Мои инопланетяне хотят построить самую тяжелую химическую ракету: они никогда особо не увлекались космическими путешествиями, поскольку гравитация их планет примерно в 1,5 раза меньше нашей. Они получили много неудачного опыта, борясь с гравитацией, и «решили» оставить свои технологии на земле. Внезапно крупнейшая в мире корпорация решает, что совершенно необходимо и очень срочно отправить в космос несколько двигателей, станцию размножения и несколько роботов. Их не волнует ни все, что они построили, ни весь остальной мир. Они используют химические двигатели, потому что у них нет опыта работы с более сильными. Это будет около 100 тонн ракеты на 1 грамм полезной нагрузки? Можем ли мы также использовать нанотрубки и алмазы, чтобы скрепить их вместе? Хороший.
Лучшее место для запуска — самая большая гора планеты, позволяющая пропустить часть атмосферы, а также позволяющая злоупотреблять вращением планеты. Тем не менее, предстоит преодолеть приличное расстояние, потому что атмосфера простирается примерно в 2 раза дальше, чем земля. (50% водорода, 40% азота и еще что-то тяжелое, что не имеет значения) Если бы воздух был теплее, его было бы легче пробить, верно? Что может лучше подогреть атмосферу, чем куча бомб? Они выпускают несколько колец ядерных боеголовок, которые детонируют на разных высотах, ждут, пока давление и ветер придут в норму, расчехлят ракету и запустят ее.
Конечно, плотность воздуха — один из менее важных факторов, когда речь идет о запуске ракеты. Я хочу, чтобы это было важно, потому что я хочу взорвать небо. Я также знаю, что есть лучшие способы избежать гравитации планет, чем химические двигатели, но это то, с чем мы здесь работаем. Попробуйте работать с сумасшедшим, пожалуйста.
Два вопроса:
Реален ли такой способ накалить атмосферу?
Если нет, то как лучше всего?
мой последний пост с похожей темой
Я также был бы благодарен за комментарии, в которых упоминается больше переменных, о которых следует подумать. Что еще должны были сделать инопланетяне, чтобы запустить свою чудовищную ракету? Речь идет не о решении проблемы, а о создании новых, которые инопланетяне едва ли могут решить.
Установите ядерную бомбу на остроконечный шип ракеты.
Тепло уменьшает сопротивление. Если вы собираетесь производить тепло, делайте это там, где вам нужно — прямо перед вашей ракетой. Это работает, чтобы уменьшить сопротивление воздуха.
https://www.researchgate.net/publication/268555192_Drag_Reduction_of_Spiked_Missile_by_Heat_Addition
Эксперименты, проведенные в Германии 45 лет назад, а затем повторенные в США в начале 1980-х годов, показывают снижение лобового сопротивления шипованной ракеты примерно на 50% за счет сжигания газообразного водорода в отрывном потоке. В этой статье с помощью средств вычислительной гидродинамики (CFD) исследуется роль подвода тепла за счет сжигания газообразного водорода в снижении сопротивления ... Добавление тепла в турбулентный отрывной поток практически устраняет ударную волну повторного присоединения сдвигового слоя, а также изменяет базовое сопротивление. . Впрыск водорода в оторвавшуюся область течения без горения не устранил ударную волну присоединения, что указывает на то, что подвод тепла является необходимым условием для устранения ударной волны присоединения сдвигового слоя и уменьшения сопротивления, как это наблюдалось в экспериментах как в Германии, так и в США.
Если у вас есть крепления для ядерной бомбы, вы, вероятно, сможете сделать реактор деления. Установите один на наконечник вашей ракеты и используйте его, чтобы нагреть наконечник до очень горячего состояния. Из связанной статьи — чем длиннее шип, тем лучше это работает, поэтому у вашей ракеты должен быть очень длинный светящийся горячий шип на кончике. Аэрошипы уже используются, но я не смог найти фото раскаленного.
Как только вы выйдете из атмосферы, вы можете захотеть сбросить реактор деления. Так как меньше проходящего воздуха, он не будет охлаждаться и будет становиться все горячее и горячее.
- Обратите внимание - большой процент водорода в вашей атмосфере также уменьшит сопротивление воздуха по сравнению с Землей. Также люди могут говорить скрипучими голосами.
Основная проблема с этим подходом заключается в том, что это в значительной степени бессмысленный способ повлиять на мощность ракеты, поскольку атмосферное сопротивление составляет очень небольшую часть затрат энергии на запуск ракеты. Гораздо большее бремя — особенно на планете с высокой гравитацией — это гравитационное сопротивление : в широком смысле энергия, которую вы должны расходовать, поддерживая высоту, которую вы уже набрали, пока вы работаете, чтобы подняться выше/быстрее. Как всегда, ракетное уравнение здесь не ваш друг.
Наилучший подход, безусловно, состоит в том, чтобы набрать как можно большую высоту и скорость (помните, что набор «боковой» скорости — это то, на что ракеты тратят большую часть своей энергии) до начала фазы ракеты. Размещение стартовой площадки на вершине горы — хорошее начало, но вам нужно сделать больше.
