Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[pkl]

Энергия? Сразу предлагаю РИТЭГ на америции. У него полураспад - более 400 лет.

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
Энергия? Сразу предлагаю РИТЭГ на америции. У него полураспад - более 400 лет.

Посчитайте удельную мощность.

[pkl]

А что с ним не так то?

Энергетика альфа-распада Am-241 и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход (106 Вт/кг, для примера у Pu-241 тепловой выход 3.4 Вт/кг).

Более чем в 31 раз больше, чем у плутония. Мало того,

Ядерный изомер Америций-242m обладает высоким сечением деления тепловыми нейтронами (6000 барн), большим количеством выделяемых нейтронов на одно деление (3,6) и относительно большим периодом полураспада (141 год)[3], что делает его подходящим топливом для сверхкомпактных ядерных реакторов (критическая масса -- 3,78 кг, меньше только у некоторых изотопов калифорния).

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
А что с ним не так то?

Энергетика альфа-распада Am-241 и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход (106 Вт/кг, для примера у Pu-241 тепловой выход 3.4 Вт/кг).

Более чем в 31 раз больше, чем у плутония. Мало того,

Ядерный изомер Америций-242m обладает высоким сечением деления тепловыми нейтронами (6000 барн ), большим количеством выделяемых нейтронов на одно деление (3,6) и относительно большим периодом полураспада (141 год) [3] , что делает его подходящим топливом для сверхкомпактных ядерных реакторов ( критическая масса -- 3,78 кг , меньше только у некоторых изотопов калифорния).

Выше говорилось о сотнях киловатт, тогда РИТЭГ со 100% КПД - десятки тонн. Реально КПД - 3-5%.

[pkl]

Эээ... каких сотнях кВт? Вы о чём? :|

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
Эээ... каких сотнях кВт? Вы о чём?  :|  

см. "выше". Alex_II назвал цифру. Я могу сказать сколько энергии потребуется, если буду знать тех.требования. Но я их не усмотрел.

[natasha singh]

Actually i am interested to go to nasa but i am afarid

[pkl]

Иван Моисеев пишет: 

pkl пишет: 
Эээ... каких сотнях кВт? Вы о чём? [IMG] 

см. "выше". Alex_II назвал цифру. Я могу сказать сколько энергии потребуется, если буду знать тех.требования. Но я их не усмотрел.

Связь на межзвёздных расстояниях? Тогда да, надо от 100 кВт. Но для этого нужна смешанная энергосистема: РИТЭГ + ЯЭУ. РИТЭГ обеспечивает функционирование зонда в режиме "анабиоза", когда почти всё отключено, кроме критических систем и кое-какого научного оборудования, а ЯЭУ включается во время "пробуждения" для обеспечения сеансов связи, коррекции траектории и т.п. Собственно, для этого не нужно ничего изобретать, достаточно существующих энергоустановок типа "Топаза-3". Их срок службы около года вполне достаточен.

[Иван Моисеев]

pkl пишет:

Иван Моисеев пишет:

pkl пишет:
Эээ... каких сотнях кВт? Вы о чём? [IMG]

см. "выше". Alex_II назвал цифру. Я могу сказать сколько энергии потребуется, если буду знать тех.требования. Но я их не усмотрел.

Связь на межзвёздных расстояниях? Тогда да, надо от 100 кВт. Но для этого нужна смешанная энергосистема: РИТЭГ + ЯЭУ. РИТЭГ обеспечивает функционирование зонда в режиме "анабиоза", когда почти всё отключено, кроме критических систем и кое-какого научного оборудования, а ЯЭУ включается во время "пробуждения" для обеспечения сеансов связи, коррекции траектории и т.п. Собственно, для этого не нужно ничего изобретать, достаточно существующих энергоустановок типа "Топаза-3". Их срок службы около года вполне достаточен.

Накопитель (аккумулятор какого-либо типа) в таких ситуациях много эффективнее РИТЭГ.
Но, в любом случае, без простейшей (хотя бы) массово-энергетической сводки весь этот разговор в пользу бедных.

[pkl]

Да, ещё такая мысль: а что если запускать зонд по частям? Имеется в виду разделить его на несколько модулей: один модуль - ЯЭУ, другой - радиопередатчик для связи на межзвёздных расстояниях, третий - платформа с оптическими инструментами и т.п. Модули запускаются по частям с некоторым интервалом, затем сами находят друг друга и стыкуются. Это позволит несколько уменьшить габарит ЭМ-пушки. Что думают на сей счёт уважаемые кроты?

