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 ...
08.2.2004 - 19:40 - 
Ono je to tak,
specifický impuls je vlastně rychlostí vyletující reakční hmoty, a protože je teplota T mírou energie, T odpovídá m.v exp2/2, z čehož vyplývá, že rychlost reakční hmoty je úměrná odmocnině z poměru teploty a hmotnosti částic reakční hmoty. Protože při kyslíkovodíkovém motoru je sice dost vysoká teplota, ale molekula zplodin, tedy voda, má relativní molekulovou hmotnost 18, což je 9x více než vodíková molekula (2), měl by motor na bázi ohřevu vodíku 3x větší specifický impuls, ovšem jen tehdy, ohřáli -li bychom jej na stejnou teplotu, jakou má plamen vodíku s kyslíkem.
Kteroužto teplotu ovšem u nukleárním reaktorem ohřívané komory trysky nedosáhneme z materiálovách důvodů- reaktor by nevydržel. Přesto je tato teplota dostatečně vysoká, aby poměr T/m byl výrazně větší než pro kyslík/vodík.
No, ale je to stále slabota.
Jakékoliv jiné nepřímé ohřevy (mikrovlnné, magnetické)jsou limitovány jednak účinností konverze při jejich získávání (z reaktoru, z fotovoltaických panelů), ale hlavně limitovány materiálem komory a trysky, které jsou nezbytné pro to, aby se kinetická energie částic mohla orientovat do jednoho směru. Totéž platí, zvolíme -li pro ohřev zrcadla, soustřeďující sluneční záření (odhlédneme -li od jejich obtížné využitelnosti při větších vzdálenostech a problémy se směrováním při změně polohy vůči slunci).
Iontové motory jsou odkázány na ušlechtilou elektrickou energii, které ve vakuu bez snadného chlazení jen tak nevyrobíme, proto jejich použití bude omezeno na manévrovací motorky a pohony sond, kde na nějakém tom roce nezáleží.
Občas zmiňované komory a trysky tvořené magnetickým polem jsou fiktivní konstrukcí, protože zaprvé neřeší zase materiálový problém -uvězněná horká látka intenzivně vyzařuje fotony, které magnetické pole nezadrží (a tím ztrácí energii) a ty ohřívají okolní materiál, tedy například ty cívky elektromagnetů, zadruhé, to, co se může v magnetické pasti zachytit, musí být plazma a ta se musí nejdříve nějak vytvořit, což je (pominu -li lehce ionizovatelné látky) také slušně energeticky náročné, vodík se slušně ionizuje teprve nad 10 000K, ale hlavně, plazma nejsou jen kladně nabitá jádra, ale taky záporně nabité elektrony, ktré se v magnetickém poli pohybují opačnám směrem než jádra a mají jako na potvoru stejnou hybnost, takže tak jednoduše, jako že uděláme v magnetické pasti na jedné straně dírku a tou půjde reakční hmota pěkně zostra ven, takže tak to právě vůbec nebude!
Jak z problému ven?
Prostor Země-Měsíc zůstane doménou klasických chemických raket. Pokud se někdo pokusí na této bázi vyslat výpravu na Mars (já se toho nedožiju), proč ne. Bude to dobrodružná výprava. Ale bude to, jak parafrázuje xChaos, "protože tam je", nebude to dobývání ani Marsu, ani Vesmíru, bude to drahá sportovní výprava.
Je nutné se obrátit do světa mikrokosmu a na bázi elementárních částic vytvořit nové formy hmoty, které nám dodají materiály budoucích pohonných nukleárních jednotek, materiály, jejichž struktura nebude závislá na nepevných jednoduchých elektronových vazbách jako nám dosud známá hmota. Teprve pak budeme moci důstojně vstoupit do tajemné komnaty kosmu.
Věřím, že je to možné. A co mezi dneškem a zítřkem ?
Je tolik jiných "vesmírů" ve světě poznání, že odklad skutečného poznávání toho s vekým V nás vůbec nemusí mrzet.
 
09.2.2004 - 09:49 - 
No o dírku by nešlo spíše jsem uvažoval o podkově s pastí ve středu jednou půlkou by šly kladné a druhou záporné. Ale i tak se past brzo zahustí neutrony. Takže jako pohon nic moc.

