Raumcon
Raumfahrt => Fragen und Antworten: Raumfahrt => Thema gestartet von: EM am 26. November 2005, 17:48:27
-
Ich bin der Überzeugung, dass nukleare Stromerzeugung im All eine Schlüsseltechnologie ist, die es zu beherrschen gilt. Photovoltaische Stromproduktion kann nicht überall angewandt werden:
Bei einer künftigen Mondbasis ist es (abgesehen von Bergspitzen an den Polen) jeweils einen halben Monat dunkel. Eine Treibstoffproduktion vor Ort (z.B. auf dem Mars), die längerfristig betrachtet immense Vorteile bieten würde und ebenfalls eine Schlüsseltechnologie darstellt, erfordert z.B. beim Mars-Direkt-Konzept einen Kernreaktor mit 100 Kilowatt Leistung. Auch künftige leistungsfähige elektrische Antriebe wären froh um mehr Power.
Ein solcher Reaktor müsste sicher folgende Anforderungen erfüllen: leichte Bauweise, guter Strahlenschutz (bei bemannten Missionen), Inbetriebnahme erst im All und damit technische Schutzmassnahmen in der Startphase.
Ich denke, für Leistungen im Bereich von 100 KW genügen die Isotopenbatterien nicht, es braucht effektive Reaktoren. Die USA wollen, dass die Japaner für künftige Mondstationen Reaktoren bauen. Wer weiss Näheres? Wie sollte ein solcher Reaktor aussehen?
Es soll hier eine technische Diskussion stattfinden und nicht Pro und Contra Atomenergie.
-
RTGs bringen wohl sicherlich keine ausreichende Leistung (im Bereich von mehreren hundert KW...). Und Solarenergie ist für viele Anwendungen nicht verfügbar oder nicht leistungsstark genug - ergo führt um die Nuklearenergie in der Raumfahrt kein Weg herum.
Soweit ich weiß gab es in den 60er Jahren bei der NASA Versuche im Rahmen von NERVA - leider wurde das eingestellt. Vor einiger Zeit wurde mit Prometheus ein weiteres Program gestartet. Hat jemand eine Ahnung, wie es damit vorangeht?
-
Moin David,
das ist richtig, NERVA wurde 1972 eingestellt und dafür kam TIMBERWIND, aber auch nur für die Entwicklungsphase, dann wurde das Projekt gestoppt.
Es ist schon auffallend, dass Russland und auch die USA in dieser Sparte nach ~ Mitte der 90er Jahre keine weiteren ernsthaften Schritte zur Entwicklung mehr gemacht haben.
Jerry
-
@David
Von Prometheus ist leider nicht mehr viel übrig. JIMO und die Entwicklung nuklear-elektrischer Antribe wurde eingestellt und auch die Entwicklung von Kernreaktoren und besserer RTGs für den Einsatz im Weltraum läuft nur noch auf Sparflamme. Begründung: Die Technologie wird erst um 2020 (für eine Mondbasis) wirklich gebraucht, andere Projekte (vor allem das CEV) haben Priorität. Ist vermutlich die richtige Entscheidung, das Geld reicht einfach nicht für alles und das CEV ist tatsächlich eindeutig wichtiger.
-
Hi Gero
Die NASA hat eine Website zum Thema: http://exploration.nasa.gov/programs/prometheus/
Laut der Website wollen sie 2006 eine Studie (PEIS) vorlegen, ob es mit dem Projekt weitergehen soll.
Woher hast du die Info, dass die Entwicklung von nuklear-elektrischen Antrieben eingestellt wurde?
Angesichts des knappen Etats scheint es aber wirklich kaum eine Chance auf schnellen Fortschritt zu geben. Ich stimme dir da zu: das CEV ist momentan wesentlich wichtiger. Daher sollte man auch beim Shuttle drastisch kürzen...
Grüße,
David
-
Es ist schade, wenn diese Forschung aufgegeben würde. Zitat Zubrin, Mars-Direkt: Wenn wir die Atomkraft im Weltraum aufgeben, geben wir eine ganze Welt auf.
