Завод на орбите

[vitus_wagner]

По сообщению Ленты.ру у нас в стране серьезно (на уровне Совета Безопасности) рассматриваются планы постройки обитаемой космической верфи. Речь идет о достаточно отдаленной перспективе - после окончания сборки МКС и ввода в эксплуатацию космодрома "Восточный",

Но тем не менее.

Интересно, а нафига? Содержание живых людей на орбите стоит дорого. Каждый человек на орбите - это тонны грузов в год. Соответственно, чтобы содержание обитаемого сборочного комплекса было выгодно, продукция этого комплекса в рассчете на одного человека должна весить на тонны меньше, чем аналогичные по функциональности объекты, выводимые на орбиту или в сборе, или в виде, пригодном для сборки автомитизированной стыковкой.

Тяжелые межпланетные корабли (о которых глухо упоминается в сообщении)?

Вряд ли. У Земли сейчас нет задач для этих кораблей. Не существует таких грузов, которые имело бы смысл возить даже с Луны. Весь этот шум по поводу Гелия-3 с Луны это vapourware похлеще водородной энергетики (потому что топливные элементы и ДВС на водороде реально существуют, а вот термоядерные реакторы на Гелии-3 - даже не в чертежах).

На мой взгляд, задумываться о ручной (или непосредственно контролируемой человеком) сборке крупных объектов на орбите имеет смысл только если на этой же орбите эти объекты и будут использоваться. Причем эти объекты должны иметь мирное назначение - военные объекты как раз имеет смысл делать маленькими и выводимыми в сборе. Крупные - слишком уязвимы.

Наиболее интересным примерением для таких объектов, на первый взгляд, является энергетика. Вот многокилометровые панели солнечных батарей, собираемые на орбите, действительно могут оказаться дешевле, чем аналогичные по энергетическому выходу конструкции обвешанные собственной механикой для разворачивания после старта, стыковычными узлами etc.

Второй кандидат - цеха орбитальных заводов. Да, конечно, есть надувные технологии Бигеллоу (заточенные пока скорее под отели для космических туристов, но все же). Что производить на этих заводах - пока не понятно. Явно что-то малотоннажное, чтобы сырье было выгодно поднимать из гравитационного колодца, а готовую продукцию спускать обратно. Либо полупроводники, производство которых может выиграть от отсутствия гравитации и дармового вакуума, либо что-то биотехнологическое, что слишком опасно производить внутри земной атмояферы. В космосе всегда можно угробить вышедшую из-под контроля культуру, просто разгерметизировав соответствующий отсек.

А вот тогда и появятся задачи для лунных кораблей. Потому что добывать конструкционные материалы на Луне при достточно крупнотоннажном производстве, и доставлять на околоземную орбиту, может оказаться дешевле, чем возить туда же с Земли. Глубина гравитационного колодца меньше.

Вообще, на мой взгляд, у Колумба не было бы никаких шансов получить ассигнования на плавание через Атлантику, если бы к тому времени не строились сотнями каравеллы и каракки для каботажной торговли между портами Испании.

Точно так же, пилотируемые экспедиции к Марсу и Венере останутся дорогостоящими игрушками сверхдержав до тех пор, пока на околоземной орбите не появится экономически выгодное произвоство с тысячами работников и миллионами кубометров герметизированного пространства. Вопрос не в цене нескольких десятков тонн металлоконструкций на орбите, необходимых для постройки марсианского корабля. Вопрос в том, какую долю от общего грузооброта человечества составляют эти несколько десятков тонн. Если это все, что у человечества там есть, это одно, а если это доли процента от того траффика, который туда все равно идет - другое.

Comments

[vitus_wagner]

Сколько та машина весит (только напылительная часть, без вакуумной)? И сколько весит то сырье, которое через неё надо пропустить, чтобы она окупилась?

Стоимость микросхемы состоит не только из напыления.

Что касается невесомости, то тут, на мой взгляд проблема в том, что негде технологию отрабатывать. Вакуумные технологии уже отработаны на Земле в этих самых дорогих установках. Поэтому , если стоимость обслуживания станции и перевозок сырья/продукции сравнима со стоимостью этих установок, можно запускать уже сейчас.

А вот тогда, когда будут орбитальные заводы, там будут постоянно жить люди, можно будет потихоньку отрабатывать технологии, для которых необходима невесомость. Потому что неизбежно будут неиспользуемые площади в цехах, незадействованные килограммы полезной нагрузки при регулярных рейсах, СЖО на 100 человек лишних 2-3 потянет без проблем.

[kirill-lunjov.livejournal.com]

Вообще-то трудно сказать...
Основное - высоковольтный блок и высокопервеансная пушка, система охлаждения тигля (правда новые технологии не в курсе), если от "тех" машин думается от 100 до 200 кг.
НО!
Здесь есть сразу преимущество, так как современные камеры ограничены по объему и невозможно точно повторить условия напыления, не говоря о том, что даже внутри камеры есть разброс - у самого авторское на эту тему.
Так вот, в космосе, как я понимаю полезный напылительный объем и равномерность напыления обеспечить элементарно, так что расчет по весу (стоимости доставки) это даст мало - просто 100 идентичных партий тех же многослойных подложек - поднимет стоимость этой партии в 10 раз, относительно обычной.
помнится Эдуард Палыч (который Коллеров) именно этим обосновывал воспроизводимостью условий, большими партиями.
Кстати, насчет спуска доставки - вспомните прошлогодний эксперимент по поводу космического лифта (нанонить) - а тот расчет ориентировался именно на грузовой "Прогресс" даже не "Буран"...

