Nie chemiczny, nie jonowy, tylko napęd atomowy!

AUTOMATYCZNA TRANSKRYPCJA PODCASTU

dzień dobry mówi inż. Jaśkowiak spójrzmy prawdzie w oczy puszczenie z dymem ogromnych ilości paliwa i utleniacza, żeby sprawić ruch stosunkowo niewielki statek kosmiczny nie jest szczytem finezji i nie powinno być szczytem ludzkiej ambicji nie tylko ja tak uważam podobne zdanie ma szef NASA Bill Nelson Ken wręcz o tym koło Polskę zna demo już słyszę konwencjonalny na ten chemiczny nie jest najbardziej efektywnym sposobem na loty głęboki kosmos lub Arne silnik cieplny jest Rozwiń » znacznie mocniejsze na dwu, a nawet pięciokrotnie większą wydajność i za pomocą tego napędu astronauci będą mogli szybciej niż kiedykolwiek docierać do odległych zakątków kosmosu i wracać stamtąd jest kluczowa zdolność do przeprowadzenia załogowej misji na marca czy myśli niż mąż Amerykanie postanowili na poważnie zabrać się za wymyślenie czegoś lepszego od rakiet, jakie znamy i zamierzają sięgnąć po potęgę atomu jak działa napęd jądrowy na czym miałaby polegać jego wyższość co może pójść nie tak czy istnieją inne zamienniki silników chemicznych porozmawiajmy o tym dlaczego doradzania w kosmos ciągle służy nam chiński wynalazek sprzed 1000 lat inż. Jaśkowiak oficjalna nazwa przedsięwzięcia to demonstracyjne rakietę do winnych działań w przestrzeni FIS Lunar way po polsku brzmi kiepsko po angielsku właściwie też, ale daje fajny dźwięczne skrótowiec draco jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem zadebiutuje ze 4 lata nie muszę dodawać, że termin jest raczej umowny w silnik rakietowy, jaki jest każdy widzi z dysz wydobywa się Strumień gazu i powoduje odrzut będzie 1 stronę pojazd w drugą no bo wiadomo, jeżeli działo, a działania chciałoby to chciałoby działa na ciało, a źródłem strumienia może być gwałtowna reakcja chemiczna np. wodoru z tlenem co jest najbardziej standardowym rozwiązaniem może też jej w ogóle nie być jeśli np. Strumień wypływa ze zbiornika pod ciśnieniem najważniejsze, żeby gaz wydostawał się z dyszy wystarczająco prędko Tomasz Barciński szef laboratorium mechatroniki robotyki satelitarnej centrum badań kosmicznych Polskiej Akademii Nauk idea w przypadku silnika nuklearnego i w przypadku łącznika chemicznego w przypadku silników takich które, wyrzucając sobie sprężony gaz jest taka sama chodzi o to, żeby wyrzucić gaz, z jaką prędkością możliwie największą teraz prędkość wylotową tam prędkość gazu zwiększane uczynimy dostatecznie dużą poprzez rozmaite triki fizyczne najprostszą sytuację taką, że po prostu mamy tak balonik gaz sprężony gaz wypuszczane test silnik typu call Gas Gas zimne jest wypuszczany jakoś tam prędkością to najmniejszy silniczek to pozwala manewrować satelitami np. problem, przed którym stają konstruktorzy silników można, więc uprościć do następującej kwestii jak rozpędzić Strumień gazu tyle by mógł posłużyć jako napęd odpowiednio zwykle jest reakcja chemiczna reakcja jądrowa jest innym rozwiązaniem tego samego dylematu, a strony dotyka bardzo lubi energię zapewnioną przez pierwiastki promieniotwórcze od ponad 2 lat po powierzchni Marsa śmiga łazik Perseverance, gdyż z tyłu nas zamontowała mu radio i topowy generator termoelektryczny RPG w środku znajduje się rdzeń z dwutlenku plus tonu silnie radioaktywnej substancji atomy w naturalny sposób ulegają rozpadowi w wyniku tego procesu