Załogowa wyprawa na Marsa

[PiotrW]

Zgadza się, nawet nowoczesny reaktor jak Toshiba 4S ma ważyć ~200t przy 10MW i to już by powodowało mały zgryz jak to dźwignąć na orbitę.

[Adam.Przybyla]

             ... tylko, ze po co? Aby rakieta dotarla do celu musi uzyskac okreslony wzrost predkosci, przyspiesznei na poczatku nic tu nie da, w porownaniu do jonowcow to tylko strata wiekszej ilosci pednika.

Totalnie nic z tego nie rozumiem. Jak to niby rozumiesz - np. szybkie przyśpieszenie do prędkości lotu powiedzmy 200 tys. km/h na początku podróży i lot z tą prędkością przez większość drogi, to niby ma być to samo co wolne przyśpieszenie i uzyskanie tej samej prędkości 200 tys.km/h dopiero pod koniec podroży ? To Twoim zdaniem w obu przypadkach czas lotu będzie tak samo długi ?! A wzrost prędkości w obu tych przypadkach będzie tu taki sam przecież - od 0 do 200 tys./h.

   ... to jest ruch orbitalny, pojazd musi osiagnac okreslona zmiane predkosci, liczy sie czas w jakim on to osiagnie a czy zrobi to najpierw szybko a potem powoli, czy caly czas tak samo nie ma znaczenia. Warte zapoznania jest takie zestawienie dv:

Z powazaniem
                                                      Adam Przybyla

[Romek63]

To jest wszystko daleka przyszlosc (dlatego to "bedzie niedlugo" to bujda) i na tym te 39 dni sa oparte, to taka fantazja naukowa w tym momencie.  Obecnie co jest w zasiegu istniejacej technologi to silnik VASIMR o mocy 200kW rozwijajacy okolo funta ciagu. Typowy marsjanski statek o wadze okolo 50 ton bys rozpedzal do szybkosci 200 tys/h w ciagu ... 20 lat.

Ja założyłem że do załogowego lotu na Marsa z silnikiem typu VASIMR potrzebny będzie reaktor jądrowy. Może nieco przeceniłem moc przyszłych małych reaktorów ale zakładałem ( jak pisałem wcześniej ) czas lotu do Marsa 2-3 miesiące, a nie 39 dni jak konstruktor tego silnika. Mimo wszystko myślę, że aż tak bardzo nie pomyliłem się w szacunkach i z takim silnikiem znacznie szybciej statek doleciał by do Marsa niż obecne sondy z silnikami jonowymi. A reaktor zasilający w energię napęd VASIMR widziałbym jako rozwinięcie konstrukcji tego typu jak pod linkami poniżej:

http://kopalniawiedzy.pl/reaktor-elektrownia-atomowa-fabryka-mPower,7770
Firma Babcock and Wilcox, która od 50 lat buduje reaktory atomowe dla Amerykańskiej Marynarki Wojennej, zaprojektowała reaktor mPower, który będzie można wyprodukować w fabryce, zamiast budować go na miejscu konstrukcji elektrowni. Dzięki temu czas budowy elektrowni ulegnie skróceniu o połowę, co pociągnie za sobą też mniejsze koszty.[...]
Nowy reaktor firmy Babcock i Wilcox jest mniejszy, zapewnia bowiem 150 MW mocy. Jednak kilka takich reaktorów można łączyć, zwiększając moc elektrowni. Ponadto w urządzeniu zintegrowano dwa, zwykle oddzielne, systemy: sam reaktor oraz instalację do wytwarzania pary. Całość jest na tyle mała, że zmieści się na platformie kolejowej, a więc reaktor będzie mógł powstać w znacznej odległości od miejsca, w którym zostanie zamontowany.[...]
Firma Babcock and Wilcox chce w 2011 roku wystąpić o przyznanie jej reaktorowi niezbędnych certyfikatów dopuszczających go do użytku. Pierwsza elektrownia wykorzystująca te urządzenia mogłaby rozpocząć pracę do 2018 roku.[...]

