Kosmická loď s fúzním pohonem doletí za 2 roky k Titanu. Jen ho postavit.  
Fúze je stále v nedohlednu. Ale až ji budeme mít, tak by mohla pohánět kosmické lodě a sondy. Fúzní pohon by nám příjemně „zmenšil“ Sluneční soustavu a řada zajímavých světů by se rázem ocitla skoro na dosah ruky.
Testování technologií Princeton field-reversed configuration (PFRC 2) na cestě k fúznímu pohonu. Kredit: Cswancmu / PPPL.
Testování technologií Princeton field-reversed configuration (PFRC 2) na cestě k fúznímu pohonu. Kredit: Cswancmu / PPPL.

Pokud jde o fúzní energetiku, tak bohužel stále víceméně platí populární rčení, že je vždycky vzdálená desítky let. Kdybychom ale přece jenom tuhle technologii zkrotili, dejme tomu ještě za našich životů, mohli bychom fúzi využívat nejen v energetice, ale i v řadě dalších velezajímavých aplikací.

 

Na jedné z nich intenzivně pracuje tým laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), který vede Samuel Cohen. Je to pohon pro kosmické lodě, který využívá směrovanou fúzi (DFD, podle anglického Direct fusion drive). Pokud bude jeho výzkum a vývoj úspěšný, tak by se z něj mohl stát primární pohon pro meziplanetární sondy a kosmické lodě. S takovým pohonem by bylo možné doletět k Saturnově měsíci Titanu za méně než 2 roky, tedy podstatně dříve, než to zvládla americká sonda Cassini.

 

Samuel A. Cohen. Kredit: Princeton University.
Samuel A. Cohen. Kredit: Princeton University.

Je to nanejvýš lákavé. Titan je zmrzlý klenot Sluneční soustavy. Kdo by se nechtěl podívat na měsíc obalený hustou žlutou atmosférou, který je plný organické hmoty? A podobných zajímavých světů máme ve Sluneční soustavě spoustu. Má to samozřejmě háček. Navzdory titánskému úsilí jsme zatím nedokázali najít recept, který by nám naservíroval fúzi na stříbrném podnosu.

 

Schéma fúzního pohonu. Kredit: Princeton Satellite Systems.
Schéma fúzního pohonu. Kredit: Princeton Satellite Systems.

Nicméně, nedotažený vývoj fúze zjevně není nepřekonatelnou překážkou pro teoretický výzkum fúzního pohonu kosmických lodí. Měl by využívat aneutronickou fúzi, tedy takovou, při níž se většina energie uvolní v podobě elektricky nabitých částic. Tato fúze je extrémně efektivní při přeměně paliva na energii. Palivem pro fúzní pohon by mělo být deuterium s heliem-3. I s relativně malým množstvím tohoto paliva by DFD pohon snadno pokořil dnešní chemické či elektrické pohony kosmických lodí. Fúzní pohon totiž spojuje přednosti elektrického pohonu, především jeho účinnost, s tahem, jaký poskytují chemické pohony. Cohenův tým už dokonce plánuje průběh misí kosmických lodí, právě ke zmíněnému měsíci Titanu, které by poháněla fúze.

 

Další zásadní výhodou fúzního pohonu je, že by mohl přímo poskytovat energii palubním systémům dotyčné kosmické lodi či sondy. Meziplanetární mise v dnešní době obvykle využívají energii z radioizotopového termoelektrického generátoru (RTG). Kosmické plavidlo s fúzním pohonem by mělo o energii postaráno. Vlastně by té energie bylo tolik, že by to významně protáhlo dobu, po kterou taková mise může probíhat. Mohli bychom uvažovat o misích k objektům za oběžnou dráhou Neptunu, v hlubinách Sluneční soustavy. Snad se brzy podaří zlomit prokletí „fúze za 30 let“ a fúzní pohon přestane být jenom teoretickým snem.

 

Video: Technical Video of DFD Engine

 

Literatura

Universe Today 16. 10. 2020.

Datum: 21.10.2020
Tisk článku

Zajatci Marsu - Pokorný Zdeněk
 
 
cena původní: 130 Kč
cena: 109 Kč
Zajatci Marsu
Pokorný Zdeněk
Související články:

Je možné se dostat na Mars za 3 dny bez červí díry?     Autor: Stanislav Mihulka (02.03.2016)
Mohl by kosmickou loď pohánět urychlovač částic?     Autor: Stanislav Mihulka (14.10.2019)
Project DRACO: DARPA pracuje na kosmické lodi s jaderným pohonem     Autor: Stanislav Mihulka (27.02.2020)



Diskuze:

Zatím to není ani sci-fi,

Pavel Nedbal,2020-10-22 19:24:27

ale spíše taková pohádka na dobrou noc. Aby se dosáhlo slušného impulsu, musel by výkon ve vyvrhovaných reakčních produktech dosahovat hodnot TW. I kdyby nebyly produkovány neuhlídatelné neutrony (a každá, i tzv. "aneutronická" reakce jich nějaké množství produkuje), bude tvrdé elmag. záření. Tepelné ztráty rektoru by musely být na úrovni ppm výkonu, aby se to dalo uchladit. Budeme rádi, když se nám kontrolovaná TJ reakce povede na Zemi. Na vesmír bohužel zatím zapomeňte.

