Seuraa 
Viestejä1285

Millainen kiitoradalta nouseva avaruuslentokone näyttäisi tällä hetkellä järkevimmältä?

Eikös kaksivaiheinen alus olisi todennäköisin? Minä en ainakaan näe syytä, miksi siitä pitäisi tehdä yksivaiheinen. Vaiheistuksen puolesta puhuvia tekijöitä sen sijaan löytyy paljon.

Toimivatko laser/mikroaaltokäyttöiset propulsiolaitteet jostain syystä huonommin lentokoneessa kuin ballistisissa aluksissa?

Millainen propulsiolaite olisi järkevin? Ainakin teho/painosuhteelta SABRE on ylivoimainen, ja hyötysuhdekin on aika hyvä.

Sivut

Kommentit (39)

Ydinraketit takaisin käyttöön vaan. Niitä oli jo 80-luvulla, ja teho oli huomattavasti kemiallisia parempi. Kehitystä on jarruttanut viherterroristien fanaattinen, vaahtosuinen vastustus.

Vierailija
Andúril
Ydinraketit takaisin käyttöön vaan. Niitä oli jo 80-luvulla, ja teho oli huomattavasti kemiallisia parempi. Kehitystä on jarruttanut viherterroristien fanaattinen, vaahtosuinen vastustus.

Se on todella harmillista.

Sen pitäisi varmaan olla ilmaa hengittävä ydinraketti, jotta se pärjäisi kehittyneille, kemiallisille moottoreille. Viherpiiperrys varmaan rauhoittuu ajan kanssa, niin kuin kävi teollistumisen alun höyrykonevastaisuudelle.

Jos haluamme käyttää avaruuslentokoneissa ydinvoimaa, täytyy päättää kuljetammeko sitä ydinreaktoria avaruuslentokoneen mukana, vai jääkö se maan pinnalle, jolloin energia siirrettäisiin laserilla tai mikroaalloilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
ilaiho
Andúril
Ydinraketit takaisin käyttöön vaan. Niitä oli jo 80-luvulla, ja teho oli huomattavasti kemiallisia parempi. Kehitystä on jarruttanut viherterroristien fanaattinen, vaahtosuinen vastustus.

Se on todella harmillista.

Sen pitäisi varmaan olla ilmaa hengittävä ydinraketti, jotta se pärjäisi kehittyneille, kemiallisille moottoreille. Viherpiiperrys varmaan rauhoittuu ajan kanssa, niin kuin kävi teollistumisen alun höyrykonevastaisuudelle.

Jos haluamme käyttää avaruuslentokoneissa ydinvoimaa, täytyy päättää kuljetammeko sitä ydinreaktoria avaruuslentokoneen mukana, vai jääkö se maan pinnalle, jolloin energia siirrettäisiin laserilla tai mikroaalloilla.

No riippuu aluksen koosta.

Pienessä aluksessa, joka ei tarvitse paljoa(suhteessa) energiaa ei tarvitse välttämättä olla omaa ydinreaktoria. Syynä reaktorin koko.

Suurissa aluksissa reaktorin koko ei olisi läheskään niin kamalaa ja muutenkin tarvitaan parempi hyötysuhde kuin laser/mikroaaltolähetyksessä, koska suurempi veisi enemmän energiaa.
Jäähdytykseenhän olisi muuten helppo käyttää avaruuden kylmyyttä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
ilaiho
Millainen kiitoradalta nouseva avaruuslentokone näyttäisi tällä hetkellä järkevimmältä?



Paperinen. Toisin sanoen tuollainen konsepti ei ole nykyteknologialla järkevä. Samaan tulokseen päätyi hiljattain myös NASA, joka ilmeisesti aikoo taas panostaa avaruustutkimukseen sotilaallisten haihattelujen sijasta.


Toimivatko laser/mikroaaltokäyttöiset propulsiolaitteet jostain syystä huonommin lentokoneessa kuin ballistisissa aluksissa?



Eivät ne varmaan sen huonommin toimi, kun kerran ne eivät toimi ollenkaan.


Millainen propulsiolaite olisi järkevin? Ainakin teho/painosuhteelta SABRE on ylivoimainen, ja hyötysuhdekin on aika hyvä.