powstaje ciepło zamieniane na prąd elektryczny, który sprawia ruch koła łazika zasilanego instrument proces nie jest wydajny, ale prosty zapewnia stosunkowo mało energii, ale przez długi czas alternatywą jest zasilanie za pomocą paneli słonecznych tylko, że one jak sama nazwa wskazuje potrzebują słońca i w miarę oddalania się od gwiazdy stają się coraz mniej użyteczne, a w dodatku istnieje ryzyko, że z jakiegoś powodu nie uda się ich rozłożyć dlatego sądy, które mają badać odległe regiony naszego układu korzystają tak jak Perseverance z Radia i topowych generatorów term elektrycznych od lat wykorzystujemy pierwiastki promieniotwórcze wnosimy wielu misjach choćby wojażach najstarszych chodzi o to, że jeśli chcemy, żeby misja pracowała dalej niż Orbita Jowisza powiedzmy to nie mamy wyjścia musimy używać takich aktorów produkcji prądu elektrycznego energia słoneczna nie jest już wystarczająca tak daleko do tego taki reaktor używamy też w Łazienkach marsjańskich jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że pierwiastki promieniotwórcze wynosić radio i izotopowe generator termoelektryczny w zasadzie nie jest aktorem jądrowym rozpad plutonu czy innego promieniotwórczego pierwiastka zachodzi naturalnie swoim własnym tempem z kolei w reaktorze chodzi o umyślne rozszczepienie atomów co zapewnia znacznie więcej energii i ten proces wymaga już regulowania oczywiście reaktory jądrowe też latały z kosmosu stare rodzicielskie równanie stanowi, że zapałki plus dziecko równa się pożar, a reaktor nuklearny plus radziecki program kosmiczny równa się nie mniej niż kłopoty w drugiej połowie lat siedemdziesiątych Sowieci stracili kontrolę nad niemającym analogia w Mirze satelitą zwiadowczym kosmos 954 to zdarza się nie pierwszy i nie ostatni instrument utracony na orbicie Sęk w tym, że akurat ten zawierał reaktor atomowy i kilkadziesiąt kilogramów paliwa uranowego plan zakładał że, zanim spadnie na ziemię satelita wystrzeli zużyte rdzeń daleko od planety no ale przodująca myśl radziecka nie potrafiła odzyskać panowania kosmos 954 zwalił się do atmosfery cały czas, zawierając substancje promieniotwórcze kilkadziesiąt kilogramów substancji promieniotwórczych szczątki obsypał północną Kanadę związek radziecki doprowadził do skażenia radioaktywnego w kraju, który usiłował szpiegować Kanadyjczycy miesiącami przeczesywali potem teren, żeby odnaleźć wszystkie pozostałości energię atomową wykorzystuje się w pojazdach kosmicznych od lat na razie głównie o to by zapewnić zasilanie nigdy jeszcze nie poleciała w kosmos rakieta o napędzie nuklearnym i wróćmy do pierwotnego dylematu jak rozpędzić gaz wylatujący dysze, więc to wcale nie musi być gaz to może być także Strumień jonów paliwo poddaje działaniu energii, która zaburza kwantową harmonii elektronów otaczających jądro chmurą prawdopodobieństwa mówiąc inaczej zmienia atomy bez ładunku elektrycznego i wiosny o ładunku dodatnim nami ani rejonów elektronami, czyli plazmy da się wpłynąć za pomocą pola elektromagnetycznego np. taki sposób, że nadaje się prędkość i kieruje ku dyszy, żeby uzyskać Strumień o dużej prędkości w proces jest złożony zaległego znaliśmy, ale zasada działania jest prosta atomów powstają jony jony da się zmienić Strumień Strumień napędza statek jest cała gama tych silników, które są zwane elektrycznymi silników, które wykonują rozmaite