Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 133
Новость занятная. Однако кто пояснит дилетанту, что даст такой тип двигателя в первую очередь: увеличенный «запас хода» (за счет своей экономичности) или значимое увеличение скорости?
И то и другое. У ракетного двигателя есть такой показатель — удельный импульс. Грубо говоря это показатель эффективности двигателя. У ионного двигателя удельный импульс гораздо больше обычных химических двигателей. Это значит, что даже обладая меньшей тягой, он сможет разогнать аппарат до бОльших скоростей, чем обычный двигатель с тем же весом топлива.
А есть ли какие-нибудь цифры для сравнения?
Удельный импульс химического двигателя — в районе 300-400 секунд. Удельный импульс лучших электростатических ионных двигателей — около 10 000 секунд.
Когда-то давно читал, цифры в памяти плавают, но масштабы экономии примерно те.
Раходуется 4т(могу соврать) топлива чтобы удерживать МКС на орбите. Планировали установить 4 таких двигателя для корректировки орбиты, которы потребляли бы толи 400кг толи 800кг топлива в год.
С беспилотными транспортными межпланетными перелетами подобная ситуация: в районе 30т на химии и 9т на на ионах, до луны и обратно.
Раходуется 4т(могу соврать) топлива чтобы удерживать МКС на орбите. Планировали установить 4 таких двигателя для корректировки орбиты, которы потребляли бы толи 400кг толи 800кг топлива в год.
С беспилотными транспортными межпланетными перелетами подобная ситуация: в районе 30т на химии и 9т на на ионах, до луны и обратно.
> Грубо говоря это показатель эффективности двигателя
Ещё грубее говоря: это скорость рабочего тела.
Ещё грубее говоря: это скорость рабочего тела.
я так понимаю и то и то. запас хода — так как топлива меньше надо. а увеличение скорости опять за счет сокращения массы.
У меня вот другой вопрос: а использовать в качестве «рабочего тела» окружающий водород этот двигатель не может?
У меня вот другой вопрос: а использовать в качестве «рабочего тела» окружающий водород этот двигатель не может?
Долго же вам придется летать чтобы собрать 870 кг водорода)
насколько я понимаю у ионного двигателя самый весь профит в том что теоритически он может использовать водород вокруг себя как рабочее тело. Да топливо с земли захватывать с собой по массе меньше можно и за счет него лететь и дальше и быстрее. Но ведь совсем топлива не брать или брать совсем чуть чуть — еще же более заманчиво.
Собирать водород вокруг себя неэффективно из-за простейших законов физики: собирая «топливо» мы будем терять импульс движения.
Мы будем терять немного. Собираемый водород же будет двигаться намного медленнее того, который ускорен магнитным полем нашего двигателя, потеря импульса будет << тяги двигателя.
Речь не о топливе как о таковом, а о рабочем теле. Его надо не собирать, а ускорять. Как воздух в турбовинтовых двигателях — его же никто не собирает, а используют и как часть топлива и как рабочее тело.
Но во время полета и так и так происходит столкновение с атомами водорода, так что в этом смысле разницы никакой, если топливо будет попадать в «уловители», направленные по ходу движения. И потом, потеря импульса за счет сбора может быть многократно перекрыта приобретением его при использовании частиц как топлива.
Боюсь, что улавливать отдельные атомы в космическом пространстве и придавать им дополнительный импульс (относительно себя) — это что-то из области фантистики, а не физики. Такой прям космический «пылесос», который «бороздит просторы вселенной».
> И потом, потеря импульса за счет сбора может быть многократно перекрыта приобретением его при использовании частиц как топлива.
Помня о законе сохранения импульса не забывайте о законе сохранения энергии. Грубо говоря, чтобы плавать в бассейне — надо подкрепиться гамбургером, а потом отталкиваться от воды, тем самым двигаться вперед. Собирать воду и выплевывать ее реактивной струей, одновременно при этом насыщая свой желудок не выйдет.
> И потом, потеря импульса за счет сбора может быть многократно перекрыта приобретением его при использовании частиц как топлива.
