Können kalte Triebwerke für die Arbeit im Weltraum verbessert werden?

Dieser Belter brachte Mr.X zum Nachdenken und diesmal ist es ein Geniestreich.

Was machen wir mit all dem Sauerstoff, den wir bekommen, wenn wir Metalle aus ihren Oxiden extrahieren? wir verflüssigen sie und verwenden sie natürlich als Reaktionsmasse.

ISP ist ungefähr 60 Sekunden, also wenn wir ungefähr 40 Massenprozent als Sauerstoff in unserem Kanister annehmen, dann ist Delta-V ungefähr 300 m/s – nicht viel. Wir brauchen also einen Massetreiber auf dem Mond - um die Dose in die Umlaufbahn zu bringen, aber es reicht aus, ein zweites Hohmann-Manöver durchzuführen, um die Umlaufbahn zu kreisförmigisieren.

Eines der Probleme von niedrigem ISP ist die niedrige Abgastemperatur - warum also nicht Sonnenlicht, Spiegel und Al2O3-Wärmerohre verwenden und auf etwa 2100 K erwärmen - dann ist es möglich, vielleicht 800 m / s Delta-V zu drücken - nicht riesig, aber auf jeden Fall eine Verbesserung.

Wird es so funktionieren?

Gewicht??????????
Die Gesamtmasse spielt keine Rolle, nur der Massenanteil spielt eine Rolle. Sie können davon ausgehen, dass einige im Bereich von 10-100-1000 Tonnen liegen, wenn Sie eine Anzahl benötigen
Ich meine das zusätzliche Gewicht all deiner Spiegel. und Wärmerohre.
@DKNguyen kein Extra, es in dieser 60% igen Masse, hergestellt aus den Metallen, die extrahiert werden. Vielleicht machen diese Aluminiumoxidrohre einen kleinen Unterschied, aber es ist nicht unbedingt ein signifikanter Prozentsatz, +- 2 Prozent spielen keine Rolle, lassen Sie einfach ein paar Metallziegel auf dem Mond für den lokalen Verbrauch.

Antworten (1)

Warum also nicht Sonnenlicht, Spiegel und Al2O3-Heatpipes verwenden und Wärme erzeugen?

Sie werden wahrscheinlich nicht überrascht sein zu hören, dass solarthermische Raketen Dinge sind, über die die Menschen schon einmal nachgedacht haben. Die meisten Designs verwenden im Allgemeinen Wasserstoff als Reaktionsmasse wegen der schönen Abgasgeschwindigkeit (I sp so hoch wie 900 Sekunden oder mehr in einigen Fällen!), aber eine sauerstoffbetriebene Rakete mit hohem Schub und niedrigem I sp könnte in einigen Fällen nützlich sein Umstände.

Das grundlegende Design ist möglicherweise sehr vielseitig. Hier ist eine großartige Illustration, die ich bei Project Rho gefunden habe, die sie von Nick Stevens bekommen hat, der anscheinend eine Menge netter Illustrationsarbeiten für Raumfahrzeuge macht:

Solarmotte von Nick Stevens

Denken Sie daran, dass Raketen, die stark oxidierende Reaktionsmasse verwenden, bei Bedarf nicht mit reduzierender Reaktionsmasse (z. B. Wasserstoff) betrieben werden können (weil sie schrecklich korrodieren), sodass Sie in der ultimativen Leistung Ihrer Raketen eingeschränkt sind. Zumindest können Sie so etwas wie Kohlenmonoxid verwenden, um einen kleinen Leistungsschub zu erzielen, wenn es verfügbar ist.

Die Leistung wird natürlich enttäuschend sein ... wenn Sie sich die charakteristische Raketengeschwindigkeitsgleichung ansehen:

C ∗ ∝ T T M w

Sie werden sehen, dass aufgrund der darin enthaltenen Quadratwurzel O 2 nur 4-mal schlechter ist als H 2 , wenn alles andere gleich ist, sodass Sie möglicherweise > 200 Sekunden I sp erhalten , was angesichts all der Unannehmlichkeiten des Speicherns nicht großartig ist und Umgang mit kryogenen Oxidationsmitteln.

Ehrlich gesagt wäre es besser, Wasser zu verwenden. Nicht kryogen, >300 Sekunden, sofort verfügbar. Wenn man bedenkt, wie viel Wassereis es da draußen geben wird, gibt es meines Erachtens keinen besonders guten Grund für die Verwendung von O 2 als Reaktionsmasse, aber wenn Sie wirklich das Bedürfnis verspürt haben, ist die Option wahrscheinlich verfügbar.

Wasser ist an einigen Stellen oder nicht so reichlich vorhanden, während Oxide überall sind, also. Kohlenstoff hat auch andere Verwendungen, Sauerstoff ist jedoch meistens eine Verschwendung bei der Metallgewinnung.
@MolbOrg Wenn Sie Asteroiden abbauen, gibt es viele kohlige Chondriten und sie sind überraschend hoch im Wasser. Eis ist so ziemlich überall im äußeren Sonnensystem. Wirklich, der einzige Ort, an dem es ungewöhnlich ist, ist direkt im inneren Sonnensystem, aber es gibt dort nicht annähernd so viel Zeug zum Mitnehmen im Vergleich zu zB. der Asteroidengürtel. Und wenn Sie der Sonne nahe sind, können Sie schöne solarbetriebene elektrische Raketen für Ihren hohen ISP-Bedarf verwenden!
Belter können alles tun, „das Beste, was sie haben, ist das Schlimmste, was es gibt“. Themen rund um Mr.X liegen meist im Bereich Bootstraping Space, also frühe Schritte, schaffen Anreize für Weiterentwicklung, Rohtechnologie und all das, mit Verbesserungspotenzial. Elektromotoren werden sicher als Option betrachtet und können sicher ausgiebig verwendet werden, aber manchmal muss man einfach einen stärkeren Kick für Manöver haben, näher an der Leistung von Chem-Raketen, oder es dauert ewig oder ist einfach nicht möglich oder unbequem. Und dort wartet Müll darauf, verwendet zu werden, also warum nicht.
Können kalte Triebwerke für die Arbeit im Weltraum verbessert werden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v