Mikähän olisi järkevä ratkaisu järjettömään alukseen. Raskaat alukset nostetaan perinteisesti kerosiini/happi -raketilla ja siitä jatketaan vety/happi -linjalla. Nykyään näytetään myös ruutiraketteja (kiinteä polttoaine).

Tietysti pienen hyötykuorman voi nostaa suihkumoottoreillakin ensimmäiset 20 km, mutta siitä radalle tarvitaan vielä niin paljon energiaa, että mikään mielekkään kokoinen lentokone ei riitä suuren kantoraketin lähtöalustaksi.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
Leuka
Millä periaatteella ydinkäyttöinen raketti toimii? Kuumentaako se vettä ja puskee höyryt "suuttimesta" pihalle?

Nuo kantoraketeiksi ajatellut kuumentavat vetyä. Vetyä siksi, että se saa kevytmolekyylisenä suuremman lähtönopeuden tietyllä lämpötilalla kuumennettaessa. Rakenteet rajoittavat lämpötilan. Ydinraketissa vety kulkee reaktorin läpi, kuumenee ja paineistuu, ja tuottaa sitten työntövoimaa laajetessaan suuttimessa.

Muitakin ratkaisuja on mietitty. Yksi on tehdä aluksen pohjaan vahva levy ja antaa sopivasti päällystetyillä ydinpommeilla potkuja. Veikkaanpa vain, että menee jokunen sukupolvi ennen kuin tämän idean erinomaisuus saadaan markkinoitua ympäristöväelle.

Luotaimiin suunnitellaan fissioreaktorilla toimivaa ionimoottoria. Reaktori tuottaa lämpöä, joka muunnetaan lämpösähköisillä pareilla sähköksi. Fissioreaktori pystyy valtavasti suurempiin tehoihin kun nykyään käytetyt radioaktiiviseen hajoamiseen perustuvat lämmittimet. Ionimoottori ei kuitenkaan sovellu heikon työntövoiman takia ilmakehässä käytettäväksi.

Vierailija
Neutroni
Iirolaiho
Toimivatko laser/mikroaaltokäyttöiset propulsiolaitteet jostain syystä huonommin lentokoneessa kuin ballistisissa aluksissa?

Eivät ne varmaan sen huonommin toimi, kun kerran ne eivät toimi ollenkaan.

Materiaalien kestävyys siinä lähinnä on ongelmana. Kyllä toimivia lightcraft-tekniikkaan perustuvia lennokkeja on rakennettu.

Neutroni
Tietysti pienen hyötykuorman voi nostaa suihkumoottoreillakin ensimmäiset 20 km, mutta siitä radalle tarvitaan vielä niin paljon energiaa, että mikään mielekkään kokoinen lentokone ei riitä suuren kantoraketin lähtöalustaksi.

Tulipa vaan mieleeni, että entä jos tehtäisiin suihkumoottoreilla toimivia "apuraketteja". Hyöty olisi siinä, että mukana tarvitisi kuskata vain polttoainetta, ja hapetin saataisiin ilmakehästä. Kun sitten ilmakehä käy liian ohueksi näille moottoreille, niin ne pudotetaan kyydistä painon vähentämiseksi, ja ne laskeutuvat laskuvarjojen varassa maahan, nykyisten SRB-apurakettien tapaan.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
Unterseeboot

Tulipa vaan mieleeni, että entä jos tehtäisiin suihkumoottoreilla toimivia "apuraketteja". Hyöty olisi siinä, että mukana tarvitisi kuskata vain polttoainetta, ja hapetin saataisiin ilmakehästä. Kun sitten ilmakehä käy liian ohueksi näille moottoreille, niin ne pudotetaan kyydistä painon vähentämiseksi, ja ne laskeutuvat laskuvarjojen varassa maahan, nykyisten SRB-apurakettien tapaan.

