Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Diskuse > XForum

Fórum
Nejste přihlášen

< Předchozí téma   Další téma ><<  1    2    3    4  >>
Téma: Reaktory a jádro v kosmu ...
04.2.2004 - 08:56 - 
Založil jsme na téma reaktorů nové vlákno. Nalezl jsem tento web http://physics.muni.cz/~blazkova/uvod1.htm , kde je docela pěkně popsána JE i s novými aperspektivními typy reaktorů. Ale o reaktoru na tekuté kovy jsem se nedočetl.
Jinak já jsem slyšel o velmi zajímavém principu využití jaderné energie. Jak známo, jaderné štěpení startuje při správném poměru hnotnosti paliva, teploty a tlaku. A z této myšlenky vycházela ideová studie nové koncepce, kterou jsem zaslechl při nějakých cvikách na vejšce (takže nemám zdroj pro ověření). Jde o to, že pokud se podaří vstřelit mikorgranuli jaderného paliva doprostřed plazmového výboje (tam je ohormný tlak a hlavně také teplota) dojde k okamžitému uvolnění kvanta energie obsažené právě v této mikro granuli. No a pokud by kolem bylo elektrochemické palivo (můj dovětek), tak máme docela slušný a perfektně regulovatelný a vysoce účinný jaderný pohon pro družice ...
Takže co Vy na to? Máte nějaké další info o jaderných pohonech? Co bylo vymyšleno Rusy a Amíky v době studené války?
Véna
 
04.2.2004 - 10:52 - 
Chci jen připomenout, že kvalitu reaktivního pohonu je možno odhadovat poměrem P/m, tedy poměrem výkonu [W] a hmotnosti samotného pohonu [kg] (včetně pohonných látek!). Závisí to tedy i na Isp pohonu, protože podle toho se mění potřeba pohonných látek.

Například u iontového pohonu pro pilotovaný let k Marsu je možno odhadnout toto:
- potřebné delta V alespoň 15000 m/s (15 km/s), to by mělo stačit i ke zkrácení doby přeletu
- potřebné zrychlení alespoň 0.001 m/s (1 mm/s), abychom stihli to delta V dosáhnout
- Isp alespoň 30000 Ns/kg (spotřeba pohonné látky pak nepřekročí 40% celkové hmotnosti plavidla)
- na každý kg hmotnosti (plavidla) potřebujeme cca 0.001 N tahu a při daném Isp tedy cca 30 W výkonu (čistého elektrického výkonu, nikoliv tepelného)
- podle toho, jaký poměr hmotnosti pohonu a užitečného zatížení dovolíme (cca od 50 do 80%) pak vychází potřebný poměr P/m pohonu (i s pohonnou látkou) na cca 40 až 60 W na kg
- čistý poměr P/m motoru (bez pohonné látky) by pak měl být cca 75 až 300 W na kg (motor by tvořil 10 až 40% hmotnosti plavidla)
- když to přepočítáme na reálnější hodnoty (tah 1 N), tak sestava reaktor/generátor/motor/chlazení/ovládání by měla mít čistý elektrický výkon cca 30 kW a hmotnost pod 400 kg (pohonná látka by měla 400 kg a užitečné zatížení 200 kg)
- pro 100 tunové plavidlo (a 20 tunovou loď) potřebujeme výkon cca 3 MW z motorové hmotnosti max 40 tun
- pro JIMO (delší doba letu) by asi stačilo zrychlení o řád nižší a proto i parametry pohonu mohou být o řád horší
- pokud bychom ale naopak chtěli dosáhnout většího podílu užitečného zatížení na celkové hmotnosti plavidla, potřebujeme parametry pohonu lepší

Nejsem v tuto chvíli schopen odhadnout, nakolik jsou požadované parametry pohonu realizovatelné, ale na první pohled mi to zatím připadá snad uskutečnitelné, i když ne úplně jednoduché (jaderná elektrárna o [elektrickém!] výkonu řádově 10 MW při hmotnosti řádově pod 100 tun včetně radiačního chlazení).

