Nowe rozwiązania w lotach kosmicznych i ślepe uliczki

ekolog · 9 Kwietnia 2016

Dokonany już, absolutny przełom w lotach kosmicznych z Ziemi (i dwa filmy) mamy tutaj - powrót rakiety na Ziemię celem ponownego jej użycia [Falcon9 (SpaceX)]

http://wiadomosci.gazeta.pl/wiadomosci/1,114871,19891009,obama-gratuluje-sukcesu-modul-rakiety-space-x-falcon-9-po-zakonczonej.html#Czolka3Img

przy okazji pojawia się nowe rozwiązanie przestrzeni życiowej dla astronautów (nadmuchiwane).

Czy oba te rozwiązania nie mają wad które je w końcu odeślą na śmietnik historii?

Czy powrót rakiety nie za bardzo ją niszczy (tarcie o atmosferę, wstrząs i naprężenia podczas lądowania).

To że ona ustała i nie pękła oznacza, że wozi się w kosmos wzmocnienia/rusztowania/nogi/mechanizm wysuwający je, a to waży.

W realnym - docelowym miejscu - na Marsie - nikt takiej platformy nie zbuduje i trzeba będzie przeżyć drobne nierówności gruntu

Pamiętamy, że remonty promów kosmicznych (przed kolejnym lotem) kosztowały tyle co ...

NOWY PROM (SIC!)

Czy ma sens INNE rozwiązanie - z wieżą do nieba? Czy powroty w stylu SpaceX mają sens dopiero i tylko na taką wieżę?!

http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11805987/Inflatable-space-elevator-invented-by-scientists.html

Jaki kosmonauta zgodzi się żyć w kosmosie pod grubą ale tylko plandeką (co z promieniowaniami)?

W wątku tym spodziewam się też twórczych propozycji ulepszeń, nie tylko suchych relacji z pomysłów innych. Dajmy na to.

Taki nadmuchiwany domek można osłonić balonem z wodą czyli zamienić na łódź podwodną lecąca w kosmosie.

Wystarczy tylko podlecieć do jakiejś komety, co leci w tę stronę co my i pobrać trochę jej śniegu albo nawet polecieć z nią kawał drogi.

Pozdrawiam

Edytowane 9 Kwietnia 2016 przez ekolog

antwito · 9 Kwietnia 2016

20km wieża to sporo. Ciekawe, jak się to będzie chwiało i co ze sprzętem oraz ludźmi na górze. A zdaje mi się, że chwiać się musi, aby się nie rozwaliła W ogóle kosmiczna winda to dla mnie jakaś niemożliwa abstrakcja, ale kto wie co jeszcze wymyślą.

ekolog · 7 Sierpnia 2017

Badacze wspierani finansowo przez Unię Europejską opracowali inną (niż dotychczas stosowana) metodę zasilania w energię urządzeń na sondach kosmicznych wysyłanych daleko od Słońca gdzie trudno pozyskiwać energie od niego.

Zamiast przerabiać energię cieplną (zazwyczaj pochodzi z rozpadów atomów) na energie elektryczną za pomocą tłoków (obieg Stirlinga) dokonuje się tego bez ruchomych elementów.
Energia cieplna powoduje wibracje, które z kolei powodują ruch ciekłego metalu w obecności magnesu co generuje prąd.

Te dwie technologie określa się w skrócie TAc-MHD i juz zbudowano prototyp. Możliwe, że takie rozwiązania przydadzą się też na Ziemi do zamieniania energii geotermalnej lub ciepła odpadowego w energię elektryczną.

"Projekt dotyczy zaawansowanej konwersji termicznej na elektryczność na izotopowe systemy energetyczne (RPS).
Termoakustyczny (TAc), w połączeniu z generatorem magnetohydrodynamicznym (MHD) to innowacyjna technologia pozbawiona ruchomych części."

