Biokraftstoff für die Raketenwissenschaft

In Staffel 1 der Lost In Space-Serie 2018 , die auf Netflix † ausgestrahlt wurde , verwendet die Familie Robinson in der letzten Folge die Nebenprodukte von Lebewesen (Fäkalien) als Biokraftstoff . Wenn wir dasselbe verwenden würden, dh menschliche und tierische Abfälle in Raketentreibstoff umwandeln, könnten wir dann unsere Raketen ins All treiben?

  • Wenn ja, wie viel Rohstoffe und Biosprit wären dafür nötig gewesen?

  • Wenn nicht, warum dann? Was wären die Hindernisse?

  • Könnte dies auch bei Abwasserproblemen helfen?

† nicht das Original Lost in Space

Die V2-Rakete des Zweiten Weltkriegs verwendete Alkohol als Treibstoff, Kartoffeln wurden fermentiert und destilliert.
Obwohl ich keine Antwort zusammenschustern werde, werde ich darauf hinweisen, dass Kot voller nützlicher organischer Chemikalien ist, die Ihr ökologisches Lebenserhaltungssystem gerne hätte; Eine wichtige Sache, wenn Sie sich auf einem Raumschiff befinden, das auf unbestimmte Zeit keine Nachschubmöglichkeiten hat. Es gibt viele andere Orte, um Brennstoffe, Oxidationsmittel und Reaktionsmasse im Weltraum zu bekommen, aber Gülle zu bekommen ist viel schwieriger!
Ich schaue heutzutage nicht mehr fern und war anfangs verwirrt, weil die erste Staffel von Lost In Space 1966 endete und damals im Fernsehen zur Hauptsendezeit nicht über Kacke gesprochen wurde, obwohl ich sicher bin, dass indirekt darauf verwiesen wurde in Witzen im Spätfernsehen (zB Johny Carson). Ich habe ein paar kleine Änderungen an deinem Beitrag vorgenommen, ich hoffe es stört dich nicht.

Antworten (2)

Zuerst Staffel 1 von Lost In Space:

In Folge 9 entdecken die Protagonisten, dass ihr Raumschiff mit „versteinerter Biomasse“ betankt werden kann, die sich über Jahrhunderte in der Höhle angesammelt hat. Wenn ich mich richtig erinnere, gab es auch eine "geheime Zutat", die dazu führte, dass dieser spezielle Fledermaus-Guano aus dieser speziellen Höhle die richtigen Mineralien oder Chemikalien oder was auch immer enthielt. Der Punkt ist, Lost in Space ist nicht wirklich Science-Fiction, sondern eher Science-Fantasy (eine Fantasy-Geschichte mit einem Raumschiff-/Zukunfts-Setting).

Zweitens die Verwendung von Biomasse als Treibstoff für Raketen:

Wenn es um Kraftstoff geht, ist die spezifische Energie eine sehr wichtige Kennzahl. Bestimmte Dinge wie Düsentreibstoff oder Kohle haben eine hohe spezifische Energiedichte, dh sie enthalten viel potenzielle Energie pro Masseneinheit. Deshalb werden diese in Kraftwerken und Motoren eingesetzt.

Einige konkrete Beispiele aus Wikipedia :

  • Düsentreibstoff: 43 MJ/kg
  • Kohle: 30 MJ/kg
  • Getrockneter Kuhmist: 15 MJ/kg
  • Ethanol: 30 MJ/kg
  • Biodiesel: 42 MJ/kg
  • Glukose: 15 MJ/kg
  • Flüssiges Methan: 55 MJ/kg
  • Flüssiger Wasserstoff: ~130 MJ/kg
  • Uran: 80620000 MJ/kg
  • Deuterium: 579000000 MJ/kg

Wie Sie sehen können, hat getrockneter Mist (im Vergleich) nicht so viel spezifische Energie, und das macht Sinn, wenn Sie darüber nachdenken: Kreaturen essen Nahrung, um Energie zu verbrauchen, und scheiden das aus, woraus sie keine Energie gewinnen können. Evolutionär ist ein Lebewesen im Nachteil, das seiner Mahlzeit nicht so viel Energie wie möglich entzieht.