efekty fizyczne tylko o to, żeby rozpędzić gaz w przypadku silników jonowych jest to np. pole elektrostatyczne, który rozpędza jony podwojony, bo one są naładowane jesteśmy w stanie pole elektryczne przyspieszać możemy przeczytać też polem magnetycznym w przypadku faktycznego wykazuje się siły kulą znaną z fizyki licealnej są silniki napędzane elektrycznym w przypadku napędzania polem magnetycznym wykorzystuje siły na ręce też znaną bardzo dobrze liceum to prawda silnik jonowy brzmi jak coś występującego głównie w fantastyce naukowej chodzi jednak napęd, który wykorzystuje się prawdziwych misjach i to od dziesiątek lat by daleko szukać silnik jonowy wykorzystuje choćby sonda lepiej Colombo wydostać się w okolice wewnętrznych planet układu jest w drodze od ponad 4 lat będzie leciała jeszcze przez niespełna 3 rozmawialiśmy o nim w odcinku pt. Żegnaj będą Witaj Wenus badania innych ciał niebieskich na odległość z bliska do posłuchania na tokfm PL i w naszej aplikacji niezależnie od tego co wydostaje się z dyszy silnika i w jaki sposób potrzebny jest źródło zasilania do Kolombo wykorzystuje panele słoneczne, bo coraz bardziej zbliża się do gwiazdy coraz łatwiej pozyskuje energię w ten sposób są też inne metody tak się pewnie domyślacie dotarliśmy do momentu, w którym na scenę wkracza reaktor jądrowy im jest wyższa prędkość gazu, który wylatuje z dyszy silnika jest efektywnie to paliwo wykorzystywane prosta zasada ta efektywność podnosimy w rozmaity sposób zwykle też podgrzanie gazu no i teraz podgrzać gaz możemy w różnoraki sposób możemy korzystać z energii czerpanej z paneli słonecznych, żeby podnosić temperaturę tego gazu, jakimi działkami wypuszcza z większą prędkością możemy użyć właśnie reaktora jądrowego, który będzie generował energię elektryczną albo wprost ciepło podgrzewa ten gaz oczywiście da się wykorzystać reaktor jądrowy, żeby wytwarzać prąd i prąd, żeby ogrzewanie gaz da się tylko po co skoro można gaz ogrzewać od razu rektorem bez pośrednika w postaci prądu można ominąć i zwiększa skuteczność jeśli gaz przepuszczane w pobliżu rdzenia reaktora także się bezpośrednio nagrzewa generalnie chodzi o to, żeby jak najmocniej ten gaz podgrzać oczywiście w przypadku wykorzystania reaktora nuklearnego moglibyśmy podejrzewać go dowolnie wysokie temperatury ograniczenie czy ta jest sama struktura mechaniczna nie możemy gazu podgrzać dodawane są bardzo szybko zacznie topić albo albo niszczyć program Dragon ma udowodnić, że tę technologię da się wykorzystać w praktyce, że reakcja jądrowa jest w stanie w praktyce zastąpić reakcję chemiczną i właśnie do tego sprowadza się całe zagadnienie jak doprowadzić do zjawiska odrzutu prace nad demonstracyjną rakietą do innych działań w przestrzeni i plenarnej toczą się już od kilku lat ostatnio wzbudził zainteresowanie, bo NASA ogłosiła, że się do nich przyłącza wcześniej problemem zajmowała się inna agencja amerykańskiego rządu darta instytucja podległa departamentowi obrony na koncie ma stworzenie podwalin pod internet, a także szemrane badania nad tyle partię w czasach zimnej wojny na razie kilka firm dostało od daty kontrakty na opracowanie koncepcji i wstępnych planów operowanie reaktorem jądrowym w kosmosie wydaje się karkołomnym zadaniem, ale stany Zjednoczone opanowały technologię jeszcze w latach sześćdziesiątych mało tego pierwszy reaktor, jaki