Od razu nie nastąpi przesiadka w ESA na takie rozwiązanie ale jest ono mniej zawodne gdyż ruchome tłoki są narażone na wstrząsy i zużycie.

http://space-trips.eu.seventhframework.sal.lv/

http://www.aster-thermoacoustics.com/

Pozdrawiam

szuu · 7 Sierpnia 2017

ale chyba w większości misji gdzie były generatory radioizotopowe stosowano po prostu ogniwa termoelektryczne? (więc też bez ruchomych elementów)

na MHD był szał jakieś 50 lat temu (miały być wszędzie zamiast zwykłych turbin) potem uznano to za ślepą nieopłacalną uliczkę czy teraz w nowej odsłonie będą się opłacać na ziemi czy tylko w kosmosie? :g:

szuu · 7 Sierpnia 2017

8 godzin temu, szuu napisał:

ale chyba w większości misji gdzie były generatory radioizotopowe stosowano po prostu ogniwa termoelektryczne? (więc też bez ruchomych elementów)

...wygląda na to że w bardzo dużej większości a konkretnie w 100%

w NASA przez lata pracowali nad generatorem na bazie Stirlinga, co daje duże korzyści - 4x mniej plutonu przy tej samej mocy wyjściowej, 2x mniejsza masa całości.

już był planowany do użycia w kolejnych misjach ale nie zdążył polecieć, nagle porzucili ten pomysł i dalej korzystają z termoelektrycznych. może to cięcia budżetowe.

ekolog · 7 Sierpnia 2017

Najpierw warto przypomnieć że i Polska należy już do ESA więc ze sprawy możemy być współdumni

Najwidoczniej ESA za punkt wyjścia do szukania czegoś jeszcze lepszego uznała "niedotestowany w boju" Generator Stirlinga.
Skoro "Generator Stirlinga jest mniej więcej czterokrotnie efektywniejszy od klasycznego urządzenia RTG, dzięki czemu taką samą moc pozwala on uzyskać przy zastosowaniu czterokrotnie mniejszej porcji plutonu-238 niż w przypadku rozwiązania klasycznego"
a wspomniany prototyp z nim rywalizuje, to raczej nie jest kiepski, i jeszcze wypada dodać:
"Uczciwie trzeba jednak przyznać, że radioizotopowe generatory termoelektryczne mają też sporo wad. Produkują ogromne ilości ciepła, z których tylko niewielka część zamieniana jest na energię elektryczną (w przypadku Curiosity jest to np. ledwie 120 W na 2000 W energii cieplnej). Ten nadmiar energii musi być bezpiecznie odprowadzany do otoczenia tak, by nie zagrażało to innym podzespołom statku."

http://www.space24.pl/500640,skad-czerpac-prad-zrodla-energii-elektrycznej-dla-statkow-kosmicznych

Ale dzięki za przeszukanie netu i udział w dyskusji.

I w tym momencie pora przejść do wspomnianych tam silników jonowych czyli sporu wagi ciężkiej o ich przyszłość (lub ślepy zaułek):

"Silniki jonowe nie nadają się do wynoszenia ładunków z Ziemi w przestrzeń kosmiczną. Ponieważ generowany przez nie ciąg jest bardzo niewielki, można ich używać dopiero dla pojazdu kosmicznego, który znajduje się już na orbicie. I chociaż ciąg tworzony przez silnik jonowy ma bardzo małą moc, to może on być generowany nieustannie przez bardzo długi czas, nie wymagając zbyt dużej ilości źródła kationów – czyli np. właśnie ksenonu. Niewielkie, ale wytwarzane w długim czasie przyspieszenie, pozwala długofalowo znacząco zwiększyć prędkość pojazdu."

Ktoś coś na temat wad/zalet silników jonowych? Nadają się dla wyprawy z ludźmi na pokładzie, powiedzmy (dla skonkretyzowania) że do najsławniejszego (z naszego, polsko-literackiego punktu widzenia [Zajdel]) układu planetarnego "Lalande 21185" ?

Pozdrawiam

Link do zewnętrznego obrazka silnika jonowego:

Pozdrawiam

Edytowane 7 Sierpnia 2017 przez ekolog

szuu · 7 Sierpnia 2017

14 minut temu, ekolog napisał:

Najpierw warto przypomnieć że i Polska należy już do ESA więc ze sprawy możemy być współdumni

możemy też być współdumni z katastrofy tunguskiej bo Polska należała wtedy do Rosji :flirt:

Behlur_Olderys · 7 Sierpnia 2017

Nie ma co szukać nowych źródeł energii - stary, dobry reaktor atomowy wystarczy za napęd i zasilanie. Albo parę małych bombek rzucanych za rufę Niestety, ludzie najwyraźniej nie potrzebują _tak naprawdę_ dobrego rozwiązania (gdyby było to _naprawdę_ potrzebne, to już byśmy latali na atomowych rakietach na Marsa) Oczywiście zabrania tego jakaś tam konwencja. Ale napęd atomowy od dawna był dobrym rozwiązaniem na podbój kosmosu. Z tego powodu oczekuję powrotu do energii jądrowej w ten czy inny (synteza?) sposób. Oczywiście RTG to też napęd jądrowy, ale taki... miękki. Nie przejmowałbym się radiacją. Astronautom i tak grozi promieniowanie kosmiczne, więc dodatkowe ekranowanie od strony kotłowni niewiele zmieni w designie statku. No i nadal nie korzystamy z wyrzutni elektromagnetycznych (najtańsze rozwiązanie przy umieszczaniu ładunku na orbicie) co dziwi biorąc pod uwagę, że technologia jest od dawna znana a ostatnio nawet militarnie wykorzystywana...

ekolog · 29 Września 2017

Rozwiązanie może nie nowe ale znane tylko z filmów SF. Pojawia się szansa na rzeczywista realizację kosmicznej stacji przesiadkowej

Trochę wzorując się na ISS Rosja i USA podpisały umowę o współpracy nad programem NASA stworzenia orbitalnej stacji kosmicznej Księżyca, która byłaby zarazem kosmodromem.
W oparciu o nią realizować się będzie zarówno misje na powierzchnię Księżyca jak i misje marsjańskie.
Partnerzy zamierzają opracować międzynarodowe standardy techniczne takiego przedsięwzięcia, a część nawet już uzgodnili - odnośnie stacji dokującej.
Co najmniej pięć krajów buduje już własne rakiety i systemy i może kiedyś też zainteresuje się tą stacją.
Aby uniknąć przyszłych problemów związanych z ich współpracą techniczną, część norm powinna być ujednolicona i znana im wszystkim.

https://www.theguardian.com/science/2017/sep/27/russia-and-us-will-cooperate-to-build-moon-first-space-station

Program nazywa się Deep Space Gateway - link do wizualizacji

Pozdrawiam

ekolog · 4 Października 2017

http://nt.interia.pl/raporty/raport-kosmos/misje/news-lockheed-martin-planuje-misje-na-marsa,nId,2447712

Ciekawa sprawa. Niby prywatna firma Lockheed Martin, ale mocno współpracująca z NASA ma być najpewniej głównym "klientem" tej wspomnianej poprzednio stacji (Deep Space Gateway) przy Księżycu.

"Marsjański projekt Lockheed Martin ma nazywać się po prostu Mars Base Camp.
Zakłada on budowę stacji Deep Space Gateway niedaleko Księżyca, która spełniłaby kluczową rolę przy kolonizacji Czerwonej Planety.
Mars Base Camp miałby zostać w całości zbudowany z dala od ziemskiej grawitacji.
Początkowo marsjańska baza orbitowałaby wokół planety.
Byłaby wyposażona w jednostopniowy lądownik wielokrotnego użytku - pojazd wznoszący/opuszczający Marsa (MADV) - który mógłby odłączać się od stacji i zabierać astronautów na powierzchnię Czerwonej Planety.
Przedstawiciele Lockheed Martin mają nadzieję, że w ciągu 10 lat uda się im zrealizować ten plan, a astronauci wykonają 1000-dniową misję na Marsa i z powrotem."

Pozdrawiam

Link do wizji bazy z astronautami nad Marsem:

Edytowane 4 Października 2017 przez ekolog

ekolog · 23 Października 2021

Napęd jądrowy wraca do gry w praktyce. Już wyprawa ludzi na Marsa prawie to wymusza.

NASA uważa, że USA potrzebują statku kosmicznego z napędem jądrowym, aby wyprzedzić Chiny, które pracują nad takimi napędami.