Разумная раса в мире с высокой гравитацией наверняка открыла бы полеты как легче, так и тяжелее воздуха, и идея полета на ракете будет для них не более новой, чем идея полета на ракете. ракетная техника. С вашей стартовой площадки на вершине горы вы должны поднять свою стартовую платформу как можно выше в атмосферу с помощью воздушного шара. Поскольку атмосфера уже на 40% состоит из водорода, то потребуется заполнить дирижабль чистым водородом, а затем нагреть его, как воздушный шар — что может пойти не так?! Это гораздо менее разрушительный способ прохождения через большую часть плотной атмосферы.
Оказавшись там, вы должны запустить свою ракету больше как планер, чем что-либо еще, используя крылья для создания максимально возможной аэродинамической подъемной силы как можно дольше. Поскольку скорость звука в водороде намного выше, чем в земном воздухе, вы сможете значительно увеличить боковую скорость в этом режиме, прежде чем станет более практичным сбрасывать крылья (или подниматься из атмосферы), а не продолжать укреплять их. После этого ваши химические ракеты могут переключиться в чистый ракетный режим с хорошим стартом как по высоте, так и по поперечной скорости. Между тем, весь этот уран может быть использован с пользой для питания нагревателей, которые будут поддерживать стартовую площадку дирижабля размером с гору в воздухе.
Реален ли такой способ накалить атмосферу?
Это хорошо нагреет атмосферу, но оставшаяся область низкого давления и низкой плотности не продержится долго. Определенно недостаточно долго, чтобы запустить через него ракету. Или, по крайней мере, не ракета, которой нужно было выжить.
Если нет, то как лучше всего?
Лучше всего не использовать химическую ракету . Я не уверен, что вам повезет, даже если вы соорудите какую-нибудь эвакуированную пусковую трубу в стиле звездного трамвая и запустите из нее свою ракету.
Если вы так хотите взорвать свой мир, почему бы вместо этого просто не реализовать Project Orion ? Тяги много, Isp высокий, всем доволен. Не считая тех, у кого в результате пусков развивается рак. Это будет проще, чем пусковая труба, и, скорее всего, сработает, учитывая ваш технический уровень.
Еще в 1960-х годах некоторые ученые НАСА исследовали возможность создания космических аппаратов, приводимых в движение относительно небольшими ядерными бомбами; они назвали это «Проект Орион». Идея состоит в том, что космический корабль будет запускать ядерные бомбы из отверстия в днище корабля, где они взорвутся; бомбы будут спроектированы как взрывчатые вещества с «кумулятивным зарядом», так что большая часть энергии бомбы будет сосредоточена обратно на космический корабль, где она ударит по 20-метровой стальной пластине. Эта пластина будет соединена с массивным набором амортизаторов, которые, в свою очередь, будут связаны с остальной частью космического корабля.
Цифры, которые они рассчитали для него, будут такими, что такая ракета будет способна нести 6000 тонн груза (вес всей ракеты «Сатурн-5») на Луну и обратно на одном баке топлива. Хотя я не ученый-ракетчик, поэтому я не уверен, сколько дельта-V останется у ракеты при запуске с вашей чужой планеты, я уверен, что они смогут это сделать.
К сожалению, международная политика и напряженность времен холодной войны сделали невозможным строительство ракет с импульсным ядерным двигателем, но это может быть не так для ваших инопланетян.
Примечание: все остальные ответы о том, что сопротивление воздуха является совершенно незначительной частью запуска ракеты, на 100% верны. Но поскольку это не помечено как точная наука, преобладает правило крутости.
Ядерные снаряды неэффективны в разрежении столба воздуха, потому что большая часть их тепла распространяется на площадь, намного большую, чем ваша ракета. Молния, однако, очень хорошо нагревает очень локализованный столб, простирающийся от земли до облачного слоя.
Молнии естественным образом следуют за столбом воздуха, ионизированным сильным статическим полем, созданным в облаках. Другой способ ионизации воздуха — лазер высокой интенсивности. Итак, установите массив мощных лазеров вокруг стартовой площадки, дождитесь ненастного пасмурного дня, запустите сразу весь лазерный массив и взлетайте, как только рассеется турбулентность от устрашающего гигантского столба молнии.
Если вы действительно хотите придерживаться концепции «обстрелять небо», ядерное оружие, безусловно, хорошо ионизирует воздух. Вместо больших скоплений мегатонных стратегических ядерных зарядов вам понадобится небольшая вертикальная цепочка тактических ядерных зарядов мощностью в килотонны. Вы могли бы объединить это с лазерами, чтобы получить возможность сдерживания колонны. Таким образом, замедленное видео вашего запуска покажет
1) Начинается последовательность небольших ядерных взрывов 2) Немедленно за ними следуют мощные лазеры, пронзающие небо 3) Немедленно за которыми следует огромный взрыв молнии 4) За которым вскоре последует ваша обожженная и подбитая ветром ракета, качающаяся в небо
В дополнение к химическим ракетам, используйте удар молнии, чтобы дать вашему кораблю начальный толчок с помощью пусковой установки типа рельсовой пушки.
Несколько лет назад я рассмотрел предложение увеличить скорость самолетов с помощью лазера для ионизации воздуха перед ними. Это экстремальная форма плазменной аэродинамики, которая в основном тестируется с более мягкими подходами, но она может дать желаемый эффект.
Хитрость заключается в использовании ультракороткоимпульсного лазера, который по существу является самофокусирующимся для достижения необходимой интенсивности с помощью относительно скромного лазера.
Монти Уайлд