Помня о законе сохранения импульса не забывайте о законе сохранения энергии. Грубо говоря, чтобы плавать в бассейне — надо подкрепиться гамбургером, а потом отталкиваться от воды, тем самым двигаться вперед. Собирать воду и выплевывать ее реактивной струей, одновременно при этом насыщая свой желудок не выйдет.
Реактор?
Ну, разумеется. Идея любого двигателя — преобразование энергии в движение. И, конечно, сие возможно только с опредленным КПД. Идея-то двигателя в использовании солнечной энергии для разгона некоего топлива. Чтобы не тащить с собой огромные запасы, его можно пополнять частицами из окружающего пространства.
Никаких противоречий с законами физики не наблюдаю.
Никаких противоречий с законами физики не наблюдаю.
Только разгона не топлива, а рабочего тела. Топливо — это, всё-таки, источник энергии.
Да, разумеется, благодарю.
Давайте посчитаем
Плотность межзвездного газа 10^−21 кг/м³
Допустим мы каким-то образом собираем весь газ на площади в 10^6 м^2 вокруг корабля.
Тогда нам надо пролететь 10^15 м для сбора 1 кг рабочего тела.
Отправившись на Альфа Центавра мы соберем 40 кг за всё время путешествия.
Очевидно проще взять их с собой, чем собирать по пути.
Плотность межзвездного газа 10^−21 кг/м³
Допустим мы каким-то образом собираем весь газ на площади в 10^6 м^2 вокруг корабля.
Тогда нам надо пролететь 10^15 м для сбора 1 кг рабочего тела.
Отправившись на Альфа Центавра мы соберем 40 кг за всё время путешествия.
Очевидно проще взять их с собой, чем собирать по пути.
Мне более интересен другой вопрос, существует ли предел наращивания тяги у этих движков. Существует хотя бы теоретическая возможность старта на них с земли.
Из наивных соображений — ничего кроме мощности ( то бишь количества разгоняемого в нем вещества) двигателя. Насколько я могу судить по вики, ускорение, создаваемое таким двигателем — порядка одной стотысячной от ускорения свободного падения.
Так что, судя по той же вики, никто не планирует двигатели для взлета с земли.
Так что, судя по той же вики, никто не планирует двигатели для взлета с земли.
Теоретически — почему бы и нет. Практически — навряд ли.
Я так понимаю, «лифтеры» на эффекте Бифельда-Брауна — это тоже некоторая разновидность ионных двигателей, использующая в качестве рабочего тела окружающий воздух. Но там десятки киловольт напряжения нужны даже чтобы кусочек пенопласта поднять.
Я так понимаю, «лифтеры» на эффекте Бифельда-Брауна — это тоже некоторая разновидность ионных двигателей, использующая в качестве рабочего тела окружающий воздух. Но там десятки киловольт напряжения нужны даже чтобы кусочек пенопласта поднять.
Что-то я аж заинтересовался, и произвел нехитрый расчет, исходя из данных Википедии, а может ли этот самый «лифтер» хотя бы теоретически разогнаться до первой космической.
Расчет показывает, что нам нужен источник энергии в 3.2 МДж, чтобы вывести на орбиту килограмм. Ну, это без учета сопротивления воздуха и т.п. Учитывая, что плотность энергии, например, U-238 (для реактора на быстрых нейтронах) 86 ТДж/кг, то теоретически, да, это возможно.
При этом, сопротивление воздуха-то я не учел, но этот вариант двигателя без воздуха не работает. Так что расчет очень сферический.