[shadow-aka-hf.livejournal.com]

система охлаждения тигля
Сколько тепла там надо отводить? В космосе это отдельная проблема.

[kirill-lunjov.livejournal.com]

С теплом думаю, я зря загнул - просто вспомнилось та установка, которую и я проектировал. Думаю, что задача испарения металла в космосе можно решить без тигля (не хочу загромождать ЖЖ, но сразу пару решений в голову пришло)...
Просто я к той теме боком-припёком - тогда уже для супер-ЭВМ, о которой Горбачев трепаться любил, пахали)))
В земных машинах тигель нужен для того, чтобы сначала электронным пучком РАСПЛАВИТЬ металл, потом удерживать для испарения. При температуре -200, думается он будет испаряться раньше, чем расплавиться - именно за счет космоса)))
Просто посчитать надо, но думаю, идея понятна)))

[shadow-aka-hf.livejournal.com]

А вот тогда, когда будут орбитальные заводы, там будут постоянно жить люди, можно будет потихоньку отрабатывать технологии, для которых необходима невесомость.

Для исследований в невесомости не обязательно, чтобы их проводили люди, можно использовать автоматические (или полу-) лаборатории.
Т.к. человек на орбите - само по себе дорого.

[vitus_wagner]

Ну, во-первых, исследования такая штука, которые без человека получаются плохо.
Во-вторых, и в главных, исследования только тогда можно развернуть широким фронтом, когда не надо для каждого эксперимента отдельную экспедицию планировать. Если есть площадка, есть устойчивый грузопоток туда и обратно, и неизбежно корабли идут не на 100% загруженными, то можно ПОПУТНО втиснуть какие-нибудь образцы, детали установки (тем более, если есть кому собрать). Вообще, запустить отдельного человека - это одно, а подселить 11-го к 10 уже живущим на стацнии (или 101-го к 100) - гораздо проще.
В-третьих, для того чтобы какая-нибудь технология, требующая невесомости была признана экономически интересной, требуется как минимум опытная партия материалов, произведенных по этой технологии и доставленная вниз. Чтобы здесь это дело на излом попробовали и решили "Да, это лучше, чем все, что мы можем сделать на дне атмосферы, и это заслуживает того чтобы платить деньги за запуски".

Поэтому начинать надо с технологий, требующих вакуума - они уже отработаны, для них можно оценить экономический эффект (и вроде он положительным выходит).

[p_govorun.livejournal.com]

С вакуумом такая беда -- вокруг крупных космических объектов в конце концов собирается нечто вроде атмосферы. А уж космический завод наверняка будет "дымить". Надо как-то прикинуть, будет ли вокруг него достаточно чистый вакуум.

[amarao-san.livejournal.com]

вентиляция? Продувать вакуум. Если не достаточно, использовать завесу из жидкого вакуума, так что весь грязный вакуум будет смываться.

[p_govorun.livejournal.com]

Смывать грязный вакуум нельзя -- зелёные будут протестовать. Придётся его очищать и рециркулировать.

[amarao-san.livejournal.com]

тогда надо использовать био-технологии. Бактерии будут разлагать грязный вакуум на экологически чистые компоненты, которые можно свободно утилизовывать.

[p_govorun.livejournal.com]

Бактерии опасны! Они сожрут весь вакуум, а потом набросятся на Землю.

[kirill-lunjov.livejournal.com]

Кстати, даже тогда один оператор обслуживал до десяти установок при эксплуатации - сегодня думается можно больше.
А по срокам - там было - два года освоение цикла, год опытная эксплуатация - год отработка промышленного рентабельного производства.
Кстати, единичные эксперименты уже проводились еще на "Алмазах", извините, "Салютах", так что образцы УЖЕ были.
Другое дело, что необходима реальная проработка конструкций именно в учетом невесомости (в смысле именно объемного проектирования и условий сборки и отладки) - помнится, что конструктора в принципе сначала не могли отказаться от традиционных решений - ну так же, как я, только что не подумал, что тигля, как такового при -270С и вакууме, вообще не надо. К сожалению, дуамю, что от документации ничего не осталось, как и от моей установки к примеру...
Еще раз скажу, вопрос не в том, что есть или нет технологии - они есть, а в том, хватит ли квалифицированных специалистов - сегодня скажем у нас от 3-х отделов (более 300 чел.) осталось чуть больше десятка и первая серьезная работа за 15 лет - это запуск завода у китайцев.
Думается и в Зеленограде, что под Москвой (там были основные НИИ - но не завод по выпуске данной техники!) ничуть не лучше, по крайней мере, как мне известно.
А по большим системам глубокого вакуума и вообще был единственный центр, так мне ребята-курчатовцы еще в 95 говорили, что никого из специалистов там не осталось. А это грустно и не думается, что Указом Президента положение можно исправить...