Pro JIMO mi z těchto odhadů vychází, že řádově stačí něco jako 2 tuny užitečné zatížení, 2 tuny pohonné látky a 2 tuny motor se zdrojem a chlazením (tah cca 1 N, elektrický výkon cca 30 kW). Uvidím nakolik se to bude blížit dosažené skutečnosti :-)

P.S.: Dotaz na Vénu: Co je myšleno pojmem "elektrochemické palivo"?
[Upraveno 07.2.2004 poslal ales]
 
04.2.2004 - 11:05 - 
Elektrochemické palivo - tím jsem myslel látku, která bude schopna absorbovat teplo uvolněné reakcí a vyvinout plyn, který bude sloužit pro vlastní urychlení lodi. To elektrochemické mi tam zůstalo vzhledem k popletení spousty pojmů, které mi putovaly hlavou - chtěl jsem tím udělat odkazna elektrotermální pohony ... a nepovedlo se ...
Jinak jsem lovil na netu a tady je další odkaz na ruské stránky o jejich kosmických reaktorech http://www.rssi.ru/IPPE/General/spacer.html " target=_blank> http://www.rssi.ru/IPPE/General/spacer.html .
Mluví tam o dvou typek Bouk a Topaz. Bouk je termoelektrický (čili klasický pasivní). Topaz je pak je termoionizační - čili přímá přeměna na el. energii. Dokonce tvrdí, že jej 2x zkoušeli i v kosmu na satelitech COMSOS.
Tvrdí, že pokud bude chlazení řešeno NaK nebo Lithiem, pak jsou takto schopni zkronstruovat zdroje 500 - 1000kW (hmotnost neuvádí).
Na stránkách jsem nenašel žádné údaje o váze atd. ale zkusím jim napsat, ačkoliv nečekám, že mi odpoví
V.
 
04.2.2004 - 11:24 - 
Problém je v tom že to nechce plazmu ale nějaký zdroj rychlých neutronu (Reakce musí být řízená) buď aktivně-zdroj neutronu. nebo pasivně-reg.tyče)

Dnes se většinou používá absorbce pomocí reg. tyčí, Jediný případ aktívního zdroje u jaderné elektrárny je francouzký fenix (již odstavený) sloužil na spalování vyhořelého paliva z klasických jad. elektráren.

 
04.2.2004 - 11:37 - 
pasivní - kritické množství paliva (neřízena rerakce) tlumí se reakce tyčema
aktivní reakce se řídí řízeným zdrojem neutronů
 
05.2.2004 - 13:23 - 
Na stránkách http://www.astronautix.com/craft/plazmaa.htm je více psáno o Topazu. Zde jsou i údaje 3,5tuny váhy (ale celého satelitu i s motory atd.) s dodávaným permanentním výkonem 10kW. Pokud udělám optimistický odhad, řekněme, váha jaderně-elektrického systému na 2,5t a řekněme, že se jim za těch 15 let povede zvětšit výkon na 20kW, pak to vychází 8W/kg.
To je tedy řádově jinde, než vychází z požadavků Aleše ...
Ale při těchto přemýšleních mě napadla jiná věc. Schválně ji se mnou posuďte. Jaderné palivo je ve většině těchto zařízení jen proto, aby ohřálo (roztavilo) nějakou směs. V případě tekutých kovů dodává jádro teplo, resp. rozpohybovává jonizovaný kov. A proč neudělat sluneční "tavnou pec", kde místo jádra bude ohřívat aktivní kov Slunce prostřednictvím konvekčních zrcadel. Pokud beru v potaz, že zde u země je to 10kW/m2, a účinnost přeměny tepelné energie na elektrickou v případě tekutých kovů stanovím na 80% pak mi stačí pro výkon 1MW plocha 125m2 - tedy řekněme 200m2 fólií tvarovaných do konvekčních zrcadel (třeba i díky nafikovacím technologiím). 125m2 je pole o velikosti 10x20m s dejme to 40 samostatně řízenými zrcadly.
Pokud budu počítat s dálkovým letem k Marsu, kde je nižší výkon Slunce 5kW, pak stačí zvětšit počet zrcadel na dvojnásobek.
Váha -> Nosná konstrukce zrcadel + zrcadla = 500 + 80*10 = 1,3 tuny.
vlastní tekutý kov s přeměnou na el. energii bude výrazně lehčí, (nebude nutné stínit jádro, atd.) dejme tomu (při porovnání s topazem) 30 tun (?) a je to ... ) Co Vy na to?
 