Нехитрый расчет
Возьмем напряжение
В Википедии пишут, что наибольшая эффективность достигается при 1 мм зазора на 1 кВ, отсюда:
Возьмем массу в 1 кг, и придадим ей ускорение в 1 g (против силы тяжести)
Некий «коэффициент подвижности ионов» из Википедии
Основная формула:
Отсюда сила тока:
Отсюда минимальная мощность источника энергии:
Время, необходимое для
Необходимая энергия:
U = 100 kVВ Википедии пишут, что наибольшая эффективность достигается при 1 мм зазора на 1 кВ, отсюда:
d = 0.1 mВозьмем массу в 1 кг, и придадим ей ускорение в 1 g (против силы тяжести)
m = 1 kg => F = 19.6 NНекий «коэффициент подвижности ионов» из Википедии
k = 2*10^-4Основная формула:
F = Id/k Отсюда сила тока:
I = Fk/d = 19.6*2*10^-4/0.1 = 0,0392 AОтсюда минимальная мощность источника энергии:
P = 100000 * 0,0392 ≃ 3.92 kWВремя, необходимое для
t = 7.9 * 10^3 / 9.8 = 806 s ≃ 0.224 hНеобходимая энергия:
E = 0.224 * 3.92 = 0.88 kW*h = 0.88 * 3.6*10^6 ≃ 3.2 MJРасчет показывает, что нам нужен источник энергии в 3.2 МДж, чтобы вывести на орбиту килограмм. Ну, это без учета сопротивления воздуха и т.п. Учитывая, что плотность энергии, например, U-238 (для реактора на быстрых нейтронах) 86 ТДж/кг, то теоретически, да, это возможно.
При этом, сопротивление воздуха-то я не учел, но этот вариант двигателя без воздуха не работает. Так что расчет очень сферический.
> Существует хотя бы теоретическая возможность старта на них с земли.
Нет. Это двигатели для работы в вакууме by design.
Нет. Это двигатели для работы в вакууме by design.
А зачем?
Как же я мечтаю о возможностях дозаправки КА, описанных в «Звёздных Вратах — Вселенная».
Есть такие проекты, но пока на бумаге и в умах фантастов. Плотность межзвездного вещества очень мала и неоднородна. Оба эти фактора мешают созданию эффективного улавливателя частиц вещества. А проекты есть интересные: от обычных заряженных гигантских воронок, до схем с созданием огромных магнитных полей особой формы.
Окружающий водород в космосе?
Ну и, насколько я понял, у ионных движков тяга малая, но и расход топлива небольшой. То есть разогнаться можно до бОльших скоростей за бОльшее время.
Ну и, насколько я понял, у ионных движков тяга малая, но и расход топлива небольшой. То есть разогнаться можно до бОльших скоростей за бОльшее время.
бОльшее время это не то. обычно в космоче летают: дунули четверть горючки за пару минут — разогнались, потом месяцы / годы летят. Потом еще раз дунули пару секунд — вышли на орбиту. А уйти с орбиты снова «керосин» надо. Если правильно помню — одна из фишек упопянутого Dawn в том что он вышел сначала на орбиту вокруг Весты, а затем снова ускорился и полетел к Церере. А не просто пролетел мимо Весты. И это чуть ли не первый такой маневр.
Вы описали классические переходные орбиты. Маневры с ними связанные действительно сконцентрированы в нескольких коротких отрезках. Но делается так не потому что это эффективно. так делается только потому, что именно так работают современные химические ракетные двигатели. В частности из-за двух недостатков: а) малый удельный импульс, б) ограниченное количество включений двигателя. Как вы правильно заметили — раз, и сожгли огромную часть горючки. Только эту горючку еще надо доставить вместе с аппаратом на опорную орбиту, а это очень дорого. Плюс сам факт того, что аппарат будет лететь 99% времени с выключенным двигателем — расточительно. Проще все это время создавать небольшую тягу, но эффективно расходовать топливо. Переходная орбита будет уже не кеплеровой, но из-за большей эффективности можно будет достичь целевой орбиты гораздо быстрее. Особенно для более удаленных тел.
Есть книжка как раз об этом. «Тау Ноль» Пола Андерсона.
А подобный двигатель называется Межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда Bussard ramjet
> что даст такой тип двигателя в первую очередь: увеличенный «запас хода» (за счет своей экономичности) или значимое увеличение скорости?
В первую очередь он не даст ни то, ни другое. Он даст экономию рабочего тела (масштабы такие, что десятки тонн превращаются в сотни килограмм).
Конечно, при определённых параметрах КА это может привести как к увеличению дальности, так и к увеличению скорости на определённых этапах по сравнению с другими типами двигателей. Но прямой связи нет.
КА с маршевыми плазменными/ионными двигателями ООООЧЕНЬ долго разгоняются и также долго тормозят. Буквально месяцы. Но за годы они могут достичь достаточно большой скорости, и улететь достаточно далеко.