http://kopalniawiedzy.pl/reaktor-jadrowy-Hyperion-Hydride-Reactor-4S-Toshiba,6105
Amerykańska firma Hyperion zapowiada, że w ciągu 5 lat na rynek trafią... miniaturowe reaktory jądrowe. Urządzenia o średnicy zaledwie 1,5 metra mają produkować 27 megawatów mocy,[...]
Hyperion Hydride Reactor nie zawiera ruchomych części i nie wymaga chłodzenia wodą. Ma być urządzeniem całkowicie bezobsługowym.  Może więc zostać zainstalowany dosłownie wszędzie.[...]
Firma będzie musiała zatem konkurować z minireaktorem 4S Toshiby, którego nazwa pochodzi od "super-safe, small and simple" (superbezpieczny, mały i prosty). Japoński koncern pracuje bowiem nad 10-megawatowym reaktorem, który będzie wymagał napełniania raz na 30-40 lat.[...]

Russia should build a new nuclear-powered spaceship for prospective manned missions to Mars and other planets.
http://technicalstudies.youngester.com/2010/04/russia-plans-for-nuclear-space-ship.html


http://www.uxc.com/smr/Library/Design%20Specific/mPower/Other%20Documents/mPower%20Snapshot.pdf
http://www.babcock.com/products/modular_nuclear/
http://www.nrc.gov/reactors/advanced/mpower.html
http://public-blog.nrc-gateway.gov/2011/06/15/tva-may-be-interested-in-building-small-modular-reactors/

[Borys]

Ja założyłem że do załogowego lotu na Marsa z silnikiem typu VASIMR potrzebny będzie reaktor jądrowy. Może nieco przeceniłem moc przyszłych małych reaktorów ale zakładałem ( jak pisałem wcześniej ) czas lotu do Marsa 2-3 miesiące, a nie 39 dni jak konstruktor tego silnika. Mimo wszystko myślę, że aż tak bardzo nie pomyliłem się w szacunkach i z takim silnikiem znacznie szybciej statek doleciał by do Marsa niż obecne sondy z silnikami jonowymi.

Przy bardzo optymistycznym, ale ciągle realistycznym założeniu stosunku masy startowej pojazdu do mocy elektrycznej równej 20 kg/kW, przelot z Ziemi na Marsa trwałby ponad 7 miesięcy - dłużej niż przy użyciu silników chemicznych.

A reaktor zasilający w energię napęd VASIMR widziałbym jako rozwinięcie konstrukcji tego typu jak pod linkami poniżej:

To nie są reaktory do zastosowań kosmicznych. Poniższy rysunek pokazuje różnicę między miniaturowym reaktorem Hyperiona (czerwony moduł w dolnej części rysunku) i faktycznym źródłem energii elektrycznej (całokształt grafiki). Chyba nie trzeba komentować. Napiszę tylko, że kosmiczna wersja tego systemu musiałaby być znacznie większa, ze względu na konieczność radiacyjnego odprowadzania ciepła odpadowego (wieże chłodnicze - zieloną część rysunku - trzeba by zastąpić olbrzymim radiatorem).

[Roxar123]

Skoro VASIMR w niczym nie przewyższa zwykłych silników jonowych, to z jakiego powodu jest o nim tak głośno? Tyle zrobiła ta wypowiedź o 39 dniach? I dlaczego NASA planuje (chyba, że to też tylko plotki) przetestowanie go na ISS?

[PiotrW]

http://kopalniawiedzy.pl/reaktor-elektrownia-atomowa-fabryka-mPower,7770
Firma Babcock and Wilcox, która od 50 lat buduje reaktory atomowe dla Amerykańskiej Marynarki Wojennej, zaprojektowała reaktor mPower, który będzie można wyprodukować w fabryce, zamiast budować go na miejscu konstrukcji elektrowni. Dzięki temu czas budowy elektrowni ulegnie skróceniu o połowę, co pociągnie za sobą też mniejsze koszty.[...]
Nowy reaktor firmy Babcock i Wilcox jest mniejszy, zapewnia bowiem 150 MW mocy. Jednak kilka takich reaktorów można łączyć, zwiększając moc elektrowni. Ponadto w urządzeniu zintegrowano dwa, zwykle oddzielne, systemy: sam reaktor oraz instalację do wytwarzania pary. Całość jest na tyle mała, że zmieści się na platformie kolejowej, a więc reaktor będzie mógł powstać w znacznej odległości od miejsca, w którym zostanie zamontowany.[...]
Firma Babcock and Wilcox chce w 2011 roku wystąpić o przyznanie jej reaktorowi niezbędnych certyfikatów dopuszczających go do użytku. Pierwsza elektrownia wykorzystująca te urządzenia mogłaby rozpocząć pracę do 2018 roku.[...]

Tak czy inaczej to dalej prawie 720 ton dla samego reaktora bez osprzętu. http://www.uxc.com/smr/Library/Design%20Specific/mPower/Other%20Documents/mPower%20Snapshot.pdf

[Romek63]

Tak czy inaczej to dalej prawie 720 ton dla samego reaktora bez osprzętu. http://www.uxc.com/smr/Library/Design%20Specific/mPower/Other%20Documents/mPower%20Snapshot.pdf

Ano nie koniecznie 720 ton, może raczej samo 20 ton. Oto przykład:

Hyperion Power Module (HPM) lub Mini Reactor Power (MPR)
-Każdy ciekły metal PbBi chłodzi HPM opartego elektrowni generuje 25MWe i może być skonfigurowany do pary tylko, kogenerację, lub energii elektrycznej tylko. Dwa lub więcej modułów może być "współpracę" razem.
- 50 milionów dolarów za jeden 25 Mwe modułu
-Pasuje do standardowego pojemnika transportowego paliwa, transportowany przez statek, kolejowego, lub ciężarówki.
Całkowita masa <20 ton

http://powertrends.blogspot.com/2010/07/small-modular-reactors-fun-and-exciting.html
Automatyczne tłumaczenie  ale zrozumiałe

To nie są reaktory do zastosowań kosmicznych. Poniższy rysunek pokazuje różnicę między miniaturowym reaktorem Hyperiona (czerwony moduł w dolnej części rysunku) i faktycznym źródłem energii elektrycznej (całokształt grafiki). Chyba nie trzeba komentować. Napiszę tylko, że kosmiczna wersja tego systemu musiałaby być znacznie większa, ze względu na konieczność radiacyjnego odprowadzania ciepła odpadowego (wieże chłodnicze - zieloną część rysunku - trzeba by zastąpić olbrzymim radiatorem).

Ok. Może masz rację. Może rzeczywiście przeceniam perspektywy miniaturyzacji reaktorów jądrowych i ich osprzętu w najbliższych latach. Może się mylę ale może jednak nie do końca - ano zobaczymy za kilka lat...
A co do tego problemu z chłodzeniem i potrzebnym wielkim radiatorem to tak się zastanawiam czy nie dałoby się go czymś zastąpić. Nie znam się na tyle na takich konstrukcjach żeby to fachowo ocenić ale może ktoś mi tu podpowie czy nie dałoby się zamiast wielkiego radiatora zastosować takiego urządzenia jak pod tym linkiem ?
http://kopalniawiedzy.pl/rozmagnesowanie-adiabatyczne-efekt-magnetokaloryczny-chlodzenie-Sujoy-Roy-Jeff-Kortright-Elizabeth-Blackburn-Lawrence-Berkeley-National-Laboratory,10783
http://supgow.us.edu.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=1155:efekt-magnetokaloryczny-w-zwizkach-midzymetalicznych&catid=65:artykuy-popularno-naukowe&Itemid=165
http://www.specjalnoscchk.odt.pl/osiagi/Lysk_krio.pdf

[olasek]

Skoro VASIMR w niczym nie przewyższa zwykłych silników jonowych, to z jakiego powodu jest o nim tak głośno? I dlaczego NASA planuje (chyba, że to też tylko plotki) przetestowanie go na ISS?

Nie, to nie jest plotka z tym ze NASA planuje proby z VASIMR na orbicie. Ostatecznie taki VASIMR bylby idealny do podwyzszania/utrzymywania orbity ISS bo jednak mialby te ~1/2 kG ciagu, z ionowego to nie wiem czy 1/20 tego otrzymasz. Utrzymywanie orbity ISS kosztuje okolo $200 mln rocznie, podobno z takim silniczkiem VASIMR cena tego spadla by prawie 20-krotnie, pierwsze proby podobno w 2015.

[Air Q]

Konstrukcja VASIMR na wstępie eliminuje też problem zużywania się katody, który występuje w silnikach jonowych.

[Borys]

Skoro VASIMR w niczym nie przewyższa zwykłych silników jonowych, to z jakiego powodu jest o nim tak głośno? Tyle zrobiła ta wypowiedź o 39 dniach? I dlaczego NASA planuje (chyba, że to też tylko plotki) przetestowanie go na ISS?

Dobry PR i świetne znajomości - Chang-Diaz jest byłym astronautą (i to nie byle jakim, był w kosmosie siedem razy!) i naukowcem NASA, z obecnym adminem znają się jak łyse konie (byli razem dwa razy w kosmosie). Co do testu na ISS, to dlaczego nie? Zadanie nie jest specjalnie wymagające (zdecydowanie nie jest to lot na Marsa w 39 dni), a dałoby NASA spore oszczędności.

[Adam.Przybyla]

Skoro VASIMR w niczym nie przewyższa zwykłych silników jonowych, to z jakiego powodu jest o nim tak głośno? I dlaczego NASA planuje (chyba, że to też tylko plotki) przetestowanie go na ISS?

Nie, to nie jest plotka z tym ze NASA planuje proby z VASIMR na orbicie. Ostatecznie taki VASIMR bylby idealny do podwyzszania/utrzymywania orbity ISS bo jednak mialby te ~1/2 kG ciagu, z ionowego to nie wiem czy 1/20 tego otrzymasz. Utrzymywanie orbity ISS kosztuje okolo $200 mln rocznie, podobno z takim silniczkiem VASIMR cena tego spadla by prawie 20-krotnie, pierwsze proby podobno w 2015.

            ... co do jonowcow sa juz porownywalene silniki oparte o efekt Hall'a np. europejski PPS-20k ML ma sile 1N przy dostarczonej mocy 20kW, bateria pieci takich silnikow spokojnie zastapilaby dwa silniki VASMIR, jakie maja generowac 5N z testu planowanego na 2016 rok. A teraz wrozenie z fusow, moim skromnym zdaniem, VASMIR jest o tyle ciekawy, ze moze generowac wiecej niz te 5N o ile bedzie w tym drugim trybie o jakim sie mowi, trybie gdy o wiele wiecej materialu "marnuje" ale za  to osiaga wieksza sile ciagu. A to byloby np. bardzo przydatne dla utrzymywania roznych satelitow na bardzo niskich orbitach ziemskich z wykorzystaniem tego np. dla rozwiazan wojskowych ... . Z powazaniem
                                                                                                                Adam Przybyla

[Borys]

A co do tego problemu z chłodzeniem i potrzebnym wielkim radiatorem to tak się zastanawiam czy nie dałoby się go czymś zastąpić.

Nie, nie dałoby się - ciepła trzeba się pozbyć, a do tego potrzebny jest radiator. Można się zastanawiać nad szczegółami konstrukcji takiego radiatora (czy np. ma to być radiator panelowy, sferyczny czy kropelkowy), ale nie nad samym jego zastosowaniem. Linki podane przez ciebie nie mają z tym związku - jest to metoda przepompowania ciepła z jednego miejsca do innego (jedna z wielu), a nie pozbycia się go.

[Jake_Suly]

to wkoncu zalogowa wyprawa na Marsa czy watek o silnikach bo sie pogubilem?

[PiotrW]

to wkoncu zalogowa wyprawa na Marsa czy watek o silnikach bo sie pogubilem?

Chwilowo robi się o tym jak nie polecieć na Marsa ;-)

   ... jasne ze sie da, tylko ze dziala w tempie 20 metrow na dzien;-) Zapomnij o zwiedzaniu czegokolwiek bardziej skomplikowanego niz prosta jak stol pustynia (no dobra moga byc jakis male nachylenia gruntu ale wtedy on jedzie jeszcze wolniej), nie ma szans na projekty w stylu samolotow czy balonow marsjanskich. Gory czy bieguny sa poza zasiegiem...

Góry czy bieguny to nie problem, Raytheon (i nie tylko) od dawna wykorzystuje w rakietach system poruszania się w terenie na podstawie wcześniej wgranych zdjęć satelitarnych i radaru. Rakieta w czasie lotu rozpoznaje to gdzie się znajduje na podstawie wbudowanej matrycy CCD. GPS w takim sprzęcie tylko działa jako wspomaganie (jest zbyt zawodny) i to wszystko przy prędkości 900km/h.

Powodem że NASA się tak nie bawi jest strach o swoje "drogocenne" zabawki i twierdzenie że nie stać ich na pomyłkę. Zaprogramowanie do dmuchnięcia głowicą z ładunkiem wybuchowym czy wiertełkiem to nie problem, problem to ile razy sprzęt zawiedzie zanim programista zrozumie błąd jaki popełniał. A no i najważniejsze... Sprzęt autonomiczny nie wymaga zatrudnienia "wykwalifikowanego" operatora i jakiś tam senator nie będzie mógł się pochwalić że stworzył 50 miejsc pracy.

[Adam.Przybyla]

to wkoncu zalogowa wyprawa na Marsa czy watek o silnikach bo sie pogubilem?

Chwilowo robi się o tym jak nie polecieć na Marsa ;-)

   ... jasne ze sie da, tylko ze dziala w tempie 20 metrow na dzien;-) Zapomnij o zwiedzaniu czegokolwiek bardziej skomplikowanego niz prosta jak stol pustynia (no dobra moga byc jakis male nachylenia gruntu ale wtedy on jedzie jeszcze wolniej), nie ma szans na projekty w stylu samolotow czy balonow marsjanskich. Gory czy bieguny sa poza zasiegiem...

Góry czy bieguny to nie problem, Raytheon (i nie tylko) od dawna wykorzystuje w rakietach system poruszania się w terenie na podstawie wcześniej wgranych zdjęć satelitarnych i radaru. Rakieta w czasie lotu rozpoznaje to gdzie się znajduje na podstawie wbudowanej matrycy CCD. GPS w takim sprzęcie tylko działa jako wspomaganie (jest zbyt zawodny) i to wszystko przy prędkości 900km/h.

Powodem że NASA się tak nie bawi jest strach o swoje "drogocenne" zabawki i twierdzenie że nie stać ich na pomyłkę. Zaprogramowanie do dmuchnięcia głowicą z ładunkiem wybuchowym czy wiertełkiem to nie problem, problem to ile razy sprzęt zawiedzie zanim programista zrozumie błąd jaki popełniał. A no i najważniejsze... Sprzęt autonomiczny nie wymaga zatrudnienia "wykwalifikowanego" operatora i jakiś tam senator nie będzie mógł się pochwalić że stworzył 50 miejsc pracy.

   ... wiesz, ja nie pisalem o "lataniu nad gorami", a nawet jak sie lata trzeba kiedys wyladowac;-) Problemem jest poruszanie sie i wlasnie ladowanie
na bardziej skomplikowanym gruncie. Z powazaniem
                                                      Adam Przybyla