Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[crazy_terraformer]

Смысл данного мракобесия - восстановитель без окислителя не работает

А почему не работает?? То есть кислорода в космосе тоже полно.  На той же Луне). А вот изотопы просто так не валяются. Чем вам движок на "солярке" не подходит, особенно если к нему есть заправки и топливо всей системе).  Ладно заменим водородом бензин)  и вообще прекрасно все.

Всё вам приходится объяснять. Кислород на Луне добывается из тех же алюмосиликатов и силикатов, что и кремний или алюминий в ходе электролиза, плазменно-химических процессов.
"Солярка" есть на Титане, ледяных спутниках Сатурна и более удалённых от Солнца объектах.
Ключевое слово Солнце, т.е. без системы передачи солнечной энергии к этим объектам, единственный разумный источник энергии для получения кислорода и водорода, добычи "солярки" - это ядерный реактор или энное количество РИТЭГов.

[snickers]

А химические ракеты не дают ответ?

А что есть "гении" полетать к звездам и на них? Такой же бред как и ионник.

единственный разумный источник энергии для получения кислорода и водорода,

А зачем он вам вообще нужен? Прикрутите РИТЭГ с изотопом с периодом полураспада в тысячи лет к EmDrive и вперед... покорять галактико)). Рабочего тела не нужно в принципе, как работает хз но работает, даже китайцы вон уже протестили и сказали по китайски что все - окей).
Вот гражданин Chen Yue, из конторы  CAST например заявил - "The establishment of an experimental verification platform to complete the milli-level micro thrust measurement test, as well as several years of repeated experiments and investigations into corresponding interference factors, confirm that in this type of thruster, thrust exists."
Если перевести речь товарисча Chen Yue то в кратце - тяга хреновая но она есть. Тестили на КА Tiangong-2. Вот и балуйтесь)). Тоже уг но оно получше ионника))
 Оригинал речи гражданина из Поднебесной ..

(кликните для показа/скрытия)

http://www.telegiz.com/articles/15395/20170212/emdrive-china-claims-already-testing-impossible-warp-drive-tech-beats.htm

[sharp]

А что есть "гении" полетать к звездам и на них?

Гениев летать на бензиновом дрынолете тоже, я надеюсь, не найдется

Прикрутите РИТЭГ с изотопом с периодом полураспада в тысячи лет к EmDrive и вперед... покорять галактико)). Рабочего тела не нужно в принципе, как работает хз но работает

Вы бы тему почитали, для начала. Первые страниц 20.

[snickers]

Гениев летать на бензиновом дрынолете тоже, я надеюсь, не найдется

На "ионнике" же есть). Чем на углеводородах хуже в межзвездном масштабе ? Какая разница в принципе на какой "гравицапе" лететь если к точке назначения она не долетит).

[snickers]

На чем же долетит?

С нынешними технологиями, в прочем и в недалекой перспективе ни - на - чем.  Это если брать полет за вменяемый промежуток времени или  пилотируемый. А так... так вон в принципе Вояджеры уже прекрасно летят на химическом движке).  Им еще "ионника" не хватало.

Просветите нас.

Ну а "Вас"... да же не знаю что посоветовать при таком "технологичном уровне "  может обратите внимание в строну гравицапы ?? Частично технология сего девайса раскрыта в одном когда то считавшимся  фантастическим, а при нынешнем уровне образования пожалуй и научно техническом фильме)).  Поверьте разницы между гравицапой и ионником не почувствуете)).

[ivanij]

Чем на углеводородах хуже в межзвездном масштабе ?

- хуже. Химические двигатели здесь вообще не годятся.

 

в принципе Вояджеры уже прекрасно летят на химическом движке)

- не летят. Они только выведены на орбиту. А за пределы Солнечной системы их выбросил гравитационный манёвр.

[ivanij]

Комментарий модератора раздела

  Удалены личные "разборки"

[sharp]

Вместе с "разборками" зачем-то удалились полезные ссылки, придется вернуть.

Двигатель для межзвёздных перелётов

Условно делим скорость корабля на 3 группы:

Быстрые, 0.1-1с,
Средние 0.01с-0.1с,
Медленные до 0.01с.
[...]
Все виды привода можно разделить на три типа:
1 Чисто реактивные. И носитель импульса (рабочее тело) и энергия для его отбрасывания (из горючего) добывается на борту
2. Частично реактивные. Когда носитель импульса на борту, а энергия поставляется извне, по лучу.
3. Активные. Когда и носитель импульса (а значит и энергия для разгона) поставляется извне.
 
Так вот. Я заявляю, что привод для быстрых кораблей может быть ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО третьего типа. И никак иначе. Проект "Дедал" - утопия. "Глупая фантазия".
Для средних может годиться  3 (но не световой парус, а поток материи), 2 (ионные двигатели запитываемы по лезарному или микроволновому лучу) и если сильно повезет - 1 (тот же самый управляемый термояд).
Для медленных кораблей разумней использовать первый тип (так как разгон длиться столетия и все проблемы надо решать на месте). Чисто реактивный. Здесь как раз можно говорить о взрыволетах на бомбах, если они окажутся небезнадежны (хотя они могут попасть и в медленные-средние 0.01-0.03с) или ионные двигатели разгоняющие корабли поколений столетиями до 1000 - 3000 км/с. Разумеется сгодятся и двигатели типа виверн-джет с их мизерной тягой.