Allenfalls wird diese Forschung gemäss Angaben von Gero Schmidt nur hinausgeschoben, um ab 2020 wieder aufgegriffen zu werden, was angesichts der begrenzten Mittel vermutlich richtig sei.
Im Forum wurde verschiedentlich diskutiert, dass Europa immer nur bereits Getanes nachvollziehen wolle (Beispiel Diskussion eigene Mondflüge). Wäre es nicht erst recht sinnvoll, wenn andere (die USA) diese Technik wegen Geldmangels momentan hinausschieben, dass Europa sich in diesem Bereich anstrengt und sich eine eigene Kompetenz in dieser künftigen Schlüsseltechnologie erarbeitet. Damit würde sich Europa eine gute wirtschaftliche Ausgangslage schaffen, wenn in 10 Jahren die Projekte kommen.
Wegen überall knapper Finanzen müsste auch nicht die ESA alle Entwicklungskosten tragen. Die ESA bestellt zur Initialisierung dieser Technik z.B. einen Reaktor mit 100 KW el. Leistung, Gewicht 4 Tonnen (Angaben gemäss Unternehmen Mars, S. 285) als Teil einer Mars-Sample-Return mit Treibstoffproduktion vor Ort (oder für einen leistungsfähigen el. Antrieb zur Erforschung des äusseren Sonnensystems). Den Forschungsaufwand für die Stromerzeugung muss ein privates Unternehmen erbringen. Diese Firma dürfte den ganzen Forschungsaufwand nicht einem einzigen Projekt überwälzen, da sie mit weitern Aufträgen rechnen könnte. Dies könnte auch für die Nuklearindustrie interessant sein, da sie sich damit einen neuen Markt erschliessen könnten.
-
@David
Das war in mehreren Berichten zu lesen, die beste Quelle ist wohl dieses NASA-Schreiben:
Prior to the completion of the ESAS study, NASA was planning to restructure the Prometheus Nuclear Systems and Technology (PNS&T) program to prioritize NASA's nuclear technology development efforts to provide power on the surface of the Moon for a lunar outpost. ESAS results indicate that, given resource constraints, surface nuclear power systems to support potential long-duration stays on the Moon will not be required until after 2018. Nuclear propulsion will not be required until planning for Mars missions begins in earnest. The result of the findings is a total reformulation in the nuclear program, deferring all work until it is needed, yielding $76 million in FY 2006 to accelerate development of CEV and CLV.
Funding at these lower levels also assumed that remaining JIMO project activity was concluded at the Phase A Project Mission Systems Review milestone and that support for Prometheus by the DOE’s Office of Naval Reactors will not continue. NASA has contacted the Office of Naval Reactors to initiate planning for termination actions on activities covered by the Memorandum of Understanding between NASA and DOE (National Nuclear Security Administration-Naval Reactors) regarding Civilian Space Nuclear Reactors. The bulk of the remaining FY 2005 and projected FY 2006 funds for this activity will be spent on termination costs.
NASA will continue a low level of funding of approximately $10 million a year for key, high-priority, nuclear system R&T issues, with longer-term plans to increase funding in the future, as the need for long duration lunar and Mars applications approaches.
http://www.spaceref.com/news/viewsr.html?pid=18512
-
Ein Reaktor kann Wärme, Strom und Schub erzeugen. Die Projekte, die direkt mit dem Reaktor Schub erzeugten, wie Nerva, wurden eingestellt. Bei Prometheus hätte ein Reaktor Strom erzeugt für einen elektrischen Antrieb.
Weiss jemand wie ein solcher Reaktor aufgebaut gewesen wäre, welcher Typ, Brennstoff?
Übrigens: Könnte man die unter http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/bemannt/schild.shtml vorgetellte Technik auch für die Abschirmung eines Reaktors und Strahlenschutz in einem Raumschiff gebrauchen?
-
Hallo,
mal hier schauen: http://www.world-nuclear.org/info/inf82.htm
Da steht sehr viel über das Thema.
Martin
-
Ich weiß nicht, ob der Link schonmal gesendet wurde, aber der ist so gut, also sicherheitshalber nochmal: http://www.bernd-leitenberger.de/cassini-rtg.html
Gerade in Hinblick auf Pluto New Horizons interessant.