05.2.2004 - 14:07 - 
Tato koncepce s ohrivanim pomoci Slunce a fokusu jeho paprsku je uvazovana uz delsi dobu. Obvykle ovsem spise ve spojitosti s primym ohrevem pohonne latky - vodiku. Ten by expandoval a unikajici tryskou by vytvarel tah. Specificky impuls z hlavy nevim, ale mel by byt vyrazne vyssi oproti klasickemu chemickemu pohonu.
Uvazuje se samozrejme take o ohrevu a naslednem prevodu na el. energii.
Nicmene v obou pripadech je ticho po pesine. Ackoliv oba principy jsou az neuveritelne jednoduche a ackoliv podobne navrhy exituji uz snad 30 let, nevim o zadnem praktickem pokusu v teto oblasti. Coz dost nechapu...
(Objektivne ovsem musim podotknout, ze zmineny pohon je vhodny jen pro cesty po vnitrnich planetach. Pochopitelne za drahou Marsu, prip. Jupiteru by byl nepouzitelny.)
 
05.2.2004 - 14:11 - 
O nejakem podobnem konceptu "letajici slunecni pece" jsem cetl, ale ty odhady vychazi trochu jinak.

U Zeme je celkovy prikon ze Slunce (cele spektrum, kolmo k paprsku) cca 1350W/m^2 (solarni clanky s ucinnosti pod 30% z toho pak dostanou pod 400W elektricky) a intenzita zareni klesa s druhou mocninou vzdalenosti od zdroje, cili u Marsu dela cele spektrum cca 600W/m^2, u Jupitera uz "jen" 55W/m^2 a Neptun dostava mizerne 2W/m^2. Na Merkuru je to zhruba 8,5kW/m^2. Proto taky zadna sonda letici vyrazne za drahu Marsu nema solarni panely. Radioizotove clanky nebo maly reaktor pak vychazi jako lepsi varianta.
 
05.2.2004 - 14:13 - 
Arccos 14:07 - zeby telepatie?  
05.2.2004 - 14:14 - 
Díky za reakci, naprosto souhasím. Ale přišlo mi, že by se takhle dalo doletět k Marsu výrazně dřív a výrazně rychleji a možná i výrazně levněji. Prostě by se postavila konstrukce, na ní z jedné části zrcadla a z druhé ubikace a je to )
Takže tohle je mnou prosazovaná koncepce dobití Marsu Ale to už nepatří do tohoto tématu ...
P.S.: A ještě k té pasivní reakci a aktivní reakci. Díky za upřesnění. Já jsem nemyslel ale pasivní řízení jaderné reakce, ale tím pasivní jsem měl na mysli že tam nejsou žádné pohyblivé součásti ... V.
 
05.2.2004 - 14:20 - 
A jeste doplnek. Omlouvam se, spatne jsem si to zapamatoval, u Zeme je fakt tech 1350W/m2 a ne mnou uvadenych 10kW/m2. Ale i tak staci udelat plochu 30*40m a je to ) U Marsu pak o trosku vetsi )
A je jasne, ze dal s tim jede. Ale pro prepravu k Mesici a dal, proc ne ) V.
 
05.2.2004 - 14:21 - 
Ach jo, nez neco napisu, musim si to po sobe nejdriv prescist. Jasne ze se s tim dostanu k Mesici a Marsu, coz pro ted staci ) Tak jsem to chtel napsat  
05.2.2004 - 14:22 - 
Podrobnosti zde

http://www.spacetransportation.com/ast/presentations/4d_holm.pdf
 
05.2.2004 - 14:24 - 
Trosku jsem ted zapatral po Inetu a vyhledal Isp pro solarni termalni pohon s ohrevem kapalneho vodiku. Isp ma byt kolem 9000-10000 Ns/kg, takze celkem nic moc.
Pri prevodu na el. energii by to ale mohlo byt lepsi.
 
05.2.2004 - 14:25 - 
To Archimedes: No jo, telepatie. 
06.2.2004 - 07:27 - 
quote:
Trosku jsem ted zapatral po Inetu a vyhledal Isp pro solarni termalni pohon s ohrevem kapalneho vodiku. Isp ma byt kolem 9000-10000 Ns/kg, takze celkem nic moc.
Pri prevodu na el. energii by to ale mohlo byt lepsi.


Myslim, ze to nemuze byt vyrazne lepsi. Zrcadly se neda pracovni latka ohrat na vyssi teploty nez je teplota zdroje. To je v pripade slunce 5-6000 stupnu. Kolikpak ISp tomu odpovida pro vodik?
 
06.2.2004 - 08:21 - 
Uz to asi nebudu hledat znovu, tusim, ze ten Isp byl pro LH pri teplote kolem 2500-3500K. 
06.2.2004 - 08:51 - 
U Topazu nikde není napsáno, jakým způsobem dochází k přeměně tepla na elektřinu, takže asi nejde o klasický reaktor, ale o lepší radioizotopový generátor. Použití opravdového reaktoru bude asi dost obtížné. Reaktory chlazené tekutými kovy se používaly pro rychlou změnu výkonu, ne pro vyšší účinnost přeměny, ta je kolem 30-40 %, zbytek tepla se musí vyzářit. Tato technika však byla opuštěna kvůli nebezpečnosti, takže použití pro pilotovaný let asi nebude možné. Budoucnost bych spíš viděl v klasickém motoru ala NERVA s Isp 7-8000 N.s.kg-1. Je to mnohem jednodušší a spolehlivější řešení, motor má podstatně vyšší tah. 
06.2.2004 - 10:04 - 
Isp 7-8kNs/kg je maly. Jak uz tu odhadl Ales, s motorem o Isp 30kNs/kg bude palivo predstavovat asi 40% hmotnosti plavidla. A i to je dost.
Osobne vidim dobrou perspektivu v projektu VASIMR. Ten ma vsechny potrebne parametry. Z dnesniho pohledu skoro neuveritelne. Velice dobre (!) shrnuti vcetne navrhu cesty na Mars je zde:
http://dma.ing.uniroma1.it/users/bruno/Petro.prn.pdf
 
06.2.2004 - 10:32 - 
Oprava v současné době se již rychlých neutonu pro štěpení moc nepoužívá protože je potřeba mít velmi vysoce obohacené palivo (uran). V dnešní době se rychlé neutrony zpomalují v moderátoru (např. těžká vody) a poté se využívají ke štěpení výhodou je potřeba menšího obohacení paliva a vyšší pravděpodobnost jaderného štěpení. Příkladem je např. náš reaktor v Temelíně a Dukovanech.

Jinak si také neumím představit použití takových to kolosů ve vesmíru (nebo umím ale lodě v takových dimenzích min. 1000t ještě nejsme ochotni stavět). Takže co se týče energie z jádra asi zůstane u zdrojů elektřiny přirozeným radioaktivním rozpadem.
 
06.2.2004 - 10:38 - 
Spíše bych se zeptal na jiný princip asi každý četl Setkání s Rámou od A.C. Clarke.. Asi víte že loď čerpala energii ze slunce.

Ať už používala termojadernou reakci nebo ne. Ale mám nápad co takhle u klasické loďi vytvořit mag. past (samozřejmě supravodivou ve vesmíru méně náročné než na zemi. A do té mag. pasti uzavřít plazmu o vysoké hustotě a teplotě. A z ní poté čerpat potřebnou tepelnou nebo elektrickou energii.

Asi by to fungovalo teď jde jen o množství energie v té plazmě uzavřené

Paradox je že díky vakuu by šlo mít tu past otevřenou (možná není to 100% vakuum hlavně při planetách (nízký orbit).

 
06.2.2004 - 11:17 - 
Magneticka past neni ve vesmiru o nic jednodussi nez na zemi. Jen mame zdarma k dispozici vakuum Ale zadna magneticka past neni dokonala, castice postupne utikaji a pokud by to byla plazma o vysoke teplote (a hustote energie), rychle by zchladlo uz pouhym vyzarovanim (proti tomu zadna magneticka past nepomuze). Plazma jako "akumulator" energie je dost nevhodna

Ale existuje projekt (uz se i zkousi v laboratori) "magneticke plachetnice". Do magnetickeho pole velkeho lehkeho supravodiveho magnetu (v podstate velkeho zavitu supravodiveho dratu) se vstrikne mala trocha (chladne) plazmy, coz magneticke pole zavitu zvetsi. Takove pole je pak prekazkou pro castice slunecniho vetru a cele to pak funguje obdobne jako slunecni plachta (jen lod netlaci fotony, ale proud nabitych castic ze Slunce).
 
06.2.2004 - 12:04 - 
Je mi naprosto jasné že se energie vyzáří jenže jsem uvažoval že v klidu se bude energie neustále doplňovat z externího zdroje. A při chodu se vyzářená energie využije na pohon jiný způsob přenosu energie stejně není možný. (no je urychlovat část plazmy stejně jako u iontového pohonu.)

Neexistují náhodou zrcadla ať už elektromag. nebo klas. jež by velkou část energie opět dokázaly navracet do středu plazmy.

Mimochodem tokamak také pracuje na principu elmag. pasti.


Dokáže někdo odhadnout kolik energie dokážeme v dnešní době do takové pasti uzavřít.

Řekněme past o průměru 1-2m.
 
06.2.2004 - 14:31 - 
To arccos: Isp 7-8 kNskg je možná málo proti iontovým motorům, ale proti 4,4 kNskg u LOX a LH je to výrazný pokrok. Počítal jsem let k Marsu pro LOX a LH2 při startu od Země a N2O4 a UDMH pro let zpátky a stačí provádět dvojité starty STS-C. Habitat, zásoby a návratový modul poslat předem. Takže i NERVA by pomohla. 
06.2.2004 - 20:34 - 
Asi bych se klonil k tomu co napsal Ervé. Pilotovaný let k Marsu by byl asi schůdný jedině s nějakým pohonem typu NERVA. Je sice pravda, že Isp nic moc, ale jde také o to jaký dokáže raketový motor vyvinout tah a tím pádem, za jakou dobu dosáhnu požadovaného delta V, což ovlivní dobu letu k Marsu. Ta by podle mě neměla přesáhnout dobu 3 až 4 měsíce, aby posádka byla jak fyzicky, tak i psychicky na tom tak dobře, aby byla schopna na Marsu vůbec něco dělat. Z toho mi vychází, že iontové motory apod., které mají tah velice malý jsou pro pilotovaný let nepoužitelné. U nepilotovaných sond je jedno, jestli k cílové planetě poletí jeden rok nebo deset let, jak např. Smart-1, který se k Měsíci bude ploužit dva roky, ale případě člověka, jeto tohle nezanedbatelné. Další problém je ten, že vzhledem k délce letu je potřeba zajistit posádce dostatečný komfort, aby každý člen posádky měl i své soukromí. Je tedy potřeba počítat s obytným prostorem srovnatelným nebo větším, jako je v STS, takže samotná kosmická loď nebude žádný drobeček.

Myšlenka použít jadernou energii ve vesmíru, ať již pro pohon nebo jako zdroj energie je pro mnohé asi lákavé, ale je také potřeba domyslet, co s takovou věcí udělat po skončení její životnosti. Na oběžné dráze ať již Země nebo jiné planety se to nechat nemůže.
 
