Reaktory a jádro v kosmu ...

Chci jen připomenout, že kvalitu reaktivního pohonu je možno odhadovat poměrem P/m, tedy poměrem výkonu [W] a hmotnosti samotného pohonu [kg] (včetně pohonných látek!). Závisí to tedy i na Isp pohonu, protože podle toho se mění potřeba pohonných látek.

Například u iontového pohonu pro pilotovaný let k Marsu je možno odhadnout toto:
- potřebné delta V alespoò 15000 m/s (15 km/s), to by mělo stačit i ke zkrácení doby přeletu
- potřebné zrychlení alespoò 0.001 m/s (1 mm/s), abychom stihli to delta V dosáhnout
- Isp alespoò 30000 Ns/kg (spotřeba pohonné látky pak nepřekročí 40% celkové hmotnosti plavidla)
- na každý kg hmotnosti (plavidla) potřebujeme cca 0.001 N tahu a při daném Isp tedy cca 30 W výkonu (čistého elektrického výkonu, nikoliv tepelného)
- podle toho, jaký poměr hmotnosti pohonu a užitečného zatížení dovolíme (cca od 50 do 80%) pak vychází potřebný poměr P/m pohonu (i s pohonnou látkou) na cca 40 až 60 W na kg
- čistý poměr P/m motoru (bez pohonné látky) by pak měl být cca 75 až 300 W na kg (motor by tvořil 10 až 40% hmotnosti plavidla)
- když to přepočítáme na reálnější hodnoty (tah 1 N), tak sestava reaktor/generátor/motor/chlazení/ovládání by měla mít čistý elektrický výkon cca 30 kW a hmotnost pod 400 kg (pohonná látka by měla 400 kg a užitečné zatížení 200 kg)
- pro 100 tunové plavidlo (a 20 tunovou loď) potřebujeme výkon cca 3 MW z motorové hmotnosti max 40 tun
- pro JIMO (delší doba letu) by asi stačilo zrychlení o řád nižší a proto i parametry pohonu mohou být o řád horší
- pokud bychom ale naopak chtěli dosáhnout většího podílu užitečného zatížení na celkové hmotnosti plavidla, potřebujeme parametry pohonu lepší

Nejsem v tuto chvíli schopen odhadnout, nakolik jsou požadované parametry pohonu realizovatelné, ale na první pohled mi to zatím připadá snad uskutečnitelné, i když ne úplně jednoduché (jaderná elektrárna o [elektrickém!] výkonu řádově 10 MW při hmotnosti řádově pod 100 tun včetně radiačního chlazení).

Pro JIMO mi z těchto odhadů vychází, že řádově stačí něco jako 2 tuny užitečné zatížení, 2 tuny pohonné látky a 2 tuny motor se zdrojem a chlazením (tah cca 1 N, elektrický výkon cca 30 kW). Uvidím nakolik se to bude blížit dosažené skutečnosti :-)

P.S.: Dotaz na Vénu: Co je myšleno pojmem \"elektrochemické palivo\"?
[Upraveno 07.2.2004 poslal ales]

Problém je v tom že to nechce plazmu ale nějaký zdroj rychlých neutronu (Reakce musí být řízená) buď aktivně-zdroj neutronu. nebo pasivně-reg.tyče)

Dnes se většinou používá absorbce pomocí reg. tyčí, Jediný případ aktívního zdroje u jaderné elektrárny je francouzký fenix (již odstavený) sloužil na spalování vyhořelého paliva z klasických jad. elektráren.

pasivní - kritické množství paliva (neřízena rerakce) tlumí se reakce tyčema
aktivní reakce se řídí řízeným zdrojem neutronů

Tato koncepce s ohrivanim pomoci Slunce a fokusu jeho paprsku je uvazovana uz delsi dobu. Obvykle ovsem spise ve spojitosti s primym ohrevem pohonne latky - vodiku. Ten by expandoval a unikajici tryskou by vytvarel tah. Specificky impuls z hlavy nevim, ale mel by byt vyrazne vyssi oproti klasickemu chemickemu pohonu.
Uvazuje se samozrejme take o ohrevu a naslednem prevodu na el. energii.
Nicmene v obou pripadech je ticho po pesine. Ackoliv oba principy jsou az neuveritelne jednoduche a ackoliv podobne navrhy exituji uz snad 30 let, nevim o zadnem praktickem pokusu v teto oblasti. Coz dost nechapu...
(Objektivne ovsem musim podotknout, ze zmineny pohon je vhodny jen pro cesty po vnitrnich planetach. Pochopitelne za drahou Marsu, prip. Jupiteru by byl nepouzitelny.)