Martin
-
Danke für den Link! Der Artikel ist echt interessant, und vllt. würden sich durch letzteren auch die Grünen umstimmen lassen, die sich hier (http://www.weltraumzeppelin.de/NWGG/Politik/UNSERE_Politik/Die_Grunen_Bundnis_90/die_grunen_bundnis_90.html) zur Raumfahrtpolitik geäußert haben. Hier die Äußerungen der Grünen zur Plutoniumgeschichte:
Die Grundlagenforschung für die Stillung des menschlichen Wissensdurstes gibt wichtige Rückschlüsse auf die Stellung des Menschen im Universum. Spannende Fragen stellen sich bei der Erkundung des Planetensystems und beim Blick in die Tiefen des Alls. Besonders positive Beispiele astronomischer Grundlagenforschung sind das Weltraumteleskop Hubble und der Röntgensatelliten Abraxis. Allerdings ist bei der Stillegung dieses Wissensdurstes darauf zu achten, daß wir das Leben hier auf der Erde nicht gefährden. Ein besonders negatives Beispiel, das die alte Bundesregierung mitzuverantworten hat, ist die Verwendung von Plutonium in Raumsonden. Cassini wird im August beim Swing by-Manöver um die Erde das Leben auf unserem Planeten gefährden. Die bestehende Gefahr einer radioaktiven Verseuchung legt den Gedanken nahe, die Sonde besser in die Sonne umzuleiten als ein großes Risiko einzugehen. Es war schon unverantwortlich die Sonde zu bauen und zu starten. Entweder hätte die alte Bundesregierung auf Alternativantriebe setzen sollen oder solange warten müssen, bis adäquate Antriebe zur Verfügung stehen. Der Saturn wäre nicht weggelaufen. Wir hätten uns über seine Erkundung auch 5 oder 10 Jahre später noch freuen können. Die unbegründete Eile kann das große Risiko nie und nimmer rechtfertigen.
-
Anlässlich des Starts der "New Horizons Mission" gab es wieder die gewohnten Proteste, die auf das Gefahrenpotenzial des Plutonium an Bord von der Sonde aufmerksam machen wollen.
Spon berichtet! (http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltraum/0,1518,395756,00.html)
Nachdem ich jedoch den in diesem Thread genannten Artikel mal durchgelesen habe, denke ich, die Proteste waren erneut nahezu unbegründet.
-
In einer Sendung von N24 heute stand, die Sonde hätte einen Plutoniumreaktor zur Energieversorgung an Bord. Dabei hatten die Extra ihren Raumfahrtexperten rausgekramt. Aber wenigsten berichten die überhaupt.
Martin
-
Ich bin gegen den weiteren Ausbau der Atomkraft hier auf der Erde. Schon aus wirtschaftlichen Erwägungen ist das keine Technologie um in Zukunft grössere Energiemengen zu erzeugen. Und zu gefährlich ist es auch, da ein wirklich sicherer Reaktor zu teuer wäre. Trotzdem verstehe ich nicht was man gegen Atomgetriebene Raumsonden einzuwenden hat. Ich glaube da gibt es Menschen die auf bestimmte Reizwörter reagieren. Einer sagt Plutonium und schon springen die kreischend in der Gegend herum. Anders ausgedrückt: Wenn einer Atomkraftgegner ist, nicht weil er verstanden hat worum es geht und das für unvernünftig hält, sondern weil er meint, dass ihm das gut steht und er sich gerne als Ökorebell sieht, dann find ich das einfach nur blöd.
Man sollte schon von Fall zu fall unterscheiden, ob etwas machbar und vertretbar ist.
Wer alles was mit Atom- anfängt gleich als Teufelswerk erklärt, der gerät in eine Linie mit den Leuten die früher Hexen verbrannt haben.
Wäre mir NewHorizon in den Garten gestürzt, hätte ich mehr Angst vor dem Hydrazin. Und scharfkantigen Trümmerteile können ja auch gefährlich sein, oder? Wieviele Städte kann man den mit so einer Sonde verseuchen? Ich weiss es nicht, aber ich glaube mehr als ein Häuserblock ist nicht drin.