Amerykanie posłali na orbitę cały czas krąży wokół ziemi będzie krążył jeszcze przez tysiące lat już nie działa ma się rozumieć celem satelity nad 10, a było sprawdzenie czy da się wykorzystać energię atomową w silniku jonowym dokładnie takim scenariuszu przed chwilą rozmawialiśmy demonstracyjna rakieta do winnych działań w przestrzeni Sisley nart jej będzie działała inaczej prościej reaktor nie posłuży do wytwarzania prądu tylko do bezpośredniego podgrzewania wodoru w co powinno rozwiązać niejako mimochodem inny poważny problem, czyli chłodzenie instalacji reaktor jądrowy wytwarza pożądane ciepło, ale nie może być za dużo w próżni trudno się pozbyć jego nadmiaru wiedzy sposobem jest tutaj wy promieniowania ciepła wypromieniowuje ciepło ze statku kosmicznego przestrzeń kosmiczną co znaczy każde ciało, które jest cieplejsza niż zakaz wino czy każde ciało świeci można powiedzieć łudząc się, oddając albo poprzez promieniowanie to jest dość mało wydajny proces dużo łatwiejsze chłodzić jeśli obmywa nas jakiś gaz, któremu ciepło przekazujemy poprzez właśnie kontakt albo sam kontakt z innym ciałem natomiast tego musimy doprowadzić do promieniowania tego szefa Radia tory są systemy kontroli termicznej rozmaite kierunki pań, które ciepło przenoszą w tych cieplejszych miejsc do radiatorów, które potem promieniują to wszystko przez kosmiczną natomiast prawdopodobnie jest tak, że to ciepło z reaktora dość efektywnie jest transferowane do tego gazu, które po prostu wyrzucane jest gorąco jest wyrzucane, czyli prawdopodobnie grał tego ciepła idzie po prostu sobie przestrzeń kosmiczną w postaci ciepła w gazie prawdopodobnie, bo nigdy dotąd żadna nuklearna rakieta nie poleciała w kosmos, choć kilka silników opartych na tej technologii już powstało w latach pięćdziesiątych sześćdziesiątych NASA prowadziła projekt Nergala, który zakończył się na etapie testów najemnych, a potem padł ofiarą cięć budżetowych w epoce, która nastąpiła to lądowaniu na Księżycu dzięki tym próbom wiemy, że napęd atomowy da się zbudować to jednak nie znaczy, że się powinno czy rakieta atomowa jest lepsza od chemicznej fachowa odpowiedź brzmi to zależy głównie od tego do czego ma służyć np. do startu z powierzchni ziemi napęd nuklearny w zupełnie się nie nadaje wytwarza o wiele za mało siły ciągu nie jak nie da się w ten sposób pokonać ciążenia, żeby nie być gołosłownym silnik RS 25 wykorzystywano wahadłowce kosmiczne rakiety SLS silnik chemiczny jest w stanie wytworzyć ciąg przekraczający 2 000 000 Newton ów projekt nerwach osiągną ciąg rzędu 250 000 milionów około 4× mniej natomiast jeśli pojazd jest już na orbicie i atmosfera nie spowija go gęstym kożuchem wówczas silnik atomowy jest rozwiązaniem niezwykle wprost korzystnym wydajność tego procesu bardzo chemiczny jest niższa jest wielkość techniczna powiedzmy, która nazywa impulsem właściwym ta wielkość mówi nam o tym, jaka będzie prędkość gazów wylotowych i teraz prędkość gazów wylotowych determinuje nam, jaki przyrost prędkości uzyska statek kosmiczny, więc im jest wyższy impuls właściwy czym będzie ta prędkość końcowa większa w przypadku tych chemicznych silników, gdzie się po prostu 2 składniki miesza reakcja następuje wybuch lecimy ten impuls jest dwukrotnie niższe niż w przypadku silnika nuklearnego o impulsie właściwym rozmawialiśmy też w poprzednim odcinku pt. rakieta