Spíše to měl být akumulátor energie. A pohon by byl zvlášť

Ten systém té pasti je lepší uzavřený.

Dále pak když už máme tu plazmu pokud si vzpomínám tak elektromag. záření se uvolňuje např. při přechodu elektronu z jedné hladiny na druhou nepo při opůštění obalu. Tzn. že samostatná elementární částice nevyzařuje žádné fotony. Problém bude rekombinace atomu opětné spojení el. částic v atom.


Poslední odstavec může být špatně (fyzika je již 5let za mnou)
no nic o přestávce napíši více-napadl mě jěště jedena půl způsobu baterie.
 
09.2.2004 - 09:56 - 
Když už jsme u těchto diskuzí, tak jsme tu kdysi rozebírali možnost baterie na principu supravodivé smyčky jako akumulátoru proudu. Ale nějak se nám nepovedlo dospět k hustotě energie, kterou supravodič je schopen pojmout. Chápu-li to ale správně, nemělo by to být zase více než je energie obsažená v plazmě. Je to pravda?  
09.2.2004 - 10:37 - 
Panove, musim se ostre ohradit, proti zpusobu, jakym je zde znevazovan termin "magneticka past" (resp. "magneticke zrcadlo") Jde o pohyb castic v NEHOMOGENNIM poli, kde mistem s nejsilnejsim polem projdou jen nejrychlesji castice a ty jsou pote uchlovany na ukor sveho oscilacniho pohybu (vyvolaneho tez magnetickym polem - larmorovska kruznice). Vyletaji spolecne elektrony i ionty, jen se jejich srobovice toci opacnym smerem.
Doporucuji precist nejakou literaturu. Jde udelat elektricke pole, magneticke pole, elektricke+magneticke pole, homogenni, henomogenni, ruzne zmery, intenzity, stejnosmerne, stridave, vysokofrekvencni apod. jde vytvorit vsechno mozne, ionty a elektrony muzou jit proti sobe, spolu, po kruznicich, spiralach, sroubovicich i uplne exotickych drahach.
Magneticka past neni zadna chimera, ale realna vec, ktera se ostatne ve fyzice plamatu, iontovychj svazku a treba i chlazeni atomu pouziva.


Co se tyka chlazeni sten, neni to zas takovy problem, protoze realna hustota energie uzavritelna do magneticke pasti je (za soucasneho stavu techniky) mnohonasobne mensi, nez hustota energie v chemicke trysce (viz par prispevku vyse). Plazmova komora muze mit nesrovnatelne delsi zivotnost.
 
09.2.2004 - 10:41 - 
Upřímně řečeno problémy ze statickou elmag. pastí jsou asi dost velké. A hustota částic v pasti bude zřejmě natolik malá že jako akumulační článek nic moc.

Ale když nevyšla teorie se statickou elmag. pastí co takhle dynamickou. Co takhle jako baterii použít kruhový urychlovač (cyklotron se myslím jmenuje). V tomto zařízení o průměru řádově metry lze snadno urychlit částice na 0,8-0,9c. na jeden takto urychlený elektron pak připadá energie dosti velká energie e-15. a když k tomu započtete jejich množství dostanete se k obrovským číslům.

Teď je jen otázka z kvantové fyziky zda a kolik energie potřebuji na vytvoření dostatečného elmag. pole a jaké budou ztráty. Mě to v rychlosti vyšlo na takových 0,3T.



A ten půl nápad jen tak z blbosti jsem zkusil spočítat klasický setrvačních na elmag. polštáři. A světe div se taky by to fungovalo. Setrvačník o m=10kg provozovaný na své mezi pružnosti v tahu dokázal akumulovat tolik energie potřebné ke změně rychlosti o 400-500m/s. A cílový objekt pak měl hmotnost 100t. Takže ani klasickou mechaniku bych neházel do starého železa.

Kdyby se místo klasické oceli použily např. fullereny s mnohem vyšší pevností nashromážděná energie by byla mnohem vyšší.
 