-
Ich bin gegen den weiteren Ausbau der Atomkraft hier auf der Erde. Schon aus wirtschaftlichen Erwägungen ist das keine Technologie um in Zukunft grössere Energiemengen zu erzeugen. Und zu gefährlich ist es auch, da ein wirklich sicherer Reaktor zu teuer wäre. Trotzdem verstehe ich nicht was man gegen Atomgetriebene Raumsonden einzuwenden hat. Ich glaube da gibt es Menschen die auf bestimmte Reizwörter reagieren. Einer sagt Plutonium und schon springen die kreischend in der Gegend herum. Anders ausgedrückt: Wenn einer Atomkraftgegner ist, nicht weil er verstanden hat worum es geht und das für unvernünftig hält, sondern weil er meint, dass ihm das gut steht und er sich gerne als Ökorebell sieht, dann find ich das einfach nur blöd.
Man sollte schon von Fall zu fall unterscheiden, ob etwas machbar und vertretbar ist.
Etwas arg OT, aber ich finde, das kann man auch gut mit den Jugendlichen vergleichen, die mit Che Guevera Shirts rumrennen und auf zahlreiche Demos gehen, ohne zu wissen, worum es dort überhaupt geht. Jene Leute mache wahrscheinlich die Hälfte der Wählerstimmen der Linken.PDS aus..., kein Wunder, dass letztere das Alter zur Wahlberechtigung auf 16 Jahre senken will.
-
Das gibts natürlich überall. Ich meine auch hier schon mal bei jemandem rausgehört zu haben, dass er da Weltraumbegeistert, Sympathien für die NASA empfindet, deswegen für die USA, deswegen für Georg Bush, deswegen für den Irak Krieg...........
Mir sind Menschen lieber, die bei jeder Mission, Intervention, Ideologie oder sonstwas jedesmal aufs Neue, mittels Nachdenken zu einer Einstellung finden. Solche Endlosverknüpfungen wie oben beschrieben finde ich dumm.
Nebenbei gefragt: Was heisst OT. Ich kenne O-Ton (Originalton). Macht hier aber keinen Sinn.
-
OT heisst offtopic, sprich am Thema vorbei.
Persönlich finde ich z.B. auch die kernkraftgetriebene Stromerzeugung fürwesentlich besser, als noch mehr Kohle und Ölkraftwerke zu bauen, die ökologisch auch völlig daneben sind, oder nur auf Windkraft etc. zu bauen, wobei da immer auch ein Kohlekraftwerk auf vollen Touren laufen muss um dortige Stromausfälle bei wenig Wind ausgleichen zu können ;).
Um mal wieder T zu werden. Man sollte wirklich nicht wirklich auch immer ein wenig überlegen, ob hinter solchen Protesten auch ein wenig Wahrheit steckt. Schließlich darf Raumfahrt nicht als unantastbares Überwesen darstehen.
Wenn es wirklich einen Defekt gibt und sich die Teilchen über die Region verteilen sollten, ist das wahrlich nicht banal zu finden.
Und auch wenn einen das garnicht scherrt, sollte man beachten, dass da auch ordentliche Kosten(0,241-1,3 Mrd.) Kosten auf die NASA zukämen, was dem passionierten Raumfahrer sicherlich ein wenig aufstößt. Und der Imageschaden durch so ein Ereigniss wäre sicherlich enorm.
Ich will damit nur sagen, dass man immer versuchen sollte abzuwägen und nicht einfach Andersdenkende zu verdammen.
-
danke speedator.
natürlich muss man die ängste von menschen respektieren und alles für die sicherheit tun.
ich schließe mich da bass ein wenig an und finde, ein ausbau und eine langfristige nutzung der kernenergie halte ich für inakzeptabel auf der erde. rtg´s für den sondenbetrieb (langzeitmissionen) halte ich dagegen für unablässlich und dringend notwendig. allerdings sind die rtg´s "arschteuer" und das plutonium 238 muss von russland eingekauft werden.
