На Луне гравитация в 6 раз меньше чем на Земле.
Может подумать какие другие виды ракетного топлива можно использовать при старте с Луны.
То что не пригодно по характеристикам для Земли вполне может подойти для Луны.
В качестве окислителя получаем из реголита кислород.
Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
Вот в лунном реголите присутствует порядка 5% магния.
Может магний использовать как топливо для старта с Луны ?
Есть ли на форуме специалисты по альтернативным видам топлива ?
Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19На Луне гравитация в 6 раз меньше чем на Земле.
Может подумать какие другие виды ракетного топлива можно использовать при старте с Луны.
То что не пригодно по характеристикам для Земли вполне может подойти для Луны.
В качестве окислителя получаем из реголита кислород.
Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
Вот в лунном реголите присутствует порядка 5% магния.
Может магний использовать как топливо для старта с Луны ?
Есть ли на форуме специалисты по альтернативным видам топлива ?
При содержании 5% извлечение и концентрация магния будет очень дорогостоящяя.
Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения
При использовании отходов от
системы жизнеобеспечения этого топлива не так много сколько нужно.
Для использования отходов системы жизнеобеспечения в космосе у меня даже есть реальное предложение описанное тут:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=22628.0
Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
На Луне вполне достаточно и углерода и водорода для производства метана и прочих углеводородов.
Энергии и конструкционных материалов тоже полно.
Цитата: amster от 25.12.2023 14:40:24Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
На Луне вполне достаточно и углерода и водорода для производства метана и прочих углеводородов.
Энергии и конструкционных материалов тоже полно.
Всего полно в реголите на Луне,остается лишь за малым определиться,что нам нужно в первую очередь и создать соответствующую технологию переработки реголита.Только на это уйдет не менее 20-ти лет. :-\
Цитата: algol5720 от 25.12.2023 14:59:57Цитата: amster от 25.12.2023 14:40:24Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
На Луне вполне достаточно и углерода и водорода для производства метана и прочих углеводородов.
Энергии и конструкционных материалов тоже полно.
Всего полно в реголите на Луне,остается лишь за малым определиться,что нам нужно в первую очередь и создать соответствующую технологию переработки реголита.Только на это уйдет не менее 20-ти лет. :-\
Занялись бы этим 20 лет назад, то уже вместо бессмысленного участия в бессмысленоой МКС,
была бы Лунная База.
И сейчас можно начинать - лучше поздно, чем никогда.
Цитата: amster от 25.12.2023 15:13:34Цитата: algol5720 от 25.12.2023 14:59:57Цитата: amster от 25.12.2023 14:40:24Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
На Луне вполне достаточно и углерода и водорода для производства метана и прочих углеводородов.
Энергии и конструкционных материалов тоже полно.
Всего полно в реголите на Луне,остается лишь за малым определиться,что нам нужно в первую очередь и создать соответствующую технологию переработки реголита.Только на это уйдет не менее 20-ти лет. :-\
Занялись бы этим 20 лет назад, то уже вместо бессмысленного участия в бессмысленоой МКС,
была бы Лунная База.
И сейчас можно начинать - лучше поздно, чем никогда.
У древних Римлян была поговорка хорошая- Если не можешь,то и хотеть глупо...
Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19На Луне гравитация в 6 раз меньше чем на Земле.
Может подумать какие другие виды ракетного топлива можно использовать при старте с Луны.
То что не пригодно по характеристикам для Земли вполне может подойти для Луны.
В качестве окислителя получаем из реголита кислород.
Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
Вот в лунном реголите присутствует порядка 5% магния.
Может магний использовать как топливо для старта с Луны ?
Есть ли на форуме специалисты по альтернативным видам топлива ?
При содержании 5% извлечение и концентрация магния будет очень дорогостоящяя.
Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Давайте пойдем с обратной стороны. Конечно магний окисляется в кислороде. Как и многие другие химические элементы.
