Anständiges gegenwärtiges oder nahes zukünftiges Antriebssystem, um sich in der Umlaufbahn zu bewegen oder die Umlaufbahn zu wechseln

Für die Welt, die ich konstruiere, versuche ich, ein Raumschiff zu entwickeln, das vernünftigerweise mit gegenwärtiger oder naher Zukunftstechnologie gebaut werden könnte, die herumreisen und relativ schnell die Umlaufbahn wechseln könnte. Zum Beispiel in Stunden von einer niedrigen Erdumlaufbahn in eine Mondumlaufbahn zu wechseln. Nuclear Thermal Rockets scheint ein gutes Antriebssystem zu sein, aber ich frage mich, ob es andere Optionen gibt, die ich verpasst habe. Der nukleare Impulsantrieb ist nicht gerade ideal und der chemische Antrieb scheint zu langsam zu sein. Bearbeiten: Zur Verdeutlichung geht es darum, Umlaufbahnen um denselben Planeten zu manövrieren und zu ändern, nicht um zu verschiedenen Planeten zu reisen.

Das ist schwieriger als Sie denken, aber Kernthermie ist wahrscheinlich immer noch die beste Option. Eine nahezu perfekte Brachisticrhon-Trajektorie bei 1 G wird [immer noch 4,5 Stunden in eine Richtung dauern] (vhttp://www.projectrho.com/public_html/rocket/appmissiontable.php#id--Spaceship_Handbook_Mission_Table). Es wird auch ungefähr 120 km / s Delta-V für eine Hin- und Rückfahrt benötigen (wenn man die Umlaufgeschwindigkeit von der Hälfte der für eine Hin- und Rückfahrt angegebenen Zahl abzieht). Ich bezweifle ziemlich, dass nukleare Thermoraketen angesichts des niedrigen Verhältnisses von Schub zu Gewicht überhaupt dazu in der Lage wären. Möglicherweise benötigen Sie dafür tatsächlich einen Kernimpuls.
Angesichts der Natur des Gravitationssystems der Erde und des Mondes sollte auch jeder Antrieb, der Umlaufbahnen so schnell wie von Ihnen angegeben ändern kann, mehr als in der Lage sein, auch Erd- / Mond-Transferumlaufbahnen zu bewältigen.
"Zur Verdeutlichung, hier geht es um das Manövrieren und Ändern der Umlaufbahnen um denselben Planeten, nicht um das Reisen zu verschiedenen Planeten" - mit reaktivem Antrieb gibt es keinen Unterschied, alles erfordert Delta-V. Sie können sich mit nicht reaktiven Startsystemen und dergleichen befassen, aber dies bedeutet die Notwendigkeit, Systeme im Orbit zu entwickeln - was sich nicht unbedingt lohnt oder möglich ist
@HerbertSnick projectrho.com/public_html/rocket/enginelist2.php , wahrscheinlich mehr als Sie erwartet haben.

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Tether/Skyhook-Systeme

Zuerst empfehle ich Ihnen, sich dieses Video anzusehen.

Ein Skyhook- oder Tether-System ist allgemein das, was wir in der Raumfahrt als "Impulsaustauschsystem" bezeichnen. Das Konzept ist einfach: Ein Raumschiff wird beschleunigt, indem etwas anderes verlangsamt wird, aber das zu verlangsamende Ding hat um Größenordnungen mehr Masse als das Raumschiff, was bedeutet, dass, während das Raumschiff mit Hunderten von Metern pro Sekunde gestartet wird, die Geschwindigkeit des Plattform/Skyhook ändert sich kaum. Diese Art von System bietet, wenn es vollständig um einen Planeten herum integriert ist, eine ideale „Weltrauminfrastruktur“ oder ein „öffentliches Verkehrssystem“:

  • Einzelne Raumfahrzeuge müssen nicht mit großen Mengen an Treibstoff beladen werden, wodurch sie kleiner, billiger und leichter werden

  • Raumfahrzeuge müssen kein gefährliches Nuklearmaterial herumtragen, das eine Katastrophe verursachen würde, wenn das Schiff auf den Planeten stürzen oder eine ähnliche Katastrophe erleiden würde

  • Der Hauptnachteil ist die eingeschränkte Flexibilität: Raumfahrzeuge können nicht einfach überall hinfliegen, sondern sind auf bestimmte Umlaufbahnen beschränkt, die durch die Verteilung der Skyhook-Systeme bestimmt werden. Für einfache Erd- oder planetare SOI-Reisen ist dies jedoch kein Problem.

  • Tether können "auftanken", indem sie Raumfahrzeuge einfangen, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen

  • Das Timing wäre für menschliche Piloten schwierig, aber mit computergestützten Systemen wird das Fangen von Halteseilen und das Anpassen von Zeitplänen viel einfacher

In einem Erde-Mond-System könnten Sie mehrere Ebenen von Haltesystemen haben, die es Raumfahrzeugen ermöglichen, durch orbitale Hüllen aufzusteigen, indem sie sich von Halteseil zu Halteseil bewegen. In ähnlicher Weise könnten starke, längere „Express“-Haltegurte verwendet werden, wenn jemand direkt von LEO zum Mond oder ähnlichem gehen möchte. Besitzer von Kapseln oder Raumfahrzeugen würden einfach eine kleine Maut an jeden Tether-Betreiber zahlen, den sie verwenden, und die Betreiber würden dieses Geld dann verwenden, um Treibstoff für die Wiederaufladung und die Betriebskosten zu kaufen.

Elektrodynamischer Antrieb.

Das ist echt. Es nutzt das Magnetfeld der Erde und den Ladungsunterschied zwischen zwei getrennten Satellitenmodulen.

https://www.scientificamerican.com/article/kilometer-long-space-tether-tests-fuel-free-propulsion/

Sobald die Crew den Prozess auslöst, sollte sich TEPCE in zwei identische Minisatelliten aufteilen, die durch ein kilometerlanges Band verbunden sind, das so dick ist wie mehrere Stränge Zahnseide. Wenn der Einsatz reibungslos verläuft, kann die Mission beobachten, wie die Leine mit dem Magnetfeld der Erde in der Ionosphäre (wo ein Großteil des Weltraumschrotts umkreist) interagiert, um die Geschwindigkeit und Umlaufbahn der Satelliten zu ändern. Die Ergebnisse könnten es zukünftigen Raumfahrzeugen möglicherweise ermöglichen, sich im Orbit der Erde fortzubewegen – ohne unhandlichen chemischen Treibstoff mit sich führen zu müssen.

die elektrodynamische seiltechnologie bewegt sich dank der physikalischen gesetze, die elektrische und magnetische felder bestimmen. Ein Halteband in der Ionosphäre der Erde – eine obere atmosphärische Schicht, die mit geladenen Teilchen wie freien Elektronen und positiven Ionen gefüllt ist – kann Elektronen an einem Ende sammeln und am anderen emittieren, wodurch ein elektrischer Strom durch sich selbst erzeugt wird. Die Wechselwirkungen des elektrifizierten Halteseils mit dem Erdmagnetfeld erzeugen einen als Lorentz-Kraft bekannten Impuls, der das Halteseil in einer senkrechten Richtung drückt.

Der elektrodynamische Antrieb ermöglicht es dem Orbiter, zu wenden, die Umlaufbahn zu wechseln und die anderen Dinge zu tun, die Sie wollen, ohne Treibstoff mit sich zu führen. Rückwirkungsloser Antrieb, ja ja!

Es gibt einen gepulsten Fusionsantrieb, den Helicity-Antrieb , an dem derzeit gearbeitet wird, mit der konkreten Absicht, ein System zu entwickeln, das mittelfristig einen nuklearen Cargo-Cycler von der Erde aus ermöglichen würde.

Es wäre siebenmal effizienter als chemische Raketen. Eine Chemierakete müsste mehrfach betankt werden, um 100 Tonnen zum Mond zu befördern. Dieses System wäre halb so schwer wie ein Treibstoffladungsstart, könnte aber wiederholt 100 Tonnen zum Mond bringen. '* (Von der Next Big Future- Website).

Abgesehen davon Auf der Atomraketen-Website von Winchell Chung finden Sie eine riesige Liste kurzfristiger und längerfristiger Optionen. Es gibt buchstäblich Dutzende von Möglichkeiten.