O nejakem podobnem konceptu \"letajici slunecni pece\" jsem cetl, ale ty odhady vychazi trochu jinak.

U Zeme je celkovy prikon ze Slunce (cele spektrum, kolmo k paprsku) cca 1350W/m^2 (solarni clanky s ucinnosti pod 30% z toho pak dostanou pod 400W elektricky) a intenzita zareni klesa s druhou mocninou vzdalenosti od zdroje, cili u Marsu dela cele spektrum cca 600W/m^2, u Jupitera uz \"jen\" 55W/m^2 a Neptun dostava mizerne 2W/m^2. Na Merkuru je to zhruba 8,5kW/m^2. Proto taky zadna sonda letici vyrazne za drahu Marsu nema solarni panely. Radioizotove clanky nebo maly reaktor pak vychazi jako lepsi varianta.

Arccos 14:07 - zeby telepatie? ;)

Podrobnosti zde

http://www.spacetransportation.com/ast/presentations/4d_holm.pdf

Trosku jsem ted zapatral po Inetu a vyhledal Isp pro solarni termalni pohon s ohrevem kapalneho vodiku. Isp ma byt kolem 9000-10000 Ns/kg, takze celkem nic moc.
Pri prevodu na el. energii by to ale mohlo byt lepsi.

To Archimedes: No jo, telepatie :).

[quote]Trosku jsem ted zapatral po Inetu a vyhledal Isp pro solarni termalni pohon s ohrevem kapalneho vodiku. Isp ma byt kolem 9000-10000 Ns/kg, takze celkem nic moc.
Pri prevodu na el. energii by to ale mohlo byt lepsi. [/quote]

Myslim, ze to nemuze byt vyrazne lepsi. Zrcadly se neda pracovni latka ohrat na vyssi teploty nez je teplota zdroje. To je v pripade slunce 5-6000 stupnu. Kolikpak ISp tomu odpovida pro vodik?

Uz to asi nebudu hledat znovu, tusim, ze ten Isp byl pro LH pri teplote kolem 2500-3500K.

U Topazu nikde není napsáno, jakým způsobem dochází k přeměně tepla na elektřinu, takže asi nejde o klasický reaktor, ale o lepší radioizotopový generátor. Použití opravdového reaktoru bude asi dost obtížné. Reaktory chlazené tekutými kovy se používaly pro rychlou změnu výkonu, ne pro vyšší účinnost přeměny, ta je kolem 30-40 %, zbytek tepla se musí vyzářit. Tato technika však byla opuštěna kvůli nebezpečnosti, takže použití pro pilotovaný let asi nebude možné. Budoucnost bych spíš viděl v klasickém motoru ala NERVA s Isp 7-8000 N.s.kg-1. Je to mnohem jednodušší a spolehlivější řešení, motor má podstatně vyšší tah.

Isp 7-8kNs/kg je maly. Jak uz tu odhadl Ales, s motorem o Isp 30kNs/kg bude palivo predstavovat asi 40% hmotnosti plavidla. A i to je dost.
Osobne vidim dobrou perspektivu v projektu VASIMR. Ten ma vsechny potrebne parametry. Z dnesniho pohledu skoro neuveritelne. Velice dobre (!) shrnuti vcetne navrhu cesty na Mars je zde:
http://dma.ing.uniroma1.it/users/bruno/Petro.prn.pdf

Oprava v současné době se již rychlých neutonu pro štěpení moc nepoužívá protože je potřeba mít velmi vysoce obohacené palivo (uran). V dnešní době se rychlé neutrony zpomalují v moderátoru (např. těžká vody) a poté se využívají ke štěpení výhodou je potřeba menšího obohacení paliva a vyšší pravděpodobnost jaderného štěpení. Příkladem je např. náš reaktor v Temelíně a Dukovanech.

Jinak si také neumím představit použití takových to kolosů ve vesmíru (nebo umím ale lodě v takových dimenzích min. 1000t ještě nejsme ochotni stavět). Takže co se týče energie z jádra asi zůstane u zdrojů elektřiny přirozeným radioaktivním rozpadem.

Spíše bych se zeptal na jiný princip asi každý četl Setkání s Rámou od A.C. Clarke.. Asi víte že loď čerpala energii ze slunce.

