Marsiin 39 päivässä

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Ionimoottorilla Marsiin pääsisi 39 päivässä

Pitäisikö Marsiin lähettää miehitetty lento, vai ei? Vastustajien mukaan kuuden kuukauden yhdensuuntainen matka olisi liian pitkä ja rasittava. Tutkimusryhmä testaa parhaillaan tehokasta moottoria, joka saattaa tulevaisuudessa lyhentää matkan 39 päivään, kirjoittaa New Scientist.

Apollo 11 laukaisuhetkellä.

Perinteiset rakettimoottorit synnyttävät työntövoiman polttamalla kemiallisia polttoaineita. Suurin osa siitä kuluu, kun alus irtaantuu maasta. Avaruudessa moottorit pääsevät melko helpolla.

Ionimoottorit puolestaan kiihdyttävät sähköisesti varautuneita atomeja eli ioneja sähkökentän läpi. Ionimoottorit eivät ole niin voimakkaita kuin kemialliset serkkunsa, mistä syystä ne eivät pääse Maan vetovoimaa karkuun omin avuin.

Mutta avaruudessa ionimoottorit toimivat kuin tasainen purjeveneen takatuuli. Työntövoima kestää vuosia ja vaunhi kiihtyy asteittain, kunnes alus liikkuu polttomoottorilla varustettua nopeammin.

Ionimoottoreita on kokeiltu useilla avaruuslennoilla käytännössä. Esimeriksi Nasan vuonna 2007 laukaistussa Dawan-avaruusaluksessa, joka on matkalla Vesta asteroidille ja Ceres kääpiöplaneetalle. Lisäksi Japanilainen vuonna 2003 laukaistu Hayabusa-luotain kulkee neljän ionimoottorin voimin.

Uutta Yhdysvaltalaisen Ad Astra Rocket Companyn kehittämää ionimoottoria kutsutaan nimellä Vasimr (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket). Se sisältää samantapaisen radiotaajuusgeneraattorin kuin mitä käytetään radiolähettimissä. Generaattorin ansioista moottori on huomattavasti edeltäjiään tehokkaampi.
Hohkaa kuin aurinko

Vasimr toimii höyrykoneen tavoin. Moottorin ensimmäinen vaihe muistuttaa veden höyrystämistä, sillä radiotaajuusgeneraattori lämmittää argon-atomeista koostuvaa kaasua synnyttäen plasmaa. Plasmapurkauksella saisi aikaan heikon työntövoiman, jos se ammuttaisiin heti ulos rakettimoottorista.

Toisessa vaiheessa reaktio kuitenkin tehostuu. Siinä ionit kuumennetaan noin miljoonaan asteeseen. Kone muodostaa suprajohtavien magneettien avulla vahvan magneettikentän, missä ionit kieppuvat tietyllä taajuudella. Radiotaajuusgeneraattori on säädetty samalle taajuudelle, jolloin se pumppaa ioneihin lisäenergiaa ja kiihdyttää niitä edelleen.

Vahva magneettikenttä ohjaa tämän jälkeen plasman ulos moottorin takaosasta työntäen rakettia vastakkaiseen suuntaan.

Radiotaajuusgeneraattorin ansioista Vasimr on sata kertaa tehokkaampi kuin moottorit, jotka ionisoivat plasman lähettämällä sitä metalliverkkojen läpi eri taajuuksilla. Tämä lähestymistapa myös kuluttaa sekä verkkoa (kun ionit törmäävät siihen) että moottorin elinikää.

Generaattori kiertää ongelman, koska se ei ole koskaan tekemisissä ionien kanssa.

Ionimoottorin turvin Esan luotain Goce lentää ava­ruudessa 2 vuotta.

”Se (Vasimr-ionimoottori) on toistaiseksi tehokkain suprajohtavan plasman lähde”, sanoo Ad Astran tutkimusjohtaja Jared Squire.

Yrityksen tutkimusryhmä testasi viikolla 29 moottorin toista vaihetta, missä plasmaa kuumennetaan. Tähän asti tutkijat ovat kokeilleet kaksivaiheista moottoria 50 kilowatin tehoilla, mutta lukema kasvaa lähiaikoina 200 kilowattiin. Testien energiamäärällä syntyy noin puolen kilon työntövoima, mikä ei kuulosta paljolta, mutta avaruudessa sillä voi kuljettaa kahden tonnin lastia.