Tuossa on ongelmana kertaluokkaero suihku- ja rakettimoottorien työntövoimassa. 4 isoa suihkumoottoria saavat normaalin kantoraketin massaisen lentokoneen ilmaan vain pitkää kiitorataa ja ilmakehän nostetta apuna käyttäen. Vastaava raketti taas ampaisee suoraan taivaalle, kirjaimellisesti raketin lailla. Raketti ei ole montaa minuuttia niin matalalla, että tehokkaistakaan suihkumoottoreista olisi ylipäätään hyötyä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
ilaiho

Materiaalien kestävyys siinä lähinnä on ongelmana. Kyllä toimivia lightcraft-tekniikkaan perustuvia lennokkeja on rakennettu.

En epäillytkään sitä, etteikö tuollaiset toimisi teoriassa. Mutta niitä teoriassa mainittuja äärettömän tehokasta laseria ja äärettömän kestäviä materiaaleja ei saa kaupasta. Eikä kukaan tiedä miten sellaiset tehtäisiinkään.

Vierailija
Neutroni
Mikähän olisi järkevä ratkaisu järjettömään alukseen. Raskaat alukset nostetaan perinteisesti kerosiini/happi -raketilla ja siitä jatketaan vety/happi -linjalla. Nykyään näytetään myös ruutiraketteja (kiinteä polttoaine).

Noita ainakaan ei kannata laittaa avaruuslentokoneen ainoiksi moottoreiksi, sillä silloin koko avaruuslentokoneen idea menee. Ollakseen tavallista kantorakettia parempi avaruuslentokone tarvitsee ilmaa hengittävät moottorit kuten esimerkiksi scramjetit tai SABREt.

Vierailija
Neutroni
En epäillytkään sitä, etteikö tuollaiset toimisi teoriassa. Mutta niitä teoriassa mainittuja äärettömän tehokasta laseria ja äärettömän kestäviä materiaaleja ei saa kaupasta. Eikä kukaan tiedä miten sellaiset tehtäisiinkään.

Mikroaallot olisivat toinen vaihtoehto, niitä ainakin olisi helppo tuottaa suuria määriä. Nanomateriaalit kai olisivat riittävän kestäviä sekä laser- että mikroaaltoaluksiin.

Hmm ja hm.. Miksei lentämällä onnistu pääsemään avaruuteen? Ensin ilmakehän yläkerroksiin ja siitä rakettimoottoreilla edelleen kiertoradalle..?

Tuntuu niin brutaalilta tuo raketilla "blast" suoraan taivaalle, eh..Lisäksi vaarallisen oloista

Eikös joku Jenkki-firma jo kohta ala lennättämään touristeja ylempiin kerroksiin "Avaruuden rajoille" ja joskus muistan nähneeni dokkarin jossa eräs tyyppi hyppäsi laskuvarjolla alas ilmapallosta melkein Avaruuspuku päällä... Näkyi puol Maapalloa kun putosi..

Nostromo
.....ja joskus muistan nähneeni dokkarin jossa eräs tyyppi hyppäsi laskuvarjolla alas ilmapallosta melkein Avaruuspuku päällä... Näkyi puol Maapalloa kun putosi..

Tuo tyyppi oli Joseph Kittinger, joka hyppäsi 31333 metrin korkeudelta Excelsior III -pallosta vuonna 1960. Hänelle meinasi käydä hassusti, koska oikean käden hanskan paineistus ei toiminut ylöspäin noustessa. Käsi turposi noin kaksinkertaiseksi normaalista aiheuttaen valtavaa kipua. Kova jätkä kun oli, Kittinger jatkoi kuitenkin lakikorkeuteen ja hyppäsi tyhjyyteen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
ilaiho

Mikroaallot olisivat toinen vaihtoehto, niitä ainakin olisi helppo tuottaa suuria määriä.



Suuria määriä? En sanoisi, kantoraketitekniikassa käsite suuri teho tarkoittaa todella suurta tehoa? Perstuntumalta muistan, että Saturn V:n ensimmäinen vaihe käytti noin 10 tonnia kerosiinia ja nestehappea sekunnissa. Luvut olisi helppo tarkastaakin, mutta ei se suuruusluokkaa mihinkään muuta. Jos oletetaan kerosiinin koostumukseksi CH2 ja poltto stoikiometriseksi, jakautuu tuo massa 2,3 tonniin kerosiiniä ja 7,7 tonniin happea. Kerosiinin lämpöarvo on jotain 40 MJ/kg, joten laitteen lämpöteho on vaatimattomat 92 GW. Noin vertailun vuoksi Suomen tehokkaimmat voimalayksiköt, Olkiluodon kaksi ydinvoimalaa, ovat kumpikin sähköteholtaan vajaan prosentin tuosta.