В первую очередь он не даст ни то, ни другое. Он даст экономию рабочего тела (масштабы такие, что десятки тонн превращаются в сотни килограмм).
Конечно, при определённых параметрах КА это может привести как к увеличению дальности, так и к увеличению скорости на определённых этапах по сравнению с другими типами двигателей. Но прямой связи нет.
КА с маршевыми плазменными/ионными двигателями ООООЧЕНЬ долго разгоняются и также долго тормозят. Буквально месяцы. Но за годы они могут достичь достаточно большой скорости, и улететь достаточно далеко.
Движение с пускай маленьким, но постоянным ускорением. При достаточно большом времени полета он пройдёт большее расстояние и наберет большую скорость (вплоть до световой в теории), чем традиционные КА, набирающие свою полную скорость за считанные минуты, а потом её не увеличивающие.
за время эксперимента было потрачено 870 кг ксенона, что позволило получить такой же импульс движения, который было бы возможно получить, сжигая 10 000 кг условного ракетного топлива.
Так то да, но ксенон не был источником энергии, в отличии от «условного ракетного топлива». Ионному двигателю нужен еще источник энергии, а солнечные батареи слабо подходят для миссий в глубоком космосе. К весу ксенона еще нужно прибавлять.
Там в первую очередь требуется электрическая энергия, а с ней проще: солнечные батареи или ядерный реактор.
Батареи для глубокого космоса не походят, а реактор тоже весит прилично и имеет свой срок жизни. Вес реактора или солнечных батарей не учитывают, сравнивают вес рабочего тела и источника энергии. Я говорю о том, что сравнение не корректно. Да, вес все равно будет меньше, с этим я не спорю.
Чем вы остужать реактор будете в космосе? Вакуумом? У него теплоёмкость так себе, да и теплопроводность тоже.
Ну так работают же на спутниках и других аппаратах. Может «реактор» неподходящее слово, тут вот поправляют, но смысл вы поняли. Там же не нужны мегаватты мощности, нужен длительный срок работы.
> Чем вы остужать реактор будете в космосе? Вакуумом?
Излучением. Девайс для охлаждения космических реакторов (реально существующих и довольно-таки массовых) называется «холодильник-излучатель».
Излучением. Девайс для охлаждения космических реакторов (реально существующих и довольно-таки массовых) называется «холодильник-излучатель».
Проблема только в том, что холодильник-излучатель имеет весьма ограниченные возможности по охлаждению и излучению. Поправьте, если я не прав. Иначе бы давно на МКС закинули по частям и построили ядерный реактор.
Там максимальный срок работы был меньше года. Для дальних полетов явно не подойдет. Так что, да, охлаждение в космосе — большая проблема. Как говорил один мой знакомый (он, правда, больше по лазерам, но трудности с охлаждением там похожие): во многих отраслях сейчас очень не хватает «микроволновки наоборот» — для охлаждения, а не нагрева.
Проблема больше в размере.
Там используется батареи бета-распада вроде.
В радиоизотопных генераторах (РИТЭГ) почти всегда используется альфа-распад, например, плутония-238 и термоэлектрические преобразователи. Охлаждать как ритэги, так и настоящие ядерные реакторы в космосе все же нужно, для чего используются панели-радиаторы. Существует еще вариант капельного охлаждения, но это тот же радиатор, в котором теплота излучается с капель жидкости (больше поверхность).
Реактор — он почти вечный
хорошая шутка.
А что? Тот же Вояджер спокойно летит себе с РИТЭГом десятки лет. Увеличить его в пару десятков раз — глядишь и на такой двигатель хватит.
РИТЭГ строго говоря не реактор :)
А в чем по сути разница (я правда не совсем понял)? И там и там используется тепловая энергия, высвобождающаяся из изотопов.
РИТЭГ сразу из реакции пыщ-пыщ электричество, а реактор в привычном понимании — всего-навсего большой-большой паровоз, только воду греют не дровами, а ядерным делением.
Как я понимаю, и реактор и РИТЭГ получают от изотопов тепловую энергию, и единственная существенная разница — в способе преобразования: нагретая вода крутит турбины после реактора, а термоэлементы дают электрический ток в РИТЭГах.