Vasimr-moottorille riittää pelkästään aurinkoenergia. Sitä tullaan todennäköisimmin käyttämään satelliittien hinaamisessa takaisin kiertoradoille ja vaarallisten asteroidien suistamiseen lentoradalta, ennen kuin ne pääsevät maahan asti.
Nasa on innoissaan, vaikka kuukauden Mars-matkasta vasta haaveillaan

Ad Astralla ja Nasalla on sopimus yhteishankkeesta. Vasmir-moottoreita matkaa Kansainväliselle avaruusasemalle suunnitelmien mukaan vuoteen 2013 mennessä. Moottorit tarjoavat asemalle ajoittaisen lisäpotkun, jotta ISS pysyy oikealla kiertoradalla.

Noin viiden viikon matka Marsiin vaatisi kuitenkin 1000 kertaa enemmän energiaa, kuin mitä auringosta saadaan nykyteknologialla irti. Tästä syystä Vasmriin pitää integroida ydinreaktori.

Neuvostoliitto kokeili ydintekniikkaa avaruudessa 60-luvulta alkaen noin 20 vuoden ajan. Sitä ei kuitenkaan ole kokeiltu 80-luvun jälkeen, joten kehitystyö vie aikaa.

Nasan uuden johtajan Charles Boldenin mukaan pikamatka Marsiin on kuitenkin mahdollinen. Juuri hän nosti esille 39 päivän reissun ionimoottorin voimalla.

Nasa rahoittaa Vasmr-ionimoottorin kehitystyötä ja uskoo, että sitä voidaan hyödyntää täysipainoisesti vuodesta 2010 alkaen.
http://www.tekniikkatalous.fi/tk/avaruu ... 310952.ece

Sivut

Kommentit (76)

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

Kyllä, VASMR-moottori on eräs lupaavimpia kehitelmiä. Pelkästään maata uhkaaville asteroideille lento, joka vaati keskimäärin 15 sekuntikilometrin nopeuslisää kiertoradalta ei
onnistu mielekkäässä ajassa (käyttämättä esim. Jupiterin painovoimalinkoa joka vie vuosia) kemiallisilla raketeilla, vaadittu impulssi (Sp) on luokkaa 30 000 s.,joka VASMR:lla
saavutetaan helposti.

Marssilainen
Seuraa 
Viestejä3337
Liittynyt29.3.2005

6 kuukautta ei ole mitään verrattuna entisaikojen merimatkoihin. Silloin tilanne oli ehkä vielä tukalampi. Keripukki vaivasi ja määränpääkin oli kartan valkoista aluetta. Niin ja onhan nykyaikaisissa sukellusveneissäkin kuukausien komennuksia. Avaruusasema Mirillä oltiin välillä erittäin pitkiä aikoja ja paljon ahtaammin kuin ISS:llä, jossa myös ollaan melko pitkään kerrallaan.

Kritisoijat eivät ota huomioon, että ihminen on hyvin sopeutuvainen laji. Lisäksi yksilöt ovat erilaisia. Vaikka minä en välttämättä soveltuisi tuollaiseen matkaan, niin joku muu ihminen ei pitäisi sitä läheskään yhtä pahana. Tietysti koti-ikävä voi vaivata kaikkia ja se on inhimillistä, mutta mielestäni tämä nimenomainen asia on suuresti liioiteltua. Ei pitäisi olla hätiä, jos henkilökemiat passaavat yhteen.

Tietysti aluksessa pitää olla senverran tilaa, ettei ihan höperöksi tulla ja omaa rauhaa.

Siinä se taas nähtiin, kuinka vilunki rehellistä huiputtaa...

Vierailija

Minä järjestäisin työpaikkailmoituksen matkaa varten. Karsiakseni heidät kaikki pois mahdollisista lähtijöistä.
Oikeista matkalaisista kaikki eivät edes osaisi lukea ilmoitusta jos vaikka huusissa olisivat sattuneet sen näkemäänkin. Motiovaatiot lähteä tuollaiselle matkalle olisivat joko narsistisia tai itsetuhoisia. Tuo hakijatyyppi on vääristellyt mielikuviaan jotta asettuisi hankkeen äärimmäisen vaaran alle. Tosipaikan tullen psyyke ei kestä mielikuvien romuttumista ja helpotkin tehtävät jäävät tekemättä.
Joku äärimmäisen kovan elämän karaisema, vaarat vaistoava tyyppi voi olla paras valinta, vaikka olisi hyljeksitty ja epämiellyttäväkin. Keskiverto älykkyys riittäisi. Selittää kannattaisi vasta kun hän on matkalla. Nenäverenvuodon välttämiseksi.

eteenpäin
Seuraa 
Viestejä1591
Liittynyt25.6.2009

Kuinka kauan tuollaisella vehkeellä parhaimmillaan sitten kestäisi matka esim. Ganymedeen tai Cerekseen?

