Дотянуться до Урана.

Навеяно извечным лунным гелием и соответсвующей темой на НК.

Много раз в разговоре всплывает: а вот Уран... там гелий - прямо в атмосфере!
И много раз это топят: а лететь далеко!

Какая ХС потребна чтобы долететь до Урана, по минимуму?

По полуэллиптической и без гравитационных маневров: скорость старта д.б. 15,766 км/с (на земной орбите орбите 200 км), а лететь 16 лет. Полет по параболе соответственно 16,54 км.с и 6,8 лет.

Ну, допустим, долетели. А как этот самый гелий откачивать? Уран - это, конечно, не Юпитер, но и там сила притяжения будь здоров. При приближении к атмосфере (поверхности там просто нет) сила притяжения начнет только увеличиваться. Планета-гигант, однако, да и радиационные колечки имеются. Как откачивать? В какие цистерны? Как назад транспортировать? Какими двигателями?

>Ну, допустим, долетели. А как этот самый гелий откачивать? Уран - это, конечно, не Юпитер, но и там сила притяжения будь здоров. При приближении к атмосфере (поверхности там просто нет) сила притяжения начнет только увеличиваться. >Планета-гигант, однако, да и радиационные колечки имеются. Как откачивать? В какие цистерны? Как назад транспортировать? Какими двигателями?

Воздушно-космическим самолетом на ядерном моторе.
Прилетаем к планете, входим в атмосферу. Включаем прямоточный ядерный двигатель. Летаем в атмосфере, сосем гелий-3 в цистерну. Как насосались - опять на орбиту. Рабочее тело возобновляем из атмосферы Урана. А энергия ядерная. А потом может быть удасться и термоядерный двигатель сделать. Чтоб сразу на гелии работал.

Навеяно извечным лунным гелием и соответсвующей темой на НК.

Много раз в разговоре всплывает: а вот Уран... там гелий - прямо в атмосфере!

 

Ну это немного разный гелий.

На луне это He3 с солнца, результат термоядерного синтеза, занесённый туда солнечным ветром.

А на Уране это скорее He4 - попал он туда скорее всего на этапе образования солнечной системы.

(есть точные данные по изотопному составу атмосферы Урана ? )

Уж если лететь за He3 это на Меркурий надо

Воздушно-космическим самолетом на ядерном моторе.
Прилетаем к планете, входим в атмосферу. Включаем прямоточный ядерный двигатель.

 

Если привезти с собой кислород то пойдёт и обычный ПВРД

Атмосфера Урана на 83% состоит из H2

Проясните мне кто-нибудь почему до Меркурия так трудно добираться?
Там по моему всего один или два зонда были, вроде бы одно полушарие вообще не заснято.

По полуэллиптической и без гравитационных маневров: скорость старта д.б. 15,766 км/с (на земной орбите орбите 200 км), а лететь 16 лет. Полет по параболе соответственно 16,54 км.с и 6,8 лет.

 

Значит, если я не проглючил, для времени полета - 1 год нужно где-то 195км/с ХС.

Если есть ТЯРД с удельным импульсом примерно 300000м/с и мощностью 100МВт (600Н тяги), то стотонный корабль должен иметь примерно 60тонн топлива/рабочего тела, и 40 - сухой массы. Если я опять же не проглючил.

Неужто это настолько невероятно, что легче рассматривать вариант с перелопачиванием - с нагревом! - миллионов тонн реголита?

Ну, допустим, долетели. А как этот самый гелий откачивать? Уран - это, конечно, не Юпитер, но и там сила притяжения будь здоров. При приближении к атмосфере (поверхности там просто нет) сила притяжения начнет только увеличиваться. Планета-гигант, однако, да и радиационные колечки имеются. Как откачивать? В какие цистерны? Как назад транспортировать? Какими двигателями?

 

Сила притяжения на Уране не так уж и велика - не Юпитер, именно. Вторая космическая для Урана - 25км/с. Не сахар, конечно, но ЯРДы можно пользовать по полной - экологов там нет. Прямоточные - в том числе. Рабочее тело набираем перед отлетом прямо из атмосферы - почти чистый водород.

А откачивать - очень просто: двуступенчатый холодильник с рекуперацией. Прогоняем атмосферу через теплообменник. Сначала вымораживаем гелий как таковой, потом охлаждаем его до лямбда-точки, выцыганиваем Не3-компоненту. Ее уже в цистерну.

Назад - все так же, на ТЯРД. Система из двух компонент: собссно транспорт (тонн 70) и относительно компактная машина, которая будет падать на Уран, там ЯРД - прямоточный с возможностью использования бортового рабочего тела.

