Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Шлангенциркуль]

Ну да, лучше многдекадные мантры "у нас есть солнечные батареи площадью в десятки тысяч квадратных метров".

Солнечные батареи у нас действительно есть, а в пятидесятиметровых штангах с растяжками нет ничего невозможного.

А солнечные батареи чем дальше - тем хуже, причём сильно хуже, требовательны к ориентации точно на Солнце, при больших площадях приобретают огромный момент инерции в комплекте с ничтожной жёсткостью, что делает нетривиальной задачу их поворота.

Быстрота реакции посадочного аппарата совсем не нужна аппарату с ионным двигателем.

[Бертикъ]

Энергия ионизации лития всего 5.39 эВ, это означает что он ионизируется прям с температуры кипения 1500 К, и к 3500 К он полностью ионизирован.

1 эВ = 11 000 К
5,4 эВ = 60 000 К

[SONY]

Энергия ионизации лития всего 5.39 эВ, это означает что он ионизируется прям с температуры кипения 1500 К, и к 3500 К он полностью ионизирован.

Кто вам эту чушь сказал?..
Даже калий с его энергией ионизации 4,34 эВ при 3500 К почти не ионизирован:

[Спросить]

Энергия ионизации лития всего 5.39 эВ, это означает что он ионизируется прям с температуры кипения 1500 К, и к 3500 К он полностью ионизирован.

Кто вам эту чушь сказал?..
Даже калий с его энергией ионизации 4,34 эВ при 3500 К почти не ионизирован:

Где на графике Рубидий и Цезий ? Тоже подозрительно в 4000 К упёрлись, как Калий с Натрием?
Все графики равно удалены, а Калий с Натрием упёрлись в 4000К возможно, не фейк ли?

Формально "температура ионизации" водорода, соответствующая энергии 13.6 эВ, очень велика - около 158000 К, однако ионизация водорода наступает значительно раньше, начиная с температур около 3000 К, и к 10000 К водород полностью ионизован.

Другие источники говорят что при 10000К даже водород полностью ионизируется, а на графике только калий, то есть с графиком  опять что-то не то.

[SONY]

Солнечные батареи у нас действительно есть, а в пятидесятиметровых штангах с растяжками нет ничего невозможного.

Даже на МКС, где солнечные батареи вручную монтировались, длина каждой в развёрнутом состоянии в полтора раза меньше. Невозможного-то ничего нет, только между "возможно" и "оправданно" есть большая разница...
И да, пятидесятиметровые батареи - это вообще ни о чём, если мы об орбите Юпитера говорим. Чтобы произвести 500 кВт там нам потребуется солнечная батарея 200x200 метров.

[SONY]

Где на графике Рубидий и Цезий ? Тоже подозрительно в 4000 К упёрлись как Калий с Натрием?

Нигде. Нет их на этом графике. Нужен рубидий с цезием - ищите другой график.

Впрочем, если так хотите... Про 4000 К говорить нет смысла, реактор такой температуры дать не может в принципе. Самое большее - 3000 К. Фиксируем эту температуру, а далее смотрим зависимость степени ионизации от давления для щелочных металлов.

Литий:
0,01 мбар - 21,3%
0,1 мбар - 7,3%
1,0 мбар - 2,4%
10 мбар - 0,75%
100 мбар - 0,24%
1000 мбар - 0,08%

Натрий:
0,01 мбар - 32,2%
0,1 мбар - 11,6%
1,0 мбар - 3,8%
10 мбар - 1,2%
100 мбар - 0,39%
1000 мбар - 0,12%

Калий:
0,01 мбар - 80,6%
0,1 мбар - 43,4%
1,0 мбар - 16,7%
10 мбар - 5,6%
100 мбар - 1,8%
1000 мбар - 0,58%

Рубидий:
0,01 мбар - 87,7%
0,1 мбар - 53.8%
1,0 мбар - 22,1%
10 мбар - 7,6%
100 мбар - 2,5%
1000 мбар - 0,79%

