Gibt es eine Möglichkeit, die Energie des Wiedereintritts eines Marslanders zurückzugewinnen?

Gibt es eine Möglichkeit, die Energie des Wiedereintritts eines Marslanders zurückzugewinnen?

  • Wenn ein Fahrzeug in die Atmosphäre eindringt, wird enorme Energie freigesetzt – zugegebenermaßen in ziemlich kurzer Zeit – und nur einmal.
  • Wir haben regeneratives Bremsen bei verschiedenen Fahrzeugen gesehen, angefangen bei dieselelektrischen Lokomotiven, jetzt Elektroautos und einigen F-1-Rennwagen, die in der Lage sind, in sehr kurzen Zeitspannen eine erhebliche Energierückgewinnung zu erreichen.

  • Die Wiederherstellung könnte mechanisch, thermisch oder elektrisch sein, aber es müsste sich lohnen, ein System mitzuschleppen.

  • Beispielsweise könnte ein Eisvorrat zu Wasser erhitzt werden, wodurch die Energie für später an der Oberfläche gespart würde.

  • Wasser könnte für einige Zwecke in überhitzten Dampf umgewandelt werden, entweder beim Wiedereintritt oder später an der Oberfläche). Es ist denkbar, dass Eisfrachter (von einem Asteroiden) große Frachten an die Oberfläche bringen. Ein Wasser- oder Eissystem könnte helfen, den Wiedereintrittsschild zu kühlen.
  • Ein automatisch rotierender Propeller könnte zu einem späteren Zeitpunkt bei einem Wiedereintritt die aerodynamische Verzögerung unterstützen und gleichzeitig etwas Energie speichern. Solche Propeller wurden für den Wiedereintritt in die Erde vorgeschlagen, obwohl die dünne Marsatmosphäre ein Problem darstellt.
Verwandtes, mögliches Duplikat: space.stackexchange.com/q/15001/58
Die eigentliche Frage, auf die im obigen Kommentar verwiesen wird, scheint sich von dieser zu unterscheiden, obwohl einige der Informationen in den ANTWORTEN relevant sein können. Vielen Dank für den Link.
Propeller funktionieren nicht über Mach 1 hinaus.
Welches Unobtanium -Gerät werden Sie verwenden, um diese immense Energiemenge zu speichern? Betrachten Sie zum Beispiel den Wiedereintritt eines Apollo-Raumfahrzeugs, das von 11 km/s auf nahezu Null abgebremst werden musste. Bei einer Masse von 5560 kg entspricht das 336 Gigajoule Energie, die größtenteils in die Atmosphäre abgegeben wurden. Das ist die Energiemenge in 8 Tonnen Öl. Das Brechen der Atmosphäre ermöglicht es einem Raumfahrzeug, für einen Großteil der Landung keine Triebwerke zu verwenden.
Es ist richtig, die Tatsache anzuerkennen, dass bestenfalls nur ein winziger Teil der Energie, die bei einem Wiedereintritt aufgewendet wird, zurückgewonnen werden könnte. Angesichts dessen denke ich, dass Wasser eines der besten verfügbaren Medien ist und zu einer schnellen Energieübertragung fähig ist. Offensichtlich macht hier nichts Sinn, es sei denn, das Medium selbst und alle Wärmeübertragungsmethoden / -geräte sind bereits im Fahrzeug vorhanden - oder sehr leicht.
Ein Behälter für überhitzten Wasserdampf wäre für einen Marslander viel zu schwer. Eine Wärmeübertragung vom Hitzeschild auf das Wasser wäre ein Risiko für die Integrität des Hitzeschilds. Eine Dampfmaschine würde viel Gewicht hinzufügen, das nach dem Verbrauch des Dampfes nicht nützlich ist. Eine längere Dampfspeicherung ist nicht möglich. Solarzellen könnten jahrelang verwendet werden,
Rückblickend kann ich sehen, dass diese Frage besser formuliert worden wäre als „Wie kann ein Teil der Energie des Wiedereintritts eines Marslanders genutzt werden“, was sich auf bescheidenere Ziele konzentrieren würde als auf den Versuch, eine große Menge Energie zurückzugewinnen. Das bringt ihn eher in die Liga der Verwendung von heißem Kühlerwasser, um die Heizung eines Autos oder sogar die windmühlenbetriebene Kraftstoffpumpe einer Sopwith Camel zu betreiben – wichtige, aber geringfügige Energieverbräuche. Vielleicht könnte der Fall eines landenden Eisfrachters mit Tonnen von Eis als Fracht einige Möglichkeiten aufzeigen. Die Umwandlung von Eis in Wasser würde zumindest das Abladen erleichtern.

Antworten (2)

Ich werde nein sagen, nicht direkt. Nur eines der vielen Probleme ist, dass die Energie nur Wärme ist. Relativ gesehen ist Wärme leicht zu bekommen, machen Sie einfach ein großes konzentrierendes Solarpanel und Sie haben den ganzen Tag über hochwertige Wärme. Was Sie tun möchten, ist die Energie in einer wertvollen Form zu erhalten: kinetische oder orbitale Energie.

Es ist hypothetisch möglich, einen Großteil der Orbitalenergie vor dem Wiedereintritt zurückzugewinnen und somit die Menge an Energie zu reduzieren, die während des Wiedereintritts verbraucht wird - obwohl die zurückgewonnene Energie dem Lander selbst nicht zur Verfügung steht. Dabei wird die kinetische Energie des Landers auf ein anderes Objekt im Orbit übertragen. Das Grundkonzept ist ein Skyhook, obwohl sie normalerweise dazu gedacht sind, Nutzlasten aus der Erdatmosphäre zu heben, können sie auch umgekehrt verwendet werden, indem sie ein Objekt in einer hohen Umlaufbahn einfangen, es um den Anker schwingen und es mit geringerer Geschwindigkeit in der Atmosphäre absetzen. Dabei wird ein Großteil der kinetischen Energie des Landers auf die Skyhook-Baugruppe übertragen, wodurch die Umlaufbahn des Skyhook angehoben wird. Diese Energie kann dann später wiederverwendet werden, um ein anderes Objekt aus der Atmosphäre in die Umlaufbahn zu heben, beispielsweise eine bestimmte Nutzlast für die Erde.

Natürlich wäre es mit enormen technischen Herausforderungen verbunden, den Skyhook tatsächlich zu bauen und die Manöver auszuführen, aber es ist physikalisch möglich.

Ihr Punkt zur allgemeinen Verfügbarkeit von HEAT ist relevant und etwas, das ich nicht ausreichend berücksichtigt hatte. Ich denke, die Wärme müsste in einem unmittelbaren Szenario benötigt werden, damit sich dies auch nur annähernd lohnt.

Während dies teilweise aufgrund der sehr kurzen Zeit schwierig und von fragwürdigem Wert wäre, ist hier ein Konzept für die Verwendung von MHD zum regenerativen Bremsen während des Marseintritts aus dem erzeugten Plasma.

Gibt es eine Möglichkeit, die Energie des Wiedereintritts eines Marslanders zurückzugewinnen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v