Siitä voi tietysti olla montaa mieltä, onko tuo teho helppo tuottaa ja säteilyttää taivaalle sellaisella keilanmuodolla, että alukseen kiinnitetty antenni voisi sen vastaanottaa. Luulen kuitenkin, että sähköteknistä koulutusta saaneet ovat asiasta harvinaisen yksimielisiä.

No joo, selvitään sitä vähemmälläkin. Tyypillinen nykyaikainen kantoraketti on massaltaan noin kymmenesosa tuosta. Se, että ajoaineeksi riittäisi pelkkä mikroaaltojen kuumennetavaksi tarkoitettu vety keventäisi alusta edelleen. Mutta keskeinen ongelma on ja pysyy. Monen ison nykyaikaisen voimalayksikön koko sähköteho pitäisi muuntaa mikroaalloiksi ja säteilyttää taivaalle. Raketissa se pitäisi vastaanottaa ja ohjata kuumentamaan ajoainetta ilman että mikään raketin osa höyrystyy ennen aikojaan.

Sellainenkin kysymys tulee mieleen, että mitä nuo voimalat tekevät niinä aikoina, kun raketteja ei lähetetä. Seisovatko toimettomina vai katkaistaanko ehkä puolet valtakunnan sähköverkosta aina raketin ampumisen ajaksi.


Nanomateriaalit kai olisivat riittävän kestäviä sekä laser- että mikroaaltoaluksiin.



Eivät ne auta yhtään tuohon vaadittavan laserin toteuttamisessa. Se on mahdoton projekti, vielä paljon mikroaaltoja vaikeampi. Ei nykytekniikka anna edes vihjettä miten sellainen laser voitaisiin toteuttaa. Joka tapauksessa ratkaisua on syytä etsiä ennemmin giga- tai teratekniikasta kuin nanotekniikasta.


Noita ainakaan ei kannata laittaa avaruuslentokoneen ainoiksi moottoreiksi, sillä silloin koko avaruuslentokoneen idea menee. Ollakseen tavallista kantorakettia parempi avaruuslentokone tarvitsee ilmaa hengittävät moottorit kuten esimerkiksi scramjetit tai SABREt.

Nähdäkseni avaruuslentokoneen idea on joka tapauksessa toimimaton, kunnes moottoririntamalla tapahtuu jotain oleellista. Noista ilmaa hengittävistä koneistakin on puhuttu vuosikymmeniä, ja sotilaallisesti kiinnostavina hankkeina ne lienevät saaneet rahoitustakin, mutta ensimmäistäkään ei liene tehty ja osoitettu toimivaksi. Ennen kuin tuollainen moottori todella toimii, mikä ei taida olla näköpiirissä olevassa tulevaisuudessa, avaruuteen mennään halvimmalla perinteisin keinoin. Avaruusmatkailu on puhdas voimalaji. Siinä brute force jyllää selkeämmin kuin ehkä missään muussa ihmisen teknologiassa.

Kai se on sitä spesialisoimista. Jos käytetään rakettimoottoria joka tapauksessa, koska siivet ei avaruuteen asti kanna, niin onhan se komeampaa laittaa oikein isot sitten kanssa. Eli raketitkin lähtee maasta kyllä lentokoneen periaatteella käyttäen ballistisia ratoja hyväkseen

graafinen väsäys:
..............................----------------------==>
..............-------------
........../
......./
..../
..I
.I
I
I
__________________________________

eli raketti käännetään siten että se pääsee asettumaan maapallon kiertoradalle tai käyttämään sen gravitaatiokenttää vauhdin lisäämiseen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35916
Sokea-ajaar
Kai se on sitä spesialisoimista. Jos käytetään rakettimoottoria joka tapauksessa, koska siivet ei avaruuteen asti kanna, niin onhan se komeampaa laittaa oikein isot sitten kanssa. Eli raketitkin lähtee maasta kyllä lentokoneen periaatteella käyttäen ballistisia ratoja hyväkseen

Ei isoja rakettimoottoreita laiteta komeuden vuoksi. Se nyt vain vaatii raakaa voimaa kiihdyttää esineitä 29000 km/h:n nopeuteen. Minkä sille mahtaa.

