Informatika és tudomány

Gyurkity Péter

Nukleáris meghajtást tesztel a NASA

Régi partnerrel közösen fejlesztik a megoldást, amely két célpont elérésében segítene.

Az űrutazás területén belül annak idején arról számolhattunk be, hogy a britek a Marsot is atommeghajtással érnék el, azóta azonban viszonylagos csend honolt ezen a tájon, nem sok újdonságot hallottunk a projektről. Most a NASA és a DARPA közösen jelezte, hogy ők is hasonló platformot alakítanának ki, amely néhány éven belül állna össze.

Az űrügynökség, valamint a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) a bejelentés alapján szorosan együttműködik majd az úgynevezett nuclear thermal rocket (NTR) kifejlesztésén, amely nevének megfelelően a maghasadást használja majd fel az extrém hőmérséklet biztosítására, amely ezt követően a folyékony üzemanyag elégetéséért felel. Az illetékesek állítása szerint ez a megoldás háromszor-négyszer hatékonyabb a hagyományos, kémiai reakcióra alapozó rakétáknál, ezzel pedig észszerű alternatívának tűnik nemcsak a Hold, de még a Mars elérésében is, az ezekhez szükséges hosszabb űrutazások lebonyolításában. A projekt a Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) nevet kapta meg, ez néhány éven belül vezethet el a konkrét kialakításhoz.


A NASA Space Technology Mission Directorate (STMD) részéről azt közölték, hogy ők a technikai fejlesztésért lesznek felelősek, míg a DARPA munkatársai végzik majd el a többi fontos feladatot, legyen szó a szükséges szerződések megkötéséről, a beszerzésről, a tulajdonképpen kialakításról, a menetrend megszabásáról, vagy akár a biztonság garantálásáról. Az összeszerelésen közösen dolgoznának, az első, élesben való bevetésre pedig a tervek szerint 2027-ben kerítenének sort, erre tehát még néhány évet várnunk kell. Ezzel egy 50 éves szünet érne véget, utoljára ugyanis akkor, a hetvenes években dolgoztak közösen egy hasonló megoldáson, a NERVA-projekt keretében, amely 1973-ban vesztette el anyagi hátterének túlnyomó részét.

Az amerikai fél eközben egy másik megoldáson is dolgozik, ez a „rotating detonation rocket engine” (RDRE) nevet kapta meg, az ígéretek szerint nagyobb meghajtást és kevesebb üzemanyag felhasználását téve elérhetővé. A fent beágyazott videó ennek demonstrációját mutatja meg nekünk, még igencsak korai formában.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • kvp #13
    "Nagy sebesség esetén a töltött részecskék a mágneses mezővel találkozva halálos gamma sugárzást bocsátanak ki. Ez tudományos adatok, és számítások támasztják alá."

    Csak akkor ha a magneses mezo jelentosen megvaltoztatja a reszecske mozgasi energiajat. A lenyeg, hogy a Bussard hajtomu nem valtoztatja meg, igy nem general gamma sugarzast.

    "A mágneses fúvóka az nem gyorsító szerepet tölt be, hanem ugyanazt mint a hagyományos fémből készült fúvóka. Nem mellesleg a vasimir esetében sincs mágneses gyorsító, ott a plazma fűtési energiáját használják fel a gyorsuláshoz. Amivel te kevered az az ion hajtómű."

    A VASIMR hajtomu eseten is a plazma gyorsitasat vegzi a fuvoka, csak nem elektrosztatikus, hanem elektrodinamikus modon. Ez volt Bussard egyik otlete. (a fuzios reaktoranal is elektrodinamikus konfinement-et es pinch-et irt le) Az ionhajtomuvek joreszt elektrosztatikusak, a VASIMR elektrodinamikus.

    "Itt van, ha nem hiszed:"

    Eloszor is itt irja, hogy nem megallitani, hanem terelni kell a reszecskeket:

    "Of course, unlike solar “sails,” our ramjet vehicle
    should not be designed as a radiation reflector,
    rather as an ion collector and focusing device
    plus reactor, crew quarters, etc."