Но как вы представляете конструкцию такого двигателя? Систему подачи топлива (магния) в камеру сгорания, саму камеру сгорания?
Цитата: ГИП от 26.12.2023 13:24:06Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Цитата: Lunatik-k от 25.12.2023 13:16:19На Луне гравитация в 6 раз меньше чем на Земле.
Может подумать какие другие виды ракетного топлива можно использовать при старте с Луны.
То что не пригодно по характеристикам для Земли вполне может подойти для Луны.
В качестве окислителя получаем из реголита кислород.
Но реголит обладает большим количеством химических элементов.
Вот в лунном реголите присутствует порядка 5% магния.
Может магний использовать как топливо для старта с Луны ?
Есть ли на форуме специалисты по альтернативным видам топлива ?
При содержании 5% извлечение и концентрация магния будет очень дорогостоящяя.
Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Давайте пойдем с обратной стороны. Конечно магний окисляется в кислороде. Как и многие другие химические элементы.
Но как вы представляете конструкцию такого двигателя? Систему подачи топлива (магния) в камеру сгорания, саму камеру сгорания?
Самый простейший вариант, подумать над модернизацией конструкции твердо-топливных ускорителей.
Где в качестве окислителя может использоваться кислород.
А магний просто выгорает без всякой подачи как это происходит в ТТУ.
Особых сложных конструкций не потребуется.
Просто этим никто на Земле не занимался, т.к. на Земле гравитация значительно выше и требования к топливу другие.
Низкая гравитация на Луне открывает новые возможности к построению и разработке новых двигателей, на новых видах топлива.
Цитата: Lunatik-k от 26.12.2023 14:22:15Самый простейший вариант, подумать над модернизацией конструкции твердо-топливных ускорителей.
Где в качестве окислителя может использоваться кислород.
А магний просто выгорает без всякой подачи как это происходит в ТТУ.
Особых сложных конструкций не потребуется.
Просто этим никто на Земле не занимался, т.к. на Земле гравитация значительно выше и требования к топливу другие.
Низкая гравитация на Луне открывает новые возможности к построению и разработке новых двигателей, на новых видах топлива.
Простейший? Нужно организовать на Луне крупнотоннажное производство всяческих смол и каучуков для связующего и как некоторую часть топлива. Плюс производство перхлоратов-окислителя. Ну и корпусов ТРД. Сложнейшее хим и не только производство.
ЦитироватьСамый простейший вариант, подумать над модернизацией конструкции твердо-топливных ускорителей.
Где в качестве окислителя может использоваться кислород.
А магний просто выгорает без всякой подачи как это происходит в ТТУ.
Особых сложных конструкций не потребуется.
Просто этим никто на Земле не занимался, т.к. на Земле гравитация значительно выше и требования к топливу другие.
Низкая гравитация на Луне открывает новые возможности к построению и разработке новых двигателей, на новых видах топлива.
Не вижу особых отличий в конструкции твердотопливного
ускорителя для Луны. (Ракетный двигатель твердого топлива РДТТ - это лишь часть ТТУ. Для понимания)
То, что вы описываете это не доработка РДТТ а другой тип двигателя. Гибридный ракетный двигатель (КРД).
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гибридный_ракетный_двигатель
Конструкция имеет некоторые плюсы, но и унаследовала кучу минусов полученных от ЖРД и РДТТ.
Почти не используется. Как думаете, почему?
Кроме того, топливо используется высокомолекулярное, но ни как не металлы. (как исключение - небольшие
добавки металлов в основное топливо.)
Вы представляете, какие там проблемы с чистым металлом в виде топлива?
Вообще, начатые проекты нужно доводить до какого-то итога. Типа схемы конструкции ступени, С расчетом, Системы добычи руда и процесс получения чистого магния, затраты, стоимость такого удовольствия.
Выгоды можно обсуждать только после такой проделанной работы.
PS. Заметьте, никто не оперирует туманным и не инженерным понятиями и безаргументных "фтопку" "никакой экзотики" и т.п. Уточняю термины и показываю какие могут возникнуть проблемы при дальнейшем проектировании. Думаю - без обид. И с таким же подходам к проектам других участников.
Цитата: ГИП от 28.12.2023 21:37:02То, что вы описываете это не доработка РДТТ а другой тип двигателя. Гибридный ракетный двигатель (КРД).
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гибридный_ракетный_двигатель (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
Конструкция имеет некоторые плюсы, но и унаследовала кучу минусов полученных от ЖРД и РДТТ.
Почти не используется. Как думаете, почему?
Как бы не назывался этот двигатель, но идея вполне рабочая.
Луна это совсем иной мир с иной гравитацией и отсутствием атмосферы.
Технологии которые не приемлемы на Земле могут вполне работать на Луне.
И нельзя зацикливаться на тех решениях которые отработаны на Земле, должно проходить полное переосмысление преимуществ и недостатков которые предоставляет Луна.
Даже литейное дело в вакууме на Луне на порядок дешевле чем в литейное дело в вакууме на Земле.
И топливные пары на Луне с точки зрения экономики могут быть совсем другими, а не теми, которые мы используем при старте с Земли.
Цитата: Lunatik-k от 28.12.2023 22:27:27Как бы не назывался этот двигатель, но идея вполне рабочая.
Луна это совсем иной мир с иной гравитацией и отсутствием атмосферы.
Технологии которые не приемлемы на Земле могут вполне работать на Луне.
И нельзя зацикливаться на тех решениях которые отработаны на Земле, должно проходить полное переосмысление преимуществ и недостатков которые предоставляет Луна.
Вы как-то на 180 градусов развернулись.
То, что Луна другая не является аргументом что ГРД на магнии там будет эффективно работать.
Преимущества Луны могут привести вообще к отказу РД, например.
Литье это даже не этап добычи на Луне. И сомнительно, чтобы аж на порядок дешевле. Предыдущие этапы значительно дороже. И нужны какие-то расчеты, Да и сам процесс получения вообще ни как вами не предложен. А все может оказаться не так просто. И сводить все "эффективность" на нет.
Но разбираться и думать над этим не хотите. Дальнейшее движение по проекту не предвидится? Я правильно понял?
Итог - Что в сухом остатке?
https://t.me/iv_mois/903
Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Которая после этого изъятия становится полностью незамкнутой :)
Цитата: vlad7308 от 29.12.2023 13:03:33Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Которая после этого изъятия становится полностью незамкнутой :)
Замкнутая система движется к термодинамической смерти!
Изъятие части биогенного метана и воды не лишает ее псевдо-замкнутости, и создает в ней необходимые градиенты концентраций для режима динамического равновесия.
Цитата: sychbird от 29.12.2023 13:25:17Цитата: vlad7308 от 29.12.2023 13:03:33Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Которая после этого изъятия становится полностью незамкнутой :)
Замкнутая система движется к термодинамической смерти!
Вы так шутите?
Если нет - то здесь подмена понятий. Разговор идет не о замкнутой (а точнее изолированной) физической системе, а о системе "замкнутой" по
циклам веществ. Например, система, которую мы обсуждаем - получает энергию извне, существует и теплообмен со средой. И это не в коем случает не изолированная термодинамическая система.
Цитата: ГИП от 30.12.2023 11:08:10Цитата: sychbird от 29.12.2023 13:25:17Цитата: vlad7308 от 29.12.2023 13:03:33Цитата: sychbird от 25.12.2023 13:29:01Наиболее подходящее топливо для старта с Луны биогенный метан из отходов жизнедеятельности и биомассы от псевдо-замкнутой системы жизнеобеспечения.
Которая после этого изъятия становится полностью незамкнутой :)
Замкнутая система движется к термодинамической смерти!
