Марсиане

Сол 409

Запись в журнале – Сол 409

Тут могут быть проблемы.

Мы начали "Сириус 7" с более-менее такой же загрузкой "Виннибаго", какая была бы при финальной поездке:

РОВЕР 2 (пустой, с дополнительными водородными ячейками) – 3,7 тонны

ТРЕЙЛЕР ДРУЖБА (пустой) – 14,5 тонн

ЕДА (запас на 110 дней) – 0,65 тонн

УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА (груз камней эквивалентной массы) – 4,5 тонны

СПАРКЛ-ДВИГАТЕЛЬ (плюс 7 батарей для его питания) – 0,5 тонны

ПРОЧИЕ МАГИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ – 0,84 тонны

ДВИГАТЕЛИ ОРИЕНТАЦИИ С “ДРУЖБЫ” – 0,12 тонн

ИНСТРУМЕНТЫ, РАЗНЫЙ ЛОМ, БАЛЛОНЫ ДЛЯ СКАФАНДРОВ И МВМ, И Т.Д. – 0,5 тонны

ЭКИПАЖ, КОСМИЧЕСКИЕ СКАФАНДРЫ И ЛИЧНОЕ ИМУЩЕСТВО – 0,7 тонны

14 СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ (НЕ СЧИТАЯ ТЕХ, ЧТО УСТАНОВЛЕНЫ НА ТРЕЙЛЕР) – 0,1 ТОННА

ОБЩАЯ РАСЧЁТНАЯ МАССА: 26,11 ТОННЫ

Если совсем точно, общая масса трейлера с загрузкой составляет чуть более семнадцати тонн, а остальной вес лежит на Ровере-2.

Эта нагрузка приводилась в движение десятью колёсами, восемь из которых приводятся в движение, а у двух было отключено сцепление, чтобы они могли свободно крутиться. (Все колёса ровера имеют свои собственные встроенные электродвигатели, расходующие примерно 50 ватт-часов на километр хода при нормальной нагрузке. Но сейчас вес более чем вдвое превышает нормальную нагрузку, при этом ровер 2 почти достиг максимальной аварийной нагрузки, а трейлер не слишком далёк от этого.) Две роверные батареи и четыре водородных накопителя Дома добавляют до 54 пиратов-ниндзя для питания всего этого.

Потерпите чуть-чуть. Я расписываю всё это, чтобы легче было думать.

Мы немного опоздали, поэтому солнце уже взошло, когда мы начали движение. Мы ехали около трёх часов, пока показания батареи не достигли 10% оставшегося заряда. (Компьютер ровера умный и может обнаруживать дополнительные нештатные накопители энергии и отслеживать уровень их заряда. Это хорошо, по причинам, которые станут очевидны через мгновение). Это дало нам 69,66 километров от Дома. Всё хорошо, так ведь?

Мы остановились, выгрузили 14 дополнительных солнечных панелей из их упаковки на втором ровере и подключили их для перезарядки системы. При ясном небе каждая панель обеспечивает 120 Вт при пиковой мощности. Всё ещё покрытое перистыми облаками небо немного снизило эту цифру, но с сорока двумя из пятидесяти четырех панелей Дома, едущих с нами, мы решили, что мощности у нас с запасом. Кроме того, у нас есть 100 Вт, предоставляемые РИТЭГом, что не так много, но зато круглосуточно и без выходных.

Так что мы удалились в трейлер на остаток дня, постепенно собираясь на палубе бытового отсека, когда солнце стало садиться и на мостике начало становиться некомфортно. Я установил будильник на время, когда только-только начнёт светать – примерно за час до рассвета, – ожидая, что встану и обнаружу систему с полным зарядом и мы легко вернёмся назад в Дом, тем же путём, каким пришли.

Хорошая теория. Жаль, что вышло не совсем так.

Мы встали, когда сработал мой будильник. Я оделся, вышел наружу, собрал солнечные батареи в предрассветных сумерках Марса и сел во второй ровер, чтобы ехать домой. И вот тогда я обнаружил, что аккумуляторы заряжены только на 70%.

Помните, вчера потребовалось 90% батарей, чтобы проехать 70 километров. А поскольку 70% – это меньше 90%, мы определённо сегодня эти 70 километров проехать не сможем. Но, поскольку это был тест, мы всё равно решили продолжать его до конца. Раз 90% дали нам 70 километров, то 60% должны дать две трети, верно? 46 и ещё две трети километра, без проблем, да?

А вот и нет. Едва набралось 40 километров. И вот где мы сейчас находимся, когда я это пишу – в тридцати километрах от Дома и временно вне контакта с Землёй.