    Itt irja a fuzios termekek gyorsitasat elktrosztatikus vagy dinaimikus modon:

    "Conversion of kinetic energy of fusion to directed motion of the fusion products is possible in principle in a number of ways. If electrical power is produced by the reactor, electrostatic acceleration through a multistage field
    could be used. Another method of acceleration could make use of electromagnetic waves to extract energy from incoming particles while adding energy to outgoing particles in a travelingwave type of transformer."

    Ez utobbi az elektrodinamikus gyorsitas leirasa. Konkretan a VASIMR hajtomu fuvokajanak leirasa.

    Itt irja le, hogy hogyan lehet a hulladek energiat felhasznalni a magneses ter eloallitasara, tovabba az, hogy a magneses ter nem lelassitja hanem csak elteriti a reszecskeket:

    "The focusing field, whether magnetic or electrostatic, accelerates the incoming ions radially, transversely to their initial direction relative to
    the ship. For magnetic field deflection, the source of energy for this is the kinetic energy of the ship, but separately generated electrical energy is required for the use of electric field deflection. The relative energy needed per particle is small compared to the energy release in the fusion reaction, thus the necessity of supplying this need will have little effect on the vehicle performance if the fusion energy can be utilized efficiently"

    Ez pedig az alapelv altalanos leirasa, benne az "unspecified conversion device"-al, ami a magneses fuvoka, ami kepes a reszecskek kinetikus energiajat novelni (azaz gyorsitani oket). A cikkben (lasd fent) le is irja mind az elektrosztatikus, mind az elektrodinamikus gyorsitas modjat. Az ionhajtomuvek foleg az elobbi, a vasimr az utobbi elvet hasznalja.

    "At the focal point these ions are led into a fusion reactor of unspecified indeed, unknown type, made to react and generate power which is then fed back into the fusion products through a similarly unspecified conversion device, to the increase of their kinetic energy and momentum, with consequent reaction on and acceleration of the vehicle."

    Tehat a belinkelt eredeti cikk szorol szora azt irja le amit en is magyarazok mar napok ota, csak meg kellene erteni. Kulon kimeli es elmagyarazza azokat a felreerteseket amiket nem ertesz. Valoszinuleg a kortarsai kozzul se ertette mindenki a mukodesi elvet. Pedig zsenialisan egyszeru az alapelv.
  • Irasidus #12
    1. Nagy sebesség esetén a töltött részecskék a mágneses mezővel találkozva halálos gamma sugárzást bocsátanak ki. Ez tudományos adatok, és számítások támasztják alá.

    Forrás, számítások:
    Heppenheimer, T.A. (1978). On the Infeasibility of Interstellar Ramjets

    (És persze még pár dolog van, ami lehetetlenné teszi ezt a meghajtást. Ha valakit érdekel, szóljon.)

    A kozmikus sugárzás összetétele:

    99%-ban:
    - proton
    - atommagok (alfa-részecskék)
    - HZE-ionok

    1%-ban:
    - elektron
    - pozitron
    - fotonok
    - egyéb

    2. A mágneses fúvóka az nem gyorsító szerepet tölt be, hanem ugyanazt mint a hagyományos fémből készült fúvóka. Nem mellesleg a vasimir esetében sincs mágneses gyorsító, ott a plazma fűtési energiáját használják fel a gyorsuláshoz. Amivel te kevered az az ion hajtómű.

    3. Eredeti tervek alatt nem tudom mit értesz, de Bussard a publikációban az fejtegeti, hogy elegendő-e protonok eloszlásmennyige az üzemanyag beszíváshoz (ebben tévedett, mert nem), illetve ennek energiaegyenleteit írta le, és hasonló elméleti fejtegetéseket. Konkrét rakéta terveket nem tett le, és szó nincs ilyen mágneses gyorsításról, fúzióról van szó. Itt van, ha nem hiszed: Bussard publikációja

    4. A fúziós meghajtás lényege, hogy a fúzióból felszabadul energiát használod fel, ami sok nagyságrendel nagyobb mint bármilyen mágneses gyorsítás. A vasimir és egyéb mágneses gyorsítók nagyon kicsi tólóerőt biztosítanak, most ha te ez hozzáadod fúzióból felszabaduló energiához, az annyit ér mintha fújtál volna egyet a hurrikánba kategória, cserébe iszonyatos energiát emészt fel, nem beszélve a súlyról. Ezért sem találsz ilyet sehol.
    Utoljára szerkesztette: Irasidus, 2023.02.12. 18:01:13
  • kvp #11
    "Ugyanis csak töltött részecskéket tud befogni, másrészt ezen részecskék a hatalmas mágneses mezővel találkozva halálos-gamma sugárzást bocsátanak ki, vagyis semmilyen védelmi szerepe nincs!"