Цезий:
0,01 мбар - 95,1%
0,1 мбар - 72,0%
1,0 мбар - 34,8%
10 мбар - 12,7%
100 мбар - 4,2%
1000 мбар - 1,4%

(на основе таблиц из Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей/2-е изд., доп. и перераб. - М.: Наука, 1972)

[AlexandrU]

Дополню за СБ.
Их эффективность часто оценивают, ограничиваясь показателями только самих панелей, а реально к ним ещё целый вагон костылей идёт. Например, в одни trussы МКС помимо самих фотопанелей(2,1т) помещаются системы ориентации, преобразования, хранения энергии, отвода тепла, рама, защита, датчики и пр. общей массой более 15т и пиковой мощностью ~60кВт.
Если воткнуть туда в 2 раза более эффективные панели, масса блока снизится лишь на тонну или 4,3Вт/кг. Можно конечно попробовать натянуть сову, но даже повыкидывав доп.нагрузки, батареи(~4т), и спилив СОТР в двое, вряд ли удастся выйти за 10Вт/кг.
У будущего ТЭМ проектный показатель более 21Вт/кг, причём это полноценный, заправленный аппарат, а не обрезок энергомодуля.

[Шлангенциркуль]

МКС древнее, как дерьмо мамонта.

[Шлангенциркуль]

У будущего ТЭМ проектный показатель более 21Вт/кг, причём это полноценный

Проект пусть защититят, тогда и поговорим.

И да, пятидесятиметровые батареи - это вообще ни о чём, если мы об орбите Юпитера говорим. Чтобы произвести 500 кВт там нам потребуется солнечная батарея 200x200 метров.

К Юпитеру и 100х100 нормально, если лететь на дальних участках медленнее. Из 50м элементов можно собрать.

[Юрий Темников]

Цитата:Мощность солнечных батарей в районе орбиты Юпитера в 27 раз ниже, чем в районе орбиты Земли.

Даже в районе пояса астероидов (если ориентироваться на орбиту Цереры) мощность солнечных батарей в 7-8 раз ниже, чем в районе Земли.
Солнечные батареи не подходят для питания сколько-нибудь мощных потребителей дальше Марса (там, к слову, мощность солнечных батарей составляет 43% от земной).

Об чём говорильня-то.Нужно просто в энное количество раз больше м\кв зеркальной плёнки,или фольги.Тобишь весьма дешёвых и лёгких солнечных концентраторов.Наводка которых на Солнце в открытом космосе не слишком сложная проблема.Да ещё можно за счёт концентрации света с более высокой плотностью чем у Земли уменьшить площадь СБ этак раз в десять.Кубометр алюминия 20 000 кв-м зеркала.

[AlexandrU]

МКС древнее, как дерьмо мамонта.

Найдите пример поновее, но я вам сразу скажу, КПД и массовые хар-ки МОПов с тех пор изменились не значительно, системы ОТР - тоже.

Проект пусть защититят, тогда и поговорим.

Вы находитесь здесь...

[Спросить]

Где на графике Рубидий и Цезий ? Тоже подозрительно в 4000 К упёрлись как Калий с Натрием?

Нигде. Нет их на этом графике. Нужен рубидий с цезием - ищите другой график.

3000 К. Фиксируем эту температуру, а далее смотрим зависимость степени ионизации от давления для щелочных металлов.

Литий:
0,01 мбар - 21,3%
0,1 мбар - 7,3%
1,0 мбар - 2,4%
10 мбар - 0,75%
100 мбар - 0,24%
1000 мбар - 0,08%

Рубидий:
0,01 мбар - 87,7%
0,1 мбар - 53.8%
1,0 мбар - 22,1%
10 мбар - 7,6%
100 мбар - 2,5%
1000 мбар - 0,79%

Цезий:
0,01 мбар - 95,1%
0,1 мбар - 72,0%
1,0 мбар - 34,8%
10 мбар - 12,7%
100 мбар - 4,2%
1000 мбар - 1,4%

(на основе таблиц из Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей/2-е изд., доп. и перераб. - М.: Наука, 1972)

