Fusionstriebwerke auf einem Planeten. Probleme mit Temperatur und Strahlung!

Ich bin wirklich im Zweifel, ob ein Fusionstriebwerk innerhalb eines Planeten (bevölkerter Orte) verwendet werden könnte. Wie ich in der TV-Show „The Expanse“ gesehen habe, sind ihre Fusionsmotoren wirklich, wirklich heiß, heißer als die Oberfläche der Sonne, und sie können sie nicht in der Nähe von Stationen und auf Planeten verwenden. Also frage ich: Würde es in einem VTOL-Raumschiff, das Fusion als Fortbewegungsmittel nutzt, verboten sein, seine Fusionstriebwerke und -motoren auf einem Planeten zu verwenden? Abgesehen von den Haupttriebwerken, die in den atmosphärischen Modus umgeschaltet werden können, was ist mit den Triebwerken? Triebwerke für chemische Reaktionen sind nicht effizient, weil sie zu viel Treibstoff verbrauchen. Wie löse ich dieses Dilemma?

Wieso zerstört die Tempest mit ihren Millionen-Grad-Triebwerken nicht alles??

Weil alles, was es berührt, thermisch inert ist ?
@ Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Außer der Luft .... Die würde dann die GESAMTE Wärmeenergie absorbieren.
@Andon - Entschuldigung, das war ein wenig augenzwinkernd gemeint und spielte die andere Frage aus. :Ö)
Depends-Fusionstriebwerke haben typischerweise einen spezifischen Impuls von 130.000 Sekunden im Vergleich zu chemischen von 450 Sekunden. Der spezifische Impuls ist das Maß für 1 Pfund Schub von 1 Pfund Kraftstoff für eine bestimmte Dauer in Sekunden. Um zu schweben, können Sie die Atemwege umlenken, damit atmosphärische Luft um Ihren Fusionskern herum strömen und kontrolliert ausströmen kann. Ich wiederhole, schalten Sie keine Fusionstriebwerke ein!
@Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Das habe ich mir schon gedacht. Es ist für mich einfach amüsant, wie sehr das nach hinten losgehen würde.

Antworten (2)

Wirklich heiß ist keine so große Sache, wenn es wirklich klein ist.

Betrachten wir die experimentellen Tokamak-Fusionsreaktoren . Sie sind real. Sie sind heißer als eine Million Grad. Sie sitzen auf der Erde. Wie?

von https://www.euro-fusion.org/faq/new-what-is-the-temperature-generated-in-a-tokamak-reactor-how-can-the-inner-wall-material-resist-that -Temperatur/

Damit in dem sehr heißen Gas – oder Plasma – das wir in JET erzeugen, eine Fusion stattfinden kann, muss das Plasma auf Temperaturen von über 150 Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Dazu wird das Plasma durch starke Magnetfelder aktiv von den Wänden des Tokamak-Behälters ferngehalten.

Allerdings berührt es manchmal die Wände: Welches Material könnte dieser Temperatur standhalten? Der Schlüssel hier ist, dass dort nur eine sehr kleine Menge Plasma vorhanden ist (~0,1 g). Obwohl es also außergewöhnlich heiß ist, wirkt dem die im Vergleich zur Mauer sehr geringe Menge entgegen, die viele hundert Tonnen Masse hat. Daher kann die Wand Stößen standhalten, ohne ernsthaft beschädigt zu werden.

So auch die Triebwerke Ihres Schiffes. Ein wirklich heißer Reaktor wie dieser könnte wie ein Staustrahl in der Atmosphäre funktionieren, atmosphärisches Gas einrammen und unter Druck nach hinten ausspucken. Der Gasfluss verhindert, dass sich die Dinge zu stark erhitzen.

Tatsächlich scheint mir ein heißer kleiner Fusionsreaktor im Weltraum mehr Probleme zu bereiten, wo Sie keine fertige Masse für Kühlmittel zur Hand haben oder für den Antrieb hinter sich werfen können. Aber das war nicht deine Frage.

Ich liebe diesen grünen Scheck, aber es hat keine Eile. Manchmal schreckt der Scheck die Leute ab. Lassen Sie es unbelohnt und spielen Sie ein bisschen auf dem Feld. Es ist eine coole Frage. Kluge Menschen mit guten Ideen wachen vielleicht morgens auf und leisten ihren eigenen Beitrag.
Na gut, dann lass es mal eine Weile weg.
Sie haben den Temperaturteil beantwortet, aber nicht den Strahlungsteil. Besteht die Möglichkeit, dass Sie Ihre Antwort erweitern?
@Molot - Ich sehe keinen Strahlungsteil dieser Frage. Verstehen Sie, dass nicht-thermische Strahlung eine Komponente des Problems ist?

Der Hauptgrund, warum Fusionstriebwerke nicht in der Atmosphäre eines Planeten eingesetzt würden, ist die Schwerkraft. Wills Antwort liefert bereits das Schlüsselelement. Ein Fusionsauspuff wird heiß und klein sein.

Der kleine Teil ist das eigentliche Problem. Der Schub wird auch gering sein. Das bedeutet, dass die Beschleunigung auch sehr klein sein wird. Schätzungen liegen bei etwa einem Zentimeter pro Quadratsekunde. Dies reicht kaum aus, um ein Raumschiff von der Oberfläche des Mondes zu heben, geschweige denn eines der Planeten des Sonnensystems, und dazu würden auch die Monde der Planeten gehören.

Fusionsantriebssysteme, die wie thermonukleare Versionen chemischer Raketen abfeuern, sind Science-Fiction. Eine Fusionsrakete wird im Wesentlichen ein hochenergetischer Teilchenstrom sein, der eine geringe Beschleunigung erzeugt. Ihr Hauptvorteil sind die langen Beschleunigungszeiten, die ein Fahrzeug auf eine hohe Geschwindigkeit bringen können.

Fusionstriebwerke werden nicht in den Atmosphären von Planeten oder gar Planeten ohne Atmosphäre eingesetzt, da die Raumschiffe weder landen noch starten könnten. Während der Strahl eines Fusionstriebwerks effektiv eine tödliche Waffe und höchst zerstörerisch wäre, ist dies nicht der Hauptgrund für ihre Nichtverwendung auf einem Planeten.

Aber was ist mit Antimaterie-Triebwerken? Würde sein Schub ausreichen?
@FelipeAndrade Zu gefährlich. Ein Antimaterie-Triebwerk könnte einen Abgasstrahl aus reiner Gammastrahlung haben. Wenn sie genug Schub erzeugen könnten, um zu fliegen, wäre es eine selbstfahrende Laserkanone, die Energie aussendet, die der von mehreren Atomwaffen pro Sekunde entspricht. Eine Form von "magischer" Weltraumtechnologie, die von Antimaterie angetrieben wird, könnte funktionieren, insbesondere wenn sie einen tödlichen Jet erzeugt. Dies beinhaltet den Rückzug von plausibler und realistischer Technologie und die Annahme von superwissenschaftlichen Handbewegungen.
Fusionstriebwerke auf einem Planeten. Probleme mit Temperatur und Strahlung!
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