    Meg egyszer leirom, hogy amennyiben ezeket a reszecskeket el tudjak terelni az utasok es a rakomany utjabol, akkor megvedik vele ezeket. Nem kell a reszecskeket a jarmu sebessegere gyorsitani, csak elterelni. Vagy befele a hajtomu fele vagy kifele, hogy a jarmu mellett haladjanak el. Mivel nem valtozik jelentosen a sebesseguk, ezert semmilyen gamma sugarzast nem bocsatanak ki. Ugyanaz az el, amikor egy lovedeket nem megallit, hanem elterit egy ferde felulet. Minimalis mozgasienergia valtozas kell csak hozza. A magneses pajzs egyebkent a tiszta neutronsugarzas kivetelevel minden ellen jo, ugyanis szinte minden atom ionizalhato es onnantol elteritheto. Tehat meg egyszer, csak elteriti a reszecskeket, nem modositja jelentosen a sebesseguket. (egyebkent a hagyomanyos legkori ramjet se lassitja le a bearamlo levegot, csak kis mertekben elteriti, tehat annak a mukodeset megertve latszik, hogy a Bussard ramjet-nel nem keletkezik gamma sugarzas)

    "A Bussard-ramjet egy fúziós hajtómű, ahol közvetlen módon használják fel a fúzióból felszabaduló energiát, ami nagyságderekkel jobb hatásfok mintha még mágnesekkel próbálnád gyorsítani."

    Is. A valasz az, hogy is. Tehat egyszer felhasznaljak a fuziobol eredo energiat, de ez a forro plazma nem erhet a jarmu fuvokaihoz, igy a fuvokak falat a magneses ter adja. Ez kepest tovabb gyorsitani a kiaramlo reszecskeket, a hulladekhobol nyert elektromos energiaval. Tehat a lenyeg, hogy a Bussard ramjet magneses elven mukodik. Mar maga a fuzios reaktora is. Erdemes lenne megnezni az eredeti terveket.

    "A Vasimir meghajtáshoz rádióhullámú fűtést használnak."

    Csak akkor kell a radihullamu futes, ha a nincs plazma allapotu hajtoanyag, marpedig a fuzios reaktor helium plazmat termel. Igy elhagyhato a futesi fokozat. A fuzios reaktornak pedig akkor kell a radiohullamos futes, ha nincs keznel plazma allapotu hidrogen, amirol viszont a Bussard kollektor ionizacios hatasa gondoskodik. Igy a bearamlo hidrogen mozgasi energiajat kozvetlenul (radios elofutes nelkul) lehet felhasznalni a reaktorban, majd a reaktor plazmajat kozvetlenul (radios elofutes nelkul) lehet felhasznalni a magneses terrel eloallitott fuvokakban. A magneses ter folytonos a kollektortol, a fuzios reaktor pinch pontjan at a fuvokak vegeeig. A csillagkozi hidrogen egyszer sem erhet hozza semmihez a jarmuvon, mert a ketto sebessegkulonbsege kozel fenysebesseg. Tehat a magneses ter betereli az ionizalt futoanyagot, a reaktorban fuzional, majd a fuzios termek hatrafele tavozik, kozben toloerot fejt ki a fuvokak magneses terere. A jarmu kozben hulladekhot nyer ki a reaktorbol, amit elektromos energiava alakitva a magneses ter fenntartasara fordit. Nem olyan bonyolult, csak erdemes lenne az eredeti terveket elolvasni, de meg a wikipedia oldalon is irjak az elso fejezetben:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet

    "High speeds force the reactive mass into a progressively constricted magnetic field, compressing it until thermonuclear fusion occurs. The magnetic field then directs the energy into rocket exhaust, providing thrust."

