Tags: Города будущего

Bye-bye, Jessie

В предыдущем посте было упомянуто, что, как правило, когда человеку в голову приходит идея, у него всегда есть предшественники или источники вдохновения. Некий виденный ранее образ может вдохновить на творчество и подсказать, в каком направлении двигаться. Идея рождается как образ и на основе образа.

Недавно вышла первая часть ремейка культовой компьютерной иры - японской RPG "Final Fantasy VII" от конторы "Square Enix". Создатели ремейка старались угодить фанатам старой игры. Но она вышла аж 23 года назад, в 1997 году, и за это время компьютерные игры сделали много шагов вперёд. Так что, помимо всесторонней модернизации, одного из проходных персонажей оригинала решили здорово усовершенствовать, получив на выходе вот эту привлекательную технофентезийную мадам в продвинутом бронелифчике.

Jessie Flirting With Cloud - Final Fantasy VII Remake.mp4_snapshot_01.27_[2020.04.12_20.56.25].jpg

Jessie Rasberry. Некогда подающая надежды актриса, затем планетолог, а после - экотеррористка, промышляющая подрывным делом, обходом систем безопасности и, кажется, вознамерившаяся взять власть над шайкой в свои руки, хотя формально лидером и основателем пока числится здоровенный мужик с шестиствольным пулемётом вместо правой руки :)

Поглядывая видеоролики с её участием (т.к. играть не собирался и не собираюсь), я вдруг осознал, что игрушки от "Square Enix" каким-то образом гораздо сильнее связаны с ходом моих мыслей за полжизни, чем я догадывался раньше.

Collapse )

Парник из аэрогеля

В июле этого года зарубежная группа исследователей продемонстрировала высокую эффективность силикатного аэрогеля, называемого также кварцевым, в качестве материала для парников.

"Для подтверждения теоретических оценок авторы провели лабораторные исследования с имитацией марсианских условий освещения. При потоке энергии излучения в 150 ватт на квадратный метр (среднее значения для Марса 147 Вт/м2, для Земли — 342 Вт/м2) слой крошки из аэрогеля толщиной 3 сантиметра повысил температуру на 45 градусов, а плитка аэрогеля повысила более чем на 50 градусов при толщине в 2 сантиметра."

Как утверждают авторы исследования, аэрогель не только эффективно задерживает тепло внутри парника и защищает от ультрафиолета, но и пропускает достаточно света, чтобы его хватало для жизни растений.

Как водится, опять лучшие технологии норовят использовать в марсианских пустынях, а не на Земле, где они сегодня нужнее. А ведь столь выдающиеся результаты делают аэрогель интересным для создания высокоэффективных SUT. И особенно он интересен для создания эффективных SUT в приполярных областях, парники которых по совместительству могут стать прозрачными крышами городов и зелёных насаждений - оазисов жизни посреди холодной тундры. Для сравнения, на широтах между Санкт-Петербургом и Мурманском в среднем, с учётом погоды, на квадратный метр поверхности приходится около 90 ватт, а температура зимой может опуститься до -40 градусов Цельсия.

Эффективность парников из аэрогеля можно увеличить ещё следующими мерами, используемыми отдельно или совместно:

1) Увеличение толщины аэрогеля, размещение плиток в несколько слоёв с промежутками между ними;
2) Вакуумирование аэрогеля - воздух откачивается из пустот в плитке, а поверхность делается герметичной, при этом плотность плитки может стать меньше чем плотность воздуха на уровне моря, особенно при -40, то есть плитка будет летать как аэростат;
3) Закачивание в пустоты аэрогеля или в промежутки между слоями плиток гексафторида серы - мощнейшего парникового газа;
4) Недопущение облачности и осадков над парником - либо он выполняется в виде купола, высота которого превышает высоту расположения облаков, либо SUT создаёт достаточно мощную циркуляцию воздуха, чтобы не пускать облака в пространство над парником, при этом перехватывает водяной пар, поднимающийся по трубе, подобно АэроГЭС Казанцева, не позволяя развиться облачности на выходе из неё;
5) Зачернение части поверхности под парником, использование селективных покрытий, больших масс воды и аккумуляторов тепла, теплоизоляция верхнего слоя грунта от ниже лежащих слоёв, и грунта под парником от грунта вне его.

Часть энергии, получаемой в SUT, может быть направлена на обогрев парника, а любое оборудование и процессы в городе, выделяющие тепло, будь то промышленные и научные установки, коммуникации, гниение отходов жизнедеятельности, наконец, сами живые организмы - всё это размещается под парником, чтобы отдавать ему своё тепло. Тогда парник превратится уже в теплицу, осуществляющую рекуперацию энергии SUT.