У меня много вопросов, на которые мне нужно найти ответы. Куда делся мой заряд? Почему качество моего вождения на 14% ниже во второй день? И, если я найду ответы, что я могу с этим сделать?

Я точно знаю одно: 40 километров в день для нас совершенно не годятся. Это более восьмидесяти дней – мы потеряем больше половины нашего резерва времени для модификации МВМ.

Итак, сегодня чтение отменяется. И D&D тоже не будет. Все мы устроили математический мозговой штурм для решения этой проблемы. Я держу этот журнал открытым и использую его… ну, как что-то вроде протокола собрания. Если у нас появятся хорошие идеи, это поможет нам их вспомнить.

Итак, двигаемся дальше.

Драгонфлай спрашивает, сколько энергии вырабатывает каждый солнечный элемент. На Земле, с ее почти круговой орбитой, солнечный свет даёт около 1400 Вт тепловой энергии на квадратный метр поверхности. Марс намного дальше, и его орбита намного более эллиптическая. Чистая солнечная энергия колеблется от пятисот до семисот Вт на квадратный метр. Солнечные элементы превращают эту энергию в электричество, которое мы можем использовать, с коэффициентом полезного действия 10,2%. Это означает, что в ясный день каждая двухметровая солнечная панель должна иметь пиковую мощность около 120 Вт.

Естественно, в последнее время у нас не бывает ясных дней. Хоть перистые облака и пропускают большую часть солнечного света, но далеко не весь. Кроме того, лето северного полушария почти идеально совпадает с марсианским афелием – это самая дальняя точка от солнца на орбите. Хоть Марс постепенно и приближается к Солнцу, но это полушарие начинает отклоняться от Солнца, по мере того как мы приближаемся к равноденствию, так что это что-то вроде переливания из пустого в порожнее с точки зрения получения энергии.

Файрбол обращает наше внимание, что оценки не совпадают с реальными испытаниями. Хорошо, значит нужно сделать следующее: подключить один из измерителей мощности из моего набора инструментов к солнечной панели и понаблюдать за её работой. Это даст нам точное измерение.

Старлайт Глиммер сделала кое-какие математические расчёты и выяснила, что при условии двенадцатичасового солнечного света наши сорок две солнечные панели должны производить в общей сложности 60 480 ватт-часов, что более чем достаточно для зарядки батарей без всякого РИТЭГа. Хорошая мысль, за исключением того, что 14 солнечных панелей не работают, пока мы движемся. И мы не можем начать движение до тех пор, пока сумерки не станут достаточно светлыми, чтобы пони могли видеть хоть что-то за границей, освещаемой фонарями на их скафандрах, поэтому некоторое время перезарядки в течение дня будет в любом случае потеряно для вождения.

Файрбол спрашивает: не означает ли это, что батареи заряжаются от двадцати восьми солнечных панелей на "Дружбе", пока мы едем? Хороший вопрос… если подумать, чертовски хороший вопрос. Давайте на секунду задумаемся об этом.

После восхода солнца требуется по крайней мере полчаса, чтобы солнце оказалось достаточно высоко над горизонтом и солнечные элементы начали выдавать приличный ток. А до этого угол слишком мал, и панели улавливают больше фотонов отраженных в атмосфере, чем от солнца. Но после этого ток достаточно близок к пиковому значению и мало меняется. А вчера – и в предыдущем тесте на мощность, если подумать – мы начали движение в этот момент или даже после него. Это означает, что в дополнение к тому, что мы сжигали из запаса батареи, мы также использовали 100 Вт от РИТЭГа и до 3360 Вт от солнечных элементов каждый час. Через три часа это может составить порядка 10 380 ватт-часов.

Кажется, мы только что нашли причину этого четырнадцатипроцентного снижения эффективности. То есть, мы не теряли никакой эффективности – мы просто сжигали больше энергии, чем думали.

Этим утром мы выдвинулись задолго до рассвета, и заряда хватило чуть менее чем на два часа движения. Солнечные элементы производили незначительное количество тока в течение примерно двух третей нашего времени в пути, так что мы не получили от них никакой выгоды.

Делаем расчёты снова. При нормальной нагрузке двигатели колес ровера рассчитаны на 50 ватт на километр на колесо или (при работе восьми ведущих колес) – 400 ватт на километр. Но больший вес требует больше энергии. Вчерашняя производительность составила (как я думал) 69 километров на 49,6 пиратов-ниндзя или, в круглых цифрах, около 720 ватт-часов на километр. Но оказывается, что мы были ближе к 60 пиратам-ниндзя или примерно 870 ватт-часам на километр.

Потребление энергии более чем вдвое превышает номинальное потребление, правда, при более чем вдвое большей массе. Есть много причин, по которым это могло бы быть по-другому: отсутствие сопротивления воздуха, сопротивление качения, гравитация Марса, всякая другая фигня – поэтому я никак не удосужился выполнить этот расчёт раньше. Но…

…870 ватт-часов на километр да умножить на 70 километров требуют… 60 900 ватт-часов – назовём это 61 пират-ниндзя. Мы можем хранить только 54 пирата-ниндзя за один раз, а за весь цикл перезарядки мы получаем не более 60,5 пиратов-ниндзя в сол. Это не жизнеспособно. Либо мы находим способ использовать меньше энергии в движении, либо мы принимаем максимальную расчётную дальность (50 пиратов-ниндзя делить на 0,87 пирата-ниндзя за километр) 57 километров в день.

Самое очевидное решение – облегчить нагрузку. Проблема в том, что это невозможно. Корабль разобрали до абсолютного минимума. Нам нужны все магические батареи для разного рода экстренных случаев и для магических пайков, чтобы Драгонфлай не залезла обратно в кокон, чтобы подзаряжать гигантские батареи к дню запуска и так далее. Нам нужно придумать что-то другое.

В любом случае, в следующий раз, когда мы будем проводить генеральную репетицию, мы поедем без подключенных к электрической системе солнечных батарей, и будем ехать до тех пор, пока не закончится дневной заряд. Это даст нам более точное представление о том, какой ежедневный пробег мы можем получить, не внося никаких изменений.

Но, так или иначе, вчера у нас было девять хороших часов солнечной зарядки со всеми солнечными батареями. Допустим, облака отбирают десять процентов от их максимальной производительности – это не должно быть так много, но давайте учтём это. Это должно было вернуть нам почти 41 пирата-ниндзя в аккумулятор, плюс пять пиратов-ниндзя, что уже были в запасе. И во время нашего сна, когда даже компьютеры выключены, РИТЭГ должен добавить ещё что-то близкое к одному пирату-ниндзя. Когда я проснулся сегодня утром, в системе должно было быть 46,500 ватт-часов. Вместо этого у нас было всего 37,500.

Где-то на Марсе есть похититель электричества, и он уже украл у нас девять пиратов-ниндзя.

Черри Берри опережает меня с предложением: составить список всего, абсолютно всего, что потребляет электричество.

Хорошо. Во-первых, это компьютер ровера и пять ноутбуков Дома, которые мы берём с собой для поддержания морального духа. Если все шесть работают одновременно, они потребляют в общей сложности 90 ватт, больше или меньше.

Устройство жизнеобеспечения ровера с вентиляторами циркуляции воздуха и пробоотборником потребляет в среднем 20 ватт.

Две световые полосы из Дома для освещения на корабле; по 20 ватт каждая.

Радиосистема ровера; около десяти ватт. Она позволяет нам отслеживать маяк Дома, когда мы находимся в двадцати пяти километрах от Дома или (в конце нашего пути) от МВМ. Это была идея НАСА, и она отличная. Скиапарелли – один из самых больших кратеров на Марсе, и МВМ не так уж велик в геологическом отношении.

Микроволновка. Или, как я её буду называть, убийца пиратов-ниндзя. 1200 ватт! Мы готовили в ней нашу картошку, но за один раз в неё помещается всего три или четыре картофелины. И приготовление в микроволновке сырого картофеля до, как мы это со смехом называем, съедобного состояния, занимает чертовски много времени по сравнению с разогревом уже приготовленной еды. Вчера мы с тремя пони съели вместе 30 картошек, приготовленных Убийцей. Полагаю, за это время она сожрала не меньше двух пиратов-ниндзя.

Кто-нибудь ещё может что-нибудь предложить? Нет. Значит всё.

Итак, сегодня вечером мы отключим всё, кроме жизнеобеспечения и компьютера ровера. Это примерно 35 ватт, что означает, что РИТЭГ должен перезаряжать аккумуляторную систему со скоростью 65 ватт*час даже в абсолютной темноте. Если будет не так, то мы узнаем, что что-то упустили.

Итак, резюмируем:

Сегодня вечером отключаем всё барахло, проверяем наличие похитителей электричества.

Завтра – возвращаемся в Дом, перезапускаем его. (Сейчас там всё отключено, за исключением "Патфайндера", потому что у Дома в настоящее время осталось только шесть солнечных панелей). Сообщаем НАСА о наших результатах и ​​планах.

Двумя солами позже, после-послезавтра – вторая генеральная репетиция. Поездка без солнечных батарей.

После этого: хрен его знает.

Заседание приостанавливается.