Wenn die "versteinerte Biomasse" nicht irgendwie eine große Menge radioaktiver Isotope enthielt, gibt es keinen Treibstoff, der die Schiffe so antreiben könnte, wie es in der Show der Fall ist. Echte Raumschiffe (die von einem erdähnlichen Planeten starten können) enthalten normalerweise > 90 % Treibstoff nach Volumen und Masse. In der Show sind Kraftstofftanks ein kleiner Teil des Raumschiffs, und die Raumschiffe sind eindeutig in der Lage, mit Leichtigkeit zu schweben und SSTO-Manöver durchzuführen. So etwas erfordert fortschrittliche Nukleartechnologie oder Clarke-Tech (Magie).

Auch der alte Raketentreibstoff Alkohol sollte erwähnt werden.
Der größte Teil der Raketenmasse ist eigentlich Oxidationsmittel. Und Guano enthält Nitrate, die oft Vorläufer einiger gängiger Oxidationsmittel sind, also ist das wahrscheinlich die (entfernte) Quelle der Idee. Aber im Allgemeinen, ja, spezifische Energie ist ein guter Weg, um zu sehen, was möglich ist und was nicht. (OTOH, wenn das Schiff eine gute Energiequelle enthalten würde, sagen wir Fusion, aber Reaktionsmasse benötigt, würden Abfallprodukte so gut wie alles funktionieren.)
@SF. Das ist ein Haufen BS (Humor!) Ich versuche herauszufinden, ob es hier oder in Chemistry SE eine neue Frage zu Nitraten und Kohlenwasserstoffen gibt, aber irgendetwas zu fragen, das Düngemittel und energetische Reaktionen berührt, könnte einige Augenbrauen hochziehen. Was für eine Ladung Guano: 5 Fakten über Vogelkot, die Sie noch nicht kannten

Die Art und Weise, wie es in Lost in Space gemacht wurde, war reine Science-Fiction, da ihre Motortechnologie völlig anders ist und dieser Handlungsaspekt nie wirklich erklärt wurde, also ist es wirklich ein Handlungsinstrument (nicht, dass daran etwas falsch wäre, ich bin nicht oben selber machen).

In der Realität ist es möglich, Biokraftstoff aus Abfall herzustellen, zum Beispiel:

  • Sammeln von Methan aus Rinderfarmen und Deponien. Dies ist ein Gas, daher ist es kein geeigneter Raketentreibstoff, da es nicht so dicht ist, aber es gibt Designs, um es in kryogener Form zu verwenden. Es gibt auch Prozesse, die gasförmige Brennstoffe in flüssige umwandeln können. Dies wurde von Deutschland im Zweiten Weltkrieg getan, um Erdgas in Flug- und andere Kraftstoffe umzuwandeln, da sie keinen ausreichenden Zugang zu Ölfeldern hatten. Diese Methoden sind teuer und ineffizient, aber sie funktionieren
  • HydroThermal Liquifaction (HTL) kann feuchtes Abwasser aufnehmen und durch hohe Hitze und hohen Druck ein „Bio-Rohöl“ erzeugen, das zu Biodiesel oder anderen Kraftstoffen raffiniert werden kann. Biodiesel ist Kerosin, das als Raketentreibstoff verwendet wird, sehr ähnlich, also ist es rentabel. In der Praxis ist dies noch in der Entwicklung

Tatsächlicher Raketentreibstoff aus Abfall ist also durchaus möglich. Oxidizer hingegen ist eine andere Geschichte.

Es gibt verschiedene methanbetriebene Raketendesigns . Es kann so verwendet werden, wie es ist, aber ich denke, es ist im Vergleich zu anderen Kohlenwasserstoffbrennstoffen etwas unbequem zu lagern.
Danke für den Hinweis @StarfishPrime, ich habe es entsprechend bearbeitet.
Aus Luft abgeschiedener flüssiger Sauerstoff ist Biosauerstoff, wenn Sie Ihre Luftzerlegungsanlage mit Biokraftstoff betreiben. Pflanzen machten den gesamten Sauerstoff in der Luft.
Ich will keinen von diesem Bio-Sauerstoff @Uwe, wir sollten ihn von Texaco bekommen, wie Gott es beabsichtigt hat!
Biokraftstoff für die Raketenwissenschaft
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