Nuklearantriebe

Könnte ein Nuklearantrieb -rein theoretisch- auch für einen Staustrahlantrieb in der Atmosphäre gebraucht werden? Das Triebwerk müsste zuerst auf Betriebsgeschwindigkeit gebracht werden. Dann würde die eintretende komprimierte Luft am Reaktor entlang geführt, weiter beschleunigt und wieder ausgestossen.

Wäre mit einem Nuklearantrieb auch eine Dampfrakete mit Wasser als Treibstoff, das erhitzt und ausgestossen wird, denkbar? Wäre der ausgestossen Wasserdampf strahlenbelastet?

Ich habe in vielen Posts über diese Antriebsform gelesen und möchte jetzt gerne in erfahrung bringen was eigentlich
so sehr gegen diese Antriebsform spricht? Mir ist schon klar das Nuklearangetiebene Raketen (welche von der Erde aus starten) ein erhebliches Risiko darstellen. Nur was spricht gegen den einsatzt im Weltraum???

Des weiteren habe ich noch Folgende Fragen:

1.) Welche vor bzw. Nachteile hat ein Nuklearantrieb gegenüber den heutigen Antriebsformen?

2.) Wie sieht, würde die Leistung Nuklearangetriebener Raketen, Antrieben aus???

3.) Was spricht gegen den einsatz im Weltraum?


mfg Klater

Hi

Ich würde mal meinen der Einsatz eines solchen Antriebs im Weltraum wäre bedenkenlos. Jedoch muss das nukleare Material erst mal dort hingebracht werden. Auch wenn man mit einer normalen Rakete solch ein Material transportieren würde wäre das Risiko eines Unfalls beim Start viel zu hoch.

Ausser man findet einen Weg direkt im Weltall Uran oder ähnliches anzureichern

MfG Chris

Hallo
Ich denke auch, dass Nuklearantriebe beim Einsatz im Weltraum eine feine Sache wären. Die Leistung wäre doppelt so gross wie bei den chemischen Raketen. Um das Risiko verantworten zu können, müsste man technische Lösungen finden, dass bei einem Absturz beim Start es nicht zu Verstrahlungen kommt (z.B. Sicherheitsbehälter für die Brennstäbe, die auch bei einem Absturz Sicherheit bieten. Frage ist, ob dies möglich ist).
Robet Zubrin, der Autor von Unternehmen Mars, ist ein eifriger Befürworter eines Nuklearprogrammes. Laut ihm könnte innert vier Jahren bei Kosten von 500 Mio bis 1 Mrd Dollar eine flugbereite Rakete mit einer Schubkraft von 10'000 Pfund und einem ISP von 850 Sek. entwickelt werden (a.a.O. S. 160)
Zubrin könnte sich sogar eine Nuklearrakete vorstellen, die auf dem Mars mit dort erzeugtem Treibstoff betrieben wird. Dabei wird Kohlendioxyd aus der Marsluft verwendet, der von einer an Bord befindlichen Thermonuklearrakete erhitzt wird, um einen heissen Raketenausstoss zu erhalten. Dieser heisse Kohlendioxyd-Ausstoss gäbe einen ISP von 260 Sek. Das würde laut ihm für ein einfaches Arbeitsraumschiff für den Mars genügen. Findet in wohl eher noch etwas ferner Zukunft eine Marskolonisation statt, wäre ein Uranerzabbau dort sinnvoll.

MIT ATOMANTRIEB ZUM MARS?

Ich stand diesem Thema immer sehr kritisch gegenüber. Es erschien mir zu gefährlich (Kernschmelze).
Aber jetzt, wo ich etwas neues im Internet gelesen habe, finde ich diese Möglichkeit mit dem Atomantrieb ziemlich interessant.