Odpovědět


Re: Zatím to není ani sci-fi,

Petr V,2020-10-26 03:34:41

Chci se zeptat,
to jste spočítal a nebo odhadl?
Znáte dy...no...mak?
To je reálný energetický projekt z roku 2016, byl o tom zde článek.
Lockheed Martin se tomuto raketovému pohonu věnuje.
Chybí to nejdůležitější, helium 3, které chtějí těžit na Měsíci z plazmového větru. Slučováním deuteria vznikají neutrony, které ničí vše okolo, tj. i supravodivé magnety uvnitř dynomaku.
Mi by se ta těžba He3 líbila ve van allenově pásu na geostacionární dráze, ale je problém vítr Helium 3 zpomalit na nulovou rychlost ze cca 400 km/s. Jedině na družici vytvořit v trubce prostor s heliem 4, které nereaguje slučováním s He3+ ani p+ a to hned jímat na anodu, aby se neslučovaly další atomy jádra He3+ a p+.
Je to má představa.
Nikde jsem to nečetl.
Co vy na to?

Odpovědět


Re: Re: Zatím to není ani sci-fi,

Pavel Nedbal,2020-10-27 22:42:26

Vážený pane Petře V.,
docela dobře se to dá spočítat, samozřejmě některé parametry můžeme jen odhadnout (někdo musí ten TJ reaktor sestavit a pokusně uvést do provozu, nevíme třeba, v jakém poměru z něj budou vyletovat reakční produkty a kolik bude nezreagovaných iontů paliva. Základní nástřel můžeme udělat následovně: nukleární reakce dávají zhruba 10exp6 krát větší energii, než ty chemické. Takže, protože je teplota (a energie) úměrná kvadrátu rychlosti, byla by výstupní rychlost částic úměrná odmocnině z poměru teploty/výkonu, tedy asi 1000x vyšší, než standardní výtoková rychlost klasického spalovacího motoru (cca 2500m/s), tedy 2500000m/s. A v této rychlosti částic musí být přítomna téměř naprostá většina uvolněné energie. Takže výkon bude 1/2m.vexp2, což při 1g/s paliva dává výkon 1/2(0,001)(2,5.10exp6)exp2, což činí 3,125.10exp9 wattů, tedy 3,125 GW. To je samozřejmě teoretická hodnota. Kdyby jen to zreagované všechno opouštělo magnetickou trysku, dostali bychom tah 2500N. Což se zdá hodně, ale pomyslete na reálnou hmotnost planetoletu a dejte zadání, jaké zrychlení je pro Vás akceptovatelné (asi 1mm/s2 pro 2500tunovou loď, tedy cca 1km/s za 12 dní bude příliš málo). Sám bych se takové cesty byl ochoten zúčastnit, pokud bych nemarnil podstatnou část života přeletem v nějaké plechovce. Takže budeme muset šlápnout na plyn, a ten TW z toho nakonec vyjde.
Jak jsem již podotknul, vedlejší tepelné ztráty reaktoru by musely být opravdu nepatrné, samozřejmě bezneutronické atd. Jinak to neuchladíme. A ještě bychom, jako u standardních iontových motorů, střílet za sebe elektrony.

Odpovědět


Re: Re: Zatím to není ani sci-fi,

Jan Novák9,2020-10-28 20:16:28

Žádný energetický projekt obsahující fůzi není reálný, tím míň raketový pohon. Protože pohon to je fůzní raketový motor + fůzní elektrárna pro napájení elektromagnetů a jejich chlazení na -200°C + aktivní chlazení toho všeho s nějakým způsobem to teplo vyzářit do vakua (laser?). Ve vesmíru nenajdete řeku nebo moře anebo zdroj vody pro odpařovací chlazení. Uvědomte si že při fůzi máte tepelný rozdíl tak milion stupňů/cm a tam se nějaké to teplo přenese a to je nutné uchladit. Každá použitá energie se nakonec přemění na teplo a to je třeba nějak vyzářit do vesmíru. Vakuum je docela dobrý izolant.
Chemické palivo využívá toho že více-méně hoří mimo raketu, teplo se spotřebovává na zplynování kapalného paliva a běží jen krátce. Iontový motor má velice malý výkon tak produkuje málo tepla. Ale tenhe motor by běžel stále a měl vysoký výkon, navíc potřebuje energeticky náročné elektromagnety s energeticky náročným chlazením pro supravodivost.

Co se dynomaku týká tak po halasném ohlášení v roce 2014 se po něm slehla země. Asi jako ve všech ostatních případech přišli na to že při teplotách nutných k fůzi to plazma neudrží. Co funguje při milionu stupňů přestane fungovat při 10 milionech. Plazma je nestabilní, osciluje a uniká - při tom poškozuje nádobu a magnety.

Odpovědět

Vliv dlouhodobého zrychlení na lidi

Lada 1,2020-10-22 13:21:43

Nevíte jestli byl nějaký výzkum vlivu dlouhodobě působícího zrychlení na lidský organismus? Kolik je max g např. po dobu 12 