@deep7
die absenkung des alters auf 16 Jahren zum wählen forderten schon seit 10 jahren die jusos der spd. ist also keine erfindung der pds. (ich halte es für richtig)
-
Ich glaube, wir haben hier schon recht weitgehend eine Übereinstimmung, dass Nuklearenergie für die Erforschung des Weltraums notwendig ist.
Um die künftigen Anforderungen bei Einsätzen ausserhalb der Erdatmosphäre bewältigen zu können (z.B. höheren Schub bei elektrischen Antrieben) genügen die RTG meiner Meinung nach nicht und wir brauchen auch richtige Reaktoren, wie sie in U-Booten zum Einsatz kommen. Deutschland ist recht stark bei Ionenantrieben. Wäre da nicht ein Lehrstuhl oder Institut für nukleare Energieerzeugung für Weltraumanwendungen eine logische und zukunftsgerichtete Strategie. Dort könnten für die verschiedenen Leistungsbereiche Lösungen erarbeitet werden. Ebenfalls könnten dort Sicherheitstechniken entwickelt werden, um die Ängste vieler Menschen ernst zu nehmen (z.B. Entwicklung von absturzsicheren Behältern für radioaktive Stoffe, etc.).
-
Gibts es doch schon bereits oder? In Stuttgard. Hier gucken
http://www.irs.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EL_PROP/ION/d_ion.html
-
Betrifft dies nicht nur die elektrischen Antriebe? Ich habe an ein Insitut gedacht, das sich mit der nuklearen Energieerzeugung an sich (in verschiedenen Leistungsbereichen) befasst. Eine solche Stromquelle liefert dann die Energie z.B. für den elektrischen Antrieb als eine Verwendungsmöglichkeit.
-
Ups, klar...irgendwie habe ich die Anfrage so verstanden gehabt, als ob es um die Antriebe ginge. Danke EM.
-
Ein recht großes Problem sind die thermoelektrischen Wandler an den Radioisotopengeneratoren, da deren Wirkungsgrad außerordentlich gering ist. Das gleiche Problem liegt auch bei den Kernreaktoren vor, da man die thermische Energie in elektrische umwandeln muss. Dazu wäre eine Dampfturbine und ein Generator notwendig. Diese Zusatzmassen lohnen sich derzeit meiner Meinung nach nur bei stationärem Einsatz z. B. in einer Mondstation.
Also sobald man den Wirkungsgrad verbessert bekommt man auch mehr Leistung und produziert nicht nur (fast) unnütze Strahlungswärme.
-
Ganz vergessen, bei uns an der Uni (Tu-Dresden) gibts ne Vorlesung für Energiesysteme von Raumfahrzeugen. http://www.tu-dresden.de/mw/ilr/space
-
Danke urfin für den Hinweis und den interessanten Einblick in das Studium der Raumfahrttechnik.
Ich denke, wenn man sich voll auf das Ziel konzentriert, ist es möglich, den Wirkungsgrad weiter zu verbessern. Auch leichtere Stromerzeugungsanlagen sind sicherlich machbar. Wenn dies gelingt, liegen plötzlich ganz neue Techniken in Reichweite, unter denen mir persönlich der VASMIR-Antrieb am besten gefällt (Flugzeit zum Mars drei Monate, http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raketen/vasmir.shtml.)
Deshalb ist die weitere Forschung und ein Lehrstuhl in diesem Bereich für alle Weltraumanwendungen äusserst wichtig, damit wir dereinst diese neuen Technologien erreichen können.
-
Das Prinzip von VASIMIR gefällt mir auch ungemein, ich hatte mir damals vor vier Jahren als der Artikel kam mich etwas näher damit beschäftigt. Was mich etwas irritiert, dass derzeit kaum noch etwas davon zu lesen ist bzw. ob es nicht doch wieder eingemottet wurde. Es wäre jedenfalls schade darum.
-
Und pünktlich zu diesem Thread erschien gestern dieser Artikel:
http://www.spacedaily.com/reports/NASA_To_Commercialize_Advanced_VASIMR_Plasma_Rocket_Concept.html
Die Weiterentwicklung des Antriebs soll nun auf kommerzieller Basis laufen.
-
Denkt mal nach, was man für Möglichkeiten an Bord eines Raumschiffes hätte, wenn man hohe Mengen an elektrischem Strom zur Verfügung hätte.
