English Новый сайт

Расширенный поиск

[ Новые сообщения · Пользователи · Правила ]
Страница 1 из 212»
Форум » SpaceEngine » Геймплей » Технологическая основа производства (Физические пределы технологического развития)
Технологическая основа производства
RattusДата: Понедельник, 14.09.2015, 08:56 | Сообщение # 1
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
Тема призвана решить задачу, поставленную при обсуждении возможной экономической модели игры:
академически аккуратно обозначить физические пределы вообразимых технологий.
Прежде всего это касается наименее освоенной области - молекулярной нанотехнологии, где, однако, также как и в случае с проблемой биогенеза, теперь уже можно поставить наиболее общие физические ограничения. И также как и в случае пределов жизни, на эту тему издан Отчет Национальной Академии Наук США:
A Matter of Size: Triennial Review of the National Nanotechnology Initiative.
Хотя некоторые наиболее общие пределы этой области технологии пытался определить уже основатель и главный энтузиаст этого направления - Эрик Дрекслер в своем первом труде "Машины созидания". Вышеуказанный отчет явился результатом пятнадцатилетних дебатов наноэнтузиастов и наноскептиков из числа профессиональных химиков и некоторых экспериментальных работ.

Итак, существует всего два возможных способа молекулярного синтеза:
- твердый (механосинтез) - поатомная полностью детерминистическая сборка твердых молекулярных машин также как в макромире.
- жидкостный - стохастический катализ подобно природным ферментам.
Наноэнтузиасты выступают апологетами и адвокатами универсальности первого способа, но у него есть серьезные физические ограничения: уже первые эксперименты надежно показали, что такие машины могут работать только при довольно низких температурах и только в высокочистой нейтральной среде (инертного газа или вакуума).
Тогда как для второго способа тепловое движение молекул не только не является помехой, но и наоборот - совершенно необходимо для работы. Причём он будет совпадать с нижним пределом температур для живых систем.
Но и там, разумеется, есть ограничения по температуре и давлению, причём они будут гораздо ниже, чем для самого жаропрочного простого материала, поскольку сложные соединения в принципе менее прочны чем простые. И предел этот в общем уже известен (опять же по причине того, что простые соединения уже созданы) - это предел жаропрочности термостойких силиконов.

Кроме того, нельзя не упомянуть и другую критически-важную технологию будущего: высокотемпературную сверхпроводимость. Несмотря на достигнутые успехи, нет никаких указаний на то, что при вменяемых давлениях возможно создание сверхпроводника с температурой выше 145K.

Таким образом, предлагаются следующие температурные пределы для машинерии SE:
1. Твердый молекулярный синтез, сверхпроводники, квантовые вычислители: до -128°С
2. Жидкостный молекулярный синтез: от -98 до +202°С
3. Наружные конструкционные материалы: до 4200°С

Что же касается пределов давления для спускаемых аппаратов и линий СП-энерго- и "веществопередач" широкого назначения (проще говоря - трубопроводов), то тут предлагается взять в качестве ориентировочного значения число, не более чем на порядок большее, чем достижимый сегодня предел для серийных трубопроводов. Т.е. не более 10 ГПа.

Эти ограничения станут определять логистику космического производства: условия для любого из этих процессов принципиально можно создать везде, где возможна постройка базы, но стоимость их обеспечения будет отличаться кратно (если не на порядки!) для разных условий внешней среды.

Кроме того: вполне представимы и верхние пределы активных способностей молекулярных машин, для чего нужно оттолкнуться опять таки от известных пределов живых систем, которые, в самом общем смысле уже включают одну треть всего физически-доступного разнообразия: используют преимущественно одномерные матрицы для кодирования информации, треть всех стабильных/распространенных химических элементов и существуют треть времени от большого взрыва.
Но расширить эти пределы, не выходя за пределы микроуровня, получится не более чем двукратно. Поскольку матрицы для хранения информации там можно сделать максимально только двухмерными (причём и устройство её считывания и обработки будет гораздо сложнее, а значит - больше, чем в живой клетке), а последняя треть стабильных химических элементов - либо крайне малораспространена/трудносинтезируема, либо не дает преимуществ по сравнению с аналогичными.

Поэтому для наномашин и наноконструкций можно смело брать интересующие рекордные свойства живых систем и умножать максимум в 1,5-2 раза - не более.
Пример: скорость строительства здания с помощью наноассемблера = скорость роста стен вверх от "затравочной канавки" = 2 рекорда скорости роста в живой природе. Этот рекорд составляет 1,2 м/сут для бамбука. Т.е. строительство здания высотой ~2,5м будет составлять 1 земные сутки.