09.2.2004 - 10:46 - 
Jak vidím byl jste rychlejší ale ta energie dynamické pasti by byla dle mého názoru vyšší protože by byla kombinací. Energie částic s určitým elementárním nábojem o celkové energii řádově MJ (elementární náboj e-19) takže mluvíme o e+25 částic (řádově mg elektronů) a urychlíme tyto částice na 0,9c povýšíme tuto energii e10 J řádově desítky GJ a to je již slušné. 
09.2.2004 - 10:48 - 
Jak vidím byl jste rychlejší ale ta energie dynamické pasti by byla dle mého názoru vyšší protože by byla kombinací. Energie částic s určitým elementárním nábojem o celkové energii řádově MJ (elementární náboj e-19) takže mluvíme o e+25 částic (řádově mg elektronů) a urychlíme tyto částice na 0,9c povýšíme tuto energii e10 J řádově desítky GJ a to je již slušné. 
09.2.2004 - 10:55 - 
Pokud bychom uschovavali energii v soucasnosti dostupnych supravodich, mohli bychom se dostat i na hodnoty srovnatelne s chemickym palivem co s tyce pomeru energie/objem (hruby odhad). Ale hmotnostne by to nebylo moc vyhodne a navic tak silna pole (desitky Tesla) je tezke delat ve velkych objemech.

Urychlovac jako mag. past zni sice hezky, ale pokud je ve svazku castic energie prilis, zacne se vlastnim polem rozpadat. Navic provoz urychlovace je energeticky narocny, i pokud bychom pouzili supravodive magnety, je potreba svazek centrovat, stabilizovat apod. a to sezere mnohem vic energie, nez se do svazku uzavre.

Ten setrvacnik je zajimavy, ale bylo by to provazeno vsemi nectnostmi systemu s pohyblivymi soucastmi a tim i velkym rizikem selhani. Dal bych prednost "klasictejsimu" akumulatoru.
 
09.2.2004 - 10:57 - 
Koukam jem napsal cestinsky gulas Aby nebyla mylka, pri velke energii ve svazku castic se zacne rozpadat svazek, ne urychlovac 
09.2.2004 - 10:58 - 
On by se ten urychlovac nakonec taky rozpadl)) 
09.2.2004 - 11:01 - 
Právě že žádné pohyblivé části tam nejsou setrvačník rotuje ve vzduchoprázdnu něco jako maglev. Potřebné elmag. pole slouží jen na korekci. Spíše se bojím velkých ztrát v mědi a železe (přemagnet., vířivé proudy.) takto rychle rotujícího předmětu.  
09.2.2004 - 11:01 - 
No, to je koneckoncu mozne taky, byl jsem na exkurxi v DESY v Hamburku, kde je velky supravodivy urychlovac a ukazovali nam specialni svorky (ktere urzi nekolik tun), kterymy je potreba "svazat" supravodive civky, aby se v tak silnem magnetickem poli nerozletely na kusy 
09.2.2004 - 11:06 - 
quote:
Právě že žádné pohyblivé části tam nejsou setrvačník rotuje ve vzduchoprázdnu něco jako maglev. Potřebné elmag. pole slouží jen na korekci. Spíše se bojím velkých ztrát v mědi a železe (přemagnet., vířivé proudy.) takto rychle rotujícího předmětu.

U setrvačníků v kosmu bude ještě jeden zásádní problém ... Změna směru letu. Setrvačník v ní bude bránit a pokud se o ní pokusíme, dojde k ní na úkor energie v setrvačníku ...
 
09.2.2004 - 11:08 - 
Ztraty ve virivych proudech a jine by asi byly dost velke. A i pri pouziti "maglevu" bych se bal, ze pri sebemsim otresu se ta jedouci masa zapichne do "kolejnice" a pokud by mela skutecne takovou kinetickou energii, bylo by to asi stejne, jako kdyby bouchla nadrz s palivem 
09.2.2004 - 11:09 - 
U setrvačníků v kosmu bude ještě jeden zásádní problém ... Změna směru letu. Setrvačník v ní bude bránit a pokud se o ní pokusíme, dojde k ní na úkor energie v setrvačníku ...


No to je pravda jeste zasadnejsi namitka
 
09.2.2004 - 11:15 - 
...
quote:

musí být plazma a ta se musí nejdříve nějak vytvořit, což je (pominu -li lehce ionizovatelné látky) také slušně energeticky náročné, vodík se slušně ionizuje teprve nad 10 000K
...