A už používala termojadernou reakci nebo ne. Ale mám nápad co takhle u klasické loďi vytvořit mag. past (samozřejmě supravodivou ve vesmíru méně náročné než na zemi. A do té mag. pasti uzavřít plazmu o vysoké hustotě a teplotě. A z ní poté čerpat potřebnou tepelnou nebo elektrickou energii.

Asi by to fungovalo teď jde jen o množství energie v té plazmě uzavřené

Paradox je že díky vakuu by šlo mít tu past otevřenou (možná není to 100% vakuum hlavně při planetách (nízký orbit).

Magneticka past neni ve vesmiru o nic jednodussi nez na zemi. Jen mame zdarma k dispozici vakuum :) Ale zadna magneticka past neni dokonala, castice postupne utikaji a pokud by to byla plazma o vysoke teplote (a hustote energie), rychle by zchladlo uz pouhym vyzarovanim (proti tomu zadna magneticka past nepomuze). Plazma jako \"akumulator\" energie je dost nevhodna :)

Ale existuje projekt (uz se i zkousi v laboratori) \"magneticke plachetnice\". Do magnetickeho pole velkeho lehkeho supravodiveho magnetu (v podstate velkeho zavitu supravodiveho dratu) se vstrikne mala trocha (chladne) plazmy, coz magneticke pole zavitu zvetsi. Takove pole je pak prekazkou pro castice slunecniho vetru a cele to pak funguje obdobne jako slunecni plachta (jen lod netlaci fotony, ale proud nabitych castic ze Slunce).

Je mi naprosto jasné že se energie vyzáří jenže jsem uvažoval že v klidu se bude energie neustále doplòovat z externího zdroje. A při chodu se vyzářená energie využije na pohon jiný způsob přenosu energie stejně není možný. (no je urychlovat část plazmy stejně jako u iontového pohonu.)

Neexistují náhodou zrcadla a už elektromag. nebo klas. jež by velkou část energie opět dokázaly navracet do středu plazmy.

Mimochodem tokamak také pracuje na principu elmag. pasti.

Dokáže někdo odhadnout kolik energie dokážeme v dnešní době do takové pasti uzavřít.

Řekněme past o průměru 1-2m.

To arccos: Isp 7-8 kNskg je možná málo proti iontovým motorům, ale proti 4,4 kNskg u LOX a LH je to výrazný pokrok. Počítal jsem let k Marsu pro LOX a LH2 při startu od Země a N2O4 a UDMH pro let zpátky a stačí provádět dvojité starty STS-C. Habitat, zásoby a návratový modul poslat předem. Takže i NERVA by pomohla.

Asi bych se klonil k tomu co napsal Ervé. Pilotovaný let k Marsu by byl asi schůdný jedině s nějakým pohonem typu NERVA. Je sice pravda, že Isp nic moc, ale jde také o to jaký dokáže raketový motor vyvinout tah a tím pádem, za jakou dobu dosáhnu požadovaného delta V, což ovlivní dobu letu k Marsu. Ta by podle mě neměla přesáhnout dobu 3 až 4 měsíce, aby posádka byla jak fyzicky, tak i psychicky na tom tak dobře, aby byla schopna na Marsu vůbec něco dělat. Z toho mi vychází, že iontové motory apod., které mají tah velice malý jsou pro pilotovaný let nepoužitelné. U nepilotovaných sond je jedno, jestli k cílové planetě poletí jeden rok nebo deset let, jak např. Smart-1, který se k Měsíci bude ploužit dva roky, ale případě člověka, jeto tohle nezanedbatelné. Další problém je ten, že vzhledem k délce letu je potřeba zajistit posádce dostatečný komfort, aby každý člen posádky měl i své soukromí. Je tedy potřeba počítat s obytným prostorem srovnatelným nebo větším, jako je v STS, takže samotná kosmická loď nebude žádný drobeček.

Myšlenka použít jadernou energii ve vesmíru, a již pro pohon nebo jako zdroj energie je pro mnohé asi lákavé, ale je také potřeba domyslet, co s takovou věcí udělat po skončení její životnosti. Na oběžné dráze a již Země nebo jiné planety se to nechat nemůže. :)

Dodor: Na jednom konci derava magneticka past s \"pritapenim\" je prave pohon VASIMR :)

Uplne navraceni energie do plazmatu by vyzadovalo dokonalou past pro castice a dokonala zrcadla pro fotony (velkeho rozsahu vlnovych delek). Pro snizeni ztrat se urcite vyplati \"neprostupnost\" pasti a odrazivost sten plazmoveho reaktoru zvysit, ale dokonale to nikdy nebude.