[pkl]

Иван Моисеев пишет:
Накопитель (аккумулятор какого-либо типа) в таких ситуациях много эффективнее РИТЭГ.
Но, в любом случае, без простейшей (хотя бы) массово-энергетической сводки весь этот разговор в пользу бедных.

А, т.е. от реактора заряжать аккумулятор? Гм.... не подумал. :oops:  А срок службы у аккумуляторов какой? РИТЭГи так точно десятилетиями могут работать, причём нечувствительны к температуре окружающей среды. Для них даже наоборот, чем температура ниже, тем они лучше работают. А современные аккумуляторы в этом отношении весьма капризны.

[Иван Моисеев]

pkl пишет:

Иван Моисеев пишет:
Накопитель (аккумулятор какого-либо типа) в таких ситуациях много эффективнее РИТЭГ.
Но, в любом случае, без простейшей (хотя бы) массово-энергетической сводки весь этот разговор в пользу бедных.

А, т.е. от реактора заряжать аккумулятор? Гм.... не подумал.  :oops:  А срок службы у аккумуляторов какой? РИТЭГи так точно десятилетиями могут работать, причём нечувствительны к температуре окружающей среды. Для них даже наоборот, чем температура ниже, тем они лучше работают. А современные аккумуляторы в этом отношении весьма капризны.

Я бы сравнил по E/m индуктивный накопитель, электростатический, гиро и химический. Если есть потребители энергии - есть и тепло.

[pkl]

Гиро- - сразу в отвал, это механика, долго не протянет. Вообще, надо что-то очень простое, долгоиграющее и желательно без подвижных частей. Индуктивный - это что? Сверхпроводящая катушка? Но сверхпроводники - это криогеника. Да ну нафиг!

Узнал про литиевые аккумуляторы:

удельная энергоёмкость: 110 ... 243 Вт × ч/кг

Теперь

Супермахови́к -- один из типов маховика, предназначенный для накопления механической энергии. В отличие от обычных маховиков способен сохранять больше кинетической энергии, благодаря конструктивным особенностям.
За счёт конструктивных особенностей способен хранить до 500 Вт·ч (1,8 МДж) на килограмм веса[1]. В частности, в 1964 году советский инженер Н. В. Гулиа заявил авторские права на одну из конструкций, которой и дал название «супермаховик»...
...Компания Beacon Power, основанная в США в 1997 году, сделала существенный шаг, разработав серию больших стационарных супермаховиков для применения в промышленных энергосетях. Супермаховики производства Beacon Power способны запасать энергию в 6 и 25 кВт⋅ч в зависимости от модели и мощность в 2 и 200 кВт, соответственно.

Но блин, механика, гироскопический эффект... как то не вяжется это с небольшим космическим зондом.

Вообще, не понимаю Вашего отношения к РИТЭГам и реакторам. Откуда такая ненависть? При делении атомного ядра энергии выделяется на порядки больше, чем от любых электромагнитных способов /включая химию/. Так что всякие маховики, ЭХГ, батареи и прочее проиграют связке РИТЭГ + ЯЭУ всухую.

[pkl]

Сегодня, размышляя над зондом, поймал себя на мысли: а ведь он действительно будет похож на фотонную ракету! Нужна большая параболическая антенна для связи с Землёй. И ЯЭУ на конце конической фермы, увешанной радиаторами. Где же я это видел? А!


 http://www.kbarsenal.ru/razrabotki/raketno-kosmecheskaya-tekhnika

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
Гиро- - сразу в отвал, это механика, долго не протянет. Вообще, надо что-то очень простое, долгоиграющее и желательно без подвижных частей. Индуктивный - это что? Сверхпроводящая катушка? Но сверхпроводники - это криогеника. Да ну нафиг!

Есть жесткие диски, которые работают больше четверти века. Массового производства.
Есть высокотемпературная сверхпроводимость, да и в космосе, если сверхпроводник специально не нагревать, он сам по себе будет холодным.

pkl пишет:

Вообще, не понимаю Вашего отношения к РИТЭГам и реакторам. Откуда такая ненависть?