In acht Wochen zum Mars
Mit Nuklearantrieb rasend schnell zum Roten Planeten. Das könnte schon bald Wirklichkeit werden.
Washington -
In nur zwei Monaten zum Mars. Noch eine Zukunftsvision. Im nächsten Jahrzehnt schon Realität? Die US-Raumfahrtbehörde NASA will der Entwicklung eines nuklearen Raketenantriebs - Projektname "Prometheus" - Top-Priorität geben. Heute übliche "chemische" Antriebe beschleunigen Raketen und Raumsonden nur auf rund 29 000 km/h. Eine bemannte Mission zum Mars würde dadurch rund ein halbes Jahr dauern und die Gesundheit der Astronauten durch Muskelschwund und Knochenabbau mit möglicherweise fatalen Folgen belasten.
Ein kleiner Atomreaktor an Bord des Raumschiffs dagegen könnte leicht für die gesamte Flugzeit ausreichend Antriebsenergie liefern. Durch die permanente Beschleunigung dauerte der Flug zum Mars nur noch ein Drittel der Zeit.

Kaum zu glauben: In nur 8 Wochen zum Mars!!
Ich finde es unglaublich. Sollte man mal drüber reden.

M.P.  

Atomantrieb für Raketen/Raumschiffe?

Alles schon mal dagewesen. Lief schon in den 60er-Jahren!

Sagt Euch NERVA etwas??  

Gruß
roger50

Zum Thema Pu - 238 hier ein Bericht von US Department of Energy:
http://consolidationeis.doe.gov/background.html

Darin wird vorgeschlagen, die Produktion von Pu-238, die derzeit ruht und auf mehre Standorte in den USA verteilt war, an einem Standort zusammenzufassen und wiederaufzunehmen. Der Standort soll in Idaho sein.

Der Bericht ist vom April 2006.

Hier ist noch ein kurzer Überblick zum Thema vom November 2006:

http://www.lpi.usra.edu/opag/nov_06_meeting/presentations/RPS.pdf

Martin

Hi Roger50

Ja NERVA:

Zu schwer, zu gross, zu gefährlich.
1960 begann die NASA zusammen mit der AEC mit dem NERVA-Programm (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Dabei ging es um die Entwicklung eines flugfähigen Triebwerks. Dementsprechend mussten die Treibmittelpumpen durch das Triebwerk selber angetrieben werden. Im September 1964 starteten die Versuche mit dem Triebwerk „NRX“. Das letzte dieser Serie, das „EX“, war das erste, das in „richtiger Position“, d.h. mit Triebwerkstrahl nach unten gerichtet, getestet wurde. Dieses Triebwerk erreichte eine Leistung von 1100 MW und einen Schub von 334 kN. Im März 1968 wurde dieses Triebwerk während eines Testlaufs 28 mal gestoppt und wieder gestartet.

Bei diesen Versuchen traten Probleme auf, die zum Teil nicht vollständig gelöst werden konnten. Durch Vibrationen des Gasstrahls kam es bei den ersten Tests zu Brüchen der Reaktorbrennstoffbündel. Dieses Problem konnte gelöst werden, aber die Lösung eines weiteren Problems schien noch in weiter Ferne zu liegen: Während die Graphitbrennstoff­elemente der hohen Temperatur zwar standhielten, wurden sie jedoch durch die chemische Reaktion mit dem Wasserstoff stark erodiert.

Mit dem Auslaufen des Apollo-Programms wurde das Rover/NERVA-Programm 1973 schliesslich gestoppt.

Seit etwa 2002 wird im Hinblick auf bemannte Marsflüge eine Weiterführung des Nuklear-Raketen-Programms wieder in Betracht gezogen. Da Nuklear-Raketen rund doppelt so hohe  Strahlgeschwindigkeiten wie chemische Raketen liefern, könnten bedeutend höhere Geschwindigkeiten erreicht und damit die Flugdauer einer Marsmission stark verkürzt werden. Dadurch würden medizinische Probleme, wie z.B. die lange Schwerelosigkeit, wesentlich reduziert.

Eine Nuklear-Rakete würde natürlich nicht von der Erde aus starten. Sie müsste in einer Satellitenbahn in grosser Höhe zusammengebaut und von dort aus gestartet werden, so dass keinerlei radioaktive Partikel in die Erdatmosphäre gelangen könnten.

