Welche Geschwindigkeit können wir erreichen, wenn wir Tsar Bomba als Treibstoff verwenden?

Die Idee, eine Atombombe als Treibmittel zu verwenden, wurde im Projekt Orion eingeführt, funktionierte jedoch aufgrund des Verbots der Verwendung der Atombomben nicht. Also habe ich beschlossen, die Geschwindigkeit zu berechnen, die eine Bombe mit Zarenbombe erreichen kann, und was einer von Ihnen mich korrigieren soll, wenn ich Fehler habe.

Verwenden E = m c 2 , m = 27 t Ö n , c = 300000000 m s , E = 27000 ⋅ 300000000 2 = 243000000000000 = 2.43 ⋅ 10 21 J .

Aber jetzt stecke ich fest, wie berechnet man die Geschwindigkeit?

Es gibt bei weitem nicht genug Informationen, um das Problem zu lösen – wie groß ist ein Objekt, das Sie mit der Bombe beschleunigen? -- aber du bist schon auf dem falschen Weg. Sie verwenden die Masse-Energie-Äquivalenzformel, aber Wasserstoffbomben haben nicht annähernd eine vollständige Umwandlung von Masse in Energie. (Sie haben auch die falschen Einheiten - Sie müssen Meter anstelle von km verwenden, also wäre die Zahl e = mc ^ 2 2,43 x 10 ^ 21 Joule). Der tatsächliche Ertrag von Tsar Bomba betrug etwa 210 Petajoule oder 2,1 x 10 ^ 17 J. en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba
Es hängt von der Masse des Raumschiffs ab, was man damit beschleunigen will, und von der Effektivität seines Antriebs.
Ich kann mir auch vorstellen, dass Sie, wenn Sie es schaffen, alle Variablen auszufüllen, viel weniger Delta-V erhalten, als Sie erwarten würden. Orion benutzte Magazine voller Bomben und feuerte Bombe nach Bombe ab, um Geschwindigkeit aufzubauen. Eine einzige Bombe wird dich nicht weit bringen. Die Bombe größer zu machen bedeutet, dass es schwieriger wäre, sich nicht selbst in die Luft zu sprengen.
@RussellBorogove ja, es sind 210 Petajoule, weil nicht die gesamte Bombe in Energie umgewandelt wird, danke;)
@Saiboogu ja und es gibt ein großes Problem und eine Gefahr für das Raumschiff aufgrund der von der Bombe abgegebenen Wärme und möglicherweise eines anderen Strahlungsproblems.

Antworten (1)

Erstens hat Ihre Rechnung den schweren Fehler: Nicht die ganze Zarenbombe wurde zu Energie, sondern nur ein sehr kleiner Teil ihres Kerns. Seine Energieausbeute ist bekannt: 2.1 ⋅ 10 17 J . Bei der Masse-Energie-Äquivalenz bedeutet dies eine Umwandlung von 22 g Gesamtmasse in Energie, von den 27 Tonnen der Bombe.

Es gibt keine Technologie, um Tsar Bomb als Raumschiffantrieb zu verwenden. Geplant ist ein nuklearer Antrieb mit spaltbaren Mikropellets .

In der Frage fehlen Eingabedaten: die Masse dieses imaginären Raumschiffs. Ein weiterer fehlender Input ist die Effektivität des Antriebs.

Da sich jedoch bei jeder Kernreaktion nur ein sehr kleiner Teil des gesamten spaltbaren Materials in Energie umwandelt, können wir ihn mit der Newtonschen Mechanik berechnen.

Stellen wir uns einen typischen Wirkungsgrad der thermodynamischen Energieumwandlung von etwa 30 % vor, so ergibt sich im Falle eines 1000-Tonnen-Raumschiffs die resultierende Geschwindigkeit

E = 1 2 m v 2 ⇒ v = 2 E m = 2 ⋅ 0,3 ⋅ 2.1 ⋅ 10 17 J 10 6 k g ≈ 355 k m s _ _ .

danke für deine Antwort, aber wenn du hier en.wikipedia.org/wiki/… sehen kannst , steht dort, dass wir 12% Lichtgeschwindigkeit erreichen können, kannst du mir das erklären?
@Taher Das Projekt Orion ist theoretisch möglich, von der Technik her an der Grenze des Unmöglichen: Mit einigen Milliarden Investitionen könnte etwas herauskommen. Ab dem Punkt, an dem Antimaterie im Bild ist, wird das Projekt märchenhaft. Es gibt keinen effizienten Weg, Antimaterie herzustellen. Die Milliarden von Dollar , die bisher in die Antimaterieproduktion investiert wurden, erzeugten weniger Antimaterie, was eine Glühbirne für eine Minute zum Leuchten bringen könnte.
@Taher Ich weiß, dass das Projekt Orion ziemlich unmöglich ist ... aber ich wollte wissen, ob wir dafür eine Lösung gefunden haben und wir eine Bombe verwenden. h ist es wirklich möglich, 12% der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, wie es in Wikipedia steht Seite können Sie mir geben, welche Formel sie verwendet haben, um zu wissen, welche Geschwindigkeit sie erreichen kann?
@Taher 0,1 c ist mit einem Raumschiff der Generation unter Verwendung von Fusionsbrennstoff erreichbar, wenn etwa 80 % der anfänglichen Gesamtmasse des Schiffes Brennstoff sind. Übrigens, 0,1 c ist ungefähr an der Grenze, ab der das interstellare Medium, dh die etwa 1 Wasserstoffatom pro Kubikzentimeter, zum Thema wird (wirkt als Strahlung, die die Wand des Raumschiffs verdampft). Wenn die Nutzlast des Schiffes ungefähr der Masse der ISS entspricht, ist die erforderliche Gesamtleistung des Fusionsantriebs etwa 1000-mal höher als die gesamte Stromerzeugung der heutigen Erde.
@Taher Es gibt keine Möglichkeit, mit spaltbaren Materialien auf 0,12 c zu kommen. Das Realistische liegt ungefähr bei dem, was diese Berechnung gezeigt hat: in der Größenordnung von einigen hundert km/s.
Sie glauben also, dass die einzige Lösung für eine interstellare Reise die Verwendung von Antimaterie ist, was zu schwierig und zu teuer ist?
@Taher Zuerst muss der ITER gebaut werden ( ≈ 2020), dann soll sich die kommerzielle Fusionsenergieerzeugung ausbreiten ( ≈ 2040), dann sollten die miniaturisierten Fusionsreaktoren entwickelt werden ( ≈ 2060), dann werden wir Raumschiffe haben, die einige hundert km/s erreichen können.
@Taher Es gibt keine Möglichkeit, Antimaterie effektiv zu erzeugen! In der Gleichung sieht es ganz gut aus, Sie investieren 9 ⋅ 10 18 J , und Sie erhalten ein halbes Kilo Wasserstoff und ein halbes Kilo Antiwasserstoff. Aber die Realität ist, dass Sie ein Ziel mit Elektronen oder Protonen beschießen, investieren 9 ⋅ 10 18 J hinein, man bekommt eine Masse von Teilchen, die in Nanosekunden zu irgendetwas zerfallen, hauptsächlich zu Photonen und Neutrinos, und ≈ 0,001 % davon sind Antiprotonen.
hast du von dem bussard ramjet gehört? kann seine Lösung sein
@Taher 1) Sie können für Regierungen stimmen, die Nukleartechnologie mögen, es ist besonders nützlich, wenn Sie in den USA sind. 2) Sie können versuchen, die Wissenschaft (und insbesondere die Nukleartechnologie) im Internet zu verbreiten. 3) Sie können darüber nachdenken , niemand weiß, woher einmal die wirklich erstaunlichen Entwicklungen kommen werden 4) Du kannst Physiker werden, wenn du jung genug dafür bist. | Diese Welt soll nicht immer gleich sein, vielleicht haben wir Glück und Ihre Enkel gründen hier eine Kolonie .
Ich bin erst 17 Jahre alt und plane, ein Unternehmen wie Spacex zu gründen, aber das Ziel, Proxima Centauri zu erreichen, hahahahah
@Taher Das gleiche "hahahahah" aus dem Mund professioneller Astronomen und Physiker hatte Ihre Frage geschlossen und gelöscht, wenn ich sie nicht mit meinen Stimmen und Antworten speichere. Jetzt will die Welt Ihre Stimmen. Vergiss nie, was ich hier gesagt habe ! Vergiss es nie in deinem ganzen Leben! Werde Physiker oder Ingenieur!
@Taher Der Bussard-Staustrahl könnte funktionieren, ist aber sehr schwer. Vergessen Sie nicht: Das interstellare Medium hat ≈ 1 Wasserstoffatom pro Kubikzentimeter.
Projekt Orion verwendete keine Mikropellets. Es wurden Bomben im Bereich von 0,1 bis 0,3 kt verwendet.
Bussard-Ramjets funktionieren wahrscheinlich nicht space.stackexchange.com/questions/22107/…
Welche Geschwindigkeit können wir erreichen, wenn wir Tsar Bomba als Treibstoff verwenden?
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