Hustota energie [J/m^3] plazmatu udrzitelneho teoreticky v magnetickem poli je zhruba dana rovnici {4 000 000 * (magneticka indukce[Tesla])^2} (Benntova podminka pinche). V realu to obvykle dela nekolik procent tehle hodnoty (kvuli nestabilitam) a vzhledem k tomu, ze v rozmerech radu metru se zatim nedari pole silnejsi, nez cca 10 Tesla, bude to nekolik desitek MJ/m^3. Coz je hodne malo, klasicke chemicke palivo ma desitky GJ/m^3 :)

Rád bych se zeptal, jestli někdo nemáte informace o možnostech použití technologie založené na principu Biefeld-Brownova efektu tzv. asymetrický kondenzáror. Někdy se těmto zařízením říká Lifter a měla by fungovat, jak v atmosféře i mimo ni. Některé informace jsou na adrese např. http://jnaudin.free.fr/html/2dacap.htm nebo http://jnaudin.free.fr/lifters/main.htm . Myslím že toto zařízení by potřebovalo také mnoho energie, ale žádnou pohonnou látku.

No já se na tohle téma rozepisoval už hodně, takže jen stručně:

- nižší výkon Slunce u Marsu nevadí, protože vzhledem k menší hmotnosti Marsu nám stačí pro rozumně rychlé manévrování výrazně menší tah

- doporučuji každému zájemci o projektování letu na Mars pomocí jakéhokoliv pohonu nakreslit si např. 2D graf \"energetických hladin\" v gravitačním poli Země a Marsu - přičemž různý tah motoru představuje různou schopnosti stoupat po tomto grafu \"do svah\"; pokud je \"svah\" příliš prudký, musím stoupat \"šikmo svahem\", tzn. pohybovat se po oběžné dráze. V tomto 2D grafu bude Mars v asi 9x mělčí \"jámě\", než Země (Měsíc pak bude v 36x mělčí jámě - při použití lineárního měřítka, a pokud si to představuji správně...)

- stará ruská vize ze 60. let (stačí si připomenout, že nepilotované i plánované pilotované ruské lety k Měsíci se odehrávaly po zcela jiných trajektoriích, než Apollo) je ponechání planetoletu během pomalého šplání z nejhlubší \"energetické studny\" poblíž Země bez posádky, a posádku za ním později poslat rychlým \"taxíkem\" - podle mě nejde vymyslet nic lepšího pokud nebudete mít motor s dostatečně vysokým Isp a zároveò vysokým tahem, což je prakticky nemožné. Jedině takový motor je schopen rychle šplhat do \"energetického svahu\" \"gravitační studny\"
Země. Trochu to připomíná požadavek na auto, které by dokázalo do prudkého kopce akcelerovat i po přeřazení až na čtyřku - každý intuitivně cítí, že takové auto asi nebude mít zrovna malou spotřebu paliva... naopak vyslání posádky malým rychlým \"taxíkem\" elegantně řeší několik problémů najednou: optimalizaci zásob, rychlý průlet radiačními pásy, a celkové zkrácení doby letu.

- moje letošní vize spočívá v ponechání planetoletu na velmi vysoké dráze kolem Marsu = nemusíme s ním zbytečně sestupovat do \"gravitační studny\" Marsu. Takový manévr elegantně obchází nedostatek sluneční energie poblíž Marsu...

- délka jednoho přeletu Země - Mars nebo Mars - Země podle mě s klidem může být cca 200 dní; s takovými lety jsou dnes už rozsáhlé zkušenosti, a psychologické argumenty naprosto neobstojí. Pobyt na Marsu lze vnímat jako určitou \"rekreaci\"...

- shrnuto: nic proti jaderné energii, ale i při jejím využití se bude řešit podobná třída problémů, jako při letu pomocí sluneční energie - tzn. vhodná dráha pro pilotované těleso poháněné motorem s nízkým Isp.
A velikost planetoletu při použití motoru Nerva se už příliš neliší od potřebné velikosti při použití mnohastupòového klasického chemického pohonu - a motory Nerva s jadernými reaktory by navíc nešlo jednoduše odhazovat, na rozdíl od \"vyhořelých stupòů\". No, možná Američané pořád doufají, že potřebný vodík jako pracovní médium pro oprášené motory Nerva získají z měsíčního ledu snáze, než kdyby ho dopravovali ze Země...

sorry, zapomel jsem predchozi prispevek podepsat ;-)

Ještě se vrátím ke starším příspěvkům.

Tuším, že klasické \"tepelné\" (neelektrické) pohony jsou omezeny maximální teplotou, na kterou jsou schopny ohřát pracovní látku tak, aby to vydržela spalovací komora a tryska (tepelně i tlakově). Proto je zatím jejich reálně dosažitelné Isp maximálně někde u 10000 Ns/kg (a to se ještě musí ohřívat vodík, který se velmi špatně skladuje).

Je ovšem třeba říci, že u chemických \"tepelných\" pohonů nelze zatím dosáhnout Isp přes 5000 Ns/kg, protože pohonnou látkou nemůže být samotný vodík, ale vždy jen \"těžší\" směs (s kyslíkem). Naopak u \"tepelných\" pohonů s ohřevem nepocházejícím z přímo z pracovní látky (jaderné, solárně tepelné, elektricky obloukové, ...) tento externí zdroj tepla vždy zvyšuje \"suchou\" hmotnost motoru (oproti přímému spalování pohonné látky) a tím jejich efektivita klesá, i když mají lepší Isp. Osobně by se mi také v tomto \"externím\" případě líbil více ten solární ohřev (pomocí fóliových zrcadel), než jaderný (tepelný) zdroj. Určitě by to bylo pro člověka bezpečnější (radiačně).

Přesto souhlasím s tím, že proti současným 4500 Ns/kg je to významný pokrok a určitě by to pro let na Mars pomohlo, zvláště proto, že \"tepelné\" motory mají dostatečný tah.

Myslím si ale, že i iontové motory mohou (teoreticky) dosáhnout dostatečný tah pro pilotovaný let. Jak už jsem psal, stačí zrychlení cca 1 mm/s2, a během 3 měsíců uděláme delta V hodně přes 7000 m/s (7 km/s). To už by mělo stačit ke zkrácení doby přeletu. Dalšího zlepšení je možno dosáhnout konceptem VASIMR, kde se dá krátkodobě výrazně zvýšit tah (až na hodnoty blízké chemickým pohonům), ale samozřejmě za cenu výrazného snížení Isp (také až na hodnoty blízké chemickým pohonům). Ovšem po \"rozjezdu\" je u VASIMRu možno snížit tah a Isp zvednout snad až ke 100000 Ns/kg (sto tisíc Ns/kg) a ten dlouhodobě udržovat po celou dobu přeletu. Je k tomu ale třeba ten mnou zmiòovaný energetický zdroj s kvalitou cca 100 W/kg, takže pro 100 tunovou loď (plus cca 100 tunový pohon, včetně paliva, motoru, chlazení, ...) je třeba dosáhnout čistý elektrický výkon cca 10 MW. To není jednoduché, ale snad možné.

Připomínám také ještě jednou, že pro dlouhodobější mise (např. JIMO) je pro uplatnění potřebného delta V možno využít delší dobu a tedy potřebné zrychlení (a kvalita pohonu) může být cca o řád menší. Proto by pro JIMO stačil i zdroj s kvalitou cca 10 W/kg. U Země by k tomu asi stačily i solární články, u mise k Jupiteru k tomu musí být postaven jaderný zdroj alespoò s touto \"kvalitou\".