[sharp]

Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

Звездолет через 100лет

Что здесь показано? У вас есть некий идеальный привод, который равномерно ускоряет и тормозит ваш звездолет. Выбрана оптимальная с точки зрения необходимой удельной мощности (энерговооруженности) привода. Меньше сделать w никак нельзя.
При этом считается идеальное w. То есть количество чистых ватт, перекачиваемых в кинетическую энергию корабля.
Треугольничек в левом нижнем углу показывает как получается v=2L/T. В верхнем правом углу выводится красная формула (левый верхний угол). По ней и считается время перелета в зависимости от идеальной энерговооруженности.



[...] ракета от идеального звездолета отличается в 1.5 раза.  Не бог весть во сколько.
Для первого приближения можно рассматривать такую упрощенную модель.
И что мы на ней видим в первом приближении?
В принципе если бы мы могли добиться 1000 Вт/кг, то с поправкой на ракету это дало бы ~ 600 Вт/кг и время перелета 580, 1800 лет. Для корабля поколений вполне приемлимо.
Тогда возникает вопрос, можно ли получить для звездолета удельную мощность (уже по мощности в струе двигателя) 1000 Вт/кг?

Если двигатель ионный, то я вполне доупскаю и 0.9 и .095 эффективности. И уж тут ограничений по удельной мощности не будет. То же и с реактором. Главная проблема - радиатор. Если вы сливаете 2/3 сырой тепловой энергии через радиатор (и только 1/3 превращается в ток для ионника) то вам надо сливать примерно 2000 Вт/кг корабля. И если радиатор составит 2/3 массы корабля (огромные такие крылья) то вам нужен радиатор сливающий 3000 Вт тепла с килограмма своей собственной массы.

[crazy_terraformer]

Чем на углеводородах хуже в межзвездном масштабе ?

- хуже. Химические двигатели здесь вообще не годятся.

Но с помощью химических двигателей можно получить приличную начальную скорость, по крайней мере для корабля поколений сгодится.

[snickers]

по крайней мере для корабля поколений сгодится.

Никуда не сгодиться.  ЖРД в вакууме с использованием трехкомпонентной схемы литий/водород/фтор и составляет 542 секунды (5 320 м/с) получили. Пусть там 2/3 ступени раскочегаримся до 15 км/с и куда к звездам? Для ионного где то 200-300 км/сек. Что тоже к звездам??  При таких скоростях оборудование рассыпется быстрее чем куда либо долетит. А других движков пока нет.
 

[AndrejM]

Пока что, как Я понял, теоретический максимум 500 лет до просимы. Покрайней мере на бумаге.
Сами по себе Ионники не так уж и плохи. Но мы пока аппарат до 1000 км/с не разогнали. А вот это реально загвоздка.
Хоть бы микросхему с радио передатчиком разогнать. Для опыта.

[Андрей Курилов]

Пока что, как Я понял, теоретический максимум 500 лет до просимы. Покрайней мере на бумаге.

Где же вы взяли двигатель с удельной мощностью 10 тыс Вт/кг? Хотя бы на бумаге - ?

[crazy_terraformer]

по крайней мере для корабля поколений сгодится.

Никуда не сгодиться.  ЖРД в вакууме с использованием трехкомпонентной схемы литий/водород/фтор и составляет 542 секунды (5 320 м/с) получили. Пусть там 2/3 ступени раскочегаримся до 15 км/с и куда к звездам? Для ионного где то 200-300 км/сек. Что тоже к звездам??  При таких скоростях оборудование рассыпется быстрее чем куда либо долетит. А других движков пока нет.

Разогнать колонию O'Neill'а загруженную под завязку с грузовыми  транспортами и пусть летят хоть тысячелетия по инерции, на жизнь у них будут запасы ядерного или термоядерного топлива, полуфабрикатов, будет работать рециклинг. Они свою технику будут снова и снова изготавливать и переделывать. Пролетая ч/з пояс Койпера и облака Оорта ещё успеют подзаправиться.

[snickers]

Разогнать колонию O'Neill'а

А не Вы ли лично в закрытой ныне теме про "нет колонизации" скажем так довольно негативно отзывались о возможности ее существования? Тем более там кольцо или тор или цилиндр вращения был ограничен всего сотней другой метров?

будет работать рециклинг

А приведите как пример технологии рециклинга чего либо да еще и без потерь и что бы она тысячи лет проработала?

