Я уже приводил данные, свидетельствующие о максимальной скорости космического аппарата. 67 км\с. "Гелиос-Б". Достаточна ли такая скорость для межпланетных путешествий? Возможно ли создать новые двигатели, на какой основе и с какой скоростью?
Keltosskij S.T.A.L.K.E.R Для исследования Солнечной системы хватит и скорости в 67 км/с. А новые технологии... Сейчас активно разрабатывается технология солнечного паруса для исследовательских зондов. Для межпланетных перелетов скорее всего будут использоваться аппараты, работающие на атомном топливе. Конечно, хотелось бы, чтобы они смогли достигать третьей космической скорости...
Keltosskij S.T.A.L.K.E.R Как-то не интересовался продолжительностью полета к Марсу. Насколько помню, 5 месяцев в один конец. Сейчас полезу в Википедию устраивать ликбез)))
Keltosskij S.T.A.L.K.E.R
Если брать в качестве длины пути минимальное расстояние между Землей и Марсом (55,7 млн. км), то полет со скоростью 70 км/с займет 10 дней в один конец. Но это теоретические расчеты.
Keltosskij S.T.A.L.K.E.R Естественно, что для полета потребуется более 10 дней. Во-первых, разгон аппарата происходит не мгновенно. Очень много времени нужно, чтобы погасить скорость и выйти на орбиту и т.д. Поэтому месяц пути - вполне реалистичное время для полета.
Про ионные двигатели слышал, но они вроде только находятся в разработке. Точно не знаю.
Полагаю, что даже с введением новых технологий полет в десять дней будет слишком крут. Это полет с постоянно включенными двигателями, уравновешивающими притяжение Солнца (и Земли в самом начале) Топлива сьест немерянно. И это в момент наиближайшего сближения. Проще и экономичнее продолжать часть полета совершать пассивно.
«Для чести и святой памяти единственной битвы гибнет сотня настоящих героев, — в одиночестве, незамеченные и забытые…» Вместе мы остановим расползающуюся заразу Зоны.
Для реального освоения всей Солнечной системы скорость межпланетных крейсеров должна достигать около 5000 км/сек. Сейчас двигателей способных развить такую скорость нет, но насколько я знаю изучается вопрос создания двигателя на обеднённом уране 238. Но думаю в ближайшие 10-20 лет качественного прорыва вряд-ли произойдёт:-G
Не обманешь судьбу и не купишь любовь
Ни за жизнь, ни за смерть, ни за горсть серебра.
И холодная сталь ляжет под ноги вновь
Равновесием зла и добра.
Сейчас двигателей способных развить такую скорость нет,
теоретически такую скорость можно развить с помощью зажигалки выставленной в открытое пространство (=
так что скорее правильно будет сказать "сейчас нет двигателей способных развить такую скорость в приемлемые сроки"
Скорость в 5000 км/сек. могут развить и существующие жидкостные ракеты. Проблема в том, что требуемые объёмы топлива крайне сложно доставить на орбиту Земли.
1. скорость в районе 70 км/с была получена лишь благодаря тому, что аппараты двигались к Солнцу, используя его гравитацию для разгона;
2. скорость в районе 70 км/с была получена лишь тносительно лёгкими беспилотными аппаратами.
О том, чтобы разогнать хотябы до 50 км/с по направлению от Солнца пилотируемый аппарат с помощью обычных химических двигателей, не может быть и речи.
Дело в том, что скорость реактивной струи химических ракетных двигателей не может превышать 5 км/с. А конечная скорость ракеты превышает скорость реактивной струи в натуральный логарифм отношения масс заправленной и пустой ракеты. Чтобы получить 50 км/с нам потребуется чтобы заправленная ракета весила примерно в 22 000 раз больше, чем пустая. Чтобы понять, на сколько это огромное отношение, сообщу, что пластиковый пакет-"майка", рассчитанный на 30 кг груза, весит 8,5 г (только что взвесил), т.е. отношение массы полного и пустого пакета - лишь около 3500!
К счастью, на химических двигателях свет клином не сошёлся.
Ионные и плазменные двигатели (давно существующие и серийно выпускающиеся) легко могут разгонять струю до 50-100 км/с (и даже больше). А в этом случае для достижения 50 км/с скорости корабля потребуется отношение масс заправленной и пустой ракеты лишь 2,72, а то и вовсе 1,65 (т.е. ракете с пустой массой 100 т потребуется лишь 65 т рабочего тела, в то время как для вывода нескольких тонн груза на орбиту сжигают сотни тонн топлива).
НО, ионные двигатели, в отличии от химических, требуют для работы подвода энергии. ОГРОМНОГО количества энергии! И чем выше скорость струи - тем больше энергии требует двигатель. В итоге, если нам нужно не чуть-чуть подправить орбиту спутника, на что хватит небольшой солнечной батареи, а разогнать огромный корабль до большой скорости, оказывается, что даже ядерный реактор нужной мощности получится отнюдь не лёгким. Если мы хотим получить тягу одна тонна (для справки, при такой тяге разгон описанного выше корабля до 50 км/с займёт больше недели, т.е. это вполне умеренная тяга), добились КПД ионного двигателя 100% (реально КПД не более 50%, так что расчётную мощность можно смело удваивать, а то и утраивать) и ограничились скоростью струи 50 км/с, то расходовать двигатель будет 250 МВт мощности. При скорости струи в 100 км/с - уже 500 МВт. Если вспомнить про реальный КПД, то получим, что для работы этого двигателя потребуется целый энергоблок АЭС... Разумеется, можно сделать реактор с лучшим отношением мощности и массы, чем те, что на АЭС (ведь для стационарных АЭС этот параметр не важен), но даже новейшие перспективные технологии ядерной энергетики не позволяют получить отношение массы энергитической установки к электрической мощности лучше 1 т/МВт, т.е. реактор на 250 МВт электрической мощности будет весить в идеальном случае 250 т - в разы больше корабля! Если же брать серийные реакторы, то масса такой силовой установки составляет тысячи тонн...
Что же делать?..
а)ограничить скорость струи. Где-то на уровне 10-20 км/с. Да, масса рабочего тела в разы увеличится, но необходимая мощность, а значит и масса реактора, будет в разы меньше;
б)сделать двигатель слабее. Тягу где-то 100-500 кг. Да, время разгона в разы увеличится, но потребляемая мощность, а значит и масса реактора, в разы уменьшится;
в)не гнаться за такими большими скоростями. 20-30 км/с вполне хватит. Да, время полёта возрастёт в разы (полёт на Марс займёт в лучшем случае месяца три), но и масса рабочего тела будет нужна в разы меньше (не забываем, что я там дал массу рабочего тела только для разгона, а нам нужно разогнаться, затормозить, потом снова разогнаться и снова затормозить - для этого нужно многократно больше топлива).
Далее, есть ядерные ракетные двигатели. В них рабочее тело нагревается от раскалённого ядерного топлива и, проходя специальное сопло, ускоряется. Скорость струи теоретически может составлять 10 км/с (практически лишь немного до этой цифры не дотянули). Если же брать ещё не воплощённые "в металле", но серьёзно теоретически продуманные, газофазные ядерные ракетные двигатели (в готорых уран нагревается до испарения), то там скорость струи может достигать 20-30, и даже 50 км/с! Т.е. по этому параметру они не уступают ионным и плазменным. И если там у нас есть масса двигателя, масса реактора, масса электрогенератора, масса преобразователя и т.д., то здесь же всё собирается в единый компактный двигатель-реактор. Если напревать на радиационную опасность (даже в двигателях с твёрдой активной зоной часть урана выбрасывается в сопло, что уж говорить про газофазные), то такие двигатели могли бы поднимать грузы с поверхности Земли на орбиту - столь велико у них отношение тяги к массе!
НО, радиационная опасность мешает проводить испытания таких двигателей, а в чистой теории всё не проработаешь...
Наконец, теоретически возможны термоядерные ракетные двигатели. Они, как и химические, будут использовать в качестве рабочего тела источник энергии (смесь изотопов водорода или водорода и гелия), а значит у них не будет стоять вопрос о том, где взять мощность для питания. И, теоретически, скорость струи у них может превышать 1000 км/с! Если такие двигатели будут созданы, то скорость в 100 км/с для космического коробля будет примерно как 40 км/ч для автомобиля...
НО, пока ещё есть огронейшее количество научно-технических проблем, которые необходимо решить для создания прототипа такого двигателя. Их хватит ещё на десятки лет работы.
До тех пор пока не соберут Имперский звёздный разрушитель или (кликабельно), ну или вообще на худой конец Тысячелетний Сокол, у нас не будет шансов путешествовать и активно бороздить вселенную! :D
Вообще будет достаточно интересно, когда будут созданы полноценные действующие и надёжные корабли для осуществления полётов к другим планетам Солнечной Системы
Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie. Страницы сайта могут содержать информацию, запрещенную для просмотра посетителям младше 18 лет. Авторское право на серию игр «S.T.A.L.K.E.R» и используемые в ней материалы принадлежит GSC Game World.