06.2.2004 - 22:30 - 
Dodor: Na jednom konci derava magneticka past s "pritapenim" je prave pohon VASIMR

Uplne navraceni energie do plazmatu by vyzadovalo dokonalou past pro castice a dokonala zrcadla pro fotony (velkeho rozsahu vlnovych delek). Pro snizeni ztrat se urcite vyplati "neprostupnost" pasti a odrazivost sten plazmoveho reaktoru zvysit, ale dokonale to nikdy nebude.

Hustota energie [J/m^3] plazmatu udrzitelneho teoreticky v magnetickem poli je zhruba dana rovnici {4 000 000 * (magneticka indukce[Tesla])^2} (Benntova podminka pinche). V realu to obvykle dela nekolik procent tehle hodnoty (kvuli nestabilitam) a vzhledem k tomu, ze v rozmerech radu metru se zatim nedari pole silnejsi, nez cca 10 Tesla, bude to nekolik desitek MJ/m^3. Coz je hodne malo, klasicke chemicke palivo ma desitky GJ/m^3
 
07.2.2004 - 16:37 - 
Rád bych se zeptal, jestli někdo nemáte informace o možnostech použití technologie založené na principu Biefeld-Brownova efektu tzv. asymetrický kondenzáror. Někdy se těmto zařízením říká Lifter a měla by fungovat, jak v atmosféře i mimo ni. Některé informace jsou na adrese např. http://jnaudin.free.fr/html/2dacap.htm nebo http://jnaudin.free.fr/lifters/main.htm . Myslím že toto zařízení by potřebovalo také mnoho energie, ale žádnou pohonnou látku.  
07.2.2004 - 17:46 - 
No já se na tohle téma rozepisoval už hodně, takže jen stručně:

- nižší výkon Slunce u Marsu nevadí, protože vzhledem k menší hmotnosti Marsu nám stačí pro rozumně rychlé manévrování výrazně menší tah

- doporučuji každému zájemci o projektování letu na Mars pomocí jakéhokoliv pohonu nakreslit si např. 2D graf "energetických hladin" v gravitačním poli Země a Marsu - přičemž různý tah motoru představuje různou schopnosti stoupat po tomto grafu "do svah"; pokud je "svah" příliš prudký, musím stoupat "šikmo svahem", tzn. pohybovat se po oběžné dráze. V tomto 2D grafu bude Mars v asi 9x mělčí "jámě", než Země (Měsíc pak bude v 36x mělčí jámě - při použití lineárního měřítka, a pokud si to představuji správně...)

- stará ruská vize ze 60. let (stačí si připomenout, že nepilotované i plánované pilotované ruské lety k Měsíci se odehrávaly po zcela jiných trajektoriích, než Apollo) je ponechání planetoletu během pomalého šplání z nejhlubší "energetické studny" poblíž Země bez posádky, a posádku za ním později poslat rychlým "taxíkem" - podle mě nejde vymyslet nic lepšího pokud nebudete mít motor s dostatečně vysokým Isp a zároveň vysokým tahem, což je prakticky nemožné. Jedině takový motor je schopen rychle šplhat do "energetického svahu" "gravitační studny"
Země. Trochu to připomíná požadavek na auto, které by dokázalo do prudkého kopce akcelerovat i po přeřazení až na čtyřku - každý intuitivně cítí, že takové auto asi nebude mít zrovna malou spotřebu paliva... naopak vyslání posádky malým rychlým "taxíkem" elegantně řeší několik problémů najednou: optimalizaci zásob, rychlý průlet radiačními pásy, a celkové zkrácení doby letu.

- moje letošní vize spočívá v ponechání planetoletu na velmi vysoké dráze kolem Marsu = nemusíme s ním zbytečně sestupovat do "gravitační studny" Marsu. Takový manévr elegantně obchází nedostatek sluneční energie poblíž Marsu...

- délka jednoho přeletu Země - Mars nebo Mars - Země podle mě s klidem může být cca 200 dní; s takovými lety jsou dnes už rozsáhlé zkušenosti, a psychologické argumenty naprosto neobstojí. Pobyt na Marsu lze vnímat jako určitou "rekreaci"...