    Tehat egyetlen magneses ter van, a jarmu elejetol, a vegeeig es ez nem lassitja le a bejovo reszecskeket. Nem olyan bonyolult. A vasimr ennek a magneses ternek a veget jelenti es csak a fuzios reaktor allohelyzeti inditasahoz szukseges a radiohullamos futes, amikor meg a magaval vitt, alapbol nem plazmaallapotu hidrogennel uzemel.
    Utoljára szerkesztette: kvp, 2023.02.11. 15:00:20
  • Irasidus #10
    Semmilyen védelmi célokat nem szolgál, és erre teljesen alkalmatlan. Ugyanis csak töltött részecskéket tud befogni, másrészt ezen részecskék a hatalmas mágneses mezővel találkozva halálos-gamma sugárzást bocsátanak ki, vagyis semmilyen védelmi szerepe nincs!

    A Bussard-ramjet egy fúziós hajtómű, ahol közvetlen módon használják fel a fúzióból felszabaduló energiát, ami nagyságderekkel jobb hatásfok mintha még mágnesekkel próbálnád gyorsítani. Bussard nem is beszélt ilyenről, szólva a saját agymenésed nem kellene úgy előadni, mintha ez Bussard-ramjet lenne. A vasimir és egyéb mágneses gyorsítók nagyon kicsi tólóerőt biztosítanak, most ha te ez hozzáadod fúzióból felszabaduló energiához, az annyit ér mintha fújtál volna egyet a hurrikánba kategória, cserébe iszonyatos energiát emészt fel, nem beszélve a súlyról. Ezért sem találsz ilyet sehol. És nézz utána, hogy a ramjet mit jelent, mert nem vagy képben még most sem, sehol nincs ramjetekben semmilyen mágnes, vagy plusz gyorsítás, pont ez a lényege!

    A Vasimir meghajtáshoz rádióhullámú fűtést használnak. Jó lenne ha egyszer elolvasnál egy erről szól publikációt, vagy cikket.
    Utoljára szerkesztette: Irasidus, 2023.02.10. 09:09:46
  • kvp #9
    "A kollektor szó jelentése: összegyűjt, ami utal a jármű lényegére, vagyis hogy mágneses mezővel üzemanyagot külső forrásból gyűjtsön be, ezzel megoldva a kvázi végtelen üzemanyag/sebesség paradoxonát. Semmilyen védelmi célokat szolgál, és erre teljesen alkalmatlan. Ugyanis csak töltött részecskéket tud befogni, másrészt ezen részecskék a hatalmas mágneses mezővel találkozva halálos-gamma sugárzást bocsátanak ki, vagyis semmilyen védelmi szerepe nincs!"

    A magneses mezo kilometerekkel a jarmu elott lenne, tovabba a begyujtott reszecskek nem tudnak kozel fenysebesseggel atmenni a jarmu utasok es rakomany szamara fenntartott reszein. Ez gyakorlatilag egy vedopajzsot jelent a jarmu szamara. A masik pont pedig az, hogy nem kell se lelassitani, se felgyorsitani a reszecskeket, csak terelni a hajtomu fele. A reszecske akar allhat is egy helyben (kvazi), ha hozza kepest fenysebesseggel halad el a rajmu. A Bussard kollektor nem gyorsitja fel a reszecsket a jarmu sebessegere, mivel a hajtas ramjet elvu. Csak a relativ sebesseg szamit.

    "Amennyiben a fúziót nem közvetlen módon használod meghajtásra, hanem veszteségesen elektromos áramot állítasz elő vele, hogy a plazmát jóval alacsonyabbra felfűtsd mint a fúzió során, az továbbra is energiapazarlás."

    Fuzios hajtomu eseten a vasimr hajtasbol csak a magneses fuvoka resz az ami szukseges, ugyanis ha a jarmuhoz kepest eleve kozel fenysebesseggel jon a hajtoanyag, fuzional a reaktorban, majd a helium tovabbmegy, akkor csak a fuvokaban a magneses ternek kell tovabb gyorsitania azt, hogy a jarmu toloerot tudjon eloalliani. Gyakorlatilag az uzemanyagot megfogja a Bussard kollektor, majd ez a magneses ter megy vegig folytonosan a fuzios reaktoron es a vasimr fuvokan. Igy egy magneses pinch-el lehet fuziot eloallitani, jelentos energiabefektetes nelkul. A fuzios energia nagyresze tavozik hatul, csak annyi aramot kell eloallitani, ami a magneses rendszert (kollektor, reaktor, fuvokak) mukodteti. A tobbi energia benne marad a hidrogenbol fuzionalt helium plazmaban.

    ps: Meg egyszer: A vasimr hajtashoz csak akkor kell a mikrohullamu plazma futes ha nincs fuzios reaktor a rendszerben, mert a fuzios reaktor "ingyen" plazmat biztosit. A fuzios reaktorhoz pedig csak akkor kell a mikrohullamu futes, amikor meg tul lassan halad ahhoz a jarmu, hogy a belepo reszecskek reaktorhoz kepesti relaiv sebessege nem eri el a fuziohoz szukseges szintet. A mar felgyorsult ramjet-nel csak a magneses ter fenntartasahoz kell elektromos energia.

    "A Burevesztnyik-et, inkább ne is említsétek, mint kis veszélyességgel használható, hadieszközt!"

    Atomhaboru eseten teljesen mindegy a jarmuvek sugarzasa. Ha a foldi bioszfera ugyis menthetetlen, akkor melyuri utazasok inditasakor sem annyira szamit a felszinen maradok tulelese. Amennyire en latom, jelenleg mindket opciot realisnak tartjak az USA-ban. Ezert lett hirtelen hasznos a 70-es evek elejen elvetett technologia. Ha nem kell a lakossagnak tulelnie (mert mar lemondtunk rola), akkor a kutatok sok korabban nem elfogadhato technologiat felhasznalhatnak a vegso gyozelem es/vagy a kivalasztottak tulelese erdekeben. Tisztan melyuri felhasznalas eseten meg a foldi bioszferat sem kell figyelembe venniuk, tehat tisztan civil/tudomanyos celra is felhasznalhatova valik a technologia.
  • kjhun #8
    A Burevesztnyik-et, inkább ne is említsétek, mint kis veszélyességgel használható, hadieszközt! Létezik, de azt ugyebár, senki se szeretné, ha éppenséggel, pont a feje fölött húzna egy nukicsíkot, a nyitott atomreaktora végett, amelyből jövő szennyezés, aztán leülepedvén a légkörben, a szelek szárnyán továbbszálldogálva, beszennyezné a környezetet, mégha 10000km-el arrébb is csapódna be, valakinek, a kertjébe, jó nagy csattanással.

    Kérnétek belőle?? Bizonyára nem! Pont, ezen veszélyessége miatt, nem volt eddig komolyabb mértékben bevetve sehol se, mint az amcsi atombombák, Japánban, 1945-ben.
    Utoljára szerkesztette: kjhun, 2023.02.08. 19:45:03
  • Irasidus #7
    A kollektor szó jelentése: összegyűjt, ami utal a jármű lényegére, vagyis hogy mágneses mezővel üzemanyagot külső forrásból gyűjtsön be, ezzel megoldva a kvázi végtelen üzemanyag/sebesség paradoxonát. Semmilyen védelmi célokat szolgál, és erre teljesen alkalmatlan. Ugyanis csak töltött részecskéket tud befogni, másrészt ezen részecskék a hatalmas mágneses mezővel találkozva halálos-gamma sugárzást bocsátanak ki, vagyis semmilyen védelmi szerepe nincs!

    Továbbá a ramjet lényege, hogy a beáramló gázt közvetlen módon használja a tolóerő előállítására, a Bussard-ramjet esetében fúziót hajtóműként használva, azaz fúziós hajtóműről van szó! Ezzel szemben a vasimir rádióhullámakol felmelegíti a plazát és ezt mágneses terekkel gyorsítja, amihez nagyon sok energiát használ, konkrétan elektromos áramot, ezét tartozik az elektromos rakéták nagy családjába. Bussard elképzelésében sehol nem szerepelt ez a változat, és nem véletlenül. Amennyiben a fúziót nem közvetlen módon használod meghajtásra, hanem veszteségesen elektromos áramot állítasz elő vele, hogy a plazmát jóval alacsonyabbra felfűtsd mint a fúzió során, az továbbra is energiapazarlás. Ez hangsúlyozom a te agyszüleményed!