Jsou i jine zpusoby vytvareni iontu, nez tepelna ionizace. Prikladem je prachobycejna zarivka (kde se uplatni ionizace srazkova v elektrickem poli).
 
09.2.2004 - 11:21 - 
Změny směru bych se nebál. Změny jsou v tomto případě pozvolné iontový pohon atd.

Dále je to problém pokud energii honíte na váze setrvačníku, ale já předpokládám na rychlosti. Proto fullereny atd. A proto ty ztráty. Ale k těm ztrátám by to chtělo studii protože pokud si představím rychle otáčející se mag. pole řádově MHz tak to žádný feromag. Mat. nedokáže. Tzn jedině vzduchové cívky. Tzn. že velikost transformované energie nebude moc velká což nám ale jen vyhovuje vzhledem k tomu co chceme napájet.
 
09.2.2004 - 12:13 - 
jeste ye tomu nerozumim ) 
09.2.2004 - 12:39 - 
quote:
Změny směru bych se nebál. Změny jsou v tomto případě pozvolné iontový pohon atd.


Já bych se naopak bál. Protože u pomalých změn s iontovými motory jim bude bránit ... Dále bude třeba setrvačník roztočit na orbitě - zase problém, čas ... A vozit ho ze Země už roztočený .. To nepůjde právě kvůli gyro efektu setrvačníku ...
 
09.2.2004 - 12:58 - 
Ještě k magnetoplasmovému pohonu: Astronaut Chang-Diaz si stále myslí, že by bylo možné takový pohon realizovat. Jde o ten VASIMR (http://www.nasa.gov/vision/space/travelinginspace/future_propulsion.html , nebo článek F.R. Chang-Diaz, Scientific American (2000) č. 11, s.89-97), na který zde byl hezký odkaz, který znovu opakuji (http://dma.ing.uniroma1.it/users/bruno/Petro.prn.pdf ).
Lze nalézt i teoretičtější studie, např. (http://peaches.ph.utexas.edu/ifs/ifsreports/977_Arefiev.pdf ).
Otázka ale zůstává, zda se podaří vypořádat se s řadou problémů, například s magnetickou tryskou a ovlivňováním její geometrie magnetickým polem pohybujících se částic.
 
09.2.2004 - 13:00 - 
Musíme si uvědomit jaké jsou fyzikální meze setrvačníku

Co určuje jeho energii hmotnost (resp. Moment setrvačnosti) poloměr, uhlová rychlost.


Na zemi:

Je jasné že na zemi jsme vlivem tření atd. (nepočítám mag. levitaci) omezeni právě tou úhlovou rychlostí a na samotném momentu setrvačnosti pak nezáleží. Dále nás brzdí způsob odebírání energie většinou přes elektromotor.


Ve vesmíru

Při použití mag. levitace nás otáčky již brzdit nebudou tedy až do fyzikální hranice materiálu pro ocel to činí z hlavy 100Mpa (mez pružnosti v tahu pro ocel nebo je to 100000 Mpa z hlavy to nevím) to znamená že samotný setrvačník váží 10kg poloměr má 0,2-0,3m ale otáčky jsou na jeho prahu tzn. (nevím z hlavy to dělalo něco jako 90000 m/s pro přímočarý pohyb. Což je 45000 ot/s (zhruba) pro ocel použijte vhodnější mat. a máte to. Přitom takto vytvořené mag. pole dává 45 kHz pro 2polový odběr (princip gen jako synchronní nebo lze asynchronní generátor).


Jinak když opravdu jdeme na fyzikální meze mat. je jedno zda vytvoříme setrvačník s velkým ramenem 100-ky m. otáčející se malou rychlostí. Nebo malý setrvačník otáčející se velkou rychlostí. Omezující jsou v obou případech odstředivé síly a ty jsou velké stejně v obou případech.

Je tu jen jedna věc které je v neprospěch jde o to aby byl malý setrvačních vyroben z nanotechnologickou přesností což u velkého není nutné. Sebemenší nesymetrie ve válcovém nebo kruhovém tvaru způsobí ohromné vibrace. A tím i značné problémy). Ale právě použití elmag levitace jich velkou část napraví.
 
09.2.2004 - 13:42 - 
Mám dojem, že se trochu vzdalujete od reality. V současnosti jsou reálné jen tyto možnosti letu k Marsu (při rozdělení mise na pilotovanou-rychlou a nákladní-pomalou část):
1. klasický pohon - L0X+LH a trvanlivé KPL - pro Mars realizovatelné, neperspektivní pro vzdálenější mise.
2. jaderný NERVA pohon - LH pro start, trvanlivé KPL pro návrat, let k Marsu je rychlejší, perspektivní.
3. iontový/Vasimir motor - problémem je zdroj energie - buď solární panely, nebo reaktor, u iontových motorů malý tah. Výhodou je použití tohoto motoru pro návrat z orbity Marsu místo trvanlivých KPL s Isp= 3100 (což je nezbytné u 1. a 2.). Dlouhá doba zrychlení - dosáhnout 11,2 km/s. Je to nejperspektivnější typ pohonu.
Já schvaluji let s Vasimirem a solárními panely. Nejlepší bude startovat z L1 bodu, větší část lodi se do něj dostane iontovými tahači, posádka a zásoby přiletí rychlým modulem. Pro start z L1 stačí výrazně menší rychlost (neví někdo kolik ?). Pro návrat z orbity Marsu stačí zrychlit o 1600 m/s aby přešli na návratovou dráhu, při 1 mm/s2 za 20 dní, při 0,5 mm/s2 za 40 dní.
 
09.2.2004 - 15:29 - 
Pro odlet z L1 by _určitě_ měl stačit rozdíl únikové rychlosti z oběžné dráhy kolem Měsíce a oběžné rychlosti kolem mMěsíce, tzn. poměrně hodně malá změna rychlosti. Původně jsem si to představoval tak, že stačí jakkoliv malá rychlost - ale to možná platí spíš pro ty další Lagrangovy body, úplně jist si nejsem (že by byl možný odlet přesně ve směru tečny oběžné dráhy Země procházející L1 ? ne v tomhle směru podle mě spadneme na Měsíc...)

Podle mě z L1 se dá dodáním velmi malé hybnosti tělesu buď začít padat na Zemi, nebo na Měsíc, nebo přejít na dráhu kolem Měsíce (viz Jules Verne: Ze Země na Měsíc) nebo přejít na dráhu kolem Země, a nebo - to už si nejsem jistý - odplout na oběžnou dráhu kolem Slunce. Nevýhodou takto výhodného budu ve vesmíru je, že bude asi potřeba neustále aktivity manévrovacích motorů, aby se těleso z tohoto bodu nezačalo samovolně vzdalovat tam, kam nemá (např. tlakem slunečních paprsků, slapovými silami, apod.)

Místo libračních bodů se dá obecně asi použít libovolná velmi vysoká oběžná dráha kolem Země - tzn. třeba i za hranicí oběžné dráhy Měsíce. Jde o to, že na takové dráze už jsme venku z gravitační studny Země, a můžeme svoji polohu na dráze kolem Slunce poměrně ležérně měnit. Dráhy vedoucí libračními body se asi tak často uvádí proto, že jsou jediné, u kterých lze výpočetně zanedbat gavitační pole Měsíce. V těhle končinách už pohony s nízkým Isp suveréně vítězí, a to i u pilotovaných misí...

Rychlost odletu z L1 je tedy zřejmě velmi nízká (možná s výjimkou jakéhosi prvního impulsu, kterým se vyhneme "pádu na Měsíc" nebo "zachycení měsícem", a možná je dokonce libovolně nízká, pokud poletíme ve správnou chvíli správným směrem)

Pak už jde jen o to nejdřív soustavě zrychlovat, a pak zase soustavně brzdit, abychom byli na Marsu co nejdřív.

Každopádně dostat se ze systému Země - Měsíc je samo o sobě energeticky méně náročné než měkké přistání na Měsíci - většina prvních průletových měsíčních sond nebo např. 3. stupeň Saturnu V automaticky skončily na oběžné dráze kolem Slunce.
 
10.2.2004 - 11:33 - 
Abych se přiznal, nejsou mi věci ohledně libračních bodů a meziplanetárních přeletů úplně jasné. Můžete mi to někdo objasnit a upřesnit?