Ich habe mir mal Gedanken gemacht über ein luftatmendes, elektromagnetisches Triebwerk für den Einsatz in der Erdatmosphäre. Als Energiequelle käme im Moment nur ein Nukleargenerator in Frage. Dieser Generator müsste leicht und kompakt gebaut sein. Er müsste in einem absturzsicheren Containment eingehüllt sein und wäre bewusst nicht mit Plutonium betrieben.
Das hier vorgeschlagene System unterscheidet sich auch von der Idee von Zubrin einer Nuklearrakete, die mit auf dem Mars aus der Luft erzeugtem Treibstoff betrieben wird und wo der Treibstoff direkt durch den Reaktor erhitzt wird (analog alte NERVA-Konzepte). Ein solches System wäre zwar einfacher zu konstruieren (ohne all die Stromerzeugungsanlagen) und würde vermutlich auch als luftatmendes System funktionieren, jedoch scheint es mir wegen der direkten Erhitzung des Treibstoffs am Reaktor politisch heikler als ein Reaktor in einem relativ sicheren Containment.
Der Generator liefert den notwendigen Strom für das elektromagnetische Triebwerk im xMegawattbereich. Das Hauptaugenmerk soll im Moment nicht auf dem Generator liegen, sondern auf der Triebwerktechnik. Wir gehen mal davon aus, dass genügend elektrische Energie verfügbar ist.
Das Raumschiff startet konventionell wie ein Flugzeug waagrecht mit einem luftatmenden Kerosin-Triebwerk (alternative Möglichkeit wäre eine rein elektrisch betriebene Turbine). Nach dem Start schaltet sich das elektromagnetische Triebwerk hinzu und bringt zusätzlichen Schub bis das Kerosin-Triebwerk nicht mehr benötigt wird und eingezogen werden kann. Das elektromagnetische Triebwerk verwendet nur die Umgebungsluft und beschleunigt nur allmählich. Die Höhe entspricht jeweils der optimalen Einstellung von Luftdruck, Geschwindigkeit, Luftwiderstand, Reibungshitze, etc. In der Höhe, wo noch genügend Luftmoleküle für den Betrieb vorhanden sind, wird die Höhe gehalten und nur noch die Geschwindigkeit erhöht, bis dann mit Hilfe von einer kleinen Menge Treibstoff aus den Tank die Erdumlaufbahn erreicht werden kann.
Funktionsweise:
Das Raumschiff hat am Bug eine grosse Öffnung, um die Luft anzusaugen (z.B. 20 m x 5 m). Diese Öffnung besteht aus einer Wabenstruktur, welche die Kathode darstellt. Diese grosse Öffnung verengt sich auf einen kleinen Durchmesser. Hier befindet sich die Ringanode. Zwischen der Kathode und der Anode entsteht ein Lichtbogen (eventuelle mehrere), der die Luft extrem erhitzt. Das entstandene Plasma wird durch ein elektromagnetisches Feld zu einer zweiten Anode hin beschleunigt.
Gemäss Bernd Leitenberger wird bei einem elektromagnetischen Triebwerk der Treibstoff zuerst in ein Plasma verwandelt und dann durch ein elektromagnetisches Feld beschleunigt, was auch als Lichtbogentriebwerk mit Nachbrenner bezeichnet wird. Mit Wasserstoff sind Ausströmgeschwindigkeiten bis 70 km/sec erreichbar, mit Wasser oder Ammoniak 10 – 15 km/sec
(siehe www. bernd-leitenberger.de/zukuenftige_antriebe.html).
Mit dem hier beschriebenen Konzept werden nicht die hohen Ausströmgeschwindigkeiten erreicht. Der grosse Vorteil liegt jedoch darin, dass dieses System fast keinen Treibstoff benötigt, da die Umgebungsluft verwendet wird. Dies erlaubt, auf grosse Treibstofftanks zu verzichten. Jedoch muss ein Reaktor die nötige elektrische Energie liefern. Andere elektrische System funktionieren nur im Weltall. Dieses hier könnte meiner Meinung nach auch in der Atmosphäre funktionieren und gemütlich auf die erforderlichen Geschwindigkeiten kommen.