Вторая космическая для Урана - 25км/с.

 

По Левантовскому 21,5 на поверхности.

Проясните мне кто-нибудь почему до Меркурия так трудно добираться?

 

характеристическая скорость полета к Меркурию (пролет) почти такая же как к Юпитеру.
ХС для выхода на орбиту Меркурия аж 22,6. Это больше, чем на орбиту любой другой планеты (кроме Плутона), потому что у него нет атмосферы, и схалявить не получится.
Да и делать там особо нечего.

Хорошо, а какой будет скоростной напор? На скорости 25 км/сек?Разогрев? Расходы энергии на сжижение газа? Подъем этой массы на орбиту?

Радиационные пояса Урана?

Татарин

Если есть ТЯРД с удельным импульсом примерно 300000м/с и мощностью 100МВт (600Н тяги), то стотонный корабль должен иметь примерно 60тонн топлива/рабочего тела, и 40 - сухой массы. Если я опять же не проглючил.

 

Такой ТЯРД еще откуда-то взять надо, что само по себе величина вполне неизвестная.

Неужто это настолько невероятно, что легче рассматривать вариант с перелопачиванием - с нагревом! - миллионов тонн реголита?

 

Ближайшие полвека - конечно, невероятно.
А те миллионы тонн - оно только с виду страшно.

Происхождение гелия-3. Солнце звезда, как минимум третьего поколения, а гелий-3 – это продукт звездного синтеза. Соответственно в атмосферах планет-гигантов – происхождение гелия-3, можно сказать “реликтовое”. В отличие от Земли, давно утратившей первичную водородно-гелиевую атмосферу, реликтовый гелий должен был там сохраниться.

Встречал данные, что “в атмосферах дальних планет гигантов, например, Урана, где гелий-3 составляет 1:3000 (что в тысячу раз больше, чем в лунном грунте)”. Конечно, их не мешало бы уточнить, в том числе и отправкой зондов в атмосферы планет-гигантов. Выбор именно Урана – из-за его наименьших первой и второй космических скоростей. Вот этот материал можно использовать для “затравки”:
http://element114.narod.ru/Projects/he3uran.html

Умея развивать скорость в 195 км/с имело бы смысл летать к Юпитеру.

А Луна хороша, максимум для “затравки”, но не как способ решения проблем земной энергетики. Но и на Луне не то что за 50 лет, но и за 100 – не стать “панацеей”.

Встречал данные, что “в атмосферах дальних планет гигантов, например, Урана, где гелий-3 составляет 1:3000 (что в тысячу раз больше, чем в лунном грунте)”. Конечно, их не мешало бы уточнить, в том числе и отправкой зондов в атмосферы планет-гигантов.

 

Ну это пока гипотеза которую нужно проверить.

PS:

Наличие в поверхностном грунте Луны Гелия-3 было обнаружено при анализе грунта, доставленного на Землю советскими автоматическими станциями и американскими астронавтами. В его образцах, взятых с лунных морей - до 36 г Гелия на тонну грунта, содержание в этом Гелии изотопа Гелий-3 составляет 1 атом He3 на 2500 атомов He4.
http://fpfe.mipt.ru/tvor/lirics&proza/kosmic.html

 

Вывод - один из источников пинеточен.

У кого нибудь есть более точные данные ?

гелий-3 – это продукт звездного синтеза.

 

Скорее он изначальный продукт. А в звездах Не3 сгорает

Да нет, гелий-3 образуется именно в звёздах, на некоторых стадиях сложных циклов. Частично сгорает, конечно - но частично покидает звезду с солнечным ветром (малая часть).

justman

Вывод - один из источников пинеточен.

У кого нибудь есть более точные данные ?

 

"Нижний" источник вполне точен. Более подробные данные о содержании гелия-3 в реголите см. в топиках про гелий здесь или в топике про лунный гелий на форуме НК.

По поводу гелия-3 в атмосфере гигантов есть публикации, но пока этим вопросом детально не интересовался, так что не знаю, какие на сегодня существуют оценочные данные и как они получены.

justman
"Нижний" источник вполне точен. Более подробные данные о содержании гелия-3 в реголите см. в топиках про гелий здесь или в топике про лунный гелий на форуме НК.

 

Ну это как раз совпадает с моей ИМХОй

По поводу гелия-3 в атмосфере гигантов есть публикации, но пока этим вопросом детально не интересовался, так что не знаю, какие на сегодня существуют оценочные данные и как они получены.

