2019. június 24., hétfő

Gyorskeresés

Már teszteli a NASA az ionhajtóművet

Írta: |

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

A Mars-utazáshoz a jelenlegi technikai szintünkön fél évre lenne szüksége a legfejlettebb űrhajónak. A NASA-nál viszont már tesztelik azt az ionmotort, ami 39 nap alatt elviszi az űrjárművet a vörös bolygóhoz. Három-négy év múlva kipróbálják az űrben is.

A 2030-as évekre tervezett Mars-expedíció egyik központi problémája, hogy a fél évre becsült utazás alatt az űrhajósokat veszélyesen nagy mértékű kozmikus sugárzás érné. Ettől minket a Föld mágneses mezeje megóv, de egy űrhajóban hasonló védelmet kialakítani közel lehetetlennek tűnik úgy, hogy az ne növelje meg különösebben a jármű tömegét és energiaigényét. Egyszerűbb megoldás, ha kitalálunk egy olyan hajtóművet, ami nagyságrendekkel gyorsabb a mostaniaknál, így az út lerövidül, és az űrhajósokat nem éri annyi sugárzás.

Az Ad Astra nevű magáncég és a NASA közös fejlesztésű ionhajtóműve ezen az úton halad: a mérnökök számításai szerint 39 nap alatt lesz képes elvinni egy űrhajót a Marsig, ha elkészül. A hagyományos, kémiai alapon működő hajtóművekkel ellentétben az ionhajtómű argon- vagy xenongáz ionjait (vagyis töltéssel rendelkező atomjait) gyorsítja fel. A töltött részecskék óriási sebességgel távoznak a hajtóműből, és ennek a lökésnek az ellenereje gyorsítja az űrhajót. Hiába óriási az ionok sebessége, a tömegük nagyon kicsi, így az általuk termelt hajtóerő is csekély – a tavaly élesben is kipróbált ionmotor, ami a GOCE műholdat hajtotta, alig néhány grammnak megfelelő erőt tudott kifejteni. Viszont az űrben nincs súrlódás és légellenállás, így a gyenge, de állandó erő hosszú távon óriási sebességre gyorsítja fel a járművet. [link]

A VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) kódnevű hajtómű ennek a sokszorosára képes, egy font, vagyis csaknem fél kilónak megfelelő erőt tud kifejteni. A nagy áttörést a technológiában a rádiófrekvenciás generátor jelentette, amivel egymillió fok körüli hőmérsékletre forrósítják fel az üzemanyagot, az argonatomokból álló plazmát. Szintén újítás, hogy az extrém nagy energiájú atomok gyorsítását mágneses mezővel végzik, az eddigi ionmotorokkal ellentétben, ahol ezt elektromos térrel tették, különböző feszültség alatt álló fémrácsokon átáramoltatva a plazmát.

A VASIMR most a földi teszteken 50 kilowatt teljesítményen működik, amit 200-ig szeretnének feltornászni. Ez a szimulációk szerint elég lenne ahhoz, hogy egy kéttonnás járművvel 19 hónap alatt letudja a Nap és a Jupiter közötti távolságot. Persze először hagyományos kémiai elven működő rakétával kell pályára állítani, az ionmotor ugyanis képtelen a Föld gravitációs mezejét legyőzni.

A 39 napos Mars-utazáshoz a most tesztelt energiaszintnél nagyjából ezerszer több energia kellene. Ezt a tervek szerint egy miniatűr atomreaktorral oldanák meg. Ilyen reaktorokkal a szovjet tudósok már a hatvanas években kísérleteztek, de az utóbbi évtizedekben nem igazán foglalkozott senki a technológiával. A VASIMR első éles, űrbéli tesztjeit 2012-2013-ra tervezik a nemzetközi űrállomáson.
Vasimr
Forrás: Index

Hozzászólások

(#1) ttower


ttower
(senior tag)

jól hangzik. remélem sikerül megcsinálni.

It's not a bug until it is in production. | Wake up and smell the ashes.

(#2) Dany007


Dany007
(PH! kedvence)

Hmm erről már hónapokkal, talán évekkel ezelőtt hallottam.
Bár úgy tudtam h már ki is próbálták... Bár ezt is, csak nem élesben.
Szondáknál akarják főként alkalmazni.
Pont ez a gond vele, hogy lassú, gyenge. Idő kell a felgyorsításra. De ha 39 nap alatt elmegy a Marsra, akkor okés :)

(#3) daa-raa


daa-raa
(Jómunkásember)

Az a fél kg tolóerő nem túl komoly. Túl nagy előrelépést ez nem jelent, egy emberes űrutazáshoz nagyon hurka. A Spirit-hez hasonló robotot eljuttathat ennyi idő alatt a Mars-ra, de azt is csak akkor, ha előtte egy jó erős kémiai rakétával felgyorsítjuk azt második kozmikus sebességre... És egy ilyen rakéta bizony batár nagy kell, hogy legyen. A Holdra jutáshoz Saturn V, vagy N1 méretű és teljesítményű rakéták kellettek. Az Apollo űrjármű ugyanis 45t-t nyomott. A Saturn V valamivel több, mint 3000t-jából 2761t csak arra kellett, hogy ezt a 45t-t plusz a gyorsításához szükséges S-IVb-t földkörüi pályára állítsa.