То есть даже для Лития 3000 К достаточно, но рекомбинация быстрей при высоком давлении. При низком же давлении ионы разлетаются. Но если нагрев проводить в однородном поле, то процесс рекомбинации ещё больше будет снижен, т.е. заряды будут лучше разделяться и ускоряться. Для рубидия и цезия, для разлёта зарядов достаточно 0,01 мбар, если усилить разлёт полем, то возможно получим ионизацию близкую к 100%.
Наверное потери есть и при СВЧ нагреве ксенона в ЯЭДУ.
Кстати а какое давление в камере ионизации ИД-500 ?

[SONY]

К Юпитеру и 100х100 нормально, если лететь на дальних участках медленнее. Из 50м элементов можно собрать.

100x100 метров - это не более 150 кВт даже в самом начале, а уж по мере деградации из-за мощнейших радиационных поясов и того меньше. Если нам нужно питать, допустим, 450 кВт георадар (а от Нуклона требуется давать 450 кВт питания на полезную нагрузку, он - это в первую очередь система питания для неё, а полёт - это бонус), то как-то уже не получается...

Об чём говорильня-то.Нужно просто в энное количество раз больше м\кв зеркальной плёнки,или фольги.Тобишь весьма дешёвых и лёгких солнечных концентраторов.Наводка которых на Солнце в открытом космосе не слишком сложная проблема.

Жаль только эту не слишком сложную проблему разворачивания и ориентации "в энное количество раз больше м\кв" никто в мире решить не смог. Да и попытка поставить небольшие солнечные концентраторы на платформу Boeing-702 с треском провалились: оказалось, что они деградируют намного быстрее, чем сами солнечные батареи, и в итоге все спутники на платформе BSS-702 столкнулись с быстрой потерей мощности, пришлось срочно делать BSS-702HP с обычными солнечными батареями без всяких концентраторов.

[SONY]

А это как понимать при 100 атм и 3000 К, весь литий ионизируется? (Варгафтик стр. 94)

Наоборот: это почти весь литий нейтральный. На следующей (95) странице идёт доля электронов и ионов Li+ (в самой таблице на странице 95 подписано, что это тоже доля нейтрального Li, но если пролистать в конец книги, в список опечаток, то там указано, что имеется ввиду Li+).

При 100 атмосфер и 3000 К у нас 0,9999 Li + 0,379*10^-4 Li+ + 0,379*10^-4 электронов.
Нагляднее это будет если вместо 100 атмосфер взять 1/100000 (10^-5): 0,7872 Li + 0,1064 Li+ + 0,1064 электронов = 1,0000.

P.S. сейчас призадумался... Похоже, что выше я степень ионизации завысил... Я считал, что 1 - 0,7872 = 0,2128 ~ 21,3% степень ионизации. Но сейчас  вижу, что они электроны считают наравне с ионами... Если нам нужна доля массы ионизированного лития, то получается, что она не 21,3%, а 0,1064/(0,1064+0,7872) = 0,119069 ~ 11,9%. Аналогично и со всеми остальными числами, что я привёл выше.

[Спросить]

А это как понимать при 100 атм и 3000 К, весь литий ионизируется? (Варгафтик стр. 94)

Наоборот: это почти весь литий нейтральный. На следующей (95) странице идёт доля электронов и ионов Li+ (в самой таблице на странице 95 подписано, что это тоже доля нейтрального Li, но если пролистать в конец книги, в список опечаток, то там указано, что имеется ввиду Li+).

При 100 атмосфер и 3000 К у нас 0,9999 Li + 0,379*10^-4 Li+ + 0,379*10^-4 электронов.
Нагляднее это будет если вместо 100 атмосфер взять 1/100000 (10^-5): 0,7872 Li + 0,1064 Li+ + 0,1064 электронов = 1,0000.

