Как стать автором
Обновить

Комментарии 21

Насколько я помню, проблема в исследовании Европы — толщина льда. Лёд при толщине несколько километров ведёт себя совсем не так, как обычный речной лёд. Знаю, ибо бурил…
Так что до исследований воды еще лет пятьдесят должно пройти.
Первый возникающий вопрос в идее посещения Титана — а как попадут под лед?

До сих пор наблюдались достаточно однозначные процессы — раскол ледяного щита приводит к появлению гейзера вплоть до зарастания дыры. Пробивать дыры до тех пор, пока внутреннее давление не упадет бессмысленно, двигаться внутри гейзера невозможно чисто технически.
В теории, остается только метод медленного бурения в наиболее толстых местах щита — бурить под собой, а потом «закрывать» за собой ствол шахты, так как прочность «заплатки» ниже основного материала щита. Но тут никаких работ вроде не ведется
Вроде писали что проплавлять лед будет.
Желание понятно, но реализация не ясна. Чисто в теории — если так плавить, за аппаратом ход «зарастет». По мере погружения давление начнет расти — плотность воды то выше льда, и деваться воде некуда в замкнутом объеме. На глубине 200 км ледяного щита остается только гадать, какое будет в итоге давление (давление слоя + избыточное из-за смены агрегатного состояния, с учетом лучшей теплопередачи при росте давления).
Опять же, чтобы по периметру всего аппарата была жидкая вода, около самих нагревателей будет паровая подушка, градиент температур никто не отменял, а это еще больший рост давления и перегрев самого аппарата.
Так что наиболее подходящие условия для такого аппарата — это нахождение в гейзере у дна Марианской впадины. В реальности давление конечно будет намного выше, но это хоть как то приблизит условия.

Кстати, дальше возможно будет еще хуже процесс. Как только будет пройден ледяной щит, произойдет резкое охлаждение перегретого аппарата обильным динамическим омыванием соленой водой. Давление видимо упадет не столь значительно, но вот резкое охлаждение на высоком давлении практически наверняка раскрошит аппарат.

Вопросов возникает очень много и наиболее проблемные из них в общем как то не пытаются решать, идут по пути наименьших сложностей. А надо вопрос конструкции делать не исходя из «мореходных» качеств или простоты автономного управления, а просто из максимизации шансов выживания конструкции. Это примерно как на поверхности Венеры — долго прожить сложно, потому в дизайн не вкладывались и о динамике даже не заикались, первичная цель — выжить как можно дольше

Разве мощный ритег не проплавит себе путь? Заодно электропитание обеспечит. Я где-то читал, что основная проблема что это медленный процесс. Ну так надо повышать мощность, ограничений по радиаторам тут ведь нет, вокруг теплопроводная вода. А всплывать потом так же обратно, увеличив свою плавучесть. И передать данные пакетом после возвращения на поверхность.

Теплоемкость воды высока. Постоянно поддерживать такой растопленный объем при отводе тепла — тут и мощность огромная нужна (при этом внутренняя часть элемента перегреет сам аппарат), и лет 200 ждать.
Уд теплота плавления льда — 330 кДж/кг, железа — на 20% меньше. Температура поверхности титана −179 °C.
Толщина ледовой корки в среднем 200 км (Говард Зебкер)

Похоже, что надо спроектировать искусственную бактерию, приспособленную к таким условиям. Состоящую почти целиком из воды. Пусть сама пробирается по каким-нибудь щелям, или как там одноклеточные умудряются попасть в самые труднодоступные места на планете. Они вроде могут диффузировать на километры вглубь льда. Или строит длинную цепочку, вроде корня, и тащит по нему питательные вещества с поверхности.


А через несколько миллионов лет эволюционирует и пришлет радиосигнал, что там происходит )).

Причём тут Титан?

просто перед этим говорили, что «проблема в исследовании Европы — толщина льда». Я лишь показал, что с Титаном все еще хуже

На Титане принципиально другие условия. Сравнивать, что лучше, что хуже — не понятно как.
На Европе — глубоко бурить, зато там вода. На Титан можно просто сесть, но плавать придётся в жидком метане.

С бурением наверно тоже не все просто? Допустим, будет источник электроэнергии от ритега 200 Вт (и тепловой мощностью, соответственно 20 кВт), либо проектируемый роскосмосом атомный реактор мегаваттного класса электричеством (тепловую мощность даже представить страшно, видимо около 100 МВт). Сможет такое устройство механически пробуриться сквозь лёд?


Там ведь тоже и проблема охлаждения с паровой прослойкой возникнет, и трение непонятно как обеспечить, если будет прослойка воды/пара. Да и давление, видимо, никуда не девается.