    Végül a Bussard-ramjet azért nem működne, mert nincs annyi csillagközi hidrogén ami a működtetéséhez szükséges, és még egy sor fizikai probléma van vele.
    Utoljára szerkesztette: Irasidus, 2023.02.08. 18:45:00
  • kvp #6
    "Azonkívül a Bussard-ramjet nem működne. Fúziós energiával veszteségesen áramot előállítani, amivel aztán a vasimirt működtetted, ahelyett hogy közvetlenül használnád a fúziót, gyakorlatilag energiapazarlás."

    A Bussard ramjet 3 komponensbol all, egy reszecske gyujto rendszerbol, ez a Bussard collector, ami egyfajta vedopajzskent funkcional (hivjuk mondjuk navigacios pajzsnak) a kozel fenysebesseggel halado jarmu szamara. Ugyanis amit begyujt, az nem tudja nekiutkozve lebontani a jarmuvet. A masodik komponens a fuzios reaktor, ami atalakitja a csillagkozi hidrogent kelloen nagy energiaju helium plazmava. Ezt a plazmat vezetik hatra a hajtomube, ahol magneses uton iranyithato, hogy merre tavozzon a jarmubol es kozben tovabb gyorsithato. Vasimr hajtomu hasznalata eseten ha nem fisszios hanem fuzios a reaktor, akkor elhagyhato a mikrohullamu plazma generator, mert a reaktorbol mar plazma allapotban jon ki a reakcio kozeg (ami gyakorlatilag a fuzios hulladek helium). Ez nagyban megnoveli a hajtomu energiahatekonysagat. A hajtomu mukodesehez szukseges elektromos energiat pedig a fuzios reaktor hulladekhojebol lehet kinyerni, tehat abbol amit a reaktor hutese miatt amugy is el kell vonni. A vasimr legnagyobb problemaja, az ingyen plazma hianya pont megoldodik ha egy fuzios Bussard ramjet-ben hasznaljak. Ha megnezzuk a Bussard fele fuzios reaktor terveket, akkor latszik, hogy gyakorlatilag egy kvazi folytonos, de feladat szerinti formaju magneses confinement-et hasznal a hajtomuve mind a harom komponense.

    ps: Azert kell egy fuzios reaktor moge a vasimr hajtomu, mert hagyomanyos fuvoka falra nem tamaszkodhat a reaktorbol kilepo plazma, viszont egy magneses ter alkotta fuvoka nem tud elkopni, raadasul tovabb lehet vele gyorsitani a plazmat. (a kilepo plazma relativ sebessege igy jelentosen a belepo csillagkozi gaz relativ sebessege fole kerul)

    A fentiekkel szemben a hagyomanos termikus nuklearis hajtomu olyasvalami, amit sokkal konnyebb megepiteni es remekul mukodik a legkort hasznalva reakcio kozegnek, de folyamatos hosszu tavu uzem (honapok vagy evek) eseten meg itt is elonyos a magneses teret hasznalo fuvokak hasznalata.
  • NEXUS6 #5
    Te most miről beszélsz?Mert én mondjuk az orosz fejlesztésekkel kapcsolatos eddigi publikációkról.
    A fúziós energián alapuló meghajtást nem igazán említettem. Kéretik másnak címezni az ilyen tartalmú hozzászólásodat. Köszönöm!

    https://www.russianspaceweb.com/tem.html
    Utoljára szerkesztette: NEXUS6, 2023.02.08. 00:54:40
  • Irasidus #4
    Nincs ilyen rendszer, ezt a két dolgot te raktad össze, az egyik fúziós hajtómű, a másik meg elektromos, az egyikhez nagyon sok üzemanyag kell, a másikhoz kevés. Azonkívül a Bussard-ramjet nem működne. Fúziós energiával veszteségesen áramot előállítani, amivel aztán a vasimirt működtetted, ahelyett hogy közvetlenül használnád a fúziót, gyakorlatilag energiapazarlás.
További bejegyzések a fórumban...