Ono je to tak,
specifický impuls je vlastně rychlostí vyletující reakční hmoty, a protože je teplota T mírou energie, T odpovídá m.v exp2/2, z čehož vyplývá, že rychlost reakční hmoty je úměrná odmocnině z poměru teploty a hmotnosti částic reakční hmoty. Protože při kyslíkovodíkovém motoru je sice dost vysoká teplota, ale molekula zplodin, tedy voda, má relativní molekulovou hmotnost 18, což je 9x více než vodíková molekula (2), měl by motor na bázi ohřevu vodíku 3x větší specifický impuls, ovšem jen tehdy, ohřáli -li bychom jej na stejnou teplotu, jakou má plamen vodíku s kyslíkem.
Kteroužto teplotu ovšem u nukleárním reaktorem ohřívané komory trysky nedosáhneme z materiálovách důvodů- reaktor by nevydržel. Přesto je tato teplota dostatečně vysoká, aby poměr T/m byl výrazně větší než pro kyslík/vodík.
No, ale je to stále slabota.
Jakékoliv jiné nepřímé ohřevy (mikrovlnné, magnetické)jsou limitovány jednak účinností konverze při jejich získávání (z reaktoru, z fotovoltaických panelů), ale hlavně limitovány materiálem komory a trysky, které jsou nezbytné pro to, aby se kinetická energie částic mohla orientovat do jednoho směru. Totéž platí, zvolíme -li pro ohřev zrcadla, soustřeďující sluneční záření (odhlédneme -li od jejich obtížné využitelnosti při větších vzdálenostech a problémy se směrováním při změně polohy vůči slunci).
Iontové motory jsou odkázány na ušlechtilou elektrickou energii, které ve vakuu bez snadného chlazení jen tak nevyrobíme, proto jejich použití bude omezeno na manévrovací motorky a pohony sond, kde na nějakém tom roce nezáleží.
Občas zmiòované komory a trysky tvořené magnetickým polem jsou fiktivní konstrukcí, protože zaprvé neřeší zase materiálový problém -uvězněná horká látka intenzivně vyzařuje fotony, které magnetické pole nezadrží (a tím ztrácí energii) a ty ohřívají okolní materiál, tedy například ty cívky elektromagnetů, zadruhé, to, co se může v magnetické pasti zachytit, musí být plazma a ta se musí nejdříve nějak vytvořit, což je (pominu -li lehce ionizovatelné látky) také slušně energeticky náročné, vodík se slušně ionizuje teprve nad 10 000K, ale hlavně, plazma nejsou jen kladně nabitá jádra, ale taky záporně nabité elektrony, ktré se v magnetickém poli pohybují opačnám směrem než jádra a mají jako na potvoru stejnou hybnost, takže tak jednoduše, jako že uděláme v magnetické pasti na jedné straně dírku a tou půjde reakční hmota pěkně zostra ven, takže tak to právě vůbec nebude!
Jak z problému ven?
Prostor Země-Měsíc zůstane doménou klasických chemických raket. Pokud se někdo pokusí na této bázi vyslat výpravu na Mars (já se toho nedožiju), proč ne. Bude to dobrodružná výprava. Ale bude to, jak parafrázuje xChaos, \"protože tam je\", nebude to dobývání ani Marsu, ani Vesmíru, bude to drahá sportovní výprava.
Je nutné se obrátit do světa mikrokosmu a na bázi elementárních částic vytvořit nové formy hmoty, které nám dodají materiály budoucích pohonných nukleárních jednotek, materiály, jejichž struktura nebude závislá na nepevných jednoduchých elektronových vazbách jako nám dosud známá hmota. Teprve pak budeme moci důstojně vstoupit do tajemné komnaty kosmu.
Věřím, že je to možné. A co mezi dneškem a zítřkem ?
Je tolik jiných \"vesmírů\" ve světě poznání, že odklad skutečného poznávání toho s vekým V nás vůbec nemusí mrzet.

No o dírku by nešlo spíše jsem uvažoval o podkově s pastí ve středu jednou půlkou by šly kladné a druhou záporné. Ale i tak se past brzo zahustí neutrony. Takže jako pohon nic moc.

Spíše to měl být akumulátor energie. A pohon by byl zvl᚝

Ten systém té pasti je lepší uzavřený.

Dále pak když už máme tu plazmu pokud si vzpomínám tak elektromag. záření se uvolòuje např. při přechodu elektronu z jedné hladiny na druhou nepo při opůštění obalu. Tzn. že samostatná elementární částice nevyzařuje žádné fotony. Problém bude rekombinace atomu opětné spojení el. částic v atom.

Poslední odstavec může být špatně (fyzika je již 5let za mnou)
no nic o přestávce napíši více-napadl mě jěště jedena půl způsobu baterie.

Panove, musim se ostre ohradit, proti zpusobu, jakym je zde znevazovan termin \"magneticka past\" (resp. \"magneticke zrcadlo\") :) Jde o pohyb castic v NEHOMOGENNIM poli, kde mistem s nejsilnejsim polem projdou jen nejrychlesji castice a ty jsou pote uchlovany na ukor sveho oscilacniho pohybu (vyvolaneho tez magnetickym polem - larmorovska kruznice). Vyletaji spolecne elektrony i ionty, jen se jejich srobovice toci opacnym smerem.
Doporucuji precist nejakou literaturu. Jde udelat elektricke pole, magneticke pole, elektricke+magneticke pole, homogenni, henomogenni, ruzne zmery, intenzity, stejnosmerne, stridave, vysokofrekvencni apod. jde vytvorit vsechno mozne, ionty a elektrony muzou jit proti sobe, spolu, po kruznicich, spiralach, sroubovicich i uplne exotickych drahach.
Magneticka past neni zadna chimera, ale realna vec, ktera se ostatne ve fyzice plamatu, iontovychj svazku a treba i chlazeni atomu pouziva.