Но с бурением больше простора для маневра, наверное… Если охлаждение позволит не плавить лёд до состояния воды, то можно чисто механически бурить. Ультразвуковая гребёнка, например. На пьезоэлементах, как в ультразвуковых двигателях. Высокий КПД (меньше нагревается) и сможет ползти сквозь лёд в плотном контакте с ним. Да и устройство может быть компактным, массой вплоть от нескольких кг.


Кстати, я не понял, почему вода будет повышать давление? Ее плотность ниже льда, наоборот должна быть пустота и плавящий робот должен проваливаться в своей рукотворной пещере с лужей воды на полу. С пониженным давлением в пещере.

Если бы систему можно было бы считать закрытой, у воды плотность выше, поэтому если плавить, то «над головой» ход закроется, и тот же объем будет заполнять вода. Формально конечно давление снизилось бы, но в реальности стенки «шахты» будут испытывать внешнее давление, уменьшающее объем, и этот выигрыш из-за снижения плотности практически обнулится. Так что тут практически выходим в ту же ситуацию, что и наверху, с учетом роста давления на глубине.
Но тут вступает в дело пар, и именно это самое неприятное. Уже по принципу Ле Шателье видно, что с ростом температуры растворимость газов падает, а при росте давления растет и температура парообразования. В итоге получаем подушку непоглощаемого водой пара, который великолепно сожмется и с ростом толщины этой подушки будет ухудшаться теплопередача от аппарата окружающей воде. И чтоб аппарат не замерз надо давать большую температуру. В общем из-за неоднородности температур в горизонтальном срезе получится неравномерность давления и формируются зоны кавитации.
Попадалась как то подобная модель, еще кажется восьмидесятых годов. С ней долго бились, но в итоге отложили, мол «лучше смотреть, как получится на практике»
у воды плотность выше

Лёд тоже разный бывает. Надо по давлению смотреть, какие формы льда проходить придётся.

А если вдруг с нижней стороны льда намёрзли какие-нибудь сталактиты, или вообще колосится лес из водорослей в два-три раза выше колёс?

Мне кажется, было бы разумным всё же сделать аппарат с околонулевой плавучестью, чтобы он мог погрузиться в толщу воды и переплыть любые препятствия, которые могут встретиться на границе льда и воды. Хотя бы даже пассивно дрейфовать, это лучше, чем застрять на одном месте, пробурив перед этим километр ледяной коры.

Если там найдется лес из водорослей — это уже успех!

Я так понимаю что эта затея на несколько часов работы, пока у аппарата батарея не сядет? Ведь заряжаться там негде.
Просвятите какую пользу могут принести эти исследования для человека?
Как и многие другие исследования — неожиданную.
Я так понимаю, Европу выбрали лишь потому, что она ближе. А так-то наиболее перспективным выглядит Титан — хотя бы потому, что там до хренища углеводородов, а в атмосфере полно азота. И это нормальная атмосфера, а не ноль целых хрен десятых мм рт ст.
На втором месте же Энцелад — хотя бы потому, что там лёд раскалывается в силу внутренних процессов, и материал из глубин в ряде мест выносится на поверхность. Так что даже нырять не надо, просто поездить вокруг разломов, пособирать образцы.
Водоросли на Европе? Ну ничего ж себе у людей фантазия работает. Какие водоросли на 20+ км глубины? Да при таких чудовищных давлениях ничего кроме одноклеточных не выживает. И аппарат сильно сомневаюсь, что рассчитан на такое.

Европу не выбрали. Просто данный конкретный робот — для Европы.
Для Титана — нужен другой робот.


Да при таких чудовищных давлениях ничего кроме одноклеточных не выживает.

С чего Вы это взяли? Принципиального ограничения на приспособление живых организмов к любому возможному давлению воды (до тех пор, пока это вода) — нет.


Да и потом, водоросли в основной массе — и есть одноклеточные.

И хотя вездеходом можно управлять по спутниковой связи, во время этой миссии инженер проекта Дэн Берисфолд, осторожно стравливал за ним тонкий жёлтый трос.


надо на подлёдных озёрах на глубине несколько километров в Антарктиде тестировать, технологии бурения отрабатывать и данные научиться передавать нормально, а не с жёлтым тросом плавать… Как если бы вместо SpaceX Кузнечика в космос выпустили…
Согласен, но отдельные звенья этой супер-задачи можно и в более простых условиях предварительно отработать.

А то получится неприятно — когда пробурить сможем, аппарат доставим, а он утонет к примеру или просто умрет.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.