Es ist viel praktischer, Eis zu durchschmelzen, als es zu durchbohren. Der wahrscheinlichste Weg, dies zu tun, besteht darin, entweder Radiothermalgeneratoren oder einen Reaktor an der Vorderseite Ihres Fahrzeugs zu platzieren.

Es wäre nicht möglich, das Bohrloch nach der Durchfahrt offen zu halten, ohne ein dickes Stahlrohr über die gesamte Breite und Länge des Tunnels einzubauen. Dies würde jedoch immer noch brechen, sobald sich das Eis bewegt (was aufgrund der Gezeitenkräfte jeden europäischen Tag passieren kann). [Korrektur: Europa ist gezeitengesperrt und hat somit keine Tage.]

Meine groben Berechnungen deuten auf 133 bar hin, was ungefähr dem entspricht, was Sie erhalten haben. Dies ist ungefähr dreimal so viel Druck, wie moderne große U-Boote überleben können, also müsste Ihr Rohr ungefähr dreimal stärker sein als ein Seawolf-Druckkörper. Das ist verdammt viel Material, um es durch das Sonnensystem zu transportieren, und jeder Fehler auf seiner gesamten Länge von 10 km würde zum Einsturz führen.

Wenn es für Ihre Geschichte absolut notwendig wäre, würde ich den Tunnel wahrscheinlich aus einer modernen Version von Pykrete bauen. https://en.wikipedia.org/wiki/Pykrete Vielleicht Verwendung einer Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Faser anstelle von Zellulose (und idealerweise Herstellung des CNT vor Ort). Wahrscheinlich tun Sie am besten, den Tunnel an einem Punkt zu platzieren, der die geringste Eisbewegung erfährt. (Vermutlich weit entfernt von jeder Störungszone.)

Eis am Boden des Lochs wäre vermutlich nicht sehr stark, da es unter genügend Druck steht, dass es sehr nahe daran ist, wieder flüssig zu werden. Sie sollten Pykrete verlassen, bevor Sie die Wasserschicht erreichen, und anderes Material verwenden.

Dieses ganze Unterfangen ist jedoch mit jeder Technologie, die wir wahrscheinlich in den nächsten 100 Jahren haben werden, ziemlich unrealistisch. (IMHO) Bis die Menschen die Technologie haben, um so etwas wie das physische Überleben einer Reise in den europäischen Ozean zu tun, werden sie längst viele Technologien entwickelt haben, die die Handlung dieser Geschichte untergraben würden, wie zum Beispiel sehr fortschrittliche Gentechnik, die die Menschheit unkenntlich macht Leser, superstarke Nanobots, die die europäischen Ozeane bereits ziemlich gründlich erkundet hätten, und supermoderne Sensoren, die die europäischen Ozeane bis ins kleinste Detail durch das 10 km lange Eis gescannt hätten.

Außerdem ist es wahrscheinlich, dass, wenn Leben auf Europa entdeckt würde (insbesondere makroskopisches Leben), der gesamte Mond aus Angst vor Kontamination für menschliche Entdecker völlig und vollständig gesperrt wäre.

Ich habe gerade die Antwort von JDługosz gelesen und er macht viele gute Punkte, die mich dazu gebracht haben, meine Antwort zu überdenken.

Ok, die Masse der zu entfernenden Eissäule ist M=Dichte×Höhe×π×r². Nehmen wir an, der Radius des Lochs beträgt 5 Meter. Basierend darauf erhalte ich eine Masse der Säule von 7,2E9 kg (unter Vernachlässigung der Kompressibilität von Eis). Für die potenzielle Energie, diese Tailings an die Oberfläche zu heben, bekomme ich 11 MW Jahre. (11 Megawatt für 1 Jahr). Wenn Ihr Entfernungssystem zu 50 % effizient ist, würde dies einen 22 MW (elektrischen) Reaktor erfordern, was eine ziemlich ernsthafte Hardware ist. Bei einem Wirkungsgrad von 35 % würde das 64 MW (thermisch) abgeben. Ihre Bohrmaschine wird mehr Leistung benötigen, um die Fräser zu betreiben, aber ich habe keine Ahnung, wie ich das berechnen soll.