"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
isotericДата: Понедельник, 14.09.2015, 13:42 | Сообщение # 2
Первооткрыватель
Группа: Пользователи
Французская Полинезия
Сообщений: 372
Награды: 1
Статус: Offline
Ну что же вот это уже многое проясняет, и "стены" наконец определены.
Может быть жидкостный способ сборки наконецЪ позвлит проникнуть в глубь газовых гигантов.


То что мы живем в реальном мире, это ненаучная теория. Её нельзя ни доказать ни опровергнуть.
i240586649Дата: Понедельник, 14.09.2015, 15:19 | Сообщение # 3
Нет аватара
Космический пилот
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 130
Награды: 2
Статус: Offline
Цитата Rattus ()
и другую кретически-важную технологию
,
крИтически же.. не знаю больше к чему придраться) да и дефис там, кажется, ни к чему)
а по делу - очень круто, Крысолов очень ценный кадр)

Пришел, перечитал и сам уже заметил. Исправлено.
Благодарствую. Rattus


#СпасибоЗаSpaceEngine!
i240586649Дата: Понедельник, 14.09.2015, 16:08 | Сообщение # 4
Нет аватара
Космический пилот
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 130
Награды: 2
Статус: Offline
а среды с температурой ниже 100 градусов по цельсию какой-то особый интерес представляют?.. Или -100 будет достаточно?

#СпасибоЗаSpaceEngine!
RattusДата: Понедельник, 14.09.2015, 18:55 | Сообщение # 5
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
Цитата i240586649 ()
а среды с температурой ниже 100 градусов по цельсию какой-то особый интерес представляют?..
-100 в смысле? Ну это как бы всё, что за снеговой линией. Температура, при которой надежно замерзают самые распространенные полярные растворители: вода, аммиак, метанол и углекислота.
Но если этого мало, то можно взять более строгую границу: температуру замерзания вообще любых полярных растворителей, где рекорд у н-пропанола: -127°С. Современный рекорд сверхпроводимости при разумных давлениях не дотягивает до неё 8-10 градусов.
Пессимистично прозреваю здесь с виду чисто инженерный, комплексный, но тем не менее фундаментальный затык, окончательно разграничивающий мир "дискретно-квантовый" и "стохастически-больцмановский". Было бы прекрасно, если бы Мы ошибся.


"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
isotericДата: Понедельник, 14.09.2015, 19:58 | Сообщение # 6
Первооткрыватель
Группа: Пользователи
Французская Полинезия
Сообщений: 372
Награды: 1
Статус: Offline
Вообщем сборка станций в невесомости не проблема)

То что мы живем в реальном мире, это ненаучная теория. Её нельзя ни доказать ни опровергнуть.
RomFilДата: Вторник, 15.09.2015, 13:56 | Сообщение # 7
Нет аватара
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 704
Награды: 2
Статус: Offline
ну так ведь если верить учёным то можно заморозить человека на будующее, слышал в гугле так хотят поступить)
RattusДата: Четверг, 17.09.2015, 15:20 | Сообщение # 8
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
RomFil, Заморозить-то можно - с разморозкой проблемы. wink Впрочем, если говорить не о заморозке, а о гипотермии (охлаждении), то тут, насколько Нам известно, сейчас пошел некоторый прогресс.
Но к данной теме это отношения не имеет, поэтому настоятельно прошу более не продолжать здесь оффтоп.

Добавил ориентировочную цифру по пределам давления. Прошу инженеров, хотя бы немного знакомых с этой областью (трубопроводов экстремально высокого давления), если тут такие имеются, дать экспертную оценку.


"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
AerospacefagДата: Четверг, 17.09.2015, 18:31 | Сообщение # 9
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 1019
Награды: 3
Статус: Offline
Цитата Rattus ()
Поэтому для наномашин и наноконструкций можно смело брать интересующие рекордные свойства живых систем и умножать максимум в 1,5-2 раза - не более.
Пример: скорость строительства здания с помощью наноассемблера = скорость роста стен вверх от "затравочной канавки" = 2 рекорда скорости роста в живой природе. Этот рекорд составляет 1,2 м/сут для бамбука. Т.е. строительство здания высотой ~2,5м будет составлять 1 земные сутки.


Наносборку не обязательно делать для всего подряд, достаточно только для самых основных компонентов типа силовых машин, двигателей, реакторов, электроники, ассемблеров и т.д. Что касается всех остальных простых вещей типа металлических деталей, то с приминением усовершенствованных методов производства их можно буквально делать как горячие пирожки.

Цитата Rattus ()
Что же касается пределов давления для спускаемых аппаратов и линий СП-энерго- и "веществопередач" широкого назначения (проще говоря - трубопроводов), то тут предлагается взять в качестве ориентировочного значения число, не более чем на порядок большее, чем достижимый сегодня предел для серийных трубопроводов. Т.е. не более 10 ГПа.


Цитата Rattus ()
Добавил ориентировочную цифру по пределам давления.