Edit. niin ja eikös se Mars500 -kokeen ensimmäinen vaihe ollut aika menestys?

eteenpäin
Seuraa 
Viestejä1591
Liittynyt25.6.2009

Ganymedesta voisin kyllä laajentaa, että kuinka kauan kestäisi yleensäkin matka tuonne Jupiterin suunnille? Sori tuplapostaus, en voinut enää edellistä viestiä muokata. Olen niin tunari

offmind
Seuraa 
Viestejä14540
Liittynyt19.8.2008
eteenpäin
Ganymedesta voisin kyllä laajentaa, että kuinka kauan kestäisi yleensäkin matka tuonne Jupiterin suunnille? Sori tuplapostaus, en voinut enää edellistä viestiä muokata. Olen niin tunari

Itse en osaa laskea joten pöllin kaavat tuolta:
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3i.html
ja sitten leikin Wolfram Alphalla:
http://www05.wolframalpha.com/
ja sain sellaisia tuloksia, että jos matkaksi Marsiin laitetaan 70 miljoonaa kilomeriä ja matka-aika on se 39 vuorokautta, niin moottorin antama kiihtyvyys on jonkin verran vajaat 0.025m/s mikä kuulostaa uskottavalta ionimoottorille.

Sellaisella jatkuvalla kiihdytyksellä/jarrutuksella 265 miljoonaa kilometriä Ceresiin taittuu noin 75 vuorokaudessa, 630 milj. km Jupiteriin noin 116 ja 6 miljardia kilsaa Plutoon 358 vuorokaudessa.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

Viinankylväjä
Seuraa 
Viestejä476
Liittynyt15.1.2009
fenomenologi

Vastustajien mukaan kuuden kuukauden yhdensuuntainen matka olisi liian pitkä ja rasittava.
/article310952.ece



On se prkl, kun on työttömiä vaikka kuinka paljon, mutta silti on hankala saada työntekijöitä. Työkkäristä astronautit, jos ei kelpaa, niin karenssiin.

offmind
Seuraa 
Viestejä14540
Liittynyt19.8.2008
Viinankylväjä
fenomenologi

Vastustajien mukaan kuuden kuukauden yhdensuuntainen matka olisi liian pitkä ja rasittava.
/article310952.ece



On se prkl, kun on työttömiä vaikka kuinka paljon, mutta silti on hankala saada työntekijöitä. Työkkäristä astronautit, jos ei kelpaa, niin karenssiin.

Taitaa olla jonkin verran työssäkäyntialueen ulkopuolella

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

eteenpäin
Seuraa 
Viestejä1591
Liittynyt25.6.2009
offmind
[Sellaisella jatkuvalla kiihdytyksellä/jarrutuksella 265 miljoonaa kilometriä Ceresiin taittuu noin 75 vuorokaudessa, 630 milj. km Jupiteriin noin 116 ja 6 miljardia kilsaa Plutoon 358 vuorokaudessa.



Hulluja lukuja, jos ovat vähääkään oikeassa. Kuiperin vyöhykkeelle vuodessa? Jessus, kuulostaa jo ihan scifiltä.

Taitaa vaan mennä tovi, kun kehittelevät sen avaruudessa toimivan ydinreaktorin.

offmind
Seuraa 
Viestejä14540
Liittynyt19.8.2008
eteenpäin
offmind
[Sellaisella jatkuvalla kiihdytyksellä/jarrutuksella 265 miljoonaa kilometriä Ceresiin taittuu noin 75 vuorokaudessa, 630 milj. km Jupiteriin noin 116 ja 6 miljardia kilsaa Plutoon 358 vuorokaudessa.



Hulluja lukuja, jos ovat vähääkään oikeassa. Kuiperin vyöhykkeelle vuodessa? Jessus, kuulostaa jo ihan scifiltä.