 

В этом всё и дело. Хотя непонятно вот что. Почему когда бросали зонд на Юпитер не выяснили этот вопрос ? Либо такой задачи не стояло либо экспресс-оценка изотопного состава атмосферы (а именно, определение соотношения He3/He4) технически невозможна в таких условияx, только в лабораторных на земле, и для этого нужно брать пробы атмосферы и тащить их на землю. Есть тут спецы в этом вопросе ?

Я полагаю масс-спектрограф вполне можно в зонд впихнуть.

Не нравится Еськов, можно посмотреть, например, это(только абстракт):
http://www.mines.edu/research/srr/2001abstracts/vancleve.PDF
Соотношение He3 к He4 ~ 1:10000. Однако общее содержание гелия в атмосфере процентов 15. И если на Луне тонну гелия-3 требуется извлекать из ста млн. тонн реголита, то на Уране из ~ 100 тыс. тонн атмосферной водородно-гелиевой смеси. Отсюда и тысячекратная разница.

Вообще говоря - для того, чтобы зачерпнуть некий объём газа из атмосферы - тормозиться не обязательно.
Т.е. висим на некой низкой орбите и собираем то, что там болтается. Фильтруем 3Не, остальное используем как рабочее тело для компенсации потерь скорости.
Так можно даже вокруг Юпитера...

[quote|FILAS:]Да и делать там особо нечего.[/QUOTE] Ну не скажи. Меркурий состоит в основном из тяжёлых элементов, до которых на Земле копать уж очень глубоко. Так что в отдалённой перспективе...
[quote|Татарин:]Неужто это настолько невероятно, что легче рассматривать вариант с перелопачиванием - с нагревом! - миллионов тонн реголита?[/QUOTE] Тут дело в том, что лопатить Луну мы можем уже прямо сейчас. А для начала практической работы с Ураном потребуется нескольно "отладочных" полётов - часть из которых неизбежно будет неудачной - а от старта до получения результата десять лет.

Имеет смысл затеваться с термоядерными реакциями с участием гелия-3 только в том случае, если с их помощью удастся найти решение энергетических проблем человечества, а не ради еще одного “экзотического” способа производства энергии.

Сейчас планируется в обозримые сроки “вернуться на Луну” на чуть более “продвинутом” “Аполлоне”. Но это не та транспортная система, которая бы позволила начать промышленные разработки на Луне.

К тому же сейчас “лопатить Луну” мы можем разве что при помощи “агрегата БСЛ”. Сконструировать и довести до ума лунный комбайн, так чтобы он не ломался, не пройдя и километра, в условиях, когда в любые отверстия попадает вездесущая пыль, вряд ли можно назвать пустяковой задачкой.

Построить и обслуживать инфраструктуру, которая позволяла бы ежегодно “перелопачивать” десятки кубических километров на сотнях тысяч гектарах лунной поверхности – а именно столько требуется, чтобы гелиевая термоядерная энергетика оказала существенное влияние на всю земную энергетику, тем более, задача “не детская”.

Я не утверждаю, что гелиевые танкеры для полета к планетам-гигантам - это простая задача. Но на фоне работ, требующихся для создания лунных комплексов по регулярной добыче гелия – не настолько уж сложная. Все относительно. Хотя конечно, за 10-20 лет ее не закончить. Но разве нельзя тоже самое сказать и про лунный добывающий комплекс?

Немаловажный вопрос, а когда же может потребоваться гелий-3? Точнее когда состоится пуск первого гелиевого термоядерного реактора? И как быстро можно будет при том или ином источнике энергоносителей (Луна или атмосферы планет-гигантов) прийти к тому, чтобы это направлении энергетики стало основным?

Имеет смысл затеваться с термоядерными реакциями с участием гелия-3 только в том случае, если с их помощью удастся найти решение энергетических проблем человечества, а не ради еще одного “экзотического” способа производства энергии.

 

Ну вообще говоря АЭС к экзотическим не относятся
А особой альтернативы им нет - солнечные батареи и т.п. как правило требуют для своего производства больше энергии, чем вырабатывают за время своего существования...

Неправильная у вас схема, автор. Если уж затеивать такое, то вешайте у Урана станцию, которая будет набивать гелий в бочку, и запускайте транспортную систему, которая его будет оттуда доставлять. Такое и масштабировать можно, когда оно заработало. А наскоком — это до первой поломки чего угодно и из-за чего угодно, а там "чего угодно" будет очень много. Весь эпический проект на одной железке у вас висит.