Egy marsi emberes expedíció járműve ennek legalább 2-3x-a tömegben, és akár van surlódás, akár nincs, akkor is fel kell gyorsítani. Eleve nem a surlódás a legfőbb probléma (ez csak az emelkedés első 15-20km-én mondható jelentősnek), hanem a Föld gravitációja. Márpedig azt le kell kűzdeni, és minél nehezebb egy jármű, annál nagyobb rakéta kell alá, hogy erre képessé váljon. Az Apollo űrjármű 45t-ját a Földkörüli pályáról egy 119,9t-s rakéta volt képes a már említett második kozmikus sebességre gyorsítani. Amennyiben a marsi űrjármű ennek 2-3x-a tömegre, akkor legalább ennyire meg kell növelni a marsi megközelítési pályára állító rakétát. A Hold gravitációs tere most irreleváns, azt az Apollo programban is kihasználták. Viszont a Hold gravitációs tere megint egy lekűzdendő akadály, ez megint növeli a szükséges teljesítményt. Majd ha már a Föld és a Hold gravitációs terén is túljutottunk, akkor lehet létjogosultsága egy ionrakétának. De addigra nem kevés kémiai hajtóanyagot el kell égetni. Szóval ez a 0,5kg tolóerejű kis micsoda sok változást nem hozhat. Majd ha ~100-200 szorosára növelik a tolóerejét, akkor talán. Jelenleg kb olyan, mintha széllel szembe fingana az ember.

A lábjegyzetek számait azért kiszedhetnéd a szövegből.

Vannak olyan fallal körülvett városok, melyeket nem szabad megostromolnod. - Szun-ce XL

(#4) Thunderzolee


Thunderzolee
(PH! addikt)

A Star Warsban is ionhajtóműveket használnak.
Legalábbis a nagyobb csillaghajók leírásából az tűnik ki.

Javíts ki nyugodtan, ha tévedek valamiben. :)

(#5) Gergő_


Gergő_
(őstag)

Hogyan fognak kísérletezni ha kidobják a kukába az ISS-t?
Meg kellett volna tartani azt a MIR-t ;] :DD

(#6) daa-raa válasza Gergő_ (#5) üzenetére


daa-raa
(Jómunkásember)

A Mir-en nem volt mit megtartani, szép lassan már önmagától darabjaira hullott.

Az ISS-t üzemeltetését meg nyugodtan átvehetné mondjuk az ESA, ha már állandóan akkora az arcuk. Elvégre nem NASA űrállomásról van szó, hanem nemzetköziről.

[ Szerkesztve ]

Vannak olyan fallal körülvett városok, melyeket nem szabad megostromolnod. - Szun-ce XL

(#7) ELP válasza daa-raa (#6) üzenetére


ELP
(senior tag)

Az ISS-t nem azért fogják kidobni, mert megunják, hanem mert a szélsőséges körülmények miatt elfárad, nem lesz biztonságos maga a szerkezete sem. (hőmérséklet ingadozás, részecske sugárzás eszi, mint a rozsda)

„Sörivók kedvence” Sörtésztában sült, hagymás velővel töltött sertéstarja, sörös sajtmártással, burgonya rösztivel

(#8) lúzer


lúzer
(PH! kedvence)

ez is csak hatás-ellenhatás hajtómű

dobatnának már egy nagyot :D

MO. RIP. - az utolsó kapcsolja le a villanyt.

(#9) ELP válasza lúzer (#8) üzenetére


ELP
(senior tag)

Jaja: ez kis tolóerőt tud hosszú ideig, a másik meg nagyot néhány percig.

Bennem az merült fel, hogy viszont az ion hatásfoka sokkal rosszabb, mert: a kilőtt anyag ugyanazt az impulzust tudja, ha fele a tömeg, de kétszeres a sebesség, ugyanakkor 2szer több energia kell hozzá -> I=m*v=(m/2)*2v, viszont E=1/2(m)*(v)^2, vs E=1/2(m/2)*(2v)^2
(Ionnál pedig elenyésző a tömeg, és hatalmas a sebesség)
Az látszik is, hogy egy 50-200kW-os motor simán felgyorsít egy autót 10-15mp alatt 100km/ó-ra, ami 27m/s, vagyis a gyorsulás 2-3m/s^2. Ha ezt tudná az ion éveken át, az már döfii lenne, hiszen ezt az energiát felhasználja. De csak a töredékét tudja.

[ Szerkesztve ]

„Sörivók kedvence” Sörtésztában sült, hagymás velővel töltött sertéstarja, sörös sajtmártással, burgonya rösztivel

(#10) Crystalheart válasza daa-raa (#3) üzenetére


Crystalheart
(senior tag)

Ezt írták is a cikkben, meg logikus is. A gravitációs térből való kijutás kémiai hajtőművel megy majd, míg a nagy távolság megtétele ionhajtóművel.

Igazán föltalálhaták már a teleportálást, nem kéne ennyit vacakolni ezekkel. :D

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2019 PROHARDVER Informatikai Kft.