w rakiecie to posłuchania tam, gdzie zawsze w silnik nuklearny może nie będzie potrafił pchnąć statków z dużą siłą, ale wszystko wskazuje na to, że będzie mógł go pchać długo zamiast dużego przyspieszenia w krótkiej chwili jak podczas startu równomierne przyspieszanie za pomocą niewielkiej ilości paliwa aż ostatecznie osiąga się znaczną prędkość i napęd nuklearny nie wyeliminuje standardowych silników chemicznych będzie uruchamiany daleko poza planetą w przypadku silników chemicznych siła ciągu jest wielo wielokrotny większą rakiety startujące mają ogromną siłę ciągu jesteśmy w stanie unieść całą rakietę przebić przez atmosferę itd. Norwid takimi siłami ciągu nie dysponujemy w przypadku silników termicznych, więc czynić termiczne mają lepszą efektywność niż silniki chemiczne natomiast chemiczne są silniejsze zapowiedzi NASA są często w przypadku Amerykanów hurraoptymistyczne napęd nuklearny ma znacząco skrócić podróżna Marsa, która z wykorzystaniem silników chemicznych trwa obecnie bite pół roku impuls właściwy napędu nuklearnego ma być kilkukrotnie wyższe niż silników chemicznych tylko, że diabeł tkwi szczegółach po pierwsze, podróżna Marsa będzie krótsza o jakiś miesiąc po drugie, draco celuje w impuls właściwy 2× wyższy od silników chemicznych nieźle, ale trudno uznać za wielokrotną poprawę po trzecie przeprowadzenie obliczeń związanych z LOT-em będzie znacznie trudniejsze są 2 rodzaje tak z grubsza rzecz biorąc takich manewrów manewrze impulsowe, gdzie wykorzystujemy bardzo mocny silnik przez bardzo krótki czas po to, żeby zmienić prędkość np. taki manewr Ochmana zmiany orbity tak naprawdę statek kosmiczny uderzane silnikiem 2× pierwsze uderzenia sprawia, że statek kosmiczny takie zwykłe kołowe orbity wchodzi na eliptyczną, a drugie, że chodzi z powrotem na kołowym, ale wyższą albo odwrotnie można też obniżyć orbity takich jak dostać mandat impulsowe tutaj można wykonać chemiczne np. bardzo krótki bardzo mocny natomiast silnik jonowy działa w sposób ciągły delikatne impuls, ale w sposób ciągły on wznosi się po takiej spirali jeśli chcemy Orbita podwyższyć, czyli niższej wysokości skończyć na wyższe będą włączamy silniczek tak delikatnie delikatnie ciągle to orbitę podwyższa albo obniżamy jeszcze 1 problem może trafić przyszłą załogę nuklearnej rakiety i jest szczególnie zabawne jeśli wziąć pod uwagę nazwę program przypomina drakę, czyli demonstracyjna rakieta do winnych działań w przestrzeni i solidarnej prawdopodobnie okaże się, że działania nie będą przesadnie winne czynniki chemiczne budzą się do życia w mgnieniu oka, kiedy odliczanie dojdzie do zera zaczyna się reakcja następuje start od uruchomienia napędu do osiągnięcia pełnego ciągu mija krótka chwila potem, żeby przerwać pracę silnika wystarczy odciąć dopływ materiałów pędnych co sprowadza się do zamknięcia zaworów inaczej w przypadku silników nuklearnych przekazywanie ciepła z reaktora do gazu trwa w efekcie silnik potrzebuje nawet pół minuty na rozruch, a potem minutę, żeby stanąć będzie to zatem demonstracyjna rakieta do starannie obliczonych ostrożnie przeprowadzanych działań w przestrzeni i na tej tu cumują, więc mamy kilka sposobów na nadanie gazowi prędkości wylotowej takiej efektywnej może być reakcja chemiczna tak jak silniki chemiczne jest spalanie i wyrzucanie gazu z dużą prędkością przez to może być podgrzanie gazu po prostu, bo zwiększamy wtedy ciśnienia gaz podgrzany zwiększa ciśnienie, więc większa prędkość wylotową możemy zamiast rozpędzać polem elektrycznym gaz organizowane źródeł energii, które nam daje to ciepło, bo daje nam prąd elektryczny może być słońce przez panele słoneczne może właśnie aktor też różne konfiguracje to wszystko zarząd pomysłowość inżynierów, którzy dobrze zmian fizyka potrafią budować różne bardzo efektywne procesy podwyższania prędkości gazu wylot, ale generalnie chodzi o to, żeby jak naj mocniej zwiększyć prędkość gazu wylotowego taka jest idea, gdyby tak Podzamcze zamkną to będzie ryzykowna myślę w ogóle nie babrać się z gorącymi gazami w ogóle odstawić silniki rakietowe na półkę i pożeglować przez przez twórcę kosmosu bez reakcji chemicznych bez reakcji jądrowych istnieje taka możliwość żagiel słoneczny, jeżeli mamy płytka i stąd płytka uderzamy kuleczkę Kuleczka odbija wódka doznaje takiego małego impulsu może zmieni swoją prędkość wystawiamy w żagle słoneczne kilka takich folii na działanie światła światło może być interpretowane jako taki Strumień fotonów, które uderzają odbijają się jak w lustrze mają dać Pence, odbijając się sprawiają, że pod drzewem ten ma zmieniony znak, że zachowania panów są spełniane to ten musi zostać przekazane tej płyty chce także ten żagiel słoneczny tak samo jak zwykły żagiel powietrza dmucha żagiel odbija się i ten żagiel przesuwa statek urządzenia zaletą takiego rozwiązania jest oczywista żadnego paliwa żadnych silników tylko kosmiczne Bryza wada też narzuca się sama fotony niosą bardzo niewiele błędów, żeby żagiel słoneczny był aktywnym napędem to faktycznie musiałby mieć wielkie pole powierzchni natomiast wykorzystujemy efekt żagla słonecznego małych satelitach jest taki efekt, który nazywa, a ciśnienie wiatru słonecznego widocznie wiatru słonecznego, mimo że satelita nie ma żadnego Agra jest wystarczająco dużo, żeby zakłócać satelity w tym sensie, że jest wstanie obracać satelitą bardzo powolutku bardzo delikatnie, ale jednak więcej nadziei pokładał bym jednak w napędzie nuklearnym głównie, dlatego że programy Drug ma solidną podbudowę w postaci badań z lat pięćdziesiątych sześćdziesiątych i wyzwanie nie jest, więc naukowe jest techniczne technologię silnika nuklearnego jest ludzkości znana chodzi tylko o to by ją wdrożyć i przetestować, a do tego jak zawsze potrzeba 2 rzeczy czasu i pieniędzy oraz talentu inżynierów to 3 rzeczy i trochę szczęścia 4 może jeszcze dyscypliny, czyli 5, ale też nieco swobody 6 i całej masy pozwoleń 7100 były usługi kosmiczne dla ludności uwagi wnioski reklamacje przyjmuje się pod adresem Piotr europejską jak ma watą cukrową każdy Zwiń «

Nie chemiczny, nie jonowy, tylko napęd atomowy!

AUTOMATYCZNA TRANSKRYPCJA PODCASTU

PODCASTY AUDYCJI: USŁUGI KOSMICZNE DLA LUDNOŚCI

POSŁUCHAJ RÓWNIEŻ

DOSTĘP PREMIUM

SERWIS INFORMACYJNY

Wydanie z godziny 00:00

Najnowsze Podcasty

Jakiej Polski chcą Polki i Polacy?

Sukcesja i Biały Lotos - dlaczego lubimy cyniczne komediodramaty o bogatych? (i czy kapitalizm może być etyczny?)

"Jestem bardzo uczulony na osoby, które nadużywają alkoholu – boli mnie to i przeraża" – słuchaczx o tym jak uzależnienie bliskich wpłynęło na ich życie

Jak choroba alkoholowa wpływa na życie bliskich osoby uzależnionej?

TOK FM

Polecamy

Popularne

GOŚCIE TOK FM

Gazeta.pl

WYBORCZA.PL