-
Etwas wollte ich noch zum Thema Plutonium los werden. Dieses wird ja hauptsächlich in RTG s eingesetzt, da bei dessen Zerfall und dem der Zerfallsprodukte kaum Gamma Strahlung frei wird. Damit braucht man nur eine kleinere Abschirmung. Soweit ich weiß sind übrigens die russischen Kollegen die Einzigen, die es mit einem hohen Reinheitsgrad herstellen können. Und weil wir schon dabei sind, seltsamer weise sind die meisten Radioisotopengeneratiore bei den Amerikanern geflogen. Hingen die Russen bauen hauptsächlich Kernreaktoren.
Das große Problem bei deinem Triebwerk ist und bleibt die Energie. Ohne das Ganze zu pessimistisch sehen zu wollen, ich glaube dafür brauchst du schon fast ein kleines Fusionskraftwerkt. Dies hätte, wenn es denn funktionieren würde, das größte Verhältnis von Leistung zu Gewicht. Problematisch ist auch hier, dass du nur über Zwischenwandlung Energie gewinnst. Andererseits nimmst du sehr viel Masse mit in den Orbit, die du vorher beschleunigen musst. Wäre es hier daher nicht vielleicht besser das System in Stufen einzuteilen. Also bestehend aus einem Träger mit Staustrahltriewerk und einer Oberstufe?
-
Es ist richtig, dass die Energieerzeugung nicht zuviel Gewicht haben darf. Das Gesamtgewicht des vorgeschlagenen Konzeptes ist jedoch viel kleiner als bei normalen Raketen, da nur eine geringe Menge Treibstoff mitgeführt werden muss, da die Umgebungsluft verwendet wird.
Ein Blockheizkraftwerk von 200 kW elektrischer Leistung und 260 thermischer Leistung hat (zum Verlgeich) die Grösse eines Lastwagenmotores. Deshalb sollte ein Reaktor im Bereich von 1 MW bei einem Gewicht von 5-10 Tonnen machbar sein. Die Frage ist, würde die Leistung von 1 MW für ein solches Luft- und Raumfahrzeug genügen. Wie gesagt, würden die erforderlichen Geschwindigkeiten erst allmählich erreicht (Stichwort langsamer Weg ins All).
-
Ich hab mal etwas in meinen Büchern geschnüffelt, also die Amis haben mit SNAP 50 und einer Kaliumdampfturbine bis zu 1200kW erzeugt. Alles Systeme mit thermisch - elektrischen Wandlern liegen bei etwa 100kW (SNAP 100). Beides ist aber nie geflogen. Bei den Russen sind glaub nur die Buk's und Topaz (waren glaub auch unter Topolbekannt?) geflogen. Die maximale nutzbare Energie hier ist glaub um die 10kW.
Bedenke aber auch, dass du bei den terestrischen Kraftwerken irgendwo ein Kühlturm oder einen Fluss hast. In den höheren Atomsphärenschichen nimmt die Wärmeableitung durch Konvektion ab, wodurch nur noch Abstrahlung möglich ist. Außerdem bewegst du dich mit Flugzeug recht schnell (sagen wir M=6), damit erzeugst du um dich herum ebenfalls ein Temperaturfeld. Könnte mir vorstellen, dass dies etwas hinderlich wirkt. Du mußt den Reaktor auch noch abschirmen, d.h. zusätzliches Material ist notwendig. Unbekannt ist auch wie sich ein Reaktor bei ständigem Starten und Landen bei den ganzen Vibrationen verhält. Problematisch ist auch noch der Gefahrenfall, was passiert, wenn das Fluggefährt explodiert. Halb Kanada mußte schon einmal abgetragen werden. Hier träfe es wahrscheinlichnoch mehr. Besonders von den russischen Reaktoren kreisen noch einige im niedrigen Erdorbit, die langsam anfangen radioaktives Material zu verlieren und ihre Bahn weiter absenken. Man denke lieber noch nicht darüber nach, wenn sie in der Erdatm. verglühen.