Co se tyka chlazeni sten, neni to zas takovy problem, protoze realna hustota energie uzavritelna do magneticke pasti je (za soucasneho stavu techniky) mnohonasobne mensi, nez hustota energie v chemicke trysce (viz par prispevku vyse). Plazmova komora muze mit nesrovnatelne delsi zivotnost.

Upřímně řečeno problémy ze statickou elmag. pastí jsou asi dost velké. A hustota částic v pasti bude zřejmě natolik malá že jako akumulační článek nic moc.

Ale když nevyšla teorie se statickou elmag. pastí co takhle dynamickou. Co takhle jako baterii použít kruhový urychlovač (cyklotron se myslím jmenuje). V tomto zařízení o průměru řádově metry lze snadno urychlit částice na 0,8-0,9c. na jeden takto urychlený elektron pak připadá energie dosti velká energie e-15. a když k tomu započtete jejich množství dostanete se k obrovským číslům.

Teď je jen otázka z kvantové fyziky zda a kolik energie potřebuji na vytvoření dostatečného elmag. pole a jaké budou ztráty. Mě to v rychlosti vyšlo na takových 0,3T.

A ten půl nápad jen tak z blbosti jsem zkusil spočítat klasický setrvačních na elmag. polštáři. A světe div se taky by to fungovalo. Setrvačník o m=10kg provozovaný na své mezi pružnosti v tahu dokázal akumulovat tolik energie potřebné ke změně rychlosti o 400-500m/s. A cílový objekt pak měl hmotnost 100t. Takže ani klasickou mechaniku bych neházel do starého železa.

Kdyby se místo klasické oceli použily např. fullereny s mnohem vyšší pevností nashromážděná energie by byla mnohem vyšší.

Jak vidím byl jste rychlejší ale ta energie dynamické pasti by byla dle mého názoru vyšší protože by byla kombinací. Energie částic s určitým elementárním nábojem o celkové energii řádově MJ (elementární náboj e-19) takže mluvíme o e+25 částic (řádově mg elektronů) a urychlíme tyto částice na 0,9c povýšíme tuto energii e10 J řádově desítky GJ a to je již slušné.

Jak vidím byl jste rychlejší ale ta energie dynamické pasti by byla dle mého názoru vyšší protože by byla kombinací. Energie částic s určitým elementárním nábojem o celkové energii řádově MJ (elementární náboj e-19) takže mluvíme o e+25 částic (řádově mg elektronů) a urychlíme tyto částice na 0,9c povýšíme tuto energii e10 J řádově desítky GJ a to je již slušné.

Pokud bychom uschovavali energii v soucasnosti dostupnych supravodich, mohli bychom se dostat i na hodnoty srovnatelne s chemickym palivem co s tyce pomeru energie/objem (hruby odhad). Ale hmotnostne by to nebylo moc vyhodne a navic tak silna pole (desitky Tesla) je tezke delat ve velkych objemech.

Urychlovac jako mag. past zni sice hezky, ale pokud je ve svazku castic energie prilis, zacne se vlastnim polem rozpadat. Navic provoz urychlovace je energeticky narocny, i pokud bychom pouzili supravodive magnety, je potreba svazek centrovat, stabilizovat apod. a to sezere mnohem vic energie, nez se do svazku uzavre.

Ten setrvacnik je zajimavy, ale bylo by to provazeno vsemi nectnostmi systemu s pohyblivymi soucastmi a tim i velkym rizikem selhani. Dal bych prednost \"klasictejsimu\" akumulatoru. :)

Koukam jem napsal cestinsky gulas ;) Aby nebyla mylka, pri velke energii ve svazku castic se zacne rozpadat svazek, ne urychlovac :)

Právě že žádné pohyblivé části tam nejsou setrvačník rotuje ve vzduchoprázdnu něco jako maglev. Potřebné elmag. pole slouží jen na korekci. Spíše se bojím velkých ztrát v mědi a železe (přemagnet., vířivé proudy.) takto rychle rotujícího předmětu.