Die Energie, die benötigt wird, um die Temperatur der Eissäule auf –50 °C zu erhöhen (was nach dem Phasendiagramm von Wasser die Temperatur zu sein scheint, die benötigt wird, um Eis im Vakuum schnell zu sublimieren) ist E = Masse × spezifische Wärme × Änderung in Temperatur. Die spezifische Wärme von Eis beträgt etwa 2000 Joule/kg°C. Ich bekomme eine Wärmeenergie von 1,7E15 Joule oder 52 MW Jahre (thermisch).

Die Schmelzenthalpie von Eis beträgt 333 KJ/KG. Die Verdampfungsenthalpie von Dampf beträgt 2257 KJ/KG. Ich nehme an, Sie addieren diese beiden einfach zusammen, um die Sublimationsenthalpie zu erhalten? (Ich habe das nie in der Schule gemacht.) Das gibt mir 1,86 E16 Joule, um das Eis in Dampf umzuwandeln, oder 589 MW Jahre, was eine wirklich erschreckend große Zahl ist.

Nachdem ich den Beitrag von JDługosz gelesen hatte, kam mir auch in den Sinn, dass das sublimierte Eis möglicherweise wieder an den Wänden des Tunnels kondensieren würde (obwohl vielleicht nicht, wenn der Tunnel im Vakuum ist?) Unabhängig davon sollte der Tunnel in einem Schmelzszenario wahrscheinlich isoliert werden.

Ungeachtet dessen geht der überwiegende Teil des Energiebedarfs für den Schmelz- und Verdampfungsplan in den Siedeteil der Phasenänderung (eher als in den Schmelzteil). Das macht jetzt, wo ich darüber nachdenke, intuitiv Sinn. Das Abschrecken heißer Dinge mit Wasser ist wahnsinnig effektiv, und ich habe einmal eine Fernsehsendung gesehen, in der gezeigt wurde, dass das Schmelzen eines Lochs durch einen Gletscher viel effizienter war als das Bohren.

Basierend auf diesen Ergebnissen und unter Berücksichtigung der (wahrscheinlich) Unmöglichkeit, den Tunnel zu stützen, möchte ich eine neue Lösung vorschlagen.

Abdecken der Tunnelmündung mit einem Deckel, um den Druck auf etwa 1 Atmosphäre zu halten. Sie schmelzen sich immer noch durch das Eis, aber jetzt beschichten Sie das Innere des Eistunnels mit einer Isolierung und nicht mit einem Verbau. (Pykrete eignet sich hervorragend als äußere Isolierschicht, aber Sie möchten etwas anderes auf der inneren Schicht.) Geschmolzenes Wasser bleibt flüssig, was bedeutet, dass Sie keine Energie aufwenden müssen, um es abzukochen. Dies reduziert den Phasenwechselenergiebedarf von 589 MWY auf 87 MWY. Addiert man das zur Temperaturanstiegsenergie von 77 MWY (Sie brauchen jetzt 0 Grad C, also ist dies etwas höher als zuvor), bleiben 183 MWY (thermisch), was immer noch verdammt viel Energie ist. Ich habe nicht einmal den Wärmeverlust durch die Wände des Tunnels berücksichtigt, aber ich denke, es ist der am wenigsten herausfordernde Teil der gesamten Mission.

Das Gewicht des Wassers hält mehr als genug Druck auf die Wände, um sie vor dem Einsturz zu bewahren. Die Reaktorwärme bohrt das Loch, ohne dass Tausende von Tonnen Bohrausrüstung (und Reparaturteile und Maschinen, mit denen Sie die Reparaturteile installieren können) und ... Milliarden (?) Tonnen Verbau benötigt werden.