Allerdings wäre mit erheblichem Widerstand von diversen "Umweltschutz-Verbänden" zu rechnen; also eigentlich nur unter "top secret" zu verwirklichen.
Und das wiederum würde eine offene Berichterstattung, wie sie heute üblich ist, fast unmöglich machen.

Na ja, abwarten und Bourbon trinken

 8-)

Hallo,

zur Ergänzung hier ein Foto des NERVA-Triebwerks:



Gruß
Antares

Ich bin auch der Meinung, dass die bemannte interplanetre Raumfahrt auf langer Sicht nur unter Nutzung der Kernenergie machbar. Jedoch grusselt es mich irgendwie immer noch der Gedanke, dass man dafür unbedingt radioaktieve Isotope benutzen möchte. Aus vielerlei Gründen.

Deswegen tendiere ich dazu die Kernfusion als die Energiequelle, und eine Hauptvoraussetzung schlecht hin für eine dauerhafte bemannte interplanetarre Raumfahrt anzusehen. Schon wegen der theoretisch vorhergesagten Energieausbeute, und bei richtigen Handhabung beinahe fehlendem radioaktiven Abfall.

Das gleche betrifft die Kolonien. Obwohl dort ich mir die Versorgung mit Solarzellen auch vorstellen könnte. Aber auch nicht ganz sicher. Überlegt euch einfach was die Syntese des Atemlufts und Abbau des Wassers alles an der Energie verbrauchen kann. Dazu kommt die Syntese des Racketentreibstoffs.

Meiner Meinung nach, alle Überlegungen über die Erschaffung eines menschenfreundliches Ökosystems gewinnen erst dann an Realisirbarkeit, wenn die erste Ergebnisse der in Afrika gerade genehmigten Kernfusionforschungeirichtung vorliegen. Was aber Jahrzehnte dauern kann.

In dem Sinne. Tee trinken und abwarten

P.S Alkochol in der Raumfahrt ist nur als Treibstoff zu betrachten  

Hallo Leute,
hier sind einige Fusionsantriebe, die einem beim Flug zum Mars vielleicht weiterhelfen könnten:

http://de.wikipedia.org/wiki/Interstellare_Raumfahrt#Fusionsantrieb

M.P.  

http://de.wikipedia.org/wiki/Tantalhafniumcarbid

Hier, da Material habe ich gerade gefunden... Soll über 4000°C aushalten.


Und je heißer das ausstömende Gas sein kann, desto besser wird bekanntlich ja der Isp.

Es gibt nur ein Problem: Kernfusion funktioniert noch nicht mal bei Kraftwerken. siehe ITER, das frühestens 2018 fertig ist und erst 2050 werden kommerzielle gebaut werden können.

Ist also noch ein bisschen Zukunftsmusik (so 2075) :'(

Kernspaltung ist pfui bei bemannten Missionen, viel zu störanfällig und die Kernschmelze macht erst Recht das ganze Schiff weg, da Reparaturen kaum schnell genug vor Ort durchgeführt werden könnten.

Könnte mir mal jemand helfen

Ich würde gerne ein Beispiel überschlagen: Ein Flugzeug/Rakete wird von einem Kernspaltungs-thermischen Antrieb angetrieben...

Dh. in der Mitte Plutonium im Metallmantel, rundherum strömt Luft (N2 vereinfacht) vorbei.


https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=8341.0

Hier drin mein Beispiel mit Stickstoff, der beispielseweise bei >2000 K eine Geschwindigkeit von knapp über 2000m/s.



Die Luft wird somit mit >1700m/s (zu hoch geschätzt?) ausgestoßen.

die Leermasse einer 707 ist bspw 67t. (dh, man würde sich 40t Treibstoff sparen)




Mit dem Impulserhaltungssatz errechne ich somit X (Treibstofmasse) * 1700 m/s = 67000 kg * y m/s
1700/67000  = y m/s   :   x kg

0.025373*x kg= y m/s                 bzw.        y/0.025373=x

für 10 m/s (/s) braucht man ergo 394 kg(/s) Luft, die erhitzt werden muss...

Soweit korrekt?

Hallo runner,

mit deiner Art zu rechnen, bringst du dich mal in die Bredouille. Du verlierst irgendwann die Übersicht, wenn du mehr als eine Formel kombinieren willst. Halte die an mathematischen Formalismus:

• stell die allgemeine Formel auf: (skalare) Impulserhaltung
  m₁v₁ = m₂v₂
  Mische nicht Einheiten und Variablen in der Darstellung!
  
• stell die Formel nach der gesuchten Größe um: m₁
  m₁ = m₂v₂/v₁
  
• setze (dann erst) die Beispielwerte ein
  Dein Rechenergebnis passt.

Und was wolltest du damit berechnen? Warum gerade die Beispielzahlen mit einer 707?

Ok, ab jetzt zuerst die Formel, dann umstellen. Erst dann einsetzen. 

Naja, um irgend-ein Flugzeug (z.B. eine 707) nuklearthermisch anzutreiben, muss ich also pro Sekunde 390 kg Luft mit 1700 m/s ausstoßen. Damit könnte ich es in der Schwebe (10m/s^2) halten.

(Ok, wegen der Aerodynamik braucht man keine 10m/s/s um das Flugzeug anzuheben. Aber für einen Senkrechtstart/bzw. eine Rakete stimmt die Formel also?)

Ich finde keine Angabe, wie viel Luft pro sek (kg oder liter oder m^3, egal) ein Flugzeug zur Verbrennung ansaugt... (irgendein mittleres, nur so daumen mal pi)

Hätte da jemand eine Schätzung/Quelle/Wissen???

Bitte-Danke    

Habe etwas gefunden:

Treibstoffverbrauch eines Flugzeuges - etwa 13.000l/h. -> grob 10.000kg
Kerosin Verbrennungsverhältnis 1:4 ergo 40.000kg N2+O2

-> 40.000/3600 = ca. 11kg

Man hat ja 78% Stickstoff.

Also komme ich auf rund 41 kg Luft (schon wieder zu schnell... 41kg N2 + 11kg O2) pro Sekunde. Größenordnungsmäßig könnte ich mir vorstellen, dass das stimmt.

52kg /Sekunde

Mal ne Frage dazu: Was ist mit Cassini? Die Sonde hat(te) doch auch strahlendes Material (Plutonium?) an Bord... Wenn da was beim Start schief gelaufen wäre, dann hätte es sicher auch ne Katastrophe gegeben. Wie war das denn verpackt worden? Ich erinnere mich noch gut an den Cassini-Start damals. (hab letztens mein Federmäppchen aus Kindertagen wiedergefunden, wo ich im Physikunterricht mal "Stop Cassini" drauf gekritzelt habe...lol)

Definiere bitte "Katastrophe"

Gruß, Klaus

Katastrophe = Rakete explodiert auf der Startrampe, Strahlung wird für mehrere Millionen Jahre frei gesetzt. Die nähere Umgebung wird unbewohnbar.

Aber noch schlimmer kommt es wohl, wenn so eine Rakete mit nuklearer Fracht nach dem Start innerhalb der Erdatmosphäre explodiert. Sollte sich das noch wie ein Feuerwerkskörper verteilen (wie schon geschehen, jedenfalls ohne Strahlendes Material...Rakete fällt mir gerade nicht ein... War's ne Falcon oder Titan?) dann würde sich das schön über weitere Landstriche verteilen oder nuklearen Regen erzeugen, je nach Wetterlage. Versteht diese Aussage bitte auch als Frage...

Und weiteres: wie war das bei Cassini? Gabs da nen Tresor oder sowas, damit oben genanntes eben nicht passiert?

Und weiteres: wie war das bei Cassini? Gabs da nen Tresor oder sowas, damit oben genanntes eben nicht passiert?

Der Wikipedia-Artikel zu Cassini ist da recht ausführlich, einschließlich der Proteste vor dem Start.

Aber unter Nuklearantriebe passt das eigentlich nicht mehr.