No, to je koneckoncu mozne taky, byl jsem na exkurxi v DESY v Hamburku, kde je velky supravodivy urychlovac a ukazovali nam specialni svorky (ktere urzi nekolik tun), kterymy je potreba \"svazat\" supravodive civky, aby se v tak silnem magnetickem poli nerozletely na kusy :)

Ztraty ve virivych proudech a jine by asi byly dost velke. A i pri pouziti \"maglevu\" bych se bal, ze pri sebemsim otresu se ta jedouci masa zapichne do \"kolejnice\" a pokud by mela skutecne takovou kinetickou energii, bylo by to asi stejne, jako kdyby bouchla nadrz s palivem :)

U setrvačníků v kosmu bude ještě jeden zásádní problém ... Změna směru letu. Setrvačník v ní bude bránit a pokud se o ní pokusíme, dojde k ní na úkor energie v setrvačníku ... [/quote]

No to je pravda jeste zasadnejsi namitka :)

...[quote]
musí být plazma a ta se musí nejdříve nějak vytvořit, což je (pominu -li lehce ionizovatelné látky) také slušně energeticky náročné, vodík se slušně ionizuje teprve nad 10 000K[/quote]...

Jsou i jine zpusoby vytvareni iontu, nez tepelna ionizace. Prikladem je prachobycejna zarivka (kde se uplatni ionizace srazkova v elektrickem poli).

Změny směru bych se nebál. Změny jsou v tomto případě pozvolné iontový pohon atd.

Dále je to problém pokud energii honíte na váze setrvačníku, ale já předpokládám na rychlosti. Proto fullereny atd. A proto ty ztráty. Ale k těm ztrátám by to chtělo studii protože pokud si představím rychle otáčející se mag. pole řádově MHz tak to žádný feromag. Mat. nedokáže. Tzn jedině vzduchové cívky. Tzn. že velikost transformované energie nebude moc velká což nám ale jen vyhovuje vzhledem k tomu co chceme napájet.

jeste ye tomu nerozumim :o)

Ještě k magnetoplasmovému pohonu: Astronaut Chang-Diaz si stále myslí, že by bylo možné takový pohon realizovat. Jde o ten VASIMR (http://www.nasa.gov/vision/space/travelinginspace/future_propulsion.html , nebo článek F.R. Chang-Diaz, Scientific American (2000) č. 11, s.89-97), na který zde byl hezký odkaz, který znovu opakuji (http://dma.ing.uniroma1.it/users/bruno/Petro.prn.pdf ).
Lze nalézt i teoretičtější studie, např. (http://peaches.ph.utexas.edu/ifs/ifsreports/977_Arefiev.pdf ).
Otázka ale zůstává, zda se podaří vypořádat se s řadou problémů, například s magnetickou tryskou a ovlivòováním její geometrie magnetickým polem pohybujících se částic.

Musíme si uvědomit jaké jsou fyzikální meze setrvačníku

Co určuje jeho energii hmotnost (resp. Moment setrvačnosti) poloměr, uhlová rychlost.

Na zemi:

Je jasné že na zemi jsme vlivem tření atd. (nepočítám mag. levitaci) omezeni právě tou úhlovou rychlostí a na samotném momentu setrvačnosti pak nezáleží. Dále nás brzdí způsob odebírání energie většinou přes elektromotor.

Ve vesmíru

Při použití mag. levitace nás otáčky již brzdit nebudou tedy až do fyzikální hranice materiálu pro ocel to činí z hlavy 100Mpa (mez pružnosti v tahu pro ocel nebo je to 100000 Mpa z hlavy to nevím) to znamená že samotný setrvačník váží 10kg poloměr má 0,2-0,3m ale otáčky jsou na jeho prahu tzn. (nevím z hlavy to dělalo něco jako 90000 m/s pro přímočarý pohyb. Což je 45000 ot/s (zhruba) pro ocel použijte vhodnější mat. a máte to. Přitom takto vytvořené mag. pole dává 45 kHz pro 2polový odběr (princip gen jako synchronní nebo lze asynchronní generátor).

Jinak když opravdu jdeme na fyzikální meze mat. je jedno zda vytvoříme setrvačník s velkým ramenem 100-ky m. otáčející se malou rychlostí. Nebo malý setrvačník otáčející se velkou rychlostí. Omezující jsou v obou případech odstředivé síly a ty jsou velké stejně v obou případech.

Je tu jen jedna věc které je v neprospěch jde o to aby byl malý setrvačních vyroben z nanotechnologickou přesností což u velkého není nutné. Sebemenší nesymetrie ve válcovém nebo kruhovém tvaru způsobí ohromné vibrace. A tím i značné problémy). Ale právě použití elmag levitace jich velkou část napraví.