При этом аэрогель интересен и в качестве строительного материала для очень больших инженерных сооружений, таких как SUT, города-здания и купола над городами, благодаря сочетанию твёрдости, лёгкости, прозрачности, устойчивости к высоким и низким температурам.

Про "Interstellar"

Фильм "Interstellar" я смотрел в кинотеатре, незадолго после премьеры. В целом кино понравилось - красиво снятое, очень трогательное, героям сопереживаешь. При этом фильм затрагивает серьёзные вопросы о так называемой "космической экспансии". Но как-то половинчато, избирательно, в итоге ублажая фанатов этой самой "космической экспансии".

Collapse )

Почему Сахара - не Саудовская Аравия, или про DESERTEC

Есть такая страна на свете - Саудовская Аравия. Расположена в жаркой пустыне рядом с Африкой. Ещё не так давно её населяли воюющие друг с другом племена и группировки. Но даже после объединения страны там до сих пор случались и случаются государственные перевороты, убийства правителей, войны с соседями, напряжённые отношения с США и Израилем. Там плохо с так называемыми правами человека. Она окружена нищими соседями, погрязшими в войне и разрухе. Однажды там взяли и перекрыли нефтяной кран для развитых стран, спровоцировав энергетический кризис.

Несмотря на всё это, страна - один из крупнейших экспортёров нефти для всего мира, и живёт припеваючи на доходы от экспорта. Можно сказать, снабжает мир энергией.

Итак, существует прецедент: в пустыне есть очень большой источник энергии, необходимый для цивилизации, пустыня поставляет его на весь мир, несмотря на политическую нестабильность, плохую ситуацию с правами человека и демократией, тёрки с соседями и с сильными мира сего, и несмотря на возможность просто взять и прекратить поставки энергии по прихоти местного правителя. Ах да - обнаружение самого источника энергии, технологии для её получения и транспортировки, предметы роскоши, покупаемые на выручку от этого - всё это имеет не местное происхождение, а получено с условного Запада.

Есть ли в пустынях более перспективный источник энергии? Да, есть. Это солнечное излучение.

Collapse )

Отрывок из фантастики

В "Космических вампирах" Колина Уилсона есть один замечательный момент. В 21 веке люди находят в космосе, где-то в главном поясе астероидов, космический корабль пришельцев. Связываются с базой на Луне, получают оттуда добро на изучение корабля, обследуют его и затем обсуждают.

Вот часть диалога. Главное выделено жирным :) Для большего понимания: корабль выглядит покинутым и повреждённым, а внутри он производит впечатление колоссального храма с многочисленными гигантскими колоннами под куполом, находящимся по крайней мере в трёх сотнях метров над полом. Эти колонны опутаны многочисленными лестницами, соединёнными мостиками и галереями, но все эти транспортные артерии никуда не ведут и ничего не соединяют.

— Что, испокон веков, люди первым делом брали с собой при переселении?
— Своих богов.
— Совершенно верно. Иудеи странствовали с ковчегом Завета. Эти прихватили с собой храм.
— Все равно не ясно, — подал голос Стайнберг. — Вот мы, если бы отправились селиться на Марс, разве стали бы тащить туда с собой… Кентерберийский собор? Мы бы построили точно такой же на Марсе.
— Ты не учитываешь, что и собор — тоже дом. Допустим, они приземляются на Марсе. Место далеко не райское. Пока выстроится город под стеклянным куполом, уйдут годы. И они привозят купол с собой.
Аргумент прозвучал убедительно.
— Но зачем все эти лестницы и мостики? — спросил Дабровски.
— Они — основные составляющие нового города. Пришельцы ограничены в численности. Население растет, приходится тесниться, и единственное направление — вверх, по вертикали. Так что налицо готовый остов многоуровневого города.
— Я бы добавил и кое-что еще, — возбужденно вставил Айве. — Они бы не пришли одни. Следом бы отправились еще два или три корабля. И на Марс бы они не сели. Он ведь — мертвый. Они бы сели на Земле.
Все молча уставились на него. Даже у Карлсена сонливость, как рукой сняло.


Да, ребята, в этом отрывке отлично показано, сколь непривычна в наше время мысль о том, что именно Земля - самая интересная цель для освоения в Солнечной Системе. Люди-то нынче думают, что освоение космоса - это полёты на Луну, а потом и на Марс, строительство там баз, а потом и городов. Думают они так из-за полувекового промывания мозгов. Писатели, киношники, игроделы, энтузиасты полётов за пределы Земли - они всё поставили с ног на голову. Между тем, реальное освоение космоса начнётся не когда построят базу на Марсе, а когда обустроят как следует Землю. Причём обустройство, помимо прочего, включает и строительство огромных городов-зданий, в которых здорово задействован принцип многоэтажности (вертикальный город), и которые могут быть даже целиком мобильными :) Вот пришельцы из романа Уилсона это понимают. А среднестатистический землянин, фалломорфирующий на будущие флаговтыки - нет :) И уж всяко больше шанс найти инопланетный артефакт где-нибудь в океане, чем на Марсе или Луне :) Они ведь - мёртвые, там нефиг делать.