Nejprve meziplanetární přelet (k Marsu):
- podle zákonů nebeské mechaniky by mělo být třeba delta V cca 2.9 km/s, abychom z dráhy Země přešli na elipsu s apocentrem na úrovni Marsu
- ovšem ta rychlost 2.9 km/s by měla být dosažena na hranici sféry gravitačního vlivu Země
- k dosažení apogea ve výši hranice sféry vlivu Země (statisíce km) je třeba z LEO delta V nejméně 3.0 km/s
- pro let k Marsu z LEO by tedy potřebné delta V mělo být cca 5.9 km/s (2.9+3.0)
- přesto běžně stačí z LEO zrychlit jen cca o 3.5 km/s a je dosažena dráha k Marsu
- jak je to možné??? kde je v mých představách chyba? prosím o vysvětlení

Nyní k libračním bodům:
- podle http://groups.msn.com/DaveDietzler/thel1gateway.msnw je pro dosažení bodu L1 (Země-Měsíc) z LEO třeba delta V jen 3150 m/s
- cca 3100 m/s pro zvýšení apogea z LEO až k L1
- pak prý už stačí jen cca 50 m/s pro zachycení v oblasti L1
- pro dosažení klasické oběžné dráhy ve výši L1 (ale mimo L1) by bylo třeba v apogeu ještě delta V téměř 1000 m/s
- ušetříme tedy letem do L1 delta V téměř 1000 m/s oproti letu na obecnou oběžnou dráhu ve stejné výši???
- podle různých zdrojů (viz. níže) jsou body L1, L2 a L3 nestabilní a umělé těleso musí stále mírně manévrovat, aby se tam udrželo (body L4 a L5 jsou prý už stabilní)
- pro vyvedení z bodu L1 prý stačí jen cca 50 m/s a podle směru vyvedení můžeme přejít na prakticky libovolnou (silně eliptickou) dráhu buď kolem Země, nebo kolem Měsíce
- dokonce je prý snad z L1 možno udělat gravitační manévr v interakci se Zemí a možná i Měsícem (to obecně z jakékoliv oběžné dráhy nelze)
- kolik je tedy třeba delta V pro odlet z L1 k Marsu??? bohužel mi to není jasné
- může to být jen pár desítek m/s pro přechod na "Interplanetary Superhighway"??? pak by to bylo docela výhodné (celkové dV cca 3200 m/s ???)
- může to být necelých 2000 m/s (jako rozdíl mezi oběžnou rychlostí v L1 [cca 1000 m/s] a potřebným dV na hranici sféry Země [2900 m/s])??? pak už by to proti rychlému odletu z LEO nebylo výhodné (výhodou by zůstala jen možnost využití pohonů s nízkým tahem a vysokým Isp)
- může to být z nějakého důvodu ještě více??? vyznáte se v tom někdo opravdu dokonale??? prosím o vysvětlení

Další odkazy na informace o libračních bodech a "Interplanetary Superhighway":
http://www.cds.caltech.edu/~shane/superhighway/description.html
http://groups.msn.com/DaveDietzler/thel1gateway.msnw
http://triana.gsfc.nasa.gov/instruments/lagrange.htm
http://math.ucr.edu/home/baez/lagrange.html
http://map.gsfc.nasa.gov/m_mm/ob_techorbit1.html
http://www.ieec.fcr.es/libpoint/inici.html
 
10.2.2004 - 21:00 - 
quote:
Nejprve meziplanetární přelet (k Marsu):
- podle zákonů nebeské mechaniky by mělo být třeba delta V cca 2.9 km/s, abychom z dráhy Země přešli na elipsu s apocentrem na úrovni Marsu
- ovšem ta rychlost 2.9 km/s by měla být dosažena na hranici sféry gravitačního vlivu Země
- k dosažení apogea ve výši hranice sféry vlivu Země (statisíce km) je třeba z LEO delta V nejméně 3.0 km/s
- pro let k Marsu z LEO by tedy potřebné delta V mělo být cca 5.9 km/s (2.9+3.0)
- přesto běžně stačí z LEO zrychlit jen cca o 3.5 km/s a je dosažena dráha k Marsu




To delta V, které uvádíš, platí ale pro případ, že jak Země, tak Mars, se pohybují po kruhových drahách. Pokud vezmeš v úvahu, že se pohybují po elipsách, vyjde pro delta V určité rozpětí rychlostí, které není zrovna malé. Přicházejí v úvahu dva extrémní případy. V prvním nejpříznivějším je v době startu Země v apocentru a Mars v pericentru. Pro tento případ dostaneme delta V 2.4 km/s. Mám pocit, že případ MERů a ME se těmto podmínkám hodně blížil. Druhý, nejméně příznivý případ je opačný. Země je v době startu v pericentru a Mars v apocentru. Tady dostaneme pro delta V 3.4 km/s.

