Napędy do statków kosmicznych nieco bardziej odleglej przyszłosci - koncepcje

[Robek]

Bo w 1963 roku wszedł w życie traktat o zakazie testów jądrowych na ziemi, w powietrzu i w przestrzeni kosmicznej.

Jeśli by amerykanie złamali ten zakaz, to co by im kto zrobił?
Jak na moje oko, to bez takiego napędu to nie da rady, bo stosując podobną technologie jak na Księżycu, to na powrót z powierzchni Marsa na jego orbite, zabrakłoby paliwa, trzeba by to oddzielnie dostarczać, a takie coś generuje ogromne koszty.

[jsc]

a takie coś generuje ogromne koszty.

A ładunki nuklearne to tanizna...

[Borys]

Jeśli by amerykanie złamali ten zakaz, to co by im kto zrobił?

To inni też by go zaczęli łamać, a tego Amerykanie nie chcą.

[deathrider]

Jeśli by amerykanie złamali ten zakaz, to co by im kto zrobił?

To inni też by go zaczęli łamać, a tego Amerykanie nie chcą.

Ten zakaz nie dotyczy chyba bardziej konwencjonalnych napędów, jak wspomniany LANRS ?

[Borys]

Ten zakaz nie dotyczy chyba bardziej konwencjonalnych napędów, jak wspomniany LANRS ?

Zakaz dotyczy wyłącznie eksplozji jądrowych. W dodatku są kraje posiadające broń jądrową, które go nie podpisały (Chiny na przykład).

[Orionid]

Starty rakiet niekorzystnie wpływają na środowisko Ziemi. Wahadłowce oprócz zbiornika zewnętrzenego ET z wodorem i tlenem były wyposażone w boostery na paliwo stałe.  Ostatni start północnokoreańskiej rakiety z satelitą
obserwacyjnym Kwangmyongsong-4 odbył się przy użyciu bardzo toksycznego paliwa.
Wraz z prądami powietrznymi takie toksyny mogą mieć zasięg globalny.


Era ekologicznych rakiet
03.06.2011

Właściwie zsyntetyzowane ciecze jonowe w połączeniu z nadtlenkiem wodoru stanowią ekologiczną alternatywę dla dziś stosowanego, silnie toksycznego i niebezpiecznego paliwa rakietowego - informuje "Angewandte Chemie International Edition".

Z punktu widzenia środowiska, start rakiety kosmicznej stanowi lokalną, chwilową katastrofę ekologiczną. Choć trudno w to uwierzyć, silniki rakietowe nie są napędzane "zwykłym" paliwem podobnym do tego, jakie używa się w lotnictwie czy motoryzacji. Ruch rakiety wywoływany jest gwałtownie zachodzącą reakcją chemiczną pomiędzy paliwem - hydrazyną, a czynnikiem utleniającym, np. kwasem azotowym. Efektem ubocznym tego typu spalania jest powstanie silnie toksycznych spalin. Co więcej, samo paliwo i czynnik utleniający, uruchamiający reakcję spalania są silnie toksyczne i mało stabilne fizykochemicznie oraz niezmiernie groźne dla środowiska.

Ze względów ekologicznych, jak również chęci zwiększenia bezpieczeństwa startów rakiet kosmicznych, od jakiegoś czasu prowadzone są badania nad alternatywnym paliwem rakietowym.

Według naukowców z Air Force Research Laboratory (USA) jednym z bardziej obiecujących kandydatów na zastąpienie wybuchowej i silnie toksycznej pary kwas azotowy-hydrazyna są ciecze jonowe "aktywowane" chemicznie nadtlenkiem wodoru. Ciecze jonowe to najprościej mówiąc sole w stanie ciekłym.

Podczas eksperymentów przeprowadzono testy różnych cieczy jonowych i odkryto, że najlepiej do silników rakietowych nadają się ciecze jonowe zawierające bardzo dużo atomów wodoru. By taką ciecz jonową uzyskać naukowcy zmodyfikowali chlorek-THTDP (ang. trihexyltetradecylphosphonium chloride) poprzez zamianę anionów chlorkowych na borowodorkowe, po czym produkt reakcji (THTDP)BH4 poddano działaniu borowodorku glinu. Dzięki temu powstała ciecz jonowa zawierająca duże ilości wodoru, stabilna i ciekła w temperaturze pokojowej.

