Chemikalien für eine Biorakete

Lebende Organismen können Wasserstoffperoxid produzieren, daher scheint High-Test-Peroxid oder HTP eine gute Wahl zu sein

High-Test-Peroxid oder HTP ist eine hochkonzentrierte Lösung von Wasserstoffperoxid (85 bis 98 Prozent), wobei der Rest überwiegend aus Wasser besteht. Bei Verwendung mit einem geeigneten Katalysator kann HTP als Monotreibstoff oder mit einem separaten Kraftstoff als Bitreibstoff verwendet werden. [...] Einige bedeutende US-Programme umfassen die Reaktionssteuerungstriebwerke des X-15-Programms und den Bell Rocket Belt. Das Lunar Lander Research Vehicle der NASA verwendete es für den Raketenschub, um eine Mondlandefähre zu simulieren.

Bei der Verwendung als Monotreibstoff benötigt Ihr Organismus lediglich ein geeignetes Enzym, um HTP in Wasserdampf und Sauerstoff zu zersetzen.

Siehe Stage Rockets in Larry Nivens Known Space-Serie. Sie sind Überbleibsel des Reiches Thrintum/Tnuctipun. Siehe „Ein Relikt des Imperiums“ und eine kurze Erwähnung in „Welt der Ptavvs“

Diese entsprachen den Trägerraketen des Shuttles.

Halb so gut ist nicht sehr gut. Eine Verringerung des spezifischen Impulses um 50 % wirkt sich auf den Exponenten der Raketengleichung aus (Sieht harmlos aus, bis Sie nach Mo auflösen)

Es gibt Gründe dafür, dass wir 60 Jahre nach Sputnik immer noch keine wiederverwendbaren einstufigen Raketen für die Umlaufbahn haben.

Um Treibstoff im Weltraum zu erzeugen, braucht man immer noch eine Quelle von Chemikalien. Um beispielsweise einen Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoff herzustellen, benötigen Sie eine Wasserquelle. Masse ist das Problem.

In Low-g-Umgebungen beginnt es sinnvoller zu sein, viel mehr Energie und weit weniger Masse aufzuwenden. Wenn Sie Solarenergiekonzentratoren verwenden können, um Asteroidengestein zu kochen, und dann einen Linearbeschleuniger verwenden können, um ionisierten Gesteinsdampf auf nennenswerte Bruchteile der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, haben Sie ein Schiff, das das Sonnensystem durchqueren kann. Mit diesem Auspuff hast du auch eine gute Waffe.

Vielleicht möchten Sie, dass Ihr Tier irgendwie eine Verbrennungskammer aus Erbiumkristallen (extrem seltenes Element - daher müssen Sie möglicherweise erklären, woher das Futter kommt) absondert und eine sehr hochfrequente Biolumineszenz im Bereich der Gammastrahlung erzeugt. Dann könnte Ihr Tier Fusion aus schwerem Wasser erzeugen (was auch auf dem Speiseplan stehen sollte) ( http://www.neofuel.com/neutralize/Steinetz%20mse%20catalyzed%20beta%20and%20neutron%20autocatalysis%202017%2006%2026 -1551.pdf )

Eine andere Alternative ist, dass das Tier Antimaterie frisst. Es wird in extrem geringen Mengen auf natürliche Weise in der Nähe von Planeten produziert, wo einfallende kosmische Strahlung zuerst mit Materie zu interagieren beginnt. Die Antimaterie könnte möglicherweise sicher in Buckyballs (Graphen-Nanokugeln) verpackt werden. Angenommen, Ihre Tiere würden von einer Industrieanlage gefüttert, die Antimaterie in größerem Maßstab produziert, könnten sie den Brennstoff mit fast allem reagieren.

Beim Abwägen von Alternativen halte ich den konkreten Impuls für weniger wichtig als die Massenenergieeffizienz. Mit Chemikalien liegt es fast bei Null; bei Fusion ist das obere Ende nicht ganz, aber nahe bei 1%; bei Antimaterie könnte dies 100% erreichen

Viele gängige Raketentreibstoffe können durch biologische Prozesse hergestellt werden. Bei den fossilen Brennstoffen waren sie es tatsächlich.

Bitreibstoff

Wasserstoff ist nach Masse der effizienteste Raketentreibstoff, was oft der wichtigste Faktor für ein Raumfahrzeug ist. Es hat jedoch mehrere große Nachteile: Es muss auf lächerlich niedrige Temperaturen heruntergekühlt werden, hat eine miserable Dichte, was riesige Tanks bedeutet, und neigt dazu, mit der Zeit zu verdampfen und aus so ziemlich jedem Behälter zu entweichen (H2-Moleküle sind so klein schlüpfen sie zwischen die Atome des Tanks). Es kann von Bakterien produziert werden, oder die Zivilisation könnte Biotechnologie verwenden, um die heutigen industriellen Prozesse zu reproduzieren, die für viele relativ unkompliziert sind.

Kerosin (insbesondere hochreines RP1) hingegen ist kompakt und muss nicht gekühlt werden. Es ist ein bisschen weniger effizient pro Masse als Wasserstoff, aber diese machen es genug wett, dass es ein ziemlich üblicher Raketentreibstoff ist. Es stammt aus Öl, das sich auf natürliche Weise aus toten Organismen gebildet hat, und es ist möglich, diesen Prozess künstlich aus beispielsweise Algen nachzubilden. Wir tun es heute nicht, weil es zu teuer wäre, aber es könnte auftauchen, sobald uns das fossile Öl ausgeht – nichts, womit eine Biotech-Zivilisation ein Problem haben sollte.

Dazwischen befindet sich Methan. Nicht so kompakt wie Kerosin, aber auch nicht schlecht. Muss gekühlt werden, aber weit entfernt von den Extremen von Wasserstoff. Auch die Leistungen liegen dazwischen, da sein Wasserstoffanteil im Molekül höher ist als bei Kerosin. Methan ist ein bekanntes organisches Nebenprodukt.

Beachten Sie, dass gasförmiger Kraftstoff fast immer kryogen verflüssigt statt komprimiert wird, da dies eine größere Dichte ermöglicht und keine unpraktisch schweren Tanks erfordert.

Für frühe Raketen kann Ethanol verwendet werden, und eine solche Zivilisation sollte über ausreichende Alkoholproduktionsfähigkeiten verfügen. Es ist im Vergleich zu den anderen sehr einfach als Treibstoff zu verwenden, aber seine schlechte Leistung bedeutet, dass es nur für anfängliche experimentelle Raketen verwendet wird (denken Sie an V2).

Bitreibstoff-Oxidationsmittel

Als Oxidationsmittel bietet sich flüssiger Sauerstoff an. Es ist kryogen (wenn auch nicht so extrem kalt wie Wasserstoff), aber das effizienteste praktische Oxidationsmittel.

Wenn Sie die Welt und alles darin hassen, können Sie Fluor (auch bekannt als brennender Krebs) verwenden. Das Zeug ist so ein Albtraum, selbst die Nazis hielten es für zu gefährlich. Es verbrennt alles, was es berührt, erzeugt hochgiftige Dämpfe und kontaminiert die Zone dauerhaft. Es gibt wahrscheinlich Bakterien da draußen, die das Zeug produzieren können, aber ehrlich gesagt ist die Welt so schon ein beängstigender Ort.

Wasserstoffperoxid ist nicht so effizient und versucht bei Gelegenheit zu explodieren, aber es ist bei Raumtemperatur flüssig, kompakt und kann nützlich sein, wenn Sie eine einfachere, nicht kryogene Rakete wollen. Auch hier gibt es einige Organismen, die es produzieren, also sollte es für eine Biotech-Zivilisation keine große Herausforderung sein, es zu produzieren.

Lachgas lässt sich auch biologisch herstellen und besetzt in etwa die gleiche Nische wie Wasserstoffperoxid. Sie müssen es etwas kühlen, aber nicht so stark wie andere kryogene Brennstoffe. Es ist etwas weniger kompakt als Wasserstoffperoxid, aber sehr stabil.

Monotreibstoff

Für Dinge wie Satelliten oder kleine Manövrierbühnen werden sie Monotreibstoffe benötigen, also Raketentreibstoff, der keine Oxidationsmittel benötigt. Sie erhitzen es nur und / oder strömen es gegen einen Katalysator und es brennt von selbst.

Als Monotreibstoffe können Wasserstoffperoxid und Lachgas verwendet werden. Die Leistungen sind im Vergleich zu Bipropellants mittelmäßig, aber kleine Fahrzeuge benötigen kleine, einfache Motoren, und Monopropellant-Motoren sind viel einfacher und leichter klein zu machen.

Wenn Sie denken, dass Nazis baumumarmende Weichlinge waren, können Sie auch Chlortrifluorid erforschen, das die böse Version von Fluorid ist. Es wird Wasser verbrennen. Es wird Sand verbrennen. Es wird Glas brennen. Es brennt spontan bei der geringsten Provokation (z. B. bei seitlichem Blick). Und natürlich werden seine Dämpfe die Lungen in der Nähe krebsartig verbrennen und die Zone für immer verseuchen. Aber hey, zumindest ist es effizient darin.