plants were subjected to the same environment otherwise," said NASA Ames scientist Jay Skiles, who designed the experiment.
Another experiment will be to grow cereal plants, including wheat and oats, to determine the effect of microwaves on the kinds of plants that humankind depend on for food, Skiles said.
Skiles said plans are being designed to test whether or not microwaves provide a competitive advantage for some kinds of plants when several different species are growing in the same area. In another experiment, he is planning to examine the genes of one plant species to learn the effects of weak microwaves on that plant. Additional experiments to test effects of climate change, watering and other conditions also may be conducted.
-- Leonard David
|
|
Hutě,továrny ,ubytovny pro tisíce lidí na Měsíci si dovedu představit za 50 až 100 let. Je to jen otázka alokace zdrojů a odvahy udělá druhý,třetí.... krok.
Co se týče energetiky na Zemi domnívám se ,že budoucnost patří spíše renesanci jaderné energie a později termonukleární fůzi.
Možná by bylo třeba zdůraznit, že základna na Měsíci není z hlediska
perspektivy totéž co orbitální stanice.
Výhody lunární základny:
-nižší opotřebení vlivem rozdílnosti prostředí
-možnost rozšiřování základny z místních zdrojů
-klesající marginální provozní náklady s tím jak se bude rozšiřovat výroba nezbytných látek a materiálů z místních zdrojů.
-široké možnosti pro vědu a výzkum. Vědci budou mít k dispozici defacto celý Měsíc.
Na druhou stranu je si třeba uvědomit, že vesmír není pro člověka životní nutnost a ani NIKDY nemusí být. Pokud budeme žít v rovnováze s přírodou na Zemi, tak zde můžeme převegetovat ještě milióny let.
Vlastní kosmické lety budou ještě dlouhá desetiletí či staletí nákladná záležitost. Já si myslím, že by bylo třeba klást důraz na vysokou bezpečnost než na snižování nákladů. Pokud se dopravní prostředky prokážou 99,99% bezpečnost, tak se najde dost extravagantních multimilionářů, kteří za výlet do kosmu zaplatí i desítky miliónů dolarů. O cestovním ruchu mluvím proto, že žádné jiné komerční využití pro pilotované lety v současnosti a delší perspektivě nevidím.
Jen pro ilustraci investiční náklady na ISS jsou asi 60mld$???, neznáte nějaké předběžné propočty kolik by stála „minimalistická“ základna na Měsíci.
|
| 03.12.2003 - 19:02 - Hawk | |
|
| To jsem byl já)) |
|
| Michal Petříček: Pan Criswell ve svém návrhu předpokládá dovoz veškerého zařízení a solárních panelů na Měsíc ze Země? |
|
Pro změnu jeden alternativní přístup.
Představte si, že celou sluneční elektrárnu nepostavíme na Měsíci, ale na Zemi.
Uveďme si heslovitě, jak vyzní porovnání s „měsíční“ verzí.
Napřed sporné body:
1) Atmosféra pohltí velkou část energie uvažovaného spektra, pozemní elektrárna bude mít malou účinnost. To je pravda. Nicméně, měsíční verze bude mít účinnost patrně ještě menší, útlum atmosféry pro mikrovlny je značný, navíc u měsíční verze je nutná celá série ztrátových energetických konverzí.
2) Pozemní elektrárna dodává proud jenom ve dne. Měsíční jen tehdy, je-li nad obzorem Měsíc.
3) Pozemní elektrárna závisí na meteorologické situaci. Měsíční rovněž. Útlum atmosféry pro mikrovlny kolísá s atmosférickými jevy o desítky decibelů.
4) U pozemní elektrárny se sluneční články musí čistit od nánosu prachu a nečistot zanesených deštěm. Na Měsíci sice neprší, ale prach se z článků bude muset odstraňovat také, byť v menší míře, kromě toho se budou muset opravovat díry po mikrometeoritech.
5) Pozemní varianta zabere na Zemi velké plochy. Měsíční rovněž, přijímací antény na Zemi by měly plochy menší, nanejvýš o jeden řád, ale možná ani to ne.
Dále už jsou pro pozemní verzi samá pozitiva.
1) Ekologická rizika jsou ve srovnání s měsíční verzí zanedbatelná. Žádné obří svazky mikrovln, žádné desítky tisíc startů obřích neekologických raket narušujících ozónovou vrstvu. Žádné riziko havárií raket (Při takovém počtu nosičů by i dosud nedosažená spolehlivost 99% přivodila nějakou tu stovku havárií) Žádné problémy s elektromagnetickou kompatibilitou, žádné ohrožení radioastronomie.
2) Bezpečnostní rizika taktéž, žádné tisícovky lidí závislých na prostředcích pro přežití bez možnosti hromadné evakuace při větších haváriích, žádné riziko při jejich transportu na Měsíc a zpět. Žádné nebezpečí ozáření při nehodách a seizmických otřesech na Měsíci. Počet pravděpodobných lidských obětí při stavbě, údržbě a generálních opravách pozemní verze ve srovnání s měsíční ZANEDBATELNÝ.
3) Spolehlivost nesrovnatelně větší, odpadá velké množství poruchových mezičlánků.
4) Životnost vyšší, není třeba ochrana proti radiaci a UV, mnohem příznivější provozní teploty.
5) Doba stavby nesrovnatelně menší.
6) Pořizovací náklady nejméně o ČTYŘI ŘÁDY MENŠÍ, bez ohledu na poměr dovezeného materiálu ku materiálu vyrobeného na Měsíci. Provozní náklady úměrně menší.
Zbytek už znáte. Na výstupu solárního pole by byla továrna na kapalný vodík, nejlépe někde na pobřeží…
Tak co tomu brání?
|
|
citace:
... žádné desítky tisíc startů obřích neekologických raket narušujících ozónovou vrstvu. Žádné riziko havárií raket (Při takovém počtu nosičů by i dosud nedosažená spolehlivost 99% přivodila nějakou tu stovku havárií) ...
Existuje nějaký takový návrh, který by počítal s takovým počtem startů raket?? |
|
[Představte si, že celou sluneční elektrárnu nepostavíme na Měsíci, ale na Zemi.
...... Na výstupu solárního pole by byla továrna na kapalný vodík, nejlépe někde na pobřeží…]
Inu, proto se přece vyvíjí ty dokonalejší sluneční články, pracující v širokém vlnovém spektru. A továrna nemusí ten vyrobený vodík zkapalňovat, stačila by třeba i výroba propanu ci butanu (dále by se mohl čistit vzduch od CO2 a případně i obohacovat vyrobeným O2 (když už se postupně ničí plankton, vyrábějící kyslík přírodní cestou)). LL |
|
| Rakety narusaju ozonovu vrsvu? O tom som este nepocul. A ako ju narusaju? |
|