Более существенно, кстати, то, что в РИТЭГах не цепная реакция, как в реакторах. Однако, это вряд ли помешает ему снабжать энергией ионный двигатель.
Более существенно, кстати, то, что в РИТЭГах не цепная реакция, как в реакторах. Однако, это вряд ли помешает ему снабжать энергией ионный двигатель.
> в РИТЭГах не цепная реакция, как в реакторах
Цепная. Сечение реакции небольшое просто, но смысл не меняется: нейтроны, получившиеся в результате распада ядра, сталкиваются с другими ядрами, вызывая их распад.
Цепная. Сечение реакции небольшое просто, но смысл не меняется: нейтроны, получившиеся в результате распада ядра, сталкиваются с другими ядрами, вызывая их распад.
РИТЭГи имеют два неприятных фактора — они «высыхают» в процессе эксплуатации и выдают сравинительно мало электроэнергии.
Тот, что стоял на вояджере, выдавал 500 ватт изначально (после пролёта Урана — 400, сейчас и того меньше). Ну пусть технологию улучшили в 10 раз, и выдаёт современный РИТЭГ 5 КВТ, двигателю-то этого явно недостаточно. Вот что пишет вики на тему «ионный двигатель»:
По состоянию на март 2011 планировалась доставка на МКС электромагнитного двигателя (VASIMR) Ad Astra VF-200 с мощностью в 200 кВт VASIMR. Поскольку доступная электрическая мощность на МКС меньше 200 кВт, проект ISS VASIMR вкючал в себя систему батарей, которая накапливала энергию для 15 минут работы двигателя.
То есть вся МКС не вырабатывает столько электроэнергии, сколько может «скушать» двигатель, и её приходится копить для пятнадцати минут работы. Тяга у Ионного двигателя — так себе, и 15 минут для него — очень и очень мало. Так что на РИТЭГе далеко не улетишь. :(
Тот, что стоял на вояджере, выдавал 500 ватт изначально (после пролёта Урана — 400, сейчас и того меньше). Ну пусть технологию улучшили в 10 раз, и выдаёт современный РИТЭГ 5 КВТ, двигателю-то этого явно недостаточно. Вот что пишет вики на тему «ионный двигатель»:
По состоянию на март 2011 планировалась доставка на МКС электромагнитного двигателя (VASIMR) Ad Astra VF-200 с мощностью в 200 кВт VASIMR. Поскольку доступная электрическая мощность на МКС меньше 200 кВт, проект ISS VASIMR вкючал в себя систему батарей, которая накапливала энергию для 15 минут работы двигателя.
То есть вся МКС не вырабатывает столько электроэнергии, сколько может «скушать» двигатель, и её приходится копить для пятнадцати минут работы. Тяга у Ионного двигателя — так себе, и 15 минут для него — очень и очень мало. Так что на РИТЭГе далеко не улетишь. :(
Разница в том, что в ядерном реакторе идет самоподдерживающаяся цепная реакция (СЦР) деления ядер, а в РИТЭГе происходит радиоактивный распад. В случае СЦР мощностью реактора можно управлять, а радиоактивный распад происходит с постоянной (точнее, медленно убывающей) скоростью, т.е. мощность такого генератора меняется только на очень длительных промежутках времени (порядка месяцев и лет) и не подлежит регулированию. Также и тепловая мощность при СЦР значительно (на порядки) превосходит мощность, которая выделяется при радиоактивном распаде.
РИТЭГи от реакторов отличаются тем, что первые работают в сильно подкритическом режиме, а вторые — в критическом. Соответственно, РИТЭГи проще и дороже (на единицу мощности), реакторы — регулируемы, значительно сложнее и обладают значительно большим энерговыделением на массу. Тепло-то вообщем и в реакторе можно преобразовывать в электричество какой-нибудь термопарой.
Кстати, из-за энерговыделения делать аппарат с мощным ионно-плазменным двигателем (типа VASIMR) на РИТЭГах бессмысленно, потому что он будет значительно тяжелее, чем такой же аппарат с ядерным реактором.