En ota vastuuta luvuista, etäisyydetkin ovat vain hieman sinnepäin.

Mutta kannattaa kokeilla mitä matka-ajoille tapahtuu, jos alukseen kuvitellaan jokin futuristinen fuusiomoottori, jolla voi kiihdyttää/jarruttaa 9.81m/s2 Sehän se vasta scifiä olisi

Mutta vaikka alus kiihdyttäisikin vain 2.5cm/s2 ja ensimmäiset puolitoista vuorokautta menisi spiraaliradalla maapalloa kiertäen ennen kuin edes pakonopeus saavutettaisiin, niin kyllähän siinä jo aika haipakkaa päästeltäisiin puolimatkassa Plutoon. Lähes 400km/s.

Taitaa vaan mennä tovi, kun kehittelevät sen avaruudessa toimivan ydinreaktorin.

http://www.adastrarocket.com/ToMars.html
Tuolla todetaan että jos Marsiin halutaan 39 vuorokaudessa niin aluksessa pitää olla 200 megawatin reaktori. Varmasti jo sellaisen voimalaitoksen jäähdyttäminenkin avaruudessa olisi melkoinen tekninen haaste muista ongelmista nyt puhumattakaan.

Mutta jo paljon pienemmällä ja uskottavammalla 12MW:n reaktorilla Marsiin päästäisiin vajaassa 4 kuukaudessa. Olisi sekin aika valtava kehitysaskel.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

Yhden g:n (9,81 m/s^2) kiihdyttämisellä päästäisiin linnunradan keskustaan, 30 000 valovuoden päähän vuodessa. Mikään polttoaine ei kuitenkaan suoritukseen ja saavutettaviin relativistisiin nopeuksiin riittäisi, ainoa teoreettinen mahdollisuus on Bussardin Ramjet, avaruuden vetyatomeja keräävä ja fuusioiva systeemi. Jollain tavoin täytyisi kuitenkin päästä tämän patoputkimoottorin vaatimaan alkunopeuteen, 10% valon nopeudesta, 30 000 km/s.

Kyllähän ydinreaktoreita avaruudessa on käytetty, mm. venäläiset laivastojen liikkeitä seuraavat tutkasatelliitit. 200 megavattia on tyypillinen koko ydinsukellusveneissä, niissä käytettiin alkuun jopa 90% eli lähes aselaaduksi rikastettua uraani 235:a, nyttemmin rikastusaste on huomattavasti pienempi ja mukana uraanissa on gadoliniumia, "burnable poison" stabiloimassa korkean pitoisuuden haittoja. Jäähdytys tuskin on ongelma, jäähdytyssiivet vain varjon puolelle ja "kylmää" riittää. Kirjoitin mm. näistä pikku jutun aikoinaan TM:aan, tässä pdf:

http://hannutanskanen.webs.com/Atomilen ... 0totta.pdf

eteenpäin
Seuraa 
Viestejä1591
Liittynyt25.6.2009
offmind

Mutta kannattaa kokeilla mitä matka-ajoille tapahtuu, jos alukseen kuvitellaan jokin futuristinen fuusiomoottori, jolla voi kiihdyttää/jarruttaa 9.81m/s2 Sehän se vasta scifiä olisi



Perustamani yhtiö tulee valmistamaan tuollaisella moottorilla varustettuja avaruusaluksia parilla miljoonalla vuoteen 2024 mennessä

offmind
Seuraa 
Viestejä14540
Liittynyt19.8.2008
Hannu Tanskanen
Yhden g:n (9,81 m/s^2) kiihdyttämisellä päästäisiin linnunradan keskustaan, 30 000 valovuoden päähän vuodessa.

Tähtienvälinen lento on jo hieman eri luokan operaatio kuin lentely aurinkokunnan sisällä. Tuskinpa sillä Ad Astran VASIMR-moottorilla kuitenkaan kovin valtavaan loppunopeuteen pääsee vaikka kuinka tehokas ydinreaktori olisi voimanlähteenä.

Mikään polttoaine ei kuitenkaan suoritukseen ja saavutettaviin relativistisiin nopeuksiin riittäisi, ainoa teoreettinen mahdollisuus on Bussardin Ramjet, avaruuden vetyatomeja keräävä ja fuusioiva systeemi. Jollain tavoin täytyisi kuitenkin päästä tämän patoputkimoottorin vaatimaan alkunopeuteen, 10% valon nopeudesta, 30 000 km/s.