Taki materiał w reakcji z nadtlenkiem wodoru ulega bardzo gwałtownej reakcji spalania, podczas której powstaje znacznie mniej toksycznych substancji chemicznych, a te które zawarte są w spalinach nie mają rakotwórczego działania. Dodatkową cechą nowego potencjalnego paliwa rakietowego jest brak konieczności silnego schładzania zbiorników, gdyż zarówno paliwo, jak i utleniacz są stabilne i bezpieczne w temperaturze pokojowej. Co więcej, oba komponenty nie są "żrące", przez co zbiorniki nie muszą być specjalnie zabezpieczane przed korozją.

Jak twierdzą autorzy odkrycia, przemysł kosmiczny już niebawem zostanie poddany podobnej przemianie proekologicznej jak ta, jaką zapoczątkowano kilkanaście lat temu w przemyśle motoryzacyjnym. Konieczność zmian technologii na bardziej przyjazne środowisku, z całą pewnością przyspieszona zostanie popularyzacją tak zwanych turystycznych lotów kosmicznych.

KLG PAP - Nauka w Polsce

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,382479,era-ekologicznych-rakiet.html


Na Ziemi rozwój nie ekologicznych działań nie sprzyja dobrostanowi ludności. Idąc dalej tą ścieżką rozwoju może być tylko gorzej. Z powodu kosztów i innych ograniczeń nie przeniesiemy wszystkich toksycznych przemysłów  w kosmos. Jednak w perspektywie przyszłej ekspansji cywilizacji poza Ziemię okazać się może, że racjonalne będzie umieszczenie  chociaż pewnych branż przemysłowych poza ziemskim środowiskiem.  Księżyc wydaje się tutaj najbliższym miejscem do takiej aktywności przemysłowej, jeśli nie  brać pod uwagę miejsc na orbitach bliskich Ziemi.

Ciekawe czy zbadano dokładniej wpływ toksyczność paliw rakietowych na zanieczyszczenie atmosfery ? Skutki zanieczyszczonego powietrza można policzyć:


Powietrze złej jakości uśmierca co roku 5,5 mln ludzi
15.02.2016

Co roku na świecie umiera przedwcześnie ponad 5,5 mln ludzi z powodu zanieczyszczenia powietrza w domach i na zewnątrz. Ponad połowa tych zgonów ma miejsce w Indiach i Chinach - dwóch krajach o najszybciej rozwijających się gospodarkach - poinformowali naukowcy.

Działanie elektrowni i fabryk, korzystanie z samochodów, a także spalanie węgla i drewna powoduje, że do atmosfery Ziemi trafiają niebezpieczne dla zdrowia, drobne cząsteczki.
 
Mimo działań na rzecz ograniczenia przyszłych emisji, bez zwiększenia celów redukcji, w najbliższych dwóch dekadach liczba przedwczesnych zgonów związanych z zanieczyszczonym powietrzem będzie rosła - wynika z nowego badania, przedstawionego na spotkaniu American Association for the Advancement of Science (AAAS).
 
 "Zanieczyszczenie powietrza jest czwartym w kolejności, największym czynnikiem ryzyka zgonów w skali globalnej i głównym jak dotąd czynnikiem ryzyka chorób, mającym związek ze środowiskiem" - podkreśla Michael Brauer ze School of Population and Public Health na University of British Columbia w kanadyjskim Vancouver. - "Ograniczenie zanieczyszczenia powietrza jest szalenie skuteczną metodą poprawy zdrowia całej populacji".
(fragmenty)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,408425,powietrze-zlej-jakosci-usmierca-co-roku-55-mln-ludzi.html

[jsc]

A są widoki na współpracę Air Force Research Laboratory? Bo o ile się orientuję inni produkują nadtlenek wodoru w stężeniu 80%, a Polska ma technologię na prawie czysty 98%, chociaż chwalili się, że potrafią osiągnąć i 99.9%

[deathrider]

Nie zdziwię się wcale jak odbije się to czkawką BO i SpaceX -> silniki metanowe. Kurcze, o ile środowisko naturalne nie jest mi obojętne, o tyle każdy artykuł o ekologach odbieram jako zwiastun problemów.

[Głupi Jaś]

Ostatni start północnokoreańskiej rakiety z satelitą
obserwacyjnym Kwangmyongsong-4 odbył się przy użyciu bardzo toksycznego paliwa.

Wow - to jest jakieś inne? Problemem mogą być co najwyżej toksyczne produkty spalania.

[jsc]

Bo w 1963 roku wszedł w życie traktat o zakazie testów jądrowych na ziemi, w powietrzu i w przestrzeni kosmicznej.

Jeśli by amerykanie złamali ten zakaz, to co by im kto zrobił?

Zwłaszcza różne rozważania na temat obrony planetarnej wskazują na to, że zmiana pędu asteroid powyżej 1 km. do bezpiecznej trajektorii będzie wymagało użycie pocisków nuklearnych... a nie wiadomo zareagują one na taki "napęd", więc będą potrzebne i próby.

http://florydziak.blogspot.com/2016/02/jak-sie-bronic-przed-asteroidami.html

[Romek63]

Czyżby jakiś nowy pomysł na napęd laserowy?

Photonic Laser Propulsion to send a 100 kg vehicle to Mars in 3 days and to get to wafercraft to 30% of the speed of light by 2035
http://nextbigfuture.com/2016/02/photonic-laser-propulsion-to-send-100.html

Na Marsa w trzy dni?
http://www.geekweek.pl/aktualnosci/25652/na-marsa-w-trzy-dni

[Borys]

Czyżby jakiś nowy pomysł na napęd laserowy?

Totalne bzdury bezkrytycznie przytaczane przez Briana na jego blogu, nie pierwszy raz zresztą. Przeczytaj komentarze pod spodem.

[Orionid]

W 3 dni do Marsa brzmi nieprawdopodobnie, ale w 43 lata do
Alpha Centauri wydaje się bardziej zasadne.

Różne są pomysły  osiągnięcia odpowiednio dużej prędkości, by sonda mogła dotrzeć do najbliższego systemu gwiezdnego.

Przez bardzo długi czas będą to tylko koncepcje. Na razie pomysł żagla słonecznego był tylko testowany w przestrzeni kosmicznej. Potwierdzono działanie mechanizmu fizycznego .

Laserowe silniki laserowe wydają się perspektywiczną koncepcją.


The laser-powered ramjet offers other advantages as well. Think back to some of Robert Forward’s laser sail concepts and you’ll recall the problem of deceleration. With the sail powered by a laser beam from the Solar System, it’s possible to reach velocities high enough to take you to the nearest stars in a matter of decades rather than centuries. But how do you slow down once you arrive? Conceiving a manned mission to Epsilon Eridani, Forward came up with a ‘staged’ solution in which the sail separates upon arrival, with the large outer sail ring moving ahead of the vehicle and reflecting beamed laser energy to the now smaller inner sail, thus slowing it down. It would be so much easier if the beam worked in both directions!

http://www.centauri-dreams.org/?p=23795

A laser-powered interstellar sail ship is a very original concept that seems feasible in the near future. It was presented by Geoffrey A. Landis of NASA's Glenn Research Center in 2002. Landis described a starship with a diamond sail, a few nanometers thick, powered by solar energy, which could achieve 10 per cent of the speed of light. Using this type of propulsion, it would take 43 years to reach Alpha Centauri, if it passed through the system. However, slowing down to stop at our neighboring system could increase the trip up to 100 years. Thus it would be more appropriate for a fly-by performed by an unmanned probe.

http://www.astrowatch.net/2016/02/alpha-centauri-our-first-target-for.html#more

[LooZ^]

A jak wyglądałaby transmisja na takie odległości? Czy taka sonda zostawiałaby za sobą jakieś przekaźniki?

[Borys]

A jak wyglądałaby transmisja na takie odległości? Czy taka sonda zostawiałaby za sobą jakieś przekaźniki?

Podobno wystarczyłoby 40W (to z grubsza laptop, z którego wysyłam tę wiadomość).