То есть даже для Лития 3000 К достаточно для ионизации, но рекомбинация быстрей при высоком давлении. При низком же давлении ионы разлетаются. Но если нагрев проводить в однородном поле, то процесс рекомбинации ещё больше будет снижен, т.е. заряды будут лучше разделяться и ускоряться. Для рубидия и цезия, для разлёта зарядов достаточно 0,01 мбар, если усилить разлёт полем, то возможно получим ионизацию близкую к 100%.
Наверное потери есть и при СВЧ нагреве ксенона в ЯЭДУ.
Кстати а какое давление в камере ионизации ИД-500 ?

[SONY]

То есть даже для Лития 3000 К достаточно, но рекомбинация быстрей при высоком давлении.

Нет, т.е. абсолютно недостаточно. Даже при очень низких давлениях.

[Юрий Темников]

Солнечные батареи[править | править код]
В составе солнечных батарей на Боинг 702 используются двух- и трёхпереходные фотоэлементы основанные на арсениде галлия на германиевой подложке производства компании Spectrolab (подразделение Боинг). На новейшие спутники устанавливаются трёхпереходные фотоэлементы «Ultra» (Ultra Triple-Junction) со средней эффективностью 28,3 %^[7]. Максимальная мощность, вырабатываемая на борту, может достигать 18 кВт^[5].
Проблема с концентраторами солнечных батарей[править | править код]
В своём первом варианте платформа Боинг 702 использовала солнечные батареи с концентраторами солнечного света для увеличения эффективности батарей. На первых шести спутниках на этой платформе возникла проблема с концентраторами — зеркалами, которые концентрируют свет на солнечных элементах. Со временем, их эффективность отражения снижалась, что привело к чрезмерному снижению мощности электрической системы в конце срока активной службы (САС). Так, в спутниках мощностью 16 КВт, мощность в конце САС должна была составить 15 КВт, но в реальности составила только 12 КВт.
Спутники, подверженные этому дефекту: Anik F1, Galaxy 11, PAS 1R, Thuraya 1, XM 1, и XM 2^[1][8].
Для устранения проблемы, Боинг изменил конструкцию солнечных батарей и вместо концентраторов стал использовать элементы на основе трёхпереходных GaAs фотопреобразователей, с более высоким КПД.

Срок службы спутника 15 лет снижение мощности на четверть,одна треть потерь,как я понял должна приходиться на СБ,неизвестно какая получилась,не зря же материал СБ изменили.Ну и летают эти спутники по сути в ионосфере,так что это ни о чём не говорит.

[Юрий Темников]

Не совсем к месту,но:
   Как и большинство спутниковых платформ, "Боинг 702" состоит из двух основных модулей: платформы и модуля полезной нагрузки.

• Платформа несёт все основные служебные системы спутника: солнечные и аккумуляторные батареи, апогейный двигатель с цистернами для горючего, двигатели коррекции и удержания, а также другие служебные компоненты;
• на модуле полезной нагрузки (МПН) устанавливается всё ретрансляционное оборудование и антенны.

После того как полезная нагрузка адаптирована к пожеланиям заказчика, МПН устанавливается на платформу с использованием всего лишь шести электрических разъемов и четырёх креплений. Такая схема сборки уменьшает время разработки за счёт использования стандартных компонентов и уменьшает стоимость спутника.

  Это к вопросу о возможности сборки  больших спутников на орбите.

[Спросить]

То есть даже для Лития 3000 К достаточно, но рекомбинация быстрей при высоком давлении.

Нет, т.е. абсолютно недостаточно. Даже при очень низких давлениях.

При 2700 С степень ионизации рубидия (88%) и цезия (95%) при 0,01 мбар, если усилить разлёт ионов полем, то получим ионизацию близкую к 100%. Чем выше напряжённость поля, тем выше давление полной ионизации.

А какое давление в камере ионизации в ИД-500 ?

[Бертикъ]

При 2700 С Для рубидия (88%) и цезия (95%) при 0,01 мбар, если усилить разлёт ионов полем, то получим ионизацию близкую к 100%.

Чем гадать на кофейной гуще, возьмите уравнение Саха и посчитайте. Там всё прозрачно.