Ei toimi. Bussardin idea perustui liian optimistiseen oletukseen tähtienvälisen kaasun määrästä ja se keräyssysteemikin jarruttaisi alusta enemmän kuin mitä saataisiin työntövoimaa.

Ei ole antimaterian voittanutta tähtienvälisen lennon energianlähteeksi. Ei ainakaan vielä.

Jäähdytys tuskin on ongelma, jäähdytyssiivet vain varjon puolelle ja "kylmää" riittää.

Suuri ydinreaktori luultavasti tarkoittaa myös suurta määrää hukkalämpöä ja se tarkoittaa suuria jäähdytyssiipiä joka taas lisää massaa joka taas on aina huono juttu avaruusaluksessa, varsinkin jos kyseessä on ioni/plasmamoottori. Varmaankin tekniset ongelmat on ratkaistavissa mutta tuskin halvalla tai helposti.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

offmind
Seuraa 
Viestejä14540
Liittynyt19.8.2008
eteenpäin
offmind

Mutta kannattaa kokeilla mitä matka-ajoille tapahtuu, jos alukseen kuvitellaan jokin futuristinen fuusiomoottori, jolla voi kiihdyttää/jarruttaa 9.81m/s2 Sehän se vasta scifiä olisi



Perustamani yhtiö tulee valmistamaan tuollaisella moottorilla varustettuja avaruusaluksia parilla miljoonalla vuoteen 2024 mennessä

Hieno homma

Olisi se kyllä mukavaa jos joskus joku Pelle Peloton ihan oikeasti keksisi jotain joka mullistaisi kerralla avaruusmatkailun. Antigravitaatiolaitteen tai jotain.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

Veli Hopea
Seuraa 
Viestejä1249
Liittynyt29.11.2006

Matka Marsiin pitäisi järjestellä näin:

1) Rakennetaan Maan kiertoradalla suuri avaruusalus, johon pakataan mukaan kaikki, mitä Marsin retkikunnan miehistö Marsin kiertoradalle päästyään ja paluumatkallaan tarvitsee. Suuren aluksen mukana on laskeutumismoduuleita ja kaikki paluumatkalle tarvittava varustus.

2) Rakennetaan Maan kiertoradalla myös nopeampi avaruusalus miehistön matkaa varten.

3) Suuri avaruusalus siirtyy miehittämättömänä autonomisesti Maata kiertävältä radalta Marsia kiertävälle radalle. Tässä siirtymisessä saa mennä aikaa, ja siirtymisen se suorittaa taloudellista siirtorataa myöten. Tällä välillä Marsin retkikunnan miehistö on yhä Maassa valmistautumassa matkalle.

4) Kun suuri avaruusalus on saatu onnistuneesti Marsia kiertävälle radalle, Marsin retkikunta siirtyy nopeampaan alukseen, joka odottelee valmiina Maata kiertävällä radalla.

5) Miehistö matkustaa Marsiin aluksella nopeaa siirtorataa käyttäen.

6) Perillä Marsia kiertävällä radalla retkikunta siirtyy suureen avaruusalukseen, ja sieltä käsin miehistö voi tehdä laskeutumismoduuleilla retkiä Marsiin. Mukana voi olla myös ajoneuvoja, kevyitä Mars-asumuksia, tieteellisiä instrumentteja ja muita.

7) Lopulta, kun Marsissa vietetty aika tulee täyteen, retkikunta siirtyy laskeutumismoduleiden paluuvaiheiden avulla takaisin suureen alukseen.

8) Suuresta aluksesta retkikunnan miehistö lähtee paluulentoa varten varustellulla nopealla aluksella kohti Maata.

9) Maata kiertävälle avaruusasemalle saavuttuaan retkikunnan miehistö siirtyy avaruussukkulaan tai paluumoduleihin päästäkseen takaisin Maahan.

New ideas are always criticized - not because an idea lacks merit, but because it might turn out to be workable, which would threaten the reputations of many people whose opinions conflict with it.

ISLAM: Mitä lännen tulee tietää (http://www.youtube.com/watch?v=sbLfpqBx2TU&feature=&p=3C7052B7ADA587B6&i...) (video)

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat