Колонизация Титана

[SpaceEngineer]

Но это сильно не близко и дело десятков-сотен лет. Впрочем, колонизация Титана, думаю, тоже не скоро начнётся.

В таком далёком будущем миллион тонн стартовой массы не будет казаться чем-то запредельным.

[дерево]

На картинке: УИ >70км/с, мощность ЭРД <940 кВт, тяга >18 Н  ошибка или обман (заключающийся в том, что там работают дизайнеры и эффективные менеджеры, а не конструкторы и инженеры)?
(<940 кВт) / (>70км/с) = (<13,4 Н)

И тем не менее это в 10 раз выше, чем то что мы имеем в лучших образцах, которые мы готовы изготовить "уже завтра":


600 Вт/кг - это технология "на послезавтра"

А как насчёт неопробованных технологий из "позавчера" с мощностью печи несколько кВт/кг?

[alex_semenov]

На картинке: УИ >70км/с, мощность ЭРД <940 кВт, тяга >18 Н  ошибка или обман (заключающийся в том, что там работают дизайнеры и эффективные менеджеры, а не конструкторы и инженеры)?
(<940 кВт) / (>70км/с) = (<13,4 Н)

Гм...

отсюда:

тогда
2*940/70 =26.9
Но надо учитывать, что КПД холловских двигателей при таких малых скоростях истечения порядка 0.75-0.7 (ионизируемая масса на тягу большая и на ионизации бо'льшие потери энергии, чем у ионников с большой скорость истечения).
Тогда:
2*940*0.75/70 =20.1
2*940*0.7/70 =18.8
то есть больше 18 Н, так и есть.
Закон W=Fu - это закон авиации. Для воздушно-реактивных двигателей. Они не только создают импульс тяги, но и принимают тормозящий импульс набегающего потока, поэтому, суммарная тяга ВРД - разность между тягой и тормозящим импульсом, который, упрощенно, равен половине тяги.  Ракета в вакууме с этим дело не имеет. Поэтому тяга в два раза больше при той же мощности и скорости истечения. Вроде так.

И тем не менее это в 10 раз выше, чем то что мы имеем в лучших образцах, которые мы готовы изготовить "уже завтра".
600 Вт/кг - это технология "на послезавтра"

А как насчёт неопробованных технологий из "позавчера" с мощностью печи несколько кВт/кг?

Отправляясь в Сатурну мы уходим далеко-далеко в "зону льда", где солнечная энергия падает по квадрату от расстояния. Сатурн в 10 раз дальше от Солнца чем Земля. Это значит энергетический поток от Солнца в 100 раз хуже. Нет там смысла в солнечных коллекторах и батареях.
Это область АТОМНОЙ энергии.

ЗЫ.
Гм... Красивый пепелац-ракушка. Как "художник" - оценил (я знаю про эту концепцию но никогда к ней серьезно не относился).  Вы хотите сказать что у моих любимых взрыволетов появился еще одни серьезный конкурент? На самом деле я рад. Даешь проектов разных и много! Этакая регатта к Титану. Очень вдохновляет...
В чем фишка? Сверхлегкий парус-зеркало?
Я интересовался лазерными и световыми парусами... В частности пректом Курцвейла Дрекслера 1977-го года (который вдохновил Форворда на его лазерные парусные проекты и от которых происходит проект Мильнера-Хокинга)...  В принципе я догадываюсь откуда могут быть "резервы"...
У вашего проекта несомненный плюс (в нашей реальности) - это "зеленая" технология.
 

[дерево]

Действительно, никогда не задумался, что там должна быть двойка  .

Отправляясь в Сатурну мы уходим далеко-далеко в "зону льда", где солнечная энергия падает по квадрату от расстояния. Сатурн в 10 раз дальше от Солнца чем Земля. Это значит энергетический поток от Солнца в 100 раз хуже. Нет там смысла в солнечных коллекторах и батареях.

Света мало, но и массу можно стремится уменьшить утончением зеркала, пару десятком км/с можно получить

Вы хотите сказать что у моих любимых взрыволетов появился еще одни серьезный конкурент?

На мой взгляд это конкурент именно ядерному (отличаясь от него лишь печкой, имея одинаковые остальные составляющие: прямая газогрейка или ТЭС+радиатор(которым может быть само зеркало)+ионник), точнее даже лучше его по всем параметрам, как минимум до орбиты Юпитера. Взрыволёты уже совсем другой класс, для дальних межпланетных или ближних межзвёздных сверхтяжёлых кораблей.

У вашего проекта несомненный плюс (в нашей реальности) - это "зеленая" технология.
 

Не просто зелёная, а без потенциально военной составляющей в виде ядерного топлива.
Кстати первое упоминание нашёл в [Popular Mechanics 1957 №03], но подозреваю, что идея много старше, интересно бы найти публикации.

[alex_semenov]

Хотя это тема не для колонизации Титана.
Но давайте поищем в этой концепции недостатки. Ну не может быть одной большой бочки меда без пикантной ложечки дегтя...
Насколько я понимаю, лучшее решение - прямое преобразование энергии солнца в движение рабочего тела (через электричество - это потери).
Но тогда лушчее рабочее тело - водород (с минимальным мю-молярной массой).
А так как это малая тяга (по-сути) то возникает проблема хранения водорода на протяжении всего периода разгона.
Но что хорошо - топливо на обратный путь можно набрать у Сатурна.
Другой нюанс.
Ясно что такая "ракушка" - вещь ажурная не рассчитанная на большие перегрузки и разумеется на аэробрекинг. Значит надо не только разгоняться но и тормозить у цели двигателем.

Концепцию в "попмехе" я тоже видел. Но если искать автора, то это наверняка Цандер или Циолковский. Они цеплялись за энергию солнца самыми разными способами так как ядерная была пока не открыта (недоступна). Кстати, я как-то видел на авиабазе или НК попытку использовать эту систему для вообще межзвездных перелетов.
Что касается военного применения...
Есть сомнения. Ну не может же быть чтобы не было!!! Не бывает такого!

[AlexAV]

На мой взгляд это конкурент именно ядерному (отличаясь от него лишь печкой, имея одинаковые остальные составляющие: прямая газогрейка или ТЭС+радиатор(которым может быть само зеркало)+ионник), точнее даже лучше его по всем параметрам, как минимум до орбиты Юпитера. Взрыволёты уже совсем другой класс, для дальних межпланетных или ближних межзвёздных сверхтяжёлых кораблей.

Вся сложность космической энергетической установки как раз в радиаторе. Просто как кипятильник реактор имеет гигантскую плотность мощности. У БН-800, скажем, 430 кВт/л. С учётом что этот литр весит килограмм 8 - около 54 кВт/кг тепловой мощности.  И это обычный энергетический реактор, а не какое-то специальное изделие служащее для достижения экстремальных параметров. Если специально задаться целью - снять до 200 кВт/кг тепловой мощности с АЗ можно в общем достаточно легко. Проблема начинается далее - как эту тепловую мощность преобразовать в электричество.

Вес зеркал корректно сравнивать только с весом АЗ реактора, а не всей энергетической установки. Если зеркала весят 0.15 кг/м2, то на орбите Земли солнечная установка даст плотность тепловой мощности порядка 9 кВт тепла на килограмм. Для АЗ реактора - это просто смешные цифры. Как было уже отмечено выше АЗ обычного энергетического реактора (не проектируемого, а работающего уже сейчас!,  хотя и не вполне стандартного), из которого каких-то экстремальных параметров никто не выжимал  - уже имеет плотность мощности около 54 кВт/кг тепла, почти в 5 раз больше. 

Всё же на расстояниях от Солнца больших 1 а.е. реактор как источник тепла выигрывает у зеркал солнечно-термальной установки.

P.S. Обязательное требование безопасности для энергетического реактора - возможность безопасного расхолаживания при условие отказа главного циркуляционного насоса в режиме естественной циркуляции. Это требование довольно сильно ограничивает плотность мощности АЗ. Но для космического реактора от него можно отказаться. Накладывать такие же требования безопасности как на наземные АЭС на космические реакторы бессмысленно (чего боимся то? космос загрязнить?). А если принимать принудительную циркуляцию как необходимое условие работоспособности реактора во всех режимах - плотность мощности можно существенно поднять. Понятно, что экстремально большие значения достижимы только при использование в качестве теплоносителя жидкого металла.

[alex_semenov]

Алекс, насколько я понимаю, речь идет о прямом тепловом преобразовании солнечной энергии в движение рабочего тела.



То есть это "открытый цикл". Типа термической ЯРД.

[николай теллалов]

миллион тонн стартовой массы

с Земли?!

[николай теллалов]

ри использование в качестве теплоносителя жидкого металла

галлий?

[николай теллалов]

Это область АТОМНОЙ энергии

если не делать излучателей внутри орбиты Меркурия

[SpaceEngineer]

Хотя это тема не для колонизации Титана.
Но давайте поищем в этой концепции недостатки. Ну не может быть одной большой бочки меда без пикантной ложечки дегтя...

Полёт туда (к Сатурну), допустим, быстрый. А вот обратно... Хотя надо считать. Интуиция тут не помощник.

[AlexAV]

галлий?

Галлий - редкостная дрянь. По степени агрессивности к конструкционным материалом худшую субстанцию ещё нужно поискать. Большинство конструкционных сплавов он очень быстро разрушает и в этом отношение он куда неприятнее натрия, свинца или сплавов висмут-свинец. По степени мерзопакостности с ним может конкурировать разве что жидкий литий (впрочем литий пожалуй всё же хуже, он быстро съедает не только металлы, но и большинство стёкол и керамик). Да и нейтрино-физические свойства у него не очень. Так что - точно нет, эта гадость в реакторе совершенно точно не нужна.

Если первый контур будет иметь теплоноситель под низким давлением - лучший вариант эвтектика висмут-свинец (у неё только один недостаток -цена, но для космоса это не важно). Если делать одноконтурный (т.е. реактор охлаждается не промежуточным теплоносителем под низким давлением, а теплоносителем, который непосредственно превращается в пар работающий в турбине без промежуточного теплообменника) - стоит посмотреть в сторону ртути (тоже в плане материаловедения - дрянь, но тут хотя бы понятно зачем с ней мучаться).

[николай теллалов]

Галлий - редкостная дрянь

керамику не берет
(собственно про него только это осталось в памяти и про широкий интервал между точками плавления и кипения)
(сейчас заглянул в вику)

но, да - редскостная (нудно и сложно получить)
и дрянь
(например если застынет, вздует и порвет трубы, которые если из керамики, треснут быстро)

отвод кандидатуре галлия


ваше предложение о ртути как теплоносителе лучше

[Проходящий Кот]

миллион тонн стартовой массы

с Земли?!

А если использовать Кузькины Матери?

[Андрей Астрофизический]

А если

А вы не напомните, почему ядерный полигон из окрестностей Семипалатинска перенесли к черту на рога?

[николай теллалов]

А если использовать Кузькины Матери?

я "за"
человечество такое безобразие!
надо его прекращать

(кликните для показа/скрытия)

почему ядерный полигон из окрестностей Семипалатинска перенесли к черту на рога?

потому что жалкие и ничтожные люди

надо у КАЖДОЙ столицы мира подравнять площадки для старта взрыволетов на кузькиным мамах

да побыстрее, чтобы апологеты возрадовались

[Проходящий Кот]

А если

А вы не напомните, почему ядерный полигон из окрестностей Семипалатинска перенесли к черту на рога?

Вопрос был, как за раз забросить миллион тон на орбиту.
Каков вопрос, такой и ответ.

[crazy_terraformer]

Сухие Долины Мак-Мёрдо — отличная локация для космодрома термоядерных взрыволётов на чистых зарядах. Жизни нет.

[cybertron]

миллион тон

Мрия - 640 тонн.
Самый большой корабль - 640.000 тонн.

Наверное все таки и на вес космических кораблей должны быть какие-то ограничения (если у вас нет антиграва)

"– Может, все-таки возьмете частями? – спросил мстительный Балаганов."

[crazy_terraformer]

— Я бы взял частями. Но мне нужно сразу.(с)