- shrnuto: nic proti jaderné energii, ale i při jejím využití se bude řešit podobná třída problémů, jako při letu pomocí sluneční energie - tzn. vhodná dráha pro pilotované těleso poháněné motorem s nízkým Isp.
A velikost planetoletu při použití motoru Nerva se už příliš neliší od potřebné velikosti při použití mnohastupňového klasického chemického pohonu - a motory Nerva s jadernými reaktory by navíc nešlo jednoduše odhazovat, na rozdíl od "vyhořelých stupňů". No, možná Američané pořád doufají, že potřebný vodík jako pracovní médium pro oprášené motory Nerva získají z měsíčního ledu snáze, než kdyby ho dopravovali ze Země...
 
07.2.2004 - 17:47 - 
sorry, zapomel jsem predchozi prispevek podepsat ;-)
 
07.2.2004 - 17:49 - 
Ještě se vrátím ke starším příspěvkům.

Tuším, že klasické "tepelné" (neelektrické) pohony jsou omezeny maximální teplotou, na kterou jsou schopny ohřát pracovní látku tak, aby to vydržela spalovací komora a tryska (tepelně i tlakově). Proto je zatím jejich reálně dosažitelné Isp maximálně někde u 10000 Ns/kg (a to se ještě musí ohřívat vodík, který se velmi špatně skladuje).

Je ovšem třeba říci, že u chemických "tepelných" pohonů nelze zatím dosáhnout Isp přes 5000 Ns/kg, protože pohonnou látkou nemůže být samotný vodík, ale vždy jen "těžší" směs (s kyslíkem). Naopak u "tepelných" pohonů s ohřevem nepocházejícím z přímo z pracovní látky (jaderné, solárně tepelné, elektricky obloukové, ...) tento externí zdroj tepla vždy zvyšuje "suchou" hmotnost motoru (oproti přímému spalování pohonné látky) a tím jejich efektivita klesá, i když mají lepší Isp. Osobně by se mi také v tomto "externím" případě líbil více ten solární ohřev (pomocí fóliových zrcadel), než jaderný (tepelný) zdroj. Určitě by to bylo pro člověka bezpečnější (radiačně).

Přesto souhlasím s tím, že proti současným 4500 Ns/kg je to významný pokrok a určitě by to pro let na Mars pomohlo, zvláště proto, že "tepelné" motory mají dostatečný tah.

Myslím si ale, že i iontové motory mohou (teoreticky) dosáhnout dostatečný tah pro pilotovaný let. Jak už jsem psal, stačí zrychlení cca 1 mm/s2, a během 3 měsíců uděláme delta V hodně přes 7000 m/s (7 km/s). To už by mělo stačit ke zkrácení doby přeletu. Dalšího zlepšení je možno dosáhnout konceptem VASIMR, kde se dá krátkodobě výrazně zvýšit tah (až na hodnoty blízké chemickým pohonům), ale samozřejmě za cenu výrazného snížení Isp (také až na hodnoty blízké chemickým pohonům). Ovšem po "rozjezdu" je u VASIMRu možno snížit tah a Isp zvednout snad až ke 100000 Ns/kg (sto tisíc Ns/kg) a ten dlouhodobě udržovat po celou dobu přeletu. Je k tomu ale třeba ten mnou zmiňovaný energetický zdroj s kvalitou cca 100 W/kg, takže pro 100 tunovou loď (plus cca 100 tunový pohon, včetně paliva, motoru, chlazení, ...) je třeba dosáhnout čistý elektrický výkon cca 10 MW. To není jednoduché, ale snad možné.

Připomínám také ještě jednou, že pro dlouhodobější mise (např. JIMO) je pro uplatnění potřebného delta V možno využít delší dobu a tedy potřebné zrychlení (a kvalita pohonu) může být cca o řád menší. Proto by pro JIMO stačil i zdroj s kvalitou cca 10 W/kg. U Země by k tomu asi stačily i solární články, u mise k Jupiteru k tomu musí být postaven jaderný zdroj alespoň s touto "kvalitou".
 
<<  1    2    3    4  >>  


Stránka byla vygenerována za 1.179096 vteřiny.