Comments 22
Написать столько текста и не ответить на тему заголовка "Почему на других планетах так сложно бурить" - "Потому что!".
Правда? По-моему, основные причины описаны:
Отсутствие возможности использовать охлаждающую жидкость (указанная причина этого спорна: можно использовать высококипящие с низким давлением пара, типа вакуумного масла или диоктилсебацината, скорее проблема в том, что ее надо привезти "на себе", а еще, как правило, хочется добыть интактные образцы без земных примесей)
Нехватка нагрузки на бур (сам аппарат легкий, так еще и гравитация чаще всего хиленькая)
Нехватка энергии.
про охлаждающую жидкость тоже искренне не понял. Именно скважину кажется несложным грубо загерметизировать при бурении, чтобы жидкость оставалась жидкостью достаточное время для отвода тепла. Где её брать, как охлаждать – это уже другой вопрос.
Жидкость нужно привезти с собой, зерметизировать ствол чтобы она не утекала, и фильтровать. Я подозреваю что варианты есть но машина для бурения получается очень ненадежной, да еще и с гермитизацией скважины проблемы. Вдруг через трещину вся жидкость уйдет, что тогда делать? Поэтому конструктора решили бурить насухую. Хотя возможно для облегчения процесса есть смысл подавать жидкость даже не переиспользуя ее, примерно как при сверлении стали можно подливать масло в отверстие. Но еще всегда остается вопрос что остатки жидкости будут загрязнять образцы.
Отсутствие воды не мешало бурить на Луне:
Самая глубокая скважина на спутнике нашей планеты была пробурена на глубину 3,2 м в экспедиции «Аполлон-17». Советская автоматическая станция «Луна-24» пробурила на глубину 2,18 м
Любая жидкость в условиях отсутствия атмосферы немедленно сублимируется, практически не оказывая охлаждающего воздействия на рабочую зону.
Сублимация это же вроде переход из твёрдой фазы в газообразную, минуя жидкую.
Видимо речь об https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Сублимация_(физика)
Автор имел в виду переход жидкости в пар и твердую фазу, если давление ниже тройной точки. Но если мы имеем дело не с водой, а с жидостью с низким давлением пара (много таких жидкостей используется в вакуумной технике -- насосах, затворах, для работающих в вакууме гидродинамических подшипников, для передачи вращения внутрь вакуума, и т.п.), даже если мы уйдем ниже тройной точки, этот процесс окажется очень медленным и скорее всего, неосуществимым.
Глядя на Curiosity не покидает ощущение, что вот эти сломавшиеся упоры в первую очередь были нужны чтобы выдёргивать бур из грунта. Сам бур сильно напоминает перовое сверло по дереву - и если таким пером глубоко засверливаться, обратно лёгким движением оно не извлекается. Непонятная схема аппарата: длинная трубка из которой выглядывает бур - защита от пыли?
Странно выглядит и способ бурения (сверления): мы на земле, для бурения камнеподобных структур, применяем спиральное тело бура для отвода продуктов бурения из отверстия.
Ну и у Curiosity проблем с весом, чтобы прижать инструмент, быть не должно.
Ну, варианты уже есть - лазерный и плазменный буры. Для мест где нет атмосферы больше подойдёт лазерный, который будет банально испарять породу.
А остальное решит старшип, уменьшив стоимость вывода и дав возможность запускать аппараты заметно большей массы.
А накачек лазера чем будем делать?
Энергии нет на месте в достаточном количестве.
Но есть вариант: два солдата из стройбата заменяют экскаватор :)
Кстати, туннели часто не бурят а делают с помощью взрыва.
А «кило тротила» легче привезти чем кило. Солярки и кпд будет больше.
Но что делать если ракета при запуске аварию потерпит. …
Сейчас даже в гаражных мастерских можно встретить полупроводниковый лазер для удаления ржавчины с метала. Да, довольно дорогой, но доступный. Так что по аналогии. Запасать энергию в аккумуляторах и установка за пару месяцев пробурит сколько-то метров, спешить то некуда, что бы еще и охлаждать всё успевало + копило местный воздух для пневматики, которая будет удалять материал.
Для того что бы было больше энергии делаем аппарат побольше, всё же вывод аппаратов становится дешевле, а как только старшип полетит, к тому же Марсу можно будет тонн 40 запустить в один заход.
Скафандр для Луны по массе 100кг, для марса +- столько же т.е 40кг веса будет в нём, в таком будет очень не удобно копать + к людям туда придется к их 100кг вести еще 20-30 тонн жизнеобеспечения и запасов.
так испаряя камень Вы явно ничего из этого не найдете
Determine the nature and inventory of organic carbon compounds
Investigate the chemical building blocks of life (carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus, and sulfur)
Identify features that may represent the effects of biological processes (biosignatures and biomolecules)
Он отнюдь не полупроводниковый, а твердотельный с ПП накачкой. И он выдает в луч сотни ватт в среднем (в импульсе -- на много порядков больше), потребляя при этом киловатт 6. При этом -- бурить он не может. Даже сварочный лазер киловатта на три (25 кВт потребления плюс водяное охлаждение) разве что на десяток сантиметров в скальную мишень забурится, дальше проблемы начнутся. Ну и бурение -- это вообще-то не самоцель, у нас задача не нефть добывать. Нужен керн, причем, по возможности, максимально нетронутый, а его можно получить только механическим путем.
Действительно, как оказалось самый мощный полупроводниковый лазер 50ватт и то лабораторный. Мне почему-то казалось что удешевление как раз с этим связано, не разбирался.
Бурение - не самоцель, но нам нужен керн не с поверхности, а из недр, на Земле жизнь находили на глубине в 5км, так что копать на том же Марсе до глубины в десятки метров может быть очень даже интересно. + при испарении мы можем получать химический состав испаряемого грунта.
пещерные города из лавы
в оригинале это lava cave cities, города в лавовых пещерах
Для меня вообще любые манипуляции вне нашей планеты - что-то из области фантастики, не понимаю как все это возможно при совершенно других условиях, ведь все, что мы знаем и имеем было создано исходя из нашего давления, силы гравитации и тд.
Думал что-то интересное будет со случаями из практики, а тут реферат третьеклассника по природоведению.
Во первых речь не про бурение в "открытом космосе" а про бурение на других планетах и объектах солнечной системы - сильно большая разница. тут тебе и гравитация как никак и где-то атмосфера(ну астероиды с гравитацией и атмосферой отстают).
А в принципах ничего там сложного и особо отличающего нет, можно той же установкой с гидробурением даже обычной водой прекрасно забуриться, вода в бур подается под давлением в десятки атмосфер (а то до сотни) и кипеть начнет только в скважине - а там и на руку - будет прекрасно удалять породу из ствола(есть и пневмобурение, тоже отработанная технология).
Охлаждать вода при этом будет на порядок лучше. (даже если испарять внутри бура, то охлаждение будет прекрасным "Сублимируясь" вода не телепортируется в соседнее измерение, а прекрасно в другом виде продолжает существовать). Тут даже скорее подогревать воду придется чтобы где-то внутри в лед не превратилась.
По твердости породы на других телах сопоставимы с теми, что уже научились прекрасно бурить на земле.
Проблема одна - ВЕС.
Почему на других планетах так сложно бурить