Na Marsa w 39 dni?

[bamus]

Ostatnia rocznica lądowania na Księżycu rozpaliła na nowo dyskusję: kiedy polecimy na Marsa. NASA ma nadzieję, że dotrze na Czerwoną Planetę do połowy tego wieku, lecz nie dopóki nie powróci na Księżyc i zbuduje bazy na nim.

Jedną z największych przeszkód, która stoi na przeszkodzie (oprócz finansowej) jest długość trwania misji. Używając konwencjonalnych rakiet, najlepszy wynik jaki można osiagnąć to sześć - siedem miesięcy , podczas których Marsjańscy pionierzy stracą na zdrowiu. Bez grawitacji system krążenia osłabnie, mięśnie zaczną zanikać, kości stracą tyle wapnia, że będą wrażliwe na złamanie nawet przy słabym uderzeniu. Nie wspominając o psychologicznych aspektach długiego odosobnienia. W skrócie mówiąc, do czasu kiedy nasz bohater powróci będzie on raczej super-dziadkiem niż super-man'em.

Co jest potrzebne to radykalnie nowa, super szybka metoda napędzania, która da astronautom szanę wyjścia z kapsuły, a nie wypadnięcia z niej.

 

Były astronauta i fizyk plazmowy Franklin Chang-Diaz wraz z jego zespołem pracują nad ostatnimi poprawkami silnika, który zmieni siedmio miesięczną odyseję w 39-dniową wycieczkę. Pięknie nazwana Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, lub VASMIR, używa rozgrzaniej plazmy by osiągnąć predkość większą od 193000km/h (konwencjonalna rakieta - 64000km/h) przy minimalnym zużyciu paliwa.

 

Oprócz długiego czasu podróży, problem z konwencjonalnymi rakietami, jest taki, że są one okropnie niewydajne, co oznacza że masa każdej rakiety wysłanej w stronę Marsa zawierałaby większość paliwa, zostawiajac mało miejsca na ładunek i astronautów.

Wydajność rakiet mierzy sie w specyficznych impusach (rodzaju ilości przelecianych kilometrów na danej masie paliwa), które sa mierzone w ilości sekund ciągu rakieta może osiagnąć na jednostkę masowa paliwa użytego. Dobra rakieta może mieć specyficzny impuls około 450 sekund - to jest jedent funt ciągu z jednego funta paliwa przez 450 sekud. Jednak VASMIR może osiagnąć impuls trwający 30000 sekund. To znaczy, że może pracować bardzo długo na relatywnie małej ilości paliwa.

VASMIR działa używając fali radiowych i "magnetycznego lustra" do rozgrzania wodoru do tego stopnia, że tworzy on plazmę podobna w właściwościach i temperaturze do tej na Słońcu.

Super rozgrzana plazma wylatuje z rakiety tworząc ciąg . W przemyśle rakietowym , im wyższa temperatura wylatującego maeriału, tym lepiej. Temperatura w Promie kosmicznym ma kilka tysięcy stopni celcjusza na wylocie, VASMIR będzie osiągał temperaturę przekraczxajacą 1 milion stopni celcjusza.

Inna zaleta VASMIR'a jest to, że wodór jest najbardziej popularnym pierwiastkiem w kosmosie, i rakieta będzie musiała mieć tyle paliwa by dotrzeć do celu (tu Marsa), zatankować na miejscu by wrócic na Ziemie. Także wodór jest najlepsza tarczą przeciw promieniowaniu kosmicznemu i zewnętrze zbiorniki będą używane by chronić ludzi.

VASMIR jest wiecej niż tylko marzeniem SF. Silnik został już przetestowany w laboratorium, a w 2012 będzie testowany na ISS.

 

 

Perspektywa posiadania tak wydajnego napędu przez ludzkość napewno jest ekscytująca. otwarłaby ona wiele możliwości - lot na Mars w 39 dni, na Jowisza w 275 dni, może za naszego życia doczekamy się misji do większości planet Układu Słonecznego?

 

Zastanawia mnie jednak ilość energii jest potrzebnej do rozgrzania wodoru do stanu plazmy - 200Mw podczs misji. Jest to potezna ilość energii i rakieta będzie musiała ciągnąć ze sobą sporej wielkości reaktor atomowy.