Это примерно глубина в 1000 км, так что в принципе можно считать что никаких особых ограничений нет кроме газовых гигантов и солнц. Но вообще конечно, гораздо уобнее если условия в обитаемой среде будут максимально близки к комнатным.


Win7
Intel Core i5-2310 2.9 Ghz
4 Gb DIMM DDR3
Asus GeForce GTX760, 2 Gb GDDR-5


Сообщение отредактировал Aerospacefag - Четверг, 17.09.2015, 18:34
RattusДата: Пятница, 18.09.2015, 05:11 | Сообщение # 10
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
Цитата Aerospacefag ()
Наносборку не обязательно делать для всего подряд, достаточно только для самых основных компонентов
Ну почему же - можно и для всего - как вариант "дешево и сердито" - долго, но не требует большой машинерии и много энергии. Т.е. наносборка может быть эффективнее макролитья по энергии где-то в 2-4 раза, по объему и массе потребной машинерии - на порядок-два, но проигрывать на порядок в скорости.

Цитата Aerospacefag ()
Это примерно глубина в 1000 км, так что в принципе можно считать что никаких особых ограничений нет кроме газовых гигантов и солнц.
Причем это только при условии, что температура там - явно ниже ~450K. Что реально мало где можно найти. И аппарат для таких пределов скорее всего можно будет сделать только беспилотный. Реально же пределом скорее всего будет какая-то кривая, обратная фазовой диаграмме льда VII. Если верить Википузии - этот горячий лед начинается в океанидах от ~100 км.
Для обитаемых аппаратов максимум скорее всего километров 25 - и баста, телепузики.


"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
erajzaonДата: Четверг, 05.11.2015, 10:03 | Сообщение # 11
Первооткрыватель
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 413
Награды: 2
Статус: Offline
Тут вот говорится что:
"Исследования после 1996 года
Продолжались попытки перевести водород в металлическое состояние статическим сдавливанием при низких температурах. А. Руофф и Ч. Нараяна (Корнелльский университет, 1998)[9], П. Лоувьер и Р. Летуле (2002) последовательно приближались к давлениям, наблюдаемым в центре Земли (324-345 ГПа), но все же не наблюдали фазового перехода.
Эксперименты 2011 года
В 2011 году было сообщено о наблюдении жидкой металлической фазы водорода и дейтерия при статическом давлении 260-300 ГПа. , что вновь вызвало вопросы в научном сообществе."
Так как вы собираетесь удерживать металлическую форму водорода в 460 метровых баков если:
Цитата Rattus ()
Что же касается пределов давления для спускаемых аппаратов и линий СП-энерго- и "веществопередач" широкого назначения (проще говоря - трубопроводов), то тут предлагается взять в качестве ориентировочного значения число, не более чем на порядок большее, чем достижимый сегодня предел для серийных трубопроводов. Т.е. не более 10 ГПа.

?


Какие бы вы миры не создавали в своём воображении, реальность всегда подкидывает вам идеи...

Сообщение отредактировал erajzaon - Четверг, 05.11.2015, 10:09
SpaceEngineerДата: Четверг, 05.11.2015, 16:51 | Сообщение # 12
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Цитата erajzaon ()
Так как вы собираетесь удерживать металлическую форму водорода в 460 метровых баков если:

Есть основания считать, что металлический водород квазистабилен, т.е. один раз получив его, можно будет снять давление, и он не превратится обратно в газ.


RattusДата: Четверг, 05.11.2015, 16:55 | Сообщение # 13
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
И это имеется ввиду наружное давление, выдерживаемое сложными машинами. Бакам и трубопроводам можно разрешить и побольше, полагаю.

"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
erajzaonДата: Пятница, 04.12.2015, 13:21 | Сообщение # 14
Первооткрыватель
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 413
Награды: 2
Статус: Offline
Rattus, Тут вот "очередную" новую форму wacko великого и ужасного углерода получили, твёрже алмаза говорятъ, как насчёт того что бы по пользовать его в виде чего нибудь на кораблях в SE? dry

Какие бы вы миры не создавали в своём воображении, реальность всегда подкидывает вам идеи...
RattusДата: Пятница, 04.12.2015, 15:09 | Сообщение # 15
Строитель Миров
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 663
Награды: 4
Статус: Offline
Мы им в тот день через Ctrl+Enter это как ошибку отправлял со ссылкой на лекцию Артёма Оганова чтобы читатели типа вас эту ерунду по форумам не разносили. wink Но видно не в коня корм. И это не говоря о том, что по ссылке из статьи неправильно указано происхождение названия лондсдейлита. dry

"Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ!" (ЙожЪ)
Форум » SpaceEngine » Геймплей » Технологическая основа производства (Физические пределы технологического развития)
Страница 1 из 212»
Поиск:

>