Исследуется ли двигательная установка рельсотрона?

Конкретно: не "космическая пушка" для запуска полезной нагрузки в космос. Эта тема много обсуждалась, и я знаю множество проблем и их частичных решений.

Я имею в виду устройство, установленное на корабле, использующее электричество для запуска макроскопических кусков металлической реактивной массы на гиперскорости в направлении, противоположном направлению движения корабля.

Рельсотроны, работающие в атмосфере, имеют ограниченное применение и множество проблем. Некоторые из них должны исчезнуть впустую, а другие могут остаться или обостриться. Тем не менее, если ЭДО-1 когда- нибудь выйдет на запланированные 7000 м с скорость на выходе, это составит двигатель мощностью более 700 с. я с п , и это, конечно, не конец - если мы не будем стремиться к тяжелым снарядам аэродинамической формы и бронебойным свойствам, просто сосредоточимся на том, чтобы как можно быстрее выбрасывать любую форму, это может привести к дальнейшим улучшениям.

Конечно, были бы проблемы. Импульсная двигательная нагрузка, энергоснабжение, тепловыделение и так далее. Но вы должны признать, что 700 я с п звучит очень заманчиво.

И, конечно, я был бы очень удивлен, если бы я был первым, кто додумался до этого. Итак, это было предпринято, разработано, исследовано? Какие-то непредвиденные проблемы, которые делают это совершенно невозможным или иным образом ошибочным?

Хм, интересно, сможем ли мы управлять таким астероидом, запустив его собственную массу...
Была схема с массовыми двигателями, использующими астероидный материал в качестве реактивной массы. Погуглите астероиды MADMEN.
Интересно, сколько времени пройдет, прежде чем выплевывание гигантского количества мелких быстро движущихся объектов вблизи Земли или установок в космосе станет проблемой...
@kimholder: Я предполагал, что это будет так, поэтому корабль, вероятно, будет посылать снаряды в атмосферу, чтобы сгореть. Или, по крайней мере, на траекторию отступления. Кроме того, я полагаю, что с учетом задействованной энергии снаряды могли покидать двигатель в виде пара или, по крайней мере, в виде очень тонкого жидкого тумана.
Массометатели стоит оценить для конкретных приложений. ISP и тяга/вес являются ключевыми факторами производительности при запуске из гравитационного колодца и переносе всего вашего топлива. ISP зависит от скорости истечения и, для ракеты, от молекулярного веса вашего топлива. Таким образом, вы отказываетесь от ISP, бросая камни или металлические пули, а не водород. Однако, если вы перемещаете астероид, ваша система не ограничена по массе, она ограничена по энергии и по массе системы запуска. Статья в Википедии об интернет-провайдерах ссылается на другую статью об энергоэффективности, которую стоит проверить.
Идея «массового метания» давно известна из научной фантастики. Рельсовая пушка звучит неплохо, хотя я думаю, что обслуживание будет большой проблемой. Однако они потребляют много энергии, как ядерный реактор. В настоящее время ядерные реакторы запрещены в космосе, но, вероятно, со временем это изменится. Ни одна из этих тепловых ядерных силовых установок не сможет питать рельсовые пушки.
@HowardMiller: Это просто вопрос средней тяги. Батарея конденсаторов может непрерывно заряжаться в течение длительного времени, пока не достигнет уровня, когда рельсотрон выстрелит. Конечно, в этом варианте он значительно уступает ионным двигателям, которые могли обеспечить аналогичную тягу за это время из того же источника и с лучшим ISp. Но вроде серьезный конкурент НТР - троттлинг НТР - это потеря ИСП при том же массовом расходе. Рельсотрон уменьшает массовый расход без потери ISp и потенциально обеспечивает лучшее ISp в целом с приличной тягой. Как это можно сравнить с батареей ионных дисков?
Я подозреваю, что ионные приводы были бы лучшим способом. Рельсовая пушка по сути представляет собой короткое замыкание с очень большим током. Любое несовершенство рельса будет расти с каждым выстрелом, пока пушку не придется выключать, а рельс ремонтировать или заменять. У вас должен быть адский ионный двигатель, чтобы разогнаться за любое подходящее время, и общая затраченная энергия будет примерно одинаковой. Я говорю «примерно», потому что так или иначе будет потеря энергии.
@HowardMiller: Да, если мы найдем источник ксенона в глубоком космосе. Для кораблей, запускаемых/заправляемых с Земли, я согласен, просто бросьте столько ионных двигателей, сколько вам нужно для желаемой тяги, и ничто не сравнится с этим. Но если вы планируете миссию по возвращению образцов с Цереры, вы можете подумать о чем-то, что можно заправить на Церере.
@HowardMiller: Кроме того, я не уверен, но подозреваю, что он может лучше масштабироваться с высокой тягой. Если вы хотите поставить ядерный реактор на свой корабль, рельсотрон может стоить меньше трехсот ионных двигателей, обеспечивая примерно такую ​​же тягу и аналогичный ISp. Но пока мы не увидим достойных космических прототипов, это всего лишь необоснованная догадка.
@Kengineer: Ионные двигатели обычно используют ксенон, а не криптон с меньшей атомной массой, потому что в этом режиме тяга вызывает большую озабоченность, чем Isp; и более высокая атомная масса имеет тенденцию давать более высокую тягу в обмен на более низкое Isp. Предлагаемый «рельсовый двигатель» экстраполирует эту тенденцию до крайности.

Ответы (3)

Да, Made on Space исследует аналогичную идею. План превращения астероидов в космические корабли

двигательная установка может быть своего рода катапультой, которая запускает валуны или другой материал с астероида контролируемым образом, тем самым толкая космический камень в противоположном направлении (как описано в третьем законе движения Ньютона).

Хотя план «Сделано в космосе» включает в себя гораздо более простые формы выброса объектов, чем рельсовая пушка для создания движения, основные принципы все еще применяются.

Я подозреваю, что если у вас есть электроэнергия для стрельбы макроскопическими снарядами из рельсотрона, вам лучше разогнать ксенон с его помощью. Современные ионные двигатели обеспечивают скорость истечения более 30 000 м/с. https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_thruster

Мне было интересно, может ли это быть так. Но ксенон дорогой.
При цене 850 долларов США за кг он не будет обходиться в кругленькую сумму для небольших зондов, а MPDT могут обеспечить столь же эффективную работу с водородом.
Возможно, вы захотите сослаться на другой ресурс, подобный этому , потому что в вашей статье на Wiki утверждается, что Xenon в дефиците.
30000 м/с при какой тяге? Кроме того, железных астероидов пруд пруди, а найти ксенон в космосе будет непросто...
@ Called2voyage В атмосфере много ксенона. Мировое производство ограничивает предложение. Ксенон часто выбрасывается в процессе сжижения кислорода и азота из нашей атмосферы. Если бы на него был большой спрос, было бы нетрудно нарастить производство.
Ксенон не обязательно. Подойдет любой легко ионизируемый газ в достаточном количестве, даже испаренная порода.

С точки зрения научной фантастики, есть книга Грегори Бенфорда и Дэвида Брина « Сердце кометы » о попытке загнать комету Галлея на околоземную орбиту. В апогее они используют пращники, в основном рельсотроны, стреляющие добытой массой из кометы, чтобы передать импульс и «лететь на комете».

Тем не менее, отличная история, но Брин и Бенфорд — настоящие ученые, которые часто уделяют науке хотя бы поверхностное внимание в этой истории.

«Сердце кометы» — хорошее чтение. Я рекомендую это.
Исследуется ли двигательная установка рельсотрона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v