Również temperatura plazmy przekraczajaca milion stopni - jaki materiał wytrzyma takie goraco? być może opracowany jest patent na odizolowanie (magnetyczne?) plazmy od materiałów rakiety.

Mimo, że wodór jest najpowrzechiejszy w kosmosie to jakoś nie wyobrażam sobie by na w rakiecie na Marsa wieźli ze sobą stację uzdatniania wody i przerabiania jej na wodór.

 

źródło - b19ff96d-7b35-4abc-8424-fce19c3693d9.pdf

więcej info: http://pl.wikipedia.org/wiki/VASIMR

 

pozdrawiam

 

Adam

 

edit: porawiona data planowanych testów na ISS

Edytowane 14 Sierpnia 2009 przez bamus

[M.K.]

a w 2112 będzie testowany na ISS.

Tu chyba mały byczek się zakradł ?

[szuu]

po pracach komisji oceniającej kosmiczne plany USA opisywanych na sąsiednim forum podróż człowieka na Marsa wydaje się coraz bardziej odległa.

może się okazać że za kilka lat, gdy stacja kosmiczna zostanie już zwodowana a wahadłowce pójdą na złom, będziemy z nostalgią wspominali jakie to wspaniałe wyprawy na LEO kiedyś bywały... tak jak teraz wspominamy Apollo

[exec]

po pracach komisji oceniającej kosmiczne plany USA opisywanych na sąsiednim forum podróż człowieka na Marsa wydaje się coraz bardziej odległa.

może się okazać że za kilka lat, gdy stacja kosmiczna zostanie już zwodowana a wahadłowce pójdą na złom, będziemy z nostalgią wspominali jakie to wspaniałe wyprawy na LEO kiedyś bywały... tak jak teraz wspominamy Apollo

Mysle ze to bylby najbardziej prawdopodobny scenariusz wydarzen, gdyby nie Chinczycy. Moze tak byc, ze po degrengoladzie Europy i USA to Chiny beda przodowaly w eksploracji kosmosu.

[bamus]

po pracach komisji oceniającej kosmiczne plany USA opisywanych na sąsiednim forum podróż człowieka na Marsa wydaje się coraz bardziej odległa.

może się okazać że za kilka lat, gdy stacja kosmiczna zostanie już zwodowana a wahadłowce pójdą na złom, będziemy z nostalgią wspominali jakie to wspaniałe wyprawy na LEO kiedyś bywały... tak jak teraz wspominamy Apollo

 

po lekturze muszę stwierdzić, że nie wygląda to obiecująco plany, planami, ale bez poparcia polityczno-finansowego daleko poza naszą rodzimą planetę ludzkość nie poleci...a szkoda miejmy nadzieję, że coś się zmieni w niedalekiej przyszłości.

[Rhobaak]

Niestety, ten silnik nie jest aż tak fajny, jak by się wydawało. Impuls właściwy rzędu 30000s jest do osiągnięcia tylko przy użyciu wodoru jako czynnika roboczego. Wodór jest bardzo kłopotliwy - trudno się go przechowuje. Można skorzystać np. z argonu, ale znacznie obniży to impuls właściwy (znacznie poniżej 10000s). Poza tym - projekt ten jest jak do tej pory słabo przetestowany. Na ISS zostanie uruchomiona wersja o małej mocy, korzystająca z argonu. Do pełnowymiarowego silnika, zdolnego napędzać statki załogowe jeszcze bardzo daleka droga. Dużą wadą tego silnika jest poziom skomplikowania i potencjalnie duża awaryjność. Pod tym względem silniki jonowe i silnika Halla - prawie równie efektywne, a dużo prostsze i nie tylko przetestowane, ale używane od pewnego czasu w praktyce wydają się mieć lepszą przyszłość.

 

Również temperatura plazmy przekraczajaca milion stopni - jaki materiał wytrzyma takie goraco? być może opracowany jest patent na odizolowanie (magnetyczne?) plazmy od materiałów rakiety.

Plazma jest oczywiście izolowana magnetycznie - nie ma praktycznie żadnej innej możliwości.

Edytowane 17 Sierpnia 2009 przez Rhobaak