У меня нет ненависти ни к реакторам, ни к РИТЭГам. Просто я их хорошо знаю и не понимаю, зачем два источника там, где можно обойтись одним.

[pkl]

Иван Моисеев пишет:

pkl пишет:
Гиро- - сразу в отвал, это механика, долго не протянет. Вообще, надо что-то очень простое, долгоиграющее и желательно без подвижных частей. Индуктивный - это что? Сверхпроводящая катушка? Но сверхпроводники - это криогеника. Да ну нафиг!

Есть жесткие диски, которые работают больше четверти века. Массового производства.
Есть высокотемпературная сверхпроводимость, да и в космосе, если сверхпроводник специально не нагревать, он сам по себе будет холодным.

А ещё есть гироскопы на космических аппаратах, которые сдыхают лет через пять после запуска. Жёсткие диски, говорят, тоже долго не живут. Что до сверхпроводящих накопителей, то их и на Земле не особо используют.

pkl пишет: 
Вообще, не понимаю Вашего отношения к РИТЭГам и реакторам. Откуда такая ненависть?

У меня нет ненависти ни к реакторам, ни к РИТЭГам. Просто я их хорошо знаю и не понимаю, зачем два источника там, где можно обойтись одним.

А они прекрасно дополняют друг друга: РИТЭГ обеспечивает непрерывное энергоснабжение основных систем, у которых малое энергопотребление, а реактор включаем тогда, когда энергии надо много. Для радиопередатчика там или ЭРД.

[Дмитрий Владимирович Байков]

А может получится для питания маршевых двигателей для разгона аппарата(через внутренние планеты) использовать вот это - http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum16/topic15261/ ?

Типа ставим вазимиры, делаем такое питалово - пролетаем близко к Солнцу - разгоняемся(главное что быстро) - а дальше - летим!

[Иван Моисеев]

pkl пишет:
А ещё есть гироскопы на космических аппаратах, которые сдыхают лет через пять после запуска. Жёсткие диски, говорят, тоже долго не живут. Что до сверхпроводящих накопителей, то их и на Земле не особо используют.

Любое устройство может сдохнуть хоть через минуту. Даже топор/молоток. И что?
Не используют - значит не нужны.

pkl пишет:
А они прекрасно дополняют друг друга: РИТЭГ обеспечивает непрерывное энергоснабжение основных систем, у которых малое энергопотребление, а реактор включаем тогда, когда энергии надо много. Для радиопередатчика там или ЭРД.

Я же сказал - сравнивайте по E/m. И вообще - разговор ни о чем. Нужны технические требования. Нет требований - любая конструкция сгодится, хоть помело.

[pkl]

Дмитрий Байков пишет:
А может получится для питания маршевых двигателей для разгона аппарата(через внутренние планеты) использовать вот это - http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum16/topic15261/ ?

Типа ставим вазимиры, делаем такое питалово - пролетаем близко к Солнцу - разгоняемся(главное что быстро) - а дальше - летим!

Есть идея магнитного паруса. Как раз по мотивам. Обсуждалась, в т.ч. и здесь. Главная проблема - тяга. Она будет маленькой. Меньше, чем у солнечного паруса.

[pkl]

Иван Моисеев пишет:
Любое устройство может сдохнуть хоть через минуту. Даже топор/молоток...

Честно говоря, не видел ни разу! РИТЭГи могут работать десятки лет. Это установленный факт. А гироскопы и гиродины дохнут, порой в течении пяти лет. Общая тенденция последних десятилетий - планомерный отказ от механики, вообще от любых подвижных частей. Как раз по соображениям надёжности.

pkl пишет: 
А они прекрасно дополняют друг друга: РИТЭГ обеспечивает непрерывное энергоснабжение основных систем, у которых малое энергопотребление, а реактор включаем тогда, когда энергии надо много. Для радиопередатчика там или ЭРД.

Я же сказал - сравнивайте по E/m. И вообще - разговор ни о чем. Нужны технические требования. Нет требований - любая конструкция сгодится, хоть помело.

Ух ты блин! Раскатали губу! Это для НИИ какого-нибудь задачка.

Мы сейчас обсуждаем условный пролётный зонд к гипотетической планете на 1200 а.е. С перспективой дальнейшего развития в полноценный межзвёздный. От этого и исходим.