Кстати, из-за энерговыделения делать аппарат с мощным ионно-плазменным двигателем (типа VASIMR) на РИТЭГах бессмысленно, потому что он будет значительно тяжелее, чем такой же аппарат с ядерным реактором.
А как потом тормозить, после такого длительного разгона в космосе?
Об атмосферу тупо. Ну или по старинке с парашутом -)
Об атмосферу тупо
На таких скоростях? :)
Да. Астомсфера, где она есть, имеет градиент плотности. Всегда можно подобрать необходимую высоту прохода, чтобы получить безопасное торможение с любых скоростей. Само же торможение происходит не за один проход. Это втянутая эллиптическая орбита, с перицентром в отмосфере, и апоцентром далеко за пределами атмосферы. С каждым проходом через перицентр аппарат теряет высоту апоцентра. Когда апоцентр опустится до необходимой высоты, в следующем его прохождении аппарат использует двигатели для поднятия перицентра и циркукляризации орбиты (если это необходимо). В данном маневре используется либо одно либо два включения двигателя. Первое — для торможения с гиперболической орбиты до эллиптической (если это необходимо и первого прохода через атмосферу недостаточно для «замыкания» орбиты) и второе — для поднятия перицентра. Оба этих маневра требуют относительно небольшие ΔV.
Не знал, спасибо.
Наверное выйдет примерно так: две трети пути разгоняемся, треть тормозим и при перегрузках в 2-3 g (или сколько там сочтут допустимым после длительного нахождения в почти невесомости, если искусственной силы «тяжести» — центробежной — по каким-то причинам не будет) тормозим об атмосферу до второй космической. В обшем максимизируем время ускорения до предела, чтобы минимизировать время полета как минимум в открытом космосе, на эллиптической орбите уже можно непосредственно подготовкой к высадке заниматься.
О верхние слои + гравитационный маневр, затем второй и третий аналогичный цикл если нужно.
Тормоза придумали трусы!!!
Или таким же «разгоном» в обратную строну или гравитационным маневром. А скроее и тем и другим.
Или таким же «разгоном» в обратную строну или гравитационным маневром. А скроее и тем и другим.
После нескольких лет разгона, будут несколько лет тормозить? Может оставят хим. двигатели для этого.
для них топлива надо.
Так и будут полдороги разгоняются, полдороги тормозят. Еще и летят не прямиком, а в обход. В принципе до Цереры вон рукой подать. а летят три с половиной витка вокруг солнца делают. Что поделать.
Так и будут полдороги разгоняются, полдороги тормозят. Еще и летят не прямиком, а в обход. В принципе до Цереры вон рукой подать. а летят три с половиной витка вокруг солнца делают. Что поделать.
Вообще, если не учитывать топливо и его затраты, то это самый быстрый способ добраться куда-то далеко: половину дороги разгоняться с максимальной мощностью, другую половину с такой же мощностью тормозить.
Проще тогда химдвигателями разогнаться быстро, а ионными тормозить несколько лет.Чисто чтобы эффективными ионниками не разгонять неэффективную горючку.
За счет гасителей инерции, на обратной части аппарата — тем самым будет достигнуто торможение, что вполне допустимо для ионных двигателей.
На половине маршрута развернуться на 180 градусов. Задача из школьной физики по сути.
*генерирую бредовую идею*
Имея ионники и хим. двигатели, можно строить заправочные станции в космосе. Отправляем горючку на ионнике и пусть себе летит пока не понадобится. Потом через несколько лет догоняем цистерну на химическом двигателе, стыкуемся, заправляемся, пополняем запас продовольствия, воды и летим до следующей цистерны. Таким образом обходим формулу Циалковского за счет времени.
Имея ионники и хим. двигатели, можно строить заправочные станции в космосе. Отправляем горючку на ионнике и пусть себе летит пока не понадобится. Потом через несколько лет догоняем цистерну на химическом двигателе, стыкуемся, заправляемся, пополняем запас продовольствия, воды и летим до следующей цистерны. Таким образом обходим формулу Циалковского за счет времени.
Есть небольшая проблемка )
Чтобы пополнить запасы топлива, воды и прочего — надо будет уравнять скорости. Есть ли смысл затормаживаться при догонянии цистерны — сомнительно. Т.к. в итоге мы окажемся в том же месте и двигаться будем с той же скоростью, как если бы вылетели вместе с цистерной. Разница только во времени подлета, что играет роль для живых космонавтов, но никак не для исследования космоса.
Чтобы пополнить запасы топлива, воды и прочего — надо будет уравнять скорости. Есть ли смысл затормаживаться при догонянии цистерны — сомнительно. Т.к. в итоге мы окажемся в том же месте и двигаться будем с той же скоростью, как если бы вылетели вместе с цистерной. Разница только во времени подлета, что играет роль для живых космонавтов, но никак не для исследования космоса.
Производить замену без специального торможения. Пусть цистерна сама разгоняется заранее наконуне нашего подлёта по вектору нашего движения.
Ну тут дело расчета, организовать такую ситуацию, что в чекпоинтах скорости должны быть примерно равны, чтобы выровнять аппараты с минимальными потерями топлива.
А кто сказал, что нужно будет затормаживаться? Может ещё ионнику придется тормозить, чтобы уравнять скорость с химракетой.
Заправляться можно не в открытом космосе, а в точке назначения. Отправили тихоходную цистерну к Марсу, затормозили её об атмосферу, оставили болтаться на высокой орбите. Потом прилетели космонавты с кучей барахла, но без топлива, барахло бросили, заправились на обратную дорогу.
А не увеличит ли это вероятность пи*деца посреди полёта по причине потери хотя бы одной из таких цистерн в цепочке?
Увеличит. Если не будет резерва, то рассинхрон все попортит.
А изначально вылетать с топливом можно, только цистерны прицеплять на орбите.
Пожалуй это проще, надежней и дешевле. Ну а ионники в таком случае куда приделывать? >_<
А изначально вылетать с топливом можно, только цистерны прицеплять на орбите.
Пожалуй это проще, надежней и дешевле. Ну а ионники в таком случае куда приделывать? >_<
Тормозить при подлете (условно — на второй половине пути).
Тормозить ионниками не лучшая идея. Это только затянет экспедицию, т.к начинать сброс скорости придется раньше.
Допустим, ионник обеспечивает ускорение 2 миллиметра в секунду за секунду. Летит 2 года. Год разгоняется, год тормозит. Пролетит порядка 1 млрд. км. (до Юпитера хватит с запасом) в середине пути достигнув скорости порядка 60 км/с. Химракете же потребуется чтобы успеть за те же 2 года пролететь этот миллиард на старте набрать 30 км/с. А если к Плутону лететь? У ионника расстояние увеличивается квадратично от времени, а у химракеты — линейно.
Вот ваша идея в довольно развитом виде: Wikipedia: Propellant depot
Цистарный запускать нужно уже сейчас!
Xenon?? И где они взяли столько ксенона, чтобы так долго двигатель им топить?
У ионных двигателей очень высокий удельный импульс, по сути — сверхнизкий расход топлива. Сказано же в самом посте — за время эксперимента было потрачено всего 870кг, а ускорения получено столько же, сколько ракетный двигатель дал бы на 10 тоннах топлива.
870 кг — всё равно много для ксенона по-моему (с учётом того, что в воздухе его 0.00004%, а откуда его ёще брать я даже не знаю).
А монометилгидразин — около 135$ за кг (2001).
Но как?? Во-первых непонятно как его продавцы добывают в таких колличествах. Во-вторых интересно как быстро истощится весь его запас на Земле если вывозить его тоннами в космос. В третьих — где его можно добыть в космосе.
pages.ramaz.org/msrubin/Elements%20Project/Xenon.pdf
Плюс еще в коре Земли: Abundance earth’s crust: 30 parts per trillion by weight,
По получению: en.wikipedia.org/wiki/Xenon
Криптон # Получение:
The only commercial source of xenon is from industrial liquid-air plants. World production is less than 1 tonne per year,‘91 although reserves of xenon gas in the atmosphere amount to 2 billion tonnes.
..., xenon is used for space flights because it makes the best fuel for ion engines… To be suitable for an ion drive, atoms must be easily ionized (i.e. lose an electron, thereby acquiring a positive charge) and have as high a mass a possible. Mercury, caesium and xenon are the most likely contenders for ion engines; of these three, xenon is the safest to handle. Being a gas, it poses problems of storage on Earth, but not in space, where conditions are cold enough to freeze it solid. Xenon is preferable to caesium, which is corrosive, and to mercury, which poses a threat to those exposed to its vapour.
Плюс еще в коре Земли: Abundance earth’s crust: 30 parts per trillion by weight,
По получению: en.wikipedia.org/wiki/Xenon
Extraction of a liter of xenon from the atmosphere requires 220 watt-hours of energy.[52] Worldwide production of xenon in 1998 was estimated at 5,000–7,000 m3.[53] (плотность 5.761 kg/m3)
Instead, xenon is formed during supernova explosions,[60] by the slow neutron capture process (s-process) of red giant stars that have exhausted the hydrogen at their cores and entered the asymptotic giant branch,[61] in classical nova explosions[62] and from the radioactive decay of elements such as iodine, uranium and plutonium.[63]
Криптон # Получение:
Получается как побочный продукт в виде криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках. ...
http://dicelords.narod.ru/rockets — оставлю это здесь для всех интересующихся
Сайт очень занятный, но хостинг все портит (
Сайт очень занятный, но хостинг все портит (
Не совсем понятно, что такого интересного в новости. Есть ли тут специалисты в этой области, которые могут прокомментировать?
Ионные двигатели ведь далеко не новинка. Ни для нас, ни для американцев. Их чуть ли ни с шестидесятых годов используют в космосе. Например тут можно увидеть их целую серию.
Ионные двигатели ведь далеко не новинка. Ни для нас, ни для американцев. Их чуть ли ни с шестидесятых годов используют в космосе. Например тут можно увидеть их целую серию.
Уважаемые жители Земли, кончайте заморачиваться с всякой фигней. Скорее к варп-двигателям переходите! Нас реально задолбало мотаться по орбите, здесь грустно и холодно. Запустите хоть кого-то, ну хоть в одну сторону…
Best regards (тьфу, блин)
Живите долго и процветайте,
Соседи с Вулкана.
Живите долго и процветайте,
Соседи с Вулкана.
Слушайте, обьясните незнайке, — в космосе же вроде везде -237 градусов, то есть ооочень холодно. Так в чём проблема с охлаждением? Разве низя отдавать тепло просто в космос?
Отдавать можно только за счет излучения, а оно плохо работает при невысоких температурах излучающего тела. Плюс в космосе мало где есть тень (только для низкоорбитальных спутников, и меньше половины орбиты), и многие поверхности КА активно подогреваются солнцем (и излучением солнца, отраженным от планеты).
Вот вводная презентация по теме (стр 22 и далее) www.tak2000.com/data/Satellite_TC.pdf
Вот вводная презентация по теме (стр 22 и далее) www.tak2000.com/data/Satellite_TC.pdf
в космосе же вроде везде -237 градусов, то есть ооочень холодно
Везде это где? Точнее температура чего? Температура бывает у чего-то, у пустоты её нет.
Если в пустоту положить термометр, то через некоторое время он примет температуру этой самой «пустоты» (желательно мерить в тени).
On the Earth, temperature is defined in terms of the kinetic activity of the surrounding atmosphere. However the temperature of the vacuum cannot be measured in this way. Instead, the temperature is determined by measurement of the radiation. All of the observable Universe is filled with photons that were created during the Big Bang, which is known as the cosmic microwave background radiation (CMB). (There is quite likely a correspondingly large number of neutrinos called the cosmic neutrino background.) The current black body temperature of the background radiation is about 3 K (−270 °C; −454 °F).dx.doi.org/10.1088%2F0004-637X%2F707%2F2%2F916
Да, там всё работает на излучении. Тело как излучает, так и поглощает излучение. Но это не настолько эффективно, как в случае с конвекцией.
зы: а что в трекере непрочитанные комментарии перестали появляться?
зы: а что в трекере непрочитанные комментарии перестали появляться?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Ионный двигатель NASA проработал без остановки 5 с половиной лет