Вы так шутите?
Если нет - то здесь подмена понятий. Разговор идет не о замкнутой (а точнее изолированной) физической системе, а о системе "замкнутой" по циклам веществ. Например, система, которую мы обсуждаем - получает энергию извне, существует и теплообмен со средой. И это не в коем случает не изолированная термодинамическая система.
Да, отшутился по поводу полностью незамкнутой. С Вашим анализом согласен.
Изначально у меня речь шла о псевдо-замкнутости.
Ремарка моего оппонента не учитывает, что извлекаемая из системы масса, используется в качестве ракетного топлива. Последнее может быть использовано для доставки на
Луну вещества, дополняющего баланс системы.
In situ resource utilization of lunar soil for highly efficient extraterrestrial fuel and oxygen supply
https://academic.oup.com/nsr/article/10/2/nwac200/6712344?login=false (https://academic.oup.com/nsr/article/10/2/nwac200/6712344?login=false)
ИИ отвечает:
Отличный вопрос! Действительно, условия на Луне радикально отличаются от земных: **гравитация ~1/6 от земной**, **отсутствие атмосферы**, **возможность добычи кислорода из реголита** и наличие других элементов, таких как **магний, алюминий, кремний, железо, титан и т.д.** Это открывает возможности для использования **необычных видов ракетного топлива**, которые на Земле были бы неэффективны или небезопасны, но на Луне могут стать перспективными.
Рассмотрим вашу идею про **магний**, а также другие возможные варианты топлива для старта с Луны.
---
### Почему на Луне можно использовать топливо, непригодное на Земле?
1. **Низкая гравитация** → требуется меньшая **удельная тяга (Isp)** и меньшая **ΔV** для выхода на орбиту (около 1.6–2.0 км/с против 9.4+ км/с на Земле).
2. **Отсутствие атмосферы** → нет сопротивления, можно использовать топливо с низкой скоростью истечения.
3. **Возможность ISRU (In-Situ Resource Utilization)** → можно производить окислитель (O₂) и, возможно, топливо прямо на месте.
4. **Меньше ограничений по безопасности** → можно использовать агрессивные или токсичные компоненты, если они эффективны.
---
## Магний как топливо?
**Да, магний — интересный кандидат!**
### Преимущества:
- Высокая **теплотворная способность** при сгорании с кислородом:
\[
2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO + 14.6 \text{ МДж/кг (топливо)}
\]
Это выше, чем у многих углеводородов.
- Удельная энергия сравнима с алюминием (который уже используется в твердых топливах).
- Присутствует в реголите (~5% — хороший уровень для добычи).
- При сгорании образует твердый оксид (MgO), что может быть минусом, но на Луне это не так критично.
### Недостатки:
- **Твердые продукты сгорания (MgO)** — могут оседать в сопле, снижая эффективность и вызывая эрозию.
- Низкая **удельный импульс (Isp)** по сравнению с водородом или метаном.
- Магний трудно сжигать полностью в газовом потоке — требуется очень высокая температура и хорошее диспергирование (порошок/аэрозоль).
### Возможные применения:
- **Твердое топливо** — магний + окислитель (например, перхлораты или O₂).
- **Гибридные двигатели** — магниевый стержень + жидкий кислород.
- **Пылевое (пылевидное) топливо** — взвесь магниевого порошка в кислороде (slurry или dust-fuel).
> Интересно: NASA и ESA исследовали концепцию **"dust propulsion"** — использование лунной пыли как топлива с кислородом. Магний — один из ключевых компонентов.
---
## Другие возможные виды топлива для Луны
### 1. **Алюминий + O₂**
- Очень похож на магний.
- Широко используется в твердых ускорителях (например, в Space Shuttle SRB).
- Высокая плотность энергии.
- Проблема — твердые продукты (Al₂O₃).
- **Плюс**: в реголите ~10% Al — ещё больше, чем Mg.