Z LEO těch 3.5 km/s pro let k Marsu skutečně může stačit, pokud budeme budeme startovat k Marsu v nějakém příznivějším startovacím okně. Vezměme si LEO ve výšce 400 km ležící přibližně v rovině ekliptiky, ze které odstartujeme tečně ve směru pohybu Země. Jak jsi uvedl, potřebujeme delta V kolem 2.9 km/s vzhledem k Zemi, pokud odstrtujeme ve správném směru. Na LEO máme oběžnou rychlost 7600 m/s. Pokud přičteme 3500 m/s dostaneme 11100 m/s, což je z LEO více než úniková, která je pro náš případ 10850 m/s. Hranice sféry gravitačního vlivu se uvádí ve vzdálenosti cca 1 mil. km. Pokud teď zanedbáme vliv Slunce a použijeme zákon zachování energie, vychází rychlost v této vzdálenosti 2800 m/s vzhledem k Zemi. Takže pokud jsem počítal dobře, tak to docela sedí a jsme stále v rozpětí požadovaného delta V.
 
10.2.2004 - 21:09 - 
Tam mělo být, že Mars je v době příletu rakety v pericentru pro první případ a v době příletu rakety v apocentru pro druhý případ. 
11.2.2004 - 00:02 - 
Aleš Holub: díky moc za podnětné odkazy ;-) Škoda, že v matematice poněkud pokulhávám. Představivost to bohužel kompenzuje jenom částečně... každopádně tam jde o komplexitu a "teorii chaosu", a to je něco, co mě celkem hodně zajímá.

Zhruba přebásněný obsah toho prvního odkazu:

Vtip je v tom, že z libračních bodů je možné se pohybovat jakýmisi myšlenými "rourami", prostě po svazku možných trajektorií, a k volbě jakékoliv z těchto trajektorí je potřeba zřejmě nejvýše určité stejné množství energie, resp. delta V - proto "invarianty".

Svazky invariant vedou samozřejmě nejen z libračních bodů Země-Měsíc, ale i z libračních bodů Země-Slunce a Cokoliv-Slunce.

Otázka zní: protínají se někde v časoprostoru invarianty vedoucí z libračních bodů v soustavách různých těles ? Jestliže ano, pak tvoří tzv. IPS - interplanetary superhighwat, meziplanetární dálnici.

Při přechodu mezi těmito energetickými tunely je často potřeba přeci jenom určité delta V, protože tyto tunely se daleko častěji protínají čistě prostorově, než úplně (i v tzv. "fázovém prostoru").

Tento způsob cestování je údajně výhodný zejména poblíž planet, ale nikoliv např. pro cestu ze Země na Mars, protože neúnosně prodlužuje délku cesty (určitě by ale byl praktický pro energeticky nenáročnou dopravu nákladů...)

Jinak L1 je zřejmě výhodný hlavně při cestách na Měsíc - viz další z odkazů:

"Right now, I am excited about a new paradigm- LEO to L1 rather than LEO to LO. Less propellant is required to reach L1, flight from L1 to the lunar surface takes only half a day or less, any place on the Moon is accessible at any time from L1 and constant communication with any location on the nearside is possible."

Ten rozdíl 50 m/s je prý čirá náhoda, a je to skutečně rozdíl v rychlosti mezi oběžnou dráhou systému Země-Měsíc a oběžnou dráhou L1, tzn. jak to chápu já: ten přechod na dráhu kolem Slunce (a tím i na dráhu k Marsu) by skutečně měl být možný. To by mělo zase význam hlavně pro pohony s nízkým Isp - je to nejbližší bod, kde se můžeme jednoduše přestat motat na oběžné dráze tak jako to teď dělá SMART-1, a můžeme začít akcelerovat po efektivnější přímé dráze...
 