Wie wäre es eigentlich, wenn man einen gepulsten Laser als Antrieb einsetzt. Diesen könnte man mit einem irdischen Kraftwerk speisen, was wesentlich ungefährtlicher ist. Damit könnte man Objekt in den Orbit heben bzw. beschleunigen. Oder ein Staustrahltriebwerk mit flüssigem Wasserstoff. Sicherlich ist die Einsatzzeit begrenzt, aber als Träger allemals ausreichend.
-
Die Frage der Gefährdung müsste natürlich diskutiert werden.
Hier gings mir mal darum, ob so ein Gefährt funktionieren könnte. Technisch erscheint mir auch die Ableitung der Wärme problematisch.
Es wäre interessant, wenn du deinen Vorschlag mit dem gepulsten Laser näher erklären könntest.
Sicher wäre es am elegantesten, wenn man die benötigte Strommenge von aussen zuführen könnte (Laser, Mikrowellen, o.ä.), aber das scheint mir auch eher unrealstisch.
-
Ich finde auch, dass das Hauptproblem bei der Wärmermeableitung besteht. Konventionelle Dampfturbinen können im Weltraum nicht benutzt werden solange nicht übermäßig viel Wasser vorhanden ist... und in der Schwerelosigkeit kann ich mir eine Dampfturbine auch nicht vorstellen, denn da kann der Dampf ja nicht "nach oben" steigen. Dafür müsste man schon runde Raumstationen bauen die sich um ihre eigene Achse drehen um Fliehkräfte zu erzeugen. Aber bis dahin ist es wohl noch ein langer Weg, ich schätze selbst auf dem Mond wird es nicht möglich sein effektiv Dampf in elektrischen Strom umzuwandeln.
Die Idee mit gepulsten Lasern ist tatsächlich interessant, wenn du die Idee weiter diskutieren möchtest öffne aber bitte ein neues Thema, weil hier sonst keine Verbindung mehr zum Thema "Nukleare Stromerzeugung" bestehen würde :)
Bis dann
Tobias
-
Prinzipiell ist es möglich eine Dampfturbine im Weltall zu betreiben. Durch das verdampfen der Flüssigkeit baust du einen Druck auf und diesen expandierst du dann in einer Turbine. Anschließend mußt du nur den Restdampf wieder kondensieren. Diese Abwärme ist problematisch, da sie nur über Radiatoren abgegeben werden kann. Sicherlich muss man den Reaktor anders auslegen als hier auf der Erde. Ach ja und wegen der Funktionstüchtigkeit im All, Turbopumpen arbeite nach dem gleichen Prinzip nur halt andersherum. Man muss nur in den Tanks dafür sorgen, dass der Treibstoff seinen weg dahin findet. Den Rest erledigt der auferlegte Druckgradient.
Übrigens, weuch wenn es nicht hier her paßt, ich glaube in absehbarer Zeit wird man keine drehbare Raumstation bauen. Dies wäre zwar für den Tourismus schön, aber die meisten Experimentatoren wollen ja gerade keine Gravitation für ihre Versuche.
À propos ich eröffne mal einen neuen Thread über gepulste Laser.
-
Hallo,
am Anfang diese Threads hatte ich diesen Link schonmal gebracht, aber an der Stelle wo es um technische Details geht, paßt er nochmal gut rein:
http://www.world-nuclear.org/info/inf82.htm
Da stehen viele Details zu SNAP und den russischen Reaktoren (Topaz-1 und -2, usw.) drin.
Lesenswert.
Martin
-
Ja schon okay, ich habs dann mal Martins Beiträge zusammen gepackt ;D
Aber eigentlich hast auch du hier eine "Ändern" Funktion für deine eigenen Beiträge ;)
-
Ja schon okay, ich habs dann mal Martins Beiträge zusammen gepackt ;D
Aber eigentlich hast auch du hier eine "Ändern" Funktion für deine eigenen Beiträge ;)
Ich sehs aber echt nicht, bei mir steht nur "zitieren" und "löschen" da!?
Edit: Bei diesem Beitrag gabs jetzt doch ändern, bei obigen von mir aber nicht. Woran liegt das?
nochmal Edit: Ich vermute jetzt zu wissen woran es liegt, dürfte damit gelöst sein.