> ✅ Подходит для **стартовых ускорителей** или **посадочных модулей**.
---
### 2. **Железо + O₂**
- В реголите до 10–15% железа.
- Сгорает с образованием FeO/Fe₂O₃.
- Низкая энергия, но **очень доступно**.
- Может использоваться как **дешевое топливо для вспомогательных систем**.
> Не подходит для основного старта, но может быть полезно для **малых двигателей** или **термических ракет**.
---
### 3. **Кремний + O₂**
- В реголите до 20% Si.
- Реакция: Si + O₂ → SiO₂ + энергия.
- Высокая температура горения (~2000°C).
- Тоже твердые продукты — проблема.
> Интересен как **компонент композитного топлива** или в **высокотемпературных газогенераторах**.
---
### 4. **Металл-кислородные двигатели (Metal-O₂)**
Идея: использовать **любой металл из реголита** как топливо + **добытый кислород** как окислитель.
- Преимущества:
- Полностью **in-situ** (все компоненты с Луны).
- Высокая плотность топлива.
- Подходит для **многоразовых систем**.
- Недостатки:
- Низкий Isp (~200–250 сек), но **для Луны этого может хватить**.
- Проблема с **удалением шлака**.
> Такие двигатели могут использоваться как **посадочно-взлетные модули**.
---
### 5. **Метан (CH₄) или водород (H₂)**
- Не содержатся на Луне в природе, но **можно производить**:
- H₂ — из лунного льда (в полярных кратерах).
- CH₄ — через реакцию Фишера-Тропша (CO₂ + H₂), если есть углерод (в следовых количествах).
- **Высокий Isp** (350+ сек для метана с O₂).
- **Жидкие**, легко использовать в современных двигателях (например, Raptor).
> **Лучший выбор для межпланетных перелетов**, но требует доставки углерода или водорода.
---
### 6. **Монопропелленты (например, гидразин или перекись водорода)**
- Не эффективны, но **просты в использовании**.
- Можно производить, если есть H₂O и N₂ (но азота на Луне мало).
- Скорее для **малых двигателей коррекции**.
---
## Инновационные идеи
### **Пылевое топливо (Lunar Dust Slurry)**
- Смесь **измельченного реголита** (с Mg, Al, Fe) + **жидкий O₂**.
- Горит как "металлическая пыль".
- Все компоненты — с Луны.
- Низкий Isp, но **максимальная автономность**.
> Экспериментируется в рамках концепций ISRU.
### **Ядерные или солнечные тепловые ракеты**
- Нагрев **кислорода** или **инертного газа** (Ar, He) в ядерном реакторе или солнечном коллекторе.
- Не требует топлива, только **рабочее тело**.
- O₂ можно добывать из реголита.
> Отлично подходит для **транспорта по орбите Луны**.
---
## Вывод: Какое топливо выбрать?
| Цель | Рекомендуемое топливо | Причина |
|---------------------------|------------------------|--------|
| **Старт с Луны → орбита** | **Mg + O₂ / Al + O₂** | Доступность, высокая плотность энергии |
| **Межлунные перелеты** | **CH₄ + O₂** | Высокий Isp, совместимость с Землей |
| **Многоцелевое / ISRU** | **Реголит-кислородные смеси** | Полная автономия |
| **Коррекция / ориентация** | **H₂O₂ или O₂ (газ)** | Простота, безопасность |
---
### Ваша идея с магнием — **перспективна**!
**Магний — отличный кандидат** на роль **местного топлива для старта с Луны**, особенно в сочетании с **добытым кислородом**. Несмотря на твердые продукты сгорания, **низкая гравитация и отсутствие атмосферы** позволяют использовать такие композиции эффективно.
> Будущее лунной космонавтики — в **металл-кислородных двигателях** и **полной утилизации реголита**.
Если интересно, могу предложить схему двигателя на магнии или расчет удельного импульса.