Elektryczne systemy napędowe jądrowe wykorzystują paliwo znacznie wydajniej niż rakiety chemiczne, ale zapewniają niewielką siłę ciągu.
Jądrowe elektryczne systemy napędowe przyspieszają statki kosmiczne przez dłuższy czas
ale mogą napędzać misję marsjańską bardziej ekonomicznie.

Istnieje wiele rodzajów napędu jądrowego, które można wykorzystać w technologii kosmicznej.
W przypadku elektrycznego napędu jądrowego energia cieplna z reaktora jądrowego jest zamieniana w energię elektryczną,
która zasila każdy rodzaj elektrycznego silnika strumieniowego lub technologii napędowej używanej przez statek kosmiczny.
Dzięki jądrowemu napędowi termicznemu reaktory podgrzewają propelenty, takie jak wodór,
a następnie gaz z tej reakcji jest wyrzucany, tworząc ciąg. Może to wytworzyć znacznie większy ciąg niż elektryczne systemy napędowe.

Istnieje również ryzyko związane z rozwojem i wykorzystaniem tej technologii.

Ryzyko związane z napędem jądrowym to fundamentalne wyzwanie materiałowe, które naszym (NASA) zdaniem jest prawdopodobnie do rozwiązania.
To wyzwanie materiałowe obejmuje opracowanie lub znalezienie materiałów, które mogą wytrzymać narażenie na ciepło
i inne ekstremalne elementy związane z przestrzenią.

https://www.space.com/us-needs-nuclear-powered-spacecraft

***
(tu nieco napisane)

Do tej pory na Marsa podróżowały tylko roboty, bez konieczności powrotu na Ziemię.
Oczekiwanie na optymalne położenie planet w drodze powrotnej wymagałoby od astronautów wałęsania się po Marsie przez ponad rok,
co wydłużyłoby misję w obie strony do ponad trzech lat.

Celem NASA jest skrócenie czasu podróży załogi między Ziemią a Marsem do maksymalnie dwóch lat.

Kosmiczne systemy napędów jądrowych mogłyby skrócić całkowity czas misji i zapewnić większą elastyczność i wydajność projektantom misji.

Gdy łazik Perseverance NASA znajduje się na Czerwonej Planecie, inżynierowie na ziemi rozwijają potencjalne technologie napędowe dla pierwszych ludzkich misji na Marsa.
NASA przygląda się dwóm rodzajom jądrowych systemów napędowych – jądrowemu napędowi elektrycznemu i jądrowemu napędowi termicznemu.

Jądrowe elektryczne systemy napędowe wykorzystują paliwo znacznie wydajniej niż rakiety chemiczne, ale zapewniają niewielki ciąg.
Używają reaktora do generowania elektryczności, która pozytywnie ładuje gazowe propelenty, takie jak ksenon lub krypton, wypychając jony przez silnik, który napędza statek kosmiczny.
Efektywnie wykorzystując niski ciąg, jądrowe elektryczne systemy napędowe przyspieszają statki kosmiczne przez dłuższy czas i mogą napędzać misję marsjańską ułamkiem paliwa
(jaki byłby stosowny do typowego odrzutu przez spalanie).

Technologia jądrowego napędu termicznego zapewnia wysoki ciąg i dwukrotnie większą wydajność paliwa niż rakiety chemiczne.
System działa na zasadzie przenoszenia ciepła z reaktora do ciekłego paliwa. Ciepło to przekształca ciecz w gaz,
który rozpręża się przez dyszę, aby zapewnić ciąg i napędzać statek kosmiczny.

NASA, we współpracy z Departamentem Energii (DOE), prosi przemysł o wstępne koncepcje projektu reaktora dla jądrowego systemu napędu cieplnego.

Technologie mogą umożliwić załogowe misje na Marsa.

Niezależnie od tego, który system napędowy zostanie ostatecznie wybrany, napęd jądrowy może umożliwić solidną i wydajną eksplorację kosmosu dalej niż Księżyc.

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/nuclear-propulsion-could-help-get-humans-to-mars-faster

Siema