Ihre Entdecker müssten in einem superstarken U-Boot leben, das dreimal stärker ist als ein modernes Militär-U-Boot, aber viel weniger stark als das Tiefsee-Tauchboot Alvin. (Das U-Boot würde übrigens als hervorragender Lebensraum im Weltraum dienen.) Der Reaktor müsste permanent am Laufen gehalten werden, um zu verhindern, dass die Wassersäule wieder gefriert, damit Sie ihn nicht einfach in den Ozean fallen lassen, sobald Sie brechen durch das Eis. Die wohl größte Herausforderung ist nun die Masse der Dämmung.

Es wäre wirklich cool, wenn es eine gute Möglichkeit gäbe, Zellulose (oder andere ähnlich leistungsfähige Polymere) aus Materialien herzustellen, die auf Europa gefunden wurden. Das Eis auf Europa besteht nicht zu 100 % aus Wasser. http://people.virginia.edu/~rej/papers09/Carlson4019.pdf Vielleicht kann das Ammoniak- und Kohlendioxideis als Ausgangsmaterial in einer kleinen Fabrik zur Herstellung eines hydrophilen Polymers verwendet werden? Die innere Oberfläche der Isolierung könnte ein Gel oder eine Art Hydrat sein? Sie möchten etwas, bei dem der größte Teil der Masse des Isolators Wasser ist, das eingefangen und unbeweglich gehalten wird.

Es ist viel praktischer zu bohren (oder zu tunneln oder zu brechen), als das Eis zu schmelzen.

Bedenken Sie: Wir haben hier Tunnelbohrmaschinen und andere Aushubtechniken. Schmelzen wir das Gestein zu Lava und pumpen das? Nein, wir tragen es nur in Stücken weg.

Auf einer kalten Welt ist Eis ein Mineral. Betrachten Sie es also als Rock.

Um es zu schmelzen, muss man seine Temperatur von durchschnittlich −170°C auf 0°C erhöhen, während das umgebende Material die Wärme abführt, und dann weiter die Energiemenge hinzufügen, die zuvor die Temperatur von Eis um 80°C erhöht hätte es rührt sich wieder – die Schmelzwärme .

Dann haben Sie immer noch nicht die nötige Energie zugeführt, um das Material aus dem Loch zu heben. Und es muss gut isoliert sein, um verrohrt zu werden, weil es von Kälte umgeben ist.

(Menschen in kälteren Klimazonen müssen Eis von Straßen und Einfahrten entfernen. Schmelzen Sie es jemals und lassen das Wasser ab? Oder ist es einfacher, es einfach in fester Form zu entfernen?)

Schließlich ist das Eis dehnbar und steht unter hohem Druck: Das Loch muss offen gehalten werden, indem man während des Vortriebs einen Liner hinzufügt (wie bei Tunnelbohrmaschinen) oder es mit einer dichten Flüssigkeit füllt (wie bei Öl-/Gasbohrungen). ). Das einfache Hinzufügen von Fasern zum Eis zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs ist nicht annähernd stark genug. Eine Berechnung der Rückseite der Hüllkurve ergibt einen Druck von 2 MPa (13 % des Erdgewichts einer 15 km hohen Eissäule). Beachten Sie, dass auf der Erde die Gletscher unter Druck am Boden flüssig sind und das Gestein unter dem Druck des Mantels flüssig ist. Die Oberseite (ultrakalt) hat die Konsistenz von Granit und die Unterseite (ultradruck und warm) wie Dachteer.

Die beste Methode zum Tunneln wird die gleiche sein, wie wir hier hartes Gestein behandeln: Üben Sie Druck aus, um es zu zerbrechen, und fegen Sie dann die Stücke heraus. Denken Sie an Ölbohrkronen als Ihr Modell. Sie haben den weiteren Vorteil, dass Eis ziemlich leicht ist, sodass Sie es in der Bohrflüssigkeit schwimmen lassen können. Das macht es einfach, die Späne von der Ortsbrust fernzuhalten, wenn Sie gerade nach unten graben.

Vielleicht verwenden Sie keine Zähne oder Druck, um Späne abzubrechen, können aber Strahlung (Mikrowellen oder Laser) verwenden, um kleine Punkte zu schmelzen und die Arbeitsfläche in Späne zu brechen, ohne mechanische Verschleißwerkzeuge zu verwenden. Aber Sie müssen nicht alles schmelzen !

Weitere Informationen zu Eismänteln im Allgemeinen finden Sie in diesem Vortrag in der wöchentlichen SETI-Kolloquiumsreihe. Insbesondere Europa scheint einen „kalten, statischen Deckel“ zu haben.

Zusammenfassung

Der Vorteil des Schmelzens ist das Fehlen komplexer Bewegungsmaschinen. Aber Sie sprechen nicht davon, eine kleine Sonde durch das Eis zu bekommen, ohne ein Loch zu hinterlassen; Sie möchten ein (ziemlich großes) Loch als permanenten Zugangspunkt hinterlassen. Sie benötigen also komplexe Bewegungsmaschinen, um den Liner zu verlegen, und das Material muss evakuiert werden.

Das Schmelzen erfordert beträchtliche Energiemengen und muss intensiv genug sein, um nicht von umgebendem Material weggetragen zu werden.

Ich vermute, dass verschiedene Techniken in verschiedenen Tiefen anwendbar sind, und Sie können den tieferen Teil kühlen , um das Material zu stabilisieren!

Erstens, um den Ozean zu erreichen, ist es praktischer, durch das Eis zu schmelzen oder es zu bohren?

Die Russen bohrten ein Loch 4 km tief in den Wostok-See. Sie benutzten einen Bohrer . Die von ihnen verwendete Technologie ist perfekt geeignet, um ein ähnliches Bohrloch auf Europa zu bohren.

Wäre es praktikabel, auf der Unterseite des Eises, im Wasser montierte Lebensräume zu bauen, oder wäre das Bohren von Räumen im Eis einfacher?

In dieser Frage habe ich den Wasserdruck am Fuß einer 20 km dicken Eisschicht bei 237 atm berechnet. Da der hydrostatische Druck linear mit der Tiefe skaliert, würde der Druck bei einer Dicke von 10 km immer noch 118 atm betragen, was 1250 m in unserem Ozean entspricht. Moderne U-Boote sind für einen Druck von etwa 500 m ausgelegt. Unter der Annahme, dass die Transportkosten für Materialien ein wesentlicher Faktor sind (dh die gesamte strukturelle Legierung von einem anderen Mond / Asteroiden und dann einen 10–20 km langen Schacht hinunterbewegen), lohnt es sich wahrscheinlich nicht, eine große permanente lebende Struktur so tief zu bauen. Menschen brauchen viel Luftraum bei 1 atm, um bequem zu leben, und es ist sehr teuer, diesen zur Verfügung zu stellen.

Auch in diesem anderen Beitrag habe ich die Strahlenbelastung berechnet. 10 m Eis sind wirklich alles, was Sie brauchen, also macht es keinen großen Sinn, zu tief zu gehen.

Wäre es beim Schmelzen/Bohren eines Tunnels bis zum Ozean möglich, dieses Bohrloch passiv offen zu lassen, oder würde der Druck dazu führen, dass das Eis wieder zusammenfließt?

Eis hat eine Viskosität. Aus diesem Lehrbuch geht die Viskosität hervor$2\times10^{13} \text{Pa}\cdot\text{s}$. Dies bedeutet, dass ein Innendruck von$2\times10^{13} \text{Pa}$wird einer Eismasse eine Ausdehnung von 1 m/s verleihen. 118 atm ist ungefähr$1.2\times10^{7} \text{Pa}$, so wird die vermittelte Expansionsgeschwindigkeit sein$\frac{1.2\times10^{7}}{2\times10^{13}}= 6\times10^{-7}\text{m/s}$Das sind etwa 5 cm pro Tag.

Der Druck des Eises auf jede Struktur, die den Tunnel halten soll, würde etwa 12 MPa betragen. Dieser Druck ist nicht übermäßig, aber da Eis zähflüssig ist, können Sie nicht einfach Stützstreben hineinstecken. Das Eis wird mit 5 cm pro Tag um ihn herum sickern. Um einen Zylinder einzusetzen, um die Größe des Lochs beizubehalten, muss er mindestens 10 km lang sein. Zu teuer.

Ähnliche Probleme haben hier die Russen, die im Wostoksee bohren. Ihr Loch ist nur 4 km lang, aber da die Schwerkraft auf der Erde höher ist, ist auch der Druck höher, bis zu 350 atm am Boden des Eises. Sie verwenden keine Struktur, um das Loch zu warten, sie schmelzen einfach das gesamte Eis, das eindringt, mit einer Mischung aus Kerosin, Freon und Frostschutzmittel und pumpen es dann heraus.

Diese Lösung ist für Europa etwas schwieriger. Der Wostok-See selbst hat etwa -3 ° C, während die Oberflächentemperaturen bis zu -89 ° C betragen können (übrigens der kälteste Ort der Erde). Allerdings bohren sie nicht im Winter, also entsprechen −20 bis −50 °C eher dem, was das Bohrteam an der Oberfläche sieht. Die Oberflächentemperatur von Europas Oberfläche beträgt –160 °C, aber der flüssige Ozean wäre wärmer als Wostok, basierend auf dem Phasendiagramm von Wasser und einem erwarteten Druck von 12 MPa.

Welche Art von Technik wäre erforderlich, um das Bohrloch offen zu halten, vorausgesetzt, meine Kolonisten wollen einen Aufzug zur Oberfläche.

Nachdem das Bohren abgeschlossen ist, wird das Loch offen gehalten, indem eine Frostschutzlösung um die Ränder gepumpt wird, um es zu schmelzen. Das Frostschutzmittel interagiert mit dem Eis und senkt seinen Gefrierpunkt unter die Temperatur des Eises. Die Geschwindigkeit des Eiseinbruchs ist relativ gering, aber da der Schacht groß ist, ist die zu entfernende Eismenge groß. Unter der Annahme, dass durchschnittlich 2,5 cm Eis entlang der gesamten 10 km langen Länge des Schachts vordringen, und bei einem Bohrloch mit einem Radius von 4 m 12600 m$^3$Eis muss jeden Tag entfernt werden, oder 12 Millionen Tonnen davon. Glücklicherweise, indem man das Eis mit Frostschutzmittel schmilzt und es durch die Schwerkraft zum Boden des Lochs fließen lässt, beträgt die Durchflussrate 0,14$\frac{\text{m}^3}{\text{s}}$ist nicht unrealistisch. Das würde 4 3 -Zoll-Standard-Feuerwehrschläuche erfordern und ist etwa 50 % mehr, als Sie aus einem einzelnen Hydranten herausholen können .

Die größte technische Herausforderung besteht darin, das Eis zu entfernen, das in der oberen Hälfte der Eisdecke zusammenbricht, wo die Temperaturen näher bei −160 °C als bei Null liegen. Bei diesen Temperaturen funktioniert kein Frostschutzmittel; Autofrostschutz gefriert bei -40 °C und Alkohol bei -110 °C. Das Frostschutzmittel selbst gefriert. Eine Art Heizsystem wird benötigt. Es wäre viel effektiver, das Bohrloch nach dem Ausheben von unten zu warten, da dies die wärmere Seite des Eises ist und da die Schwerkraft geschmolzenes Eis in die wärmeren Regionen ziehen wird, ohne dass gepumpt werden muss. Sie müssen nur Frostschutzmittel und nicht auch geschmolzenes Eis pumpen.

Sie müssen also im Grunde Ihre erhitzte Frostschutzlösung von der Basis der Eisdecke nach oben pumpen und sie am Boden zurückgewinnen, das Frostschutzmittel zur Wiederverwendung abtrennen und vermutlich das Wasser / Eis in den Ozean leiten.

Das Aufpumpen ist aufgrund der Abschaltdruckgrenzen für Kreiselpumpen ein großes Problem. Ich habe die Mathematik als überflüssig gelöscht, da dieser Beitrag schon ewig lang ist, aber es genügt zu sagen, dass eine Zentrifugalpumpe, die gut zum Pumpen hoher Volumina geeignet ist, nicht den Druck bekommt, den Sie benötigen. Allerdings kann jeder gute Hochdruckreiniger den benötigten Druck (3000 psi = 204 atm) erreichen, und sie tun dies mit Verdrängerpumpen. Sie benötigen also einige enorme Verdrängerpumpen; Die Durchflussrate muss relativ hoch sein, sonst kühlt Ihr erhitztes Frostschutzmittel ab und gefriert, bevor es den Dienst erreicht. Keine unmögliche technische Herausforderung, da ich sie gesehen habe. Wenn Sie 200 gpm von 3000 psi Hubkolben-Verdrängerpumpen wollen, benötigen Sie ungefähr 400 kW elektrische Leistung, basierend auf den Pumpen, die ich gesehen habe.

Das bringt uns also dazu, sowohl a.) genug Wärme zu erzeugen, um ein 10 km langes Loch aufzutauen, als auch b.) genug Strom, um eine elektrische Last von 400 kW für immer zu betreiben; Als Referenz sieht so ein 100-kW-Dieselgenerator aus und c.) verbraucht nicht eine Tonne Kraftstoff. Die Lösung mit der heutigen Technologie ist ein Kernreaktor. Glücklicherweise haben sie sie bereits in U-Booten, so dass es nicht zu viel verlangt ist, den Druckkörper zu vergrößern, um höheren Druck auszuhalten, und einen am Boden des Eises zu installieren, um das Loch offen zu halten. Denken Sie jedoch daran, dass Sie es nicht 10 km unter dem Eis zusammenbauen können, also muss das Loch groß genug sein, um das Ding überhaupt dorthin zu bringen. Außerdem müssen Sie es alle 10–15 Jahre ersetzen, wenn der Kraftstoff ausgeht.

Abschließend

Die meisten Menschen würden dauerhaft in Lebensräumen leben, die einige Meter ins Eis gegraben wurden. Dies würde viel Raum für Expansion geben, indem mehr Gehege in das Eis gegraben werden, ohne in Hochdruckgebiete gehen zu müssen, und auch die Kolonisten in der Nähe der Außenwelt halten.

Das Loch müsste erheblich sein. In das Loch müsste ein U-Boot-artiger Druckkörper mit Reaktor eingesetzt werden. Da das kleinste Atom-U-Boot jedoch einen Druckkörper von etwa 4 m Durchmesser hatte, muss die Größe nicht unangemessen groß sein. Vielleicht ein 7-m-Loch und ein 6-m-Druckkörper mit Kernreaktor und Eisschmelzanlage. Dies könnte ferngesteuert werden, es ist keine Bedrohung für das menschliche Leben, wenn sich das Loch schließt, wenn sich keine Menschen unter dem Loch befinden. Das Schlimmste, was Sie tun müssen, ist, das Loch neu zu bohren.

Tatsächlich gehe ich überhaupt nicht davon aus, dass Menschen das Loch hinuntergehen, zu gefährlich. Nur ein paar Bau-Bots, um deinen Eisschmelzer zu installieren, und ein paar U-Boot-Bots, die du erkunden kannst. Vielleicht ein Alvin für die Erkundung, aber Sie würden niemals versuchen wollen, bei 12 MPa anzudocken und Leute an den eisschmelzenden Rumpf zu bringen.

Beim Bohren/Schmelzen eines Lochs in einer so kalten Umgebung ist ein wichtiger Faktor die Zeit, die benötigt wird, bis sich neue Eisschichten bilden. Der Prozess sollte also so schnell wie möglich ablaufen, oder wir könnten Wege finden, um zu verhindern, dass sich Eisschilde in einem lokalisierten Gebiet bilden.

Eis bildet sich, wenn sich die Wassermoleküle aufgrund geringer Energie langsam bewegen und es für sie einfacher ist, sich durch gemeinsame Elektronen zu verbinden. Bei Zugabe von Salz ordnen sich Salzmoleküle wie kleine Zäune um die Wassermoleküle und verhindern, dass sich die Wassermoleküle verhaken. Aber wenn es kalt genug wird, etwa 28,5 Grad Fahrenheit oder -2 Grad Celsius, gefriert auch das Meerwasser.

Quelle : http://quatr.us/chemistry/atoms/ice.htm

Wenn wir also in der Lage sind, Nanostrukturen zu bauen, die Wassermoleküle daran hindern können, sich leicht zu verhaken, während sie in diesem bestimmten Bereich lokalisiert bleiben und nach einiger Zeit leicht abbaubar sind. Dann müssen wir nur das Nanomaterial einsetzen und warten, ohne uns Gedanken über eine Kontamination der fremden Umgebung machen zu müssen. In diesem Bereich wurden einige Untersuchungen durchgeführt

Es gab Berichte über Kryovulkane und Wassereisgeysire aus Europa, die höchstwahrscheinlich durch Risse im Eis aufgrund von Gezeitenkräften verursacht wurden.

Anstatt zu versuchen, durch das Eis zu bohren, scheint es am einfachsten zu sein, zu warten, bis sich natürliche Spalten oder andere Öffnungen bilden, und sich dann durch sie hindurchzubewegen. Auch wenn sie von Natur aus nicht breit genug sind, würden sie einen Ausgangspunkt bieten, um das Bohren zu unterstützen, und der Wasserfluss würde gebohrtes Eis wegtragen.

Natürlich wäre dies riskant, denn wenn die Spalte anfangen würde, sich zu schließen, wären die beteiligten Kräfte immens, aber das ist eine Gefahr, der jeder Versuch ausgesetzt ist, die Kruste zu durchdringen. Höchstwahrscheinlich würden wir unbemannte Fahrzeuge durchschicken, in diesem Fall könnten sie klein gemacht und einfach direkt durch die Spalten und Kryovulkane eingeführt werden, ohne dass überhaupt gebohrt werden müsste. Eine Art Schwarmsystem, bei dem Mitglieder des Schwarms in Intervallen anhalten, um als Kommunikationsrelais zu fungieren, wäre sinnvoll.

Eine Sache, die die anderen Antworten übersehen haben, ist die Notwendigkeit, so schnell wie möglich unter das Eis zu gelangen. Die immensen Strahlungsfelder um Jupiter machen dies zwingend erforderlich, da Menschen und ungeschützte elektronische Geräte in relativ kurzer Zeit einer tödlichen Strahlungsdosis ausgesetzt werden. Hohe Geschwindigkeit ist unerlässlich.

Da das Eis aufgrund der direkten Einwirkung des Weltraums und der schnell abstrahlenden Wärmeenergie an der Oberfläche so hart wie Stein sein wird, gibt es einige Möglichkeiten. Diese Technik verwendet Hochgeschwindigkeitsgeschosse, die durch ein Rohr abgefeuert werden, um die Abbaufläche mit Geschwindigkeiten zu treffen, die in Kilometern pro Sekunde gemessen werden. Diese Art von Energie würde Felsen zerschmettern. Im Falle von Eis würde es das Eis zerbrechen und möglicherweise die Wände der Röhre schmelzen, wodurch eine spontane glatte Oberfläche geschaffen würde, um die eigentlichen Tunnelwände abzulegen (zur Isolierung und zur Einsparung von Material, ein geschäumtes Material aus importierten Silikatgesteinen). ein weiterer Jupitermond sollte ausreichen).

Ram-Beschleuniger-Schema

Das Eis auf diese Weise zu hämmern hat den Nachteil, dass große Bereiche mit gebrochenem Eis strahlenförmig von der Tunnelaußenseite weggehen. Dieses gebrochene Eis kann schließlich durch statischen Druck und die Wirkung der Jupiter-Gezeiten wieder zusammenfließen, aber das ist sowohl langfristig als auch hat nicht die Art von Qualitätskontrolle, die technische Lösungen haben.

Wenn die Raumschiffe und Lander über Fusions- oder Nuklearantriebe verfügen, könnte alternativ die Kraft des Abgases genutzt werden, um das Eis schnell zu durchschmelzen. Der Plasmastrahl wird schnell durch das Eis schmelzen, und ein Problem wäre das Ablassen von Dampfwolken, die durch den Prozess freigesetzt werden, oder der Schutz der ausgebauten Triebwerksbaugruppe, während sie durch das Eis schneidet. Konzeptionell könnte der Motor in einem Gelenkrahmen gehalten werden, der die Seiten des Tunnels greift und die Abgasfahne in die gewünschte Richtung lenken kann. Nachdem das Eis geschmolzen und der Dampf abgezogen ist, kann der Rahmen durch Bewegen der Stützbeine „begangen“ werden, während eine „Fertigstellungsmaschine“ folgt und den Tunnel auskleidet. Diese Methode ermöglicht es dem Gerät auch, größere Kammern in das Eis zu schnitzen, sobald eine ausreichende Tiefe für den Strahlenschutz erreicht wurde.

Wenn ein kleiner Plasmaschneider schnell durch Stahl schnitzen kann, sollte Eis kein Problem sein

Während es auch ein Problem mit Rissen geben wird, die vom Tunnel oder der Öffnung wegstrahlen, sollte die Wärmeenergie in der Lage sein, eine relativ dicke Wand aus frischem Eis zu schaffen, die Unterstützung bietet, bis die Ingenieure den Bereich mit „Felsbolzen“ stabilisieren und heiß injizieren können Wasser wie Mörtel zum Füllen und Abdichten von Rissen (etwas wie eine riesige Zamboni-Maschine, die zur Vorbereitung von Eisflächen in Arenen verwendet wird) und installierte Liner.

Um den Tunnel vor Schäden durch Wärmeaustritt aus der Basis zu schützen, die Basis vor der intensiven Kälte zu isolieren und die Basis vor der unvermeidlichen Bewegung des Eises zu schützen, glaube ich, dass die beste Lösung eine Innenauskleidung mit Trennung zwischen den beiden wäre Eiswände und der bemannte Teil der Basis, wie eine Isolierflasche.

Mehrere dieser Ideen könnten in Verbindung miteinander verwendet werden. Der Ram-Beschleuniger könnte verwendet werden, um Pilotlöcher für den demontierten Fusionsmotor zu bohren, um die Abgasfahne zu lenken. Zusätzliche Löcher könnten parallel gebohrt werden, damit bei Verwendung der Hauptdüse Dampf durch Risse im Eis in die parallelen Tunnel strömen und entweichen kann, wodurch die Fahrplattform vor der Arbeit in einem Dampfbad geschützt wird. Sogar das Schmelzwasser konnte in Formen gepumpt und erneut gefroren werden, um Ziegel aus reinem Eis herzustellen, frei von eingeschlossenen Gasen und ohne innere Fehler oder Risse. Diese Eissteine ​​können dann verwendet werden, um die anfängliche Auskleidung des Tunnels zu erstellen, ähnlich wie ein Tonnengewölbe, außer dass es vollständig kreisförmig ist.

Bohren ist eine relativ bekannte Technologie. Der Unterschied hier ist, dass Sie tief und schnell bohren müssen, um in angemessener Zeit bewohnbare Strukturen zu schaffen.