Есть ли способ восстановить часть энергии повторного входа марсианского посадочного модуля?

Есть ли способ восстановить часть энергии повторного входа марсианского посадочного модуля?

  • Огромная энергия вырабатывается, когда корабль входит в атмосферу — по общему признанию, за довольно короткое время — и только один раз.
  • Мы видели рекуперативное торможение на различных транспортных средствах, начиная с дизель-электрических локомотивов, теперь электромобилей и некоторых гоночных автомобилей F-1, которые способны восстанавливать значительную энергию за очень короткие промежутки времени.

  • Восстановление может быть механическим, тепловым или электрическим, но оно должно быть оправданным, если его тащить по всей системе.

  • Например, запас льда можно нагреть до воды, сэкономив энергию, чтобы сделать это позже на поверхности.

  • Вода может быть преобразована в перегретый пар для какого-либо использования либо во время входа в атмосферу, либо позже на поверхности). Вполне возможно, что ледяные грузовые корабли (с астероида) могут доставлять на поверхность крупные грузы. Система воды или льда может помочь охладить входной щит.
  • Самовращающийся пропеллер может помочь в аэродинамическом замедлении на более позднем этапе входа в атмосферу, а также накапливать некоторую энергию. Такие пропеллеры были предложены для возвращения на Землю, хотя разреженная марсианская атмосфера представляет собой проблему.
Связанный, возможный дубликат: space.stackexchange.com/q/15001/58
Фактический вопрос, упомянутый в приведенном выше комментарии, кажется, отличается от этого, хотя некоторая информация в ОТВЕТАХ может быть актуальной. Спасибо за ссылку.
Пропеллеры не работают выше 1 Маха.
Какое устройство из анобтаниума вы собираетесь использовать для хранения этого огромного количества энергии? Возьмем, к примеру, вход космического корабля «Аполлон», которому нужно было снизить скорость с 11 км/с почти до нуля. При массе 5560 кг это составляет 336 гигаджоулей энергии, которые в основном были выброшены в атмосферу. Это количество энергии в 8 метрических тоннах нефти. Разрушение атмосферы позволяет космическому кораблю не использовать двигатели на протяжении большей части посадки.
Правильно признать тот факт, что в лучшем случае может быть восстановлено лишь незначительное количество энергии, затраченной при входе в атмосферу. Учитывая это, я думаю, что вода является одной из лучших доступных сред и способна быстро передавать энергию. Очевидно, что ничего здесь не имеет смысла, если только сама среда и какие-либо методы/устройства теплопередачи уже не установлены на корабле или не очень легкие по весу.
Контейнер для перегретого водяного пара был бы слишком тяжелым для марсианского посадочного модуля. Передача тепла от теплозащитного экрана к воде может привести к нарушению целостности теплозащитного экрана. Паровой двигатель добавит много веса, который бесполезен после того, как пар будет израсходован. Хранение пара в течение более длительного времени невозможно. Солнечные батареи можно было бы использовать годами,
Оглядываясь назад, я вижу, что этот вопрос лучше было бы сформулировать так: «Как можно использовать часть энергии повторного входа марсианского посадочного модуля», что было бы сосредоточено на более скромных целях, чем попытка восстановить большое количество энергии. Это ставит его в один ряд с использованием горячей воды из радиатора для работы обогревателя автомобиля или даже топливного насоса с приводом от ветряка на Sopwith Camel — важного, но незначительного использования энергии. Может быть, случай с приземляющимся ледяным грузовым судном с тоннами льда в качестве груза может предложить некоторые возможности. Преобразование льда в воду по крайней мере облегчило бы его разгрузку.

Ответы (2)

Я собираюсь сказать нет, не прямо. Только одна из многих проблем заключается в том, что энергия — это просто тепло. Условно говоря, тепло легко получить, просто сделайте большую концентрирующую солнечную панель, и у вас будет полноценная теплота весь день. Что вы хотите сделать, так это сохранить энергию в ценной форме: кинетической или орбитальной энергии.

Гипотетически возможно восстановить большую часть орбитальной энергии перед входом в атмосферу и, таким образом, уменьшить количество энергии, рассеиваемой во время входа, хотя восстановленная энергия не будет доступна самому посадочному модулю. Это включает в себя передачу кинетической энергии посадочного модуля другому объекту на орбите. Основная концепция - Skyhook ., хотя обычно они задуманы как способ подъема полезных грузов из атмосферы Земли, их также можно использовать в обратном направлении, захватывая объект, находящийся на высокой орбите, вращая его вокруг якоря и помещая его на более низких скоростях в атмосферу. В процессе большая часть кинетической энергии посадочного модуля передается узлу скайхука, поднимая орбиту скайхука, а затем эта энергия может быть повторно использована для подъема другого объекта из атмосферы на орбиту, например полезной нагрузки, предназначенной для Земли.

Конечно, создание скайхука и выполнение маневров будет сопряжено с огромными техническими трудностями, но физически это возможно.

Ваше замечание об общедоступности HEAT уместно, и я не учел его должным образом. Я предполагаю, что тепло должно быть необходимо в немедленном сценарии, чтобы это было отдаленно стоящим.

Хотя это было бы трудно сделать отчасти из-за очень короткого времени и имело бы сомнительную ценность, вот концепция использования МГД для рекуперативного торможения во время входа на Марс из сгенерированной плазмы.

Есть ли способ восстановить часть энергии повторного входа марсианского посадочного модуля?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v