11.2.2004 - 00:10 - 
"The lunar L1 orbit is also an excellent point of departure for interplanetary flight where several lunar and Earth encounters may be added to further reduce the launch cost and open up the launch period. The lunar L1 is a versatile hub for a space transportation system of the future."

L1 je ideální místo pro odlet na meziplánetární dráhu: je možné snížit cenu startu vícenásobným setkáním (?) a počkat na vhodné startovní okno. L1 je univerzální přestupní stanice pro budoucí kosmický dopravní systém.
 
11.2.2004 - 10:13 - 
Díky, Honzo, za odpověď ohledně mezplanetárních přeletů. Začínám tušit, kde jsem měl ve svých představách chybu.

Je to zřejmě v tomto:
- pro zvednutí apogea na vzdálenost X potřebuji nějaké dV=Y
- v apogeu mám nulovou rychlost směrem od Země (nemám ale nulovou oběžnou rychlost)
- pokud na LEO potřebné dV trochu "přeženu", např. o 50 m/s (Y+50), tak bude apogeum výše, ale kromě toho budu mít v bodě dráhy, který je ve vzdálenosti X (jako předchozí apogeum), rychlost směrem od Země VÝRAZNĚ vyšší, než mnou původně (dříve) předpokládaných 50 m/s
- takže například pro apogeum 1 mil. km musím na LEO dodat dV=3188 m/s, pokud ale dodám dV=3500 m/s (jen o 312 m/s více), tak přesto bodem ve (stejné) vzdálenosti 1 mil. km poletím rychlostí cca 2800 m/s
- je to docela zvláštní, ale asi to tak bude, jen mi, prosím, řekni, jak tuto "rychlost ve vzdálenosti X" nějak jednoduše spočítat, nebo odhadnout
- jak jsi spočítal těch 2800 m/s ve svém příkladu? píšeš něco o zákonu zachování energie - jak tu rychlost z toho dostaneš?

Z těchto úvah mi ale zatím plyne, že přímý odlet z L1 na dráhu k Marsu (bez gravitační asistence) by z hlediska dV neměl být nijak zvlášť výhodný:
- musíme se dostat z LEO do L1 s dV cca 3200 m/s
- oběžná rychlost kolem Země v oblasti L1 je cca 1000 m/s
- i když tedy z L1 odletím optimálním směrem, budu stejně potřebovat další dV na úrovni 1500 - 2000 m/s
- celkové minimální dV je tedy cca 5000 m/s oproti cca 3500 m/s při přímém (rychlém) odletu z LEO
- je tato představa správná???

V této souvislosti se chci ještě zeptat, zda někdo neumíte spočítat (nebo alespoň odhadnout) delta V, které je potřeba pro přechod na určitou výšku kruhové dráhy (např z LEO) při spirálovitém stoupání s malým (trvalým) zrychlením (s pohonem s nízkým tahem)?
Mám totiž pocit, že je to nějak výrazně více, než při dvouimpulsním přechodu po Hohmannovských drahách. Snad je to dokonce až dvojnásobek tohoto optimálního dV, protože spirálové stoupání je energeticky méně výhodné.
Pokud by tomu tak bylo, pak by to dost snižovalo efektivitu pohonů s nízkým tahem (i když s vysokým Isp) v oblasti oběžných drah kolem Země. Možná je to ale jinak. Pomozte mi, prosím, někdo i s tímto "problémem".
 
11.2.2004 - 11:33 - 
Unikova rychlost ve vzdalenosti L1 je cca 1500 m/s. Takze i bez asistence Mesice by melo stacit zrychlit o 500 m/s a uz by lod byla na meziplanetarni draze. Mozna, ze by slo se v bode L1 odstrcit smerem k Mesici a vyuzit ho jako "gravitacni prak".

Ja snad vazne vyhrabu ten svuj stary simulacni programek a pustim na ten problem hrubou silu (pamatuju si, ze zrovna body L1, L2 a L3 delay pekne psi kusy
 
<<  1    2    3    4  >>  


Stránka byla vygenerována za 0.256161 vteřiny.