Rakettimoottorin etu on se, että siinä voimaa piisaa. Ikävä puoli on se, että löpöä palaa sen mukaisesti. Jumalaton polttoainelasti painaa, ja voimaa tarvitaan vielä enemmän. Ja rakettimoottorillahan sitä voimaa saadan, laitetaan vain lisää rojua torveen niin kyllä lähtee. Hieman sivistyneemmin ilmaistuna ajoaineen massan suhde hyötykuormaan kasvaa eksponentiaalisesti halutun loppunopeuden funktiona. Kiertoradalle vaadittavan loppunopeuden sanelee maapallon koko ja massa, ja kauemmas mentäessä taivaanmekaniikka vain lisää vaatimuksia, joten raketeista tulee väkisinkin isoja.

Rakettimoottorilla on edullisinta kiihdyttää mahdollisimman nopeasti. Alailmakehä on tiheä, ja aiheuttaa vastusta ja rasituksia rakenteille. Siksi sen läpi mennään mahdollisimman nopeasti, pystysuoraan lentäen. Vasta sen jälkeen aletaan kiihdyttää vaakasuoraa ratanopeutta. Varsinainen energiaa vaativa vaihe on juuri tuo ratanopeuden keruu. Se vie matalalla kiertoradalla noin 93 % energiasta, kun 200 km:n nousuun vaadittava potentiaalienergia vie vain 7 %.

Lentokoneet käyttävät aivan toista strategiaa. Niiden työntövoima on pieni, vain jotkut sota- ja taitolentokoneet pystyvät edes nousemaan suoraan ylöspäin ilman nopeuden hiipumista. Ne nousevat aerodynaamisten voimien avulla. Avaruuslentokoneen idea tulee myös siitä. Jos alailmakehästpä päästäisiinkin lentokoneen tavoin, säästettäsiin paljon energiaa. Lentokoneenmoottorit tulevat toimen paljon pienemmällä polttoainemäärällä. Lentokoneella myös saataisiin hieman tuiki tärkeää maanpinnansuuntaista nopeutta.

Ongelmana tuossa on kuitenkin se, että tuon lentokonekyydin jälkeen vaaditaan vielä kiihdytys ratanopeuteen, noin 7900 metriin sekunnissa. Nopeimmatkaan nykyiset lentokoneet, nekin pieniä tiedustelukoneita, pystyvät vain noin 1000 m/s nopeuteen. Vaaditaan siis hyvin massiivinen kantorakettivaihe. Se vaatii hyvin massiivisen ja hyvin nopean lentokoneen. Sellaisen kehittäminen taas maksaa paljon enemmän kuin hieman suurempi rakettivaihe. Idea ei toimi ennen kuin moottoripuolella tapahtuu harppaus ja kehitetään isoja suuriin nopeuksiin pystyviä suihkumoottoreita.

Tuosta taannoisesta lentokoneavusteisesta "avaruuslennosta" ei pidä tehdä pitkälle meneviä johtopäätöksiä. Siinä jätettiin tuo varsinainen työ tekemättä. Alus teki avaruushypyn, mutta sen saaminen kiertoradalle olisi vaatinut ainakin kertaluokkaa enemmän energiaa.

Vierailija

Entäs sitten sellaiset ablatiiviseen laserpropulsioon perustuvat kantorakeitit? Sellaiset eivät ehkä tarvitsisi niin kestäviä materiaaleja kuin ilmaa hengittävät laserkantoraketit, sillä toimintaperiaatehan perustuu mustan muovin höyrystymiseen.

Vierailija

Keskustelun aihehan ei alunperin ollut se, kuinka pian tällainen laite toteutuu, vaan se, millainen laite on nykytietojen mukaan todennäköisin.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat