Комета - топливная заправка для химических ракет

[Андрей Курилов]

Видно, что газы в правой части графика можно сжижать без охлаждения изначальной смеси, только повышением давления.

Очень... трепетно жать смесь кислорода и кучи топливных газов.

В данном случае жать нужно до ~200 Па (это 0,002 атмосферы, если что, в 3 раза меньше, чем на Марсе). При этом температура будет не выше -130^pЦ. Так что не говорите ерунды, ничего трепетного в этом нет.

[библиограф]

 Будем отделять кислород от окиси углерода и метана, а затем сжигать их в топках локомобилей;
образующийся пар высокого давления будет со страшной силой вырываться через ракетные дюзы;
реактивная сила отдачи будет толкать комету вперед!
Только не следует забывать, что в килограмме метана, например, содержится примерно 50мг дейтерия,
при термоядерной реакции из этого количества выделится энергия, эквивалентная сожиганию 500 кг
метана в кислороде!
Так что, как ни печально, открытие свободного кислорода  имеет значение только для космогонических
теорий; никакого практического значения оно не имеет, вот удивительно!

Космонавт героически выпаривает кислород и органику для собственного выживания.

Это всё уже описано в увлекательном романе Жоржа ле Фора и Анри де Графиньи "Вокруг Солнца"
https://www.litmir.co/br/?b=183236&p=1

[Андрей Курилов]

образующийся пар высокого давления будет со страшной силой вырываться через ракетные дюзы;

теорий; никакого практического значения оно не имеет, вот удивительно!

всё это просто бред собачий

[VimanaPro]

всё это просто бред собачий

Именно эту мысль и пытается донести до Вас тактичный библиограф

[shuricos]

Библиограф, а управляемая термоядерная реакция DD уже освоена? Надо же, какой я дремучий! 

[библиограф]

 Термоядерный реактор, возможно, будет построен - это просто инженерная задача, хотя и очень сложная.
А вот пилотируемый полет на комету на химической ракете не состоится никогда - не потому, что это
технически невозможно, а потому, что если он и совершится, то двигатели будут посерьезнее...
Гораздо интереснее психологическая сторона интереса и заинтересованного обсуждения этой темы
на форуме. Это и называется "очарование стимпанка".
Возможно, если бы бр. Стругацкие писали свой роман о "Мире Полдня " не в 60-е годы, а сейчас, они
упомянули бы про группы поклонников ролевых игр, типа "Робинзонов Космоса", которые высаживаются
на комете, ведут суровую жизнь первопроходцев, а затем летают вокруг на ракетах с топливом метан-
кислород, отдавая дань уважения пионерам освоения Солнечной системы.
 

[Андрей Курилов]

А вот пилотируемый полет на комету на химической ракете не состоится никогда - не потому, что это
технически невозможно, а потому, что если он и совершится, то двигатели будут посерьезнее...

Обоснование просто шикарное. "Потому что гладиолус."

[Проходящий Кот]

Термоядерный реактор, возможно, будет построен - это просто инженерная задача, хотя и очень сложная.
А вот пилотируемый полет на комету на химической ракете не состоится никогда - не потому, что это
технически невозможно, а потому, что если он и совершится, то двигатели будут посерьезнее...
Гораздо интереснее психологическая сторона интереса и заинтересованного обсуждения этой темы
на форуме. Это и называется "очарование стимпанка".
Возможно, если бы бр. Стругацкие писали свой роман о "Мире Полдня " не в 60-е годы, а сейчас, они
упомянули бы про группы поклонников ролевых игр, типа "Робинзонов Космоса", которые высаживаются
на комете, ведут суровую жизнь первопроходцев, а затем летают вокруг на ракетах с топливом метан-
кислород, отдавая дань уважения пионерам освоения Солнечной системы.
 

Когда термояд будет освоен, тогда и эти полеты будут не нужны. Но пока термояда НЕТ.....

[Андрей Курилов]

Molecular Oxygen in Oort Cloud Comet 1P/Halley
Недавно прибор ROSINA обнаружил в комете 67P довольно высокое содержание молекулярного кислорода - O₂/H₂O ~ 3,8%. Характер выделения кислорода указывает на его первичное происхождение в материале кометного ядра. Один из важнейших вопросов - является ли высокое содержание молекулярного кислорода аномалией и свойством только кометы 67P или характерно для комет в целом (в том числе и для комет происхождением из ОО). Был проведён анализ данных прибора Neutral Mass Spectrometer с борта Giotto, сближавшейся с кометой Галлея в 1986 г. Этот анализ показывает, что данные масс-спектрометра могут быть объяснены при наличии 3,7% (по отношению к воде) молекулярного кислорода, выделяющегося из ядра кометы Галлея. Следовательно, высокое содержание молекулярного кислорода в кометах может быть правилом, а не исключением.

[Инопланетянин]

Возможно, если бы бр. Стругацкие писали свой роман о "Мире Полдня " не в 60-е годы, а сейчас, они
упомянули бы про группы поклонников ролевых игр, типа "Робинзонов Космоса", которые высаживаются
на комете, ведут суровую жизнь первопроходцев, а затем летают вокруг на ракетах с топливом метан-
кислород, отдавая дань уважения пионерам освоения Солнечной системы.

У вас там стимпанковая Пандора? Очень смешно.

А ракеты на термоядерке ещё не существуют и будут ли существовать неизвестно. Возможно, только как взрыволёты с грузоподъёмностью на целый город. А то и вовсе не появятся. А химические ракеты уже возможны и уже видно где для них топливо.

[библиограф]

Возможно, только как взрыволёты с грузоподъёмностью на целый город. А то и вовсе не появятся.

Термоядерные двигатели может, и не появятся, они пока есть лишь в виде эскизов и расчетов
http://www.washington.edu/news/2013/04/04/rocket-powered-by-nuclear-fusion-could-send-humans-to-mars/
а ЯРД уже сделаны и даже испытаны!
В США
http://terraoko.com/?p=5049&lang=ru
http://www.youtube.com/watch?v=2ZOU-ArzUFg
И В СССР
http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/programs/index.shtml?yard.html
Неужели ничего об этих программах не слышали? Печальная неосведомленность!
Удельный импульс у ЯРД вдвое больше чем у любого ЖРД; впрочем, всевозможные
варианты ионно-плазменных ракетных моторов имеют импульс, вдесятеро больше
чем у химических двигателей.
http://quantum-tech.ru/zvezdolety/ionplazmamotor.html
Рабочее тело ЯРД - водород - или метан - или аммиак - это всё есть (или можно
синтезировать) используя материалы комет, кислород же для ЯРД вовсе не  нужен...
Френсис Годвин отправился в путешествие на Луну на повозке, запряженной
дрессированными лебедями ( Иной Свет или Государства и Империи Луны)
Эдгар По - на воздушном шаре (Необычайное приключение некоего Ганса Пфалля)
Комета Галлея снова прилетит к нам в 2061, но предположить, как будет выглядеть
возможная экспедиция, можно уже сейчас - вероятно, это будет корабль с ядерным
реактором и генератором, питающем ионные двигатели со сравнительно небольшой
тягой; на комету будут высажен отряд роботов-космодесантников с передвижными
лабораториями; о пилотируемых полетах в середине XXI века будут вспоминать лишь
как о героической сказке прошлого. А о твердофазных ЯРД на водороде тогда будут
помнить лишь историки техники - выигрывая в величине тяги, они безнадежно
проигрывают ЭРД по удельному импульсу.
Закрытый из-за дороговизны проект JIMO мог бы стать первым среди межпланетных
аппаратов с моторами на внутриатомной энергии.
 http://www.youtube.com/watch?v=uztLNShOL5A

[Андрей Курилов]

Библиограф, а чего сказать то хотели?

[библиограф]

Лишь то, что постройка на кометах заправок для химических ракет -
 Прибегая к вашему энергичному выражению
всё это просто бред собачий
Поскольку, когда дело дойдет до полетов к кометам, химические ракеты можно
будет увидеть только в Музее Космогации

[Андрей Курилов]

Сомневаюсь, что для пилотируемых полётов найдётся что-то лучше и дешевле. Вы, кстати говоря, ничего не предложили.

[olenellus]

Получается, к дейтеривой, ядерной и гансовой тригелиевой саранчам добавляется ещё один вид саранчи: химсаранча.

[Андрей Курилов]

Есть две конкурирующие гипотезы. Первая гласит, что кометный лёд есть аморфный водяной лёд. Вторая - что кристаллический (клатраты).

Вот здесь
http://www.ifa.hawaii.edu/UHNAI/NAIweb/presentations/24-Meech-icephysI.pdf
говорится, что аморфный лёд обладает особо высокой пористостью и поэтому может содержать в себе другие газы, которые будут покидать лёд при температурах 35-120К. Здесь же говорится, что в кометах, вероятно, нет или мало водных клатратов.

Ок, давайте считать аморфный лёд. Будем считать нагрев до 100 К, после чего должен произойти экзотермический процесс кристаллизации и выделения всех оставшихся газов.

Всё плохо. Лёд в кометах кристаллический, а способ включения других летучих веществ - клатратный. Плохо это потому что не будет никакого экзотермического вклада превращения аморфного льда в кристаллический, помогающий процессу выделения из него газов. По крайней мере для кометы 67/P Ч-Г кристаллический лёд следует из последних публикаций:

1)

Our preliminary results suggest that the comet dielectric properties are consistent with carbonated chondrites dust and water crystalline ice mixtures with very low dust concentration in the comet deep subsurface.

2)

If these measurements are representative of the bulk N2/CO and Ar/CO ratios in 67P/Churyumov–Gerasimenko, it implies that the ices accreted by the comet formed in the nebula and do not originate from the interstellar medium, supporting the idea that the building blocks of outer solar system bodies have been formed from clathrates and possibly from pure crystalline ices.

[Андрей Курилов]

Предыдущий расчёт удалил, так как он содержал кучу ошибок. Пересчитал всё, подучилось, что для того, чтобы затраты тепла на нагрев и сублимацию льда покрывались выделением тепла при сгорании выделяющихся кислорода, метана, этана и ацетилена, массовая доля кислорода во льду должна быть 11-12 %, при имеющихся 3,8 %.

[AlexAV]

тобы затраты тепла на нагрев и сублимацию льда

Обычно для выделения газов из клатратов достаточно плавления (теплота плавления много меньше теплоты сублимации). Сублимацию из необходимых затрат энергии можно видимо исключить (по крайней мере если давление газа в равновесии с раствором выше, чем давление насыщенных паров жидкости, что при концентрации в 3,8% для кислорода соблюдается заведомо).

[Фантазер]

Прочитал все,посмеялся!Сколько фактов, мыслей,сколько поломано копий!И ни один из вас не вспомнил о том,что существует РЕКУПЕРАЦИЯ,ТЕПЛООБМЕННИКИ.

[Андрей Курилов]

Обычно для выделения газов из клатратов достаточно плавления (теплота плавления много меньше теплоты сублимации).

Хорошая идея. Удельная теплота сублимации 2,6-2,9 МДж/кг (в зависимости от выбранной терминальной Т), что составляет подавляющую часть всех затрат тепла. Т.е. это - главный враг. Удельная теплота плавления действительно почти на порядок меньше (0,334 МДж/кг при н/у), чем теплота сублимации.

Пересчитал. Прошу внимания на график.

• По вертикали - отношение получаемого при сжигании кислорода тепла к затрачиваемому на нагрев, плавление и выделение газов.
• По горизонтали - относительное содержание льда в кометной породе (0,2 для 67P).
• Линии разных цветов соответствуют различному выделению молекулярного кислорода изо льда при его плавлении (у 67P это 0,038, т.е. где-то между зелёной и бордовой кривулями).

Как видно, для 67P получаемая при горении кислорода энергия едва-едва покрывает затраты. Среди комет будет достаточно большая доля таких, где добыча кислорода окажется энергетически невыгодна. А для большинства комет выделяемая при сжигании тепловая энергия вряд ли будет превосходить затрачиваемую более чем в 1,5 раза.