Добыча гелия-3. Реликтового vs солнечного происхождения.

Автор RDA, 30.08.2005 21:56:44

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

RDA

Чтобы не мешать в теме о лунном, точнее солнечном гелии-3 на Луне, и не забрасывать такое обсуждение.

Сейчас, делая ставку на освоение Луны, исходят из того, что добыча "лунного" гелия-3 - это надолго. Однако такая программа ограничена не только появлением гелиевых реакторов, которые и делают добычу этого изотопа столь желанной, но и развитием двигателестроения, а именно: созданием ТЯРД или хотя бы ГфЯРД, позволяющим получить доступ к альтернативным источникам гелия-3 и  делающим лунный вариант неконкурентоспособным.  

Гелий-3 - это продукт звездных синтезов. Тогда как земной гелий в основном образуется при радиоактивном распаде урана-238, урана-235, тория и нестабильных продуктов их распада и представляет собой изотоп гелия-4. Поэтому на Земле только 0,000138% из всего запаса гелия - это изотоп гелия-3. В то время как в метеоритном веществе и лунном реголите содержание гелия-3 составляет 17 - 32% от всего количества гелия. Причем на Луне гелий-3 находится лишь в поверхностном слое и имеет солнечное происхождение, а Луна играет роль ловушки для солнечного ветра. И хотя, наверное, все планеты солнечной системы содержат радиогенный (образовавшийся при альфа распаде) гелий-4, но только планеты-гиганты обладают значимыми запасами реликтового гелия-3 из космоса. И вероятно лишь тела без сильного магнитного поля могут стать ловушками солнечного ветра.

Таким образом, выбор стоит между получением солнечного или реликтового изотопов гелия-3.

Однако то, что планеты гиганты способны удержать реликтовый гелий, делает задачу его добычи там проблематичной из-за высоких космических скоростей, к тому же очень велико еще и расстояние от них до Земли.

Вторая космическая скорость для Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна - соответственно: 60.43 км/с, 36.23 км/с, 21.47 км/с, 23.66 км/с.

Время полета по гомановским траекториям (в годах): 2.73, 6.05, 16.04 и 30.62. (Левантовский)

Учитывая, что минимальное требование для подобных проектов - это ГфЯРД уместнее рассматривать время полета по параболическим траекториям.

Время полета по параболическим траекториям (в годах): 1.11, 2.53, 6.78 и 12.97. (Левантовский)

Безусловно то, что задача добычи гелия-3 в атмосферах планет-гигантов, при использовании термохимических двигателей не имеет удовлетворительного решения.
Но следует не забывать о том, что развитие двигателестроения способно сделать добычу солнечного гелия-3 на Луне нерентабельной.

avmich

Добыча Не3 из атмосфер планет-гигантов требует не только хороших двигателей (ГФЯРД, видимо, как минимум). Надо понять, как именно будет строиться сама добыча. Вот прилетела АМС к Юпитеру, и как этот гелий добывать?

Какие данные о составе верхних слоёв атмосфер планет-гигантов есть? :)

Вадим Семенов

ЦитатаДобыча Не3 из атмосфер планет-гигантов требует не только хороших двигателей (ГФЯРД, видимо, как минимум).

Ну для Урана и твердофазный ЯРД на местном водороде сгодится на крайний случай -- вполне реалистичная даже для сегодняшнего дня технология. Ну чтоб уж слишком не ударяться в фантазии.

ЦитатаНадо понять, как именно будет строиться сама добыча. Вот прилетела АМС к Юпитеру, и как этот гелий добывать?

Сжижением газовой смеси из атмосферы планеты. Разные газы сжижаются при разной температуре. Сам аппарат плавает в атмосфере на воздушном шаре, наполненым подогретым газом или побочным водородом до тех пор пока не наработает нужное количество He3.
Гипотеза о боге дает ни с чем не сравнимую возможность абсолютно все понять, абсолютно ничего не узнавая.
А. и Б. Стругацкие "Пикник на обочине".

avmich

На мой взгляд, отработка воздушных шаров в атмосфере, скажем, Юпитера - технология почище ГПВРД. И ГФЯРД. Тут сложно прогнозировать...

Вадим Семенов

ЦитатаНа мой взгляд, отработка воздушных шаров в атмосфере, скажем, Юпитера - технология почище ГПВРД. И ГФЯРД. Тут сложно прогнозировать...

А что в такого сложного в воздушных шарах, пусть даже и в атмосфере Юпитера?
Гипотеза о боге дает ни с чем не сравнимую возможность абсолютно все понять, абсолютно ничего не узнавая.
А. и Б. Стругацкие "Пикник на обочине".

avmich


Вадим Семенов

ЦитатаВторая космическая скорость для Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна - соответственно: 60.43 км/с, 36.23 км/с, 21.47 км/с, 23.66 км/с.

A первая космическая всего 15.18км/с. Выход на орбиту Урана на ЯРД с УИ ~1000сек. легче чем выход на орбиту Земли на керосин-кислородных двигателях.

exp(15180/10000)=4.56 против
exp(8000/3500)=9.83

При таком потребном массовом совершенстве можно и в одну ступень взлетать. А уже с орбиты далее на еще более высокоимпульсных ЭРД на том же водороде.
Гипотеза о боге дает ни с чем не сравнимую возможность абсолютно все понять, абсолютно ничего не узнавая.
А. и Б. Стругацкие "Пикник на обочине".

Вадим Семенов

ЦитатаМолнии, например... Радиация...

Молнии и на Земле есть и серьезной проблемой не являются. А радиация наверняка атмосферой задерживается. Так же как и на Земле.
Гипотеза о боге дает ни с чем не сравнимую возможность абсолютно все понять, абсолютно ничего не узнавая.
А. и Б. Стругацкие "Пикник на обочине".

avp

Тема выглядит вполне реализуемой. Летим на планету. Тормозим нескольким заходами в атмосферу - не надо везти топливо для торможения. Попадая в плотные слои, сперва открываем парашут для окончательного гашения скорости, а потом надуваем воздушный шар с нагретым ЯРД газом.  Потом сколько нужно плаваем в атмосфере и сепарируем газы. Выделяем гелий, набираем рабочее тело в баки, и стартуем обратно.  Всё вполне реально уже сейчас. Нужен только ядерный двигатель, причём он нужен уже давно и везде. Почему же разработки до сих пор заморожны??? Это вредительство какое то.

Harsky

ЦитатаВсё вполне реально уже сейчас. Нужен только ядерный двигатель, причём он нужен уже давно и везде. Почему же разработки до сих пор заморожны??? Это вредительство какое то.

ну уж нет, нафига нам ядерный двигатель если мы собираемся добывать гелий для термоядерного реактора??? под такое дело нужно и двигатель стразу разрабатывать, а то на уране разориться можно будет ;)

Вадим Семенов

Не факт, что термоядерный реактор будет иметь приемлимую массу. А вот реактор нужной мощности на делении заведомо помещается в несколько тонн.
Гипотеза о боге дает ни с чем не сравнимую возможность абсолютно все понять, абсолютно ничего не узнавая.
А. и Б. Стругацкие "Пикник на обочине".

Harsky

ЦитатаНе факт, что термоядерный реактор будет иметь приемлимую массу. А вот реактор нужной мощности на делении заведомо помещается в несколько тонн.

а что вообще говорят о массе реакторов те кто занимается синтезом-делением? если с ядерными реакторами известен хотя бы порядок, то с  ТЯР толком даже этого нет в силу наличия отсутствия. наверняка есть какие-то физические ограничения на размеры снизу (в отличие от размеров сверху).