Про Донецк и Крым

Оказывается, в СССР в Донецке действовал водолазный клуб "Ихтиандр", который в инициативном порядке с 1966 по 1969 годы у побережья Крыма осуществлял ни много ни мало проект "Ихтиандр" по колонизации Мирового океана. Они в общих чертах на голом энтузиазме и местной материальной базе с чуть меньшим размахом повторили серию экспериментов "Преконтинент" Жак-Ива Кусто, начавшуюся на три года раньше. Построили и испытали три подводных дома, каждый из которых был больше и сложнее предыдущего и устанавливался на большей глубине. Как и у французов, второй дом был в форме трёхлучевой звезды, а на третьем практиковались в использовании подводной буровой установки. Как и у французов, был создан четвёртый проект, но, несмотря на большой шум в прессе, дошедший до международного уровня, и удачный ход работ, по неясным причинам всю эту деятельность свернули.

Кому они помешали-то? Почему государства тратили большие средств на создание орбитальных станций, но не хотели развивать долговременные подводные? Ведь подводная станция для проживания пяти-шести человек в течении одной-двух недель под давлением в специальной дыхательной смеси делалась и успешно испытывалась энтузиастами, тогда как для станции на орбите требовалась целая космическая промышленность и немаленькие затраты на ракетные запуски.

Ледник на экваторе существует

В одном из предыдущих постов было написано про гипотетическую "Антарктиду на экваторе". Если бы экватор Земли опоясывал высокий и широкий горный хребет, нечто вроде Кордильер, то на некоторой высоте на нём бы сформировался ледяной покров, который затем стал бы отражать солнечные лучи, препятствуя своему нагреванию. Такая "экваториальная Антарктида" могла бы здорово увеличить жизнепригодность Земли.

Collapse )

Гравитационный паровой котёл на воздухе?

В дополнение к предыдущему посту. Если размещать основание плавающей в океане башни во всё более глубоком колодце, что это даст в пределе? Если не рассматривать заглубление в дно океана, то предельный случай, видимо, строительство такого сооружения в самых глубоких глубоководных желобах. В мире есть четыре глубоководных жёлоба глубиной от десяти до одиннадцати километров. Все они расположены в Тихом океане. Это желоба Тонга, Кермадек, Филиппинский и Марианский. Пусть в каком-нибудь из них построен колодец глубиной 10 километров, с хорошей термоизоляцией, как у термоса, не позволяющей сжатому в колодце воздуху отдавать тепло окружающей холодной воде океанских глубин. Каковы будут давление и температура воздуха на его дне? Если для него также верно правило увеличения давления в 1.1 раз с каждым километром изменения высоты по сравнению с предыдущим, то давление на дне будет 2.6 атмосферы. И если температура будет выше пропорционально увеличению глубины чем та, которую вычислили для гипотетической впадины Средиземного моря без воды, глубиной в 4 километра, то она будет на 100 градусов больше, чем на поверхности.

Известно, что температура кипения воды тем выше, чем выше атмосферное давление, и чем выше давление в паровом котле. Судя по таблице, при атмосферном давлении в 2.6 атмосферы вода будет кипеть примерно при 130 градусах Цельсия. Представим, что с поверхности вниз, на дно, через трубы самотёком поступает вода, и через наклонные сопла выбрасывается в полость колодца. Так как на такой глубине давление будет под тысячу атмосфер, получится мощнейшая гидротурбина по принципу сегнерова колеса. Как если бы сделали ГЭС с плотиной высотой в 10 километром и таким же перепадом уровня. Представим далее, что колодец достаточно велик, чтобы струи воды, пролетев какое-то расстояние, свободно упали на дно и стали постепенно его наполнять. Верхний слой воды на дне колодца будет под тем же давлением что и воздух - 2.6 атмосферы. И если воздух, поступивший в колодец, уже на поверхности был температурой 30 градусов, то на дне колодца он будет температурой 130 градусов. Тогда вода, даже если её температура 1 градус, начнёт отнимать у него тепло, пока не нагреется до тех же 130 градусов. И тогда... она закипит и попрёт вверх в виде пара? А ведь желоба расположены в тропических водах, и у воды с поверхности температура запросто может быть и 10, и 20, и даже 30 градусов. А воду из сопел сегнерова колеса можно распылять с помощью форсунок, тем самым увеличивая поверхность испарения и ускоряя его. Тем самым предотвращается затопление колодца-гидротурбины, и формируется мощнейший восходящий поток с влажным воздухом температурой 130 градусов, при том что Солнце на поверхности греет воду и воздух от силы на 30 градусов, и никакого источника тепла помимо него и притяжения Земли в колодце нету.

Возможно, это ошибочные рассуждения, в них неверны количественные оценки или не учтены какие-то явления, буду рад, если люди, компетентные в физике, взвешенно и по делу выскажутся о представленной концепции.

О привязке желобов к ячейкам глобальной цикруляции атмосферы. Как было сказано в предыдущем посте, генераторы восходящих потоков нужно размещать на стыках ячеек там, где воздух поднимается, а это экватор и широты 60 градусов в обоих полушариях. Перечисленные желоба, казалось бы, в эти места не попадают. Однако в действительности границы атмосферных ячеек не идут прямо вдоль параллелей, они больше похожи на петляющие русла рек, которые постоянно меняют форму и положение. И внутритропическая зона конвергенции, которую на схемах глобальной циркуляции рисуют над экватором, в действительности в Тихом океане большую часть года проходит севернее, и как раз накрывает район Марианского и Филиппинского желобов, где и расположена наиболее активная область образования тропических циклонов. Меньшую же часть года эта область находится южнее экватора, проходя через район жёлоба Тонга. С жёлобом Кермадек сложнее, он расположен близко к 30 градусам южной широты, где воздух опускается, и там нужны наоборот устройства, работающие на нисходящих потоках. Однако если в них найдётся применение глубокому колодцу, то и этот жёлоб подходит. И в любом случае, границы ячеек связаны пассатами, через которые можно подключить генераторы восходящих и нисходящих потоков к глобальной циркуляции атмосферы.

Освоению высот - освоение глубин!

На Земле атмосферное давление в пределах нижнего, наиболее плотного её слоя - тропосферы - на каждый километр высоты изменяется примерно на 0.1 от значения на предыдущей отметке. С увеличением высоты уменьшается, с уменьшением высоты - увеличивается. Наибольшее давление - у поверхности, на уровне моря. Однако если есть впадина, дно которой расположено ниже уровня моря, атмосферное давление там будет расти и дальше, по тому же правилу. Это значит, что в колодце, или во впадине, на глубине 1 километр ниже уровня моря, давление атмосферы будет примерно в 1.1 раз больше, чем на уровне моря, на глубине 2 километра - уже в 1.1х1.1 = 1.21 раз больше, а на глубине 4 километра - в (1.1)^4 = 1.47 раз больше.

Газ под давлением разогревается, и это верно для воздуха, когда он попадает в область повышенного атмосферного давления. Если в атмосфере формируется мощный нисходящий поток (например, при вирге), или вниз по холодному склону опускается ветер, эта опускающаяся вниз масса воздуха быстро оказывается под всё более высоким давлением, и поэтому нагревается. Нагрев может быть столь сильным и стремительным, что холодный воздушный поток, достигнув подножия горы или поверхности планеты, оказывается тёплым или горячим, нагревшись на 20-30 градусов. Так возникают ветры фён и чинук. Даже катабатические ветры в Антарктиде, скатывающиеся с верхушки её ледяного щита к побережью, разогреваются, хотя и остаются холодными.

Считается, что Средиземное море 5-6 миллионов лет несколько раз частично или полностью пересыхало, а затем вновь наполнялось водой, в ходе события, известного как Мессинский пик солёности. Учёные моделировали климат на дне впадины Средиземного моря, и получилось, что на глубине 4 километра атмосферное давление будет выше чем на уровне моря в 1.45-1.71 раз, а температура будет выше на 40 градусов цельсия. Чтобы стало понятно, много это или мало: максимальное атмосферное давление зафиксированное приборами на Земле было выше нормального только в 1.07 раз, а температура в разных жарких местах, расположенных выше уровня моря, поднималась до 48-58 градусов Цельсия.

Collapse )

Космическое безумие - 2

В продолжение поста о космическом безумии.

Одним из обоснований космической экспансии, снижения стоимости запуска грузов в космос, строительства многоразовых ракет-носителей и тому подобного является идея космической солнечной электростанции. Суть проста: в космосе за пределами земной атмосферы размещаются большие площади солнечных батарей, и по беспроводной передаче на основе лазеров или микроволновых излучателей передают электричество приёмникам на Земле. Поскольку солнечный свет не блокируется атмосферой, а сами солнечные батареи могут освещаться Солнцем постоянно, вне зависимости от времени суток и погодных условий, они работают в разы эффективнее, чем размещённые на Земле, даже несмотря на то, что при беспроводной передаче сквозь атмосферу теряется примерно половина сгенерированной мощности. Кроме того, за пределами земной атмосферы можно, гипотетически, разместить больше солнечных батарей, чем поместилось бы на поверхности Земли, площадь которой конечна. Предельный случай - сфера Дайсона и её модификации, которые перехватывают все 100% света Солнца.

Collapse )