у них будут запасы ядерного

счас раскатали губу... на сколько хватает загрузки товлива в один реактор АЭC? А сколько десятков тонн она весит?
 Для БАЭС например - вес топливной загрузки в реактор составляет около 93 тонн
Длительность работы полной топливной загрузки примерно один год. Далее 1/4 меняют. Ир есть раз в 4 года проходит оборот топлива. То есть 93 тонны - 4 года. 1000 лет / 4 года = 250 загрузок * 93 тонны = 23250 тонн.. Это еще без учета замены материала активной зоны так как материал там деградирует от температур и радиации.  Удачи летите)

[crazy_terraformer]

Разогнать колонию O'Neill'а

А не Вы ли лично в закрытой ныне теме про "нет колонизации" скажем так довольно негативно отзывались о возможности ее существования?

Я негативно относился к идее её использования и Вашим методам её строительства, а не к возможности её существования.

Тем более там кольцо или тор или цилиндр вращения был ограничен всего сотней другой метров?

Это ограничение касается радиуса, а не длины.

будет работать рециклинг

А приведите как пример технологии рециклинга чего либо да еще и без потерь и что бы она тысячи лет проработала?

Оборудование рециклинга будет продублировано и будет заново изготовляться колонистами.
Непригодное к ремонту оборудование пойдёт на разборку и переплавку, выделение необходимых соединений и химических элементов.Куда могут быть потери в замкнутой среде обитания? Выделение в виде газов и оксидов, солей:
 1)угарный и углекислый газы,пары воды, формальдегид и др. -улавливается системой очистки воздуха и затем перерабатывается;
2) соли и оксиды - пыль и ржавчина-собирается машинами-уборщиками, вытягивается из искусственных водоёмов системой очистки и задерживается воздушными фильтрами -  тоже перерабатывается. Грунт в биосферной зоне периодически изымается для промывки от органики и иных накопившихся соединений, после чего проходит подготовку и замещает изъятый. Органика вместе с накопившимися соединениями перерабатывается.
Единственный невосполнимый ресурс по большому счёту - это ядерное и термоядерное топливо.
Активированные радиацией материалы реакторов будут перерабатываться роботами, а фонящие части роботов будут превращены в плазму и пройдут разделение изотопов в калютронах для очистки от радиоактивных изотопов, если запасов необходимых химических элементов будет недостаточно для постройки новых роботов.

[crazy_terraformer]

у них будут запасы ядерного

счас раскатали губу... на сколько хватает загрузки товлива в один реактор АЭC? А сколько десятков тонн она весит?
 Для БАЭС например - вес топливной загрузки в реактор составляет около 93 тонн
Длительность работы полной топливной загрузки примерно один год. Далее 1/4 меняют. Ир есть раз в 4 года проходит оборот топлива. То есть 93 тонны - 4 года. 1000 лет / 4 года = 250 загрузок * 93 тонны = 23250 тонн.. Это еще без учета замены материала активной зоны так как материал там деградирует от температур и радиации.  Удачи летите)

Реакторы подобных типов не подходят, в космосе необходимо полное сжигание топлива. Это будут либо гибридные ядерно-термоядерные реакторы, либо интегральные реакторы на быстрых нейтронах.

[snickers]

Активированные радиацией материалы реакторов будут перерабатываться роботами

Такой технологии не существует.

Это будут либо гибридные ядерно-термоядерные реакторы

Этого тоже нет.

Оборудование рециклинга

Технологий рециклинга в будь каком промышленном масштабе не существует.

[ivanij]

интегральные реакторы на быстрых нейтронах.

Такие:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/ne/ne4.htm - реакторы с активной зоной, но без бланкета. В чём преимущество такой конструкции в космосе?

[crazy_terraformer]

интегральные реакторы на быстрых нейтронах.

Такие:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/ne/ne4.htm - реакторы с активной зоной, но без бланкета. В чём преимущество такой конструкции в космосе?

Отходы у ИБР либо имеют малые периоды полураспада, либо очень большие, что означает, что они слабо радиоактивны. Общее количество отходов у ИБР составляет 1/20 от переработанного топлива (которое обычно считается отходами) реакторов на тепловых нейтронах с той же мощностью. 70% продуктов деления либо стабильны, либо имеют периоды полураспада около года. В технеций-99 и Иоде-129, которых 6% в в продуктах деления имеют очень большие периоды полураспада, но могут быть трансмутированы в реакторе в изотопы с с очень малыми периодами полураспада (15.46 с и 12.36 ч) поглощением нейтронов в реакторе. Цирконий-93 (5% в отходах) может быть переработаны в оболочки для топлива, где их радиоактивность не имеет значения. Остальные компоненты отходов менее радиоактивны, чем естественный уран.
    В ИБР используется топливный цикл на два порядка более эффективный, в части использования топлива, по сравнению с традиционными циклами в реакторах на медленных нейтронах, 

Т.е. в ИБР выгорает больше топлива и ядерных отходов, чем в ядерных реакторах на тепловых нейтронах.
С реакторами на тепловых нейтронах пришлось бы больше возиться с выделением наработанного топлива и невыгоревшего тория,урана и плутония или выбрасывать ТВЭЛы в космос, т.е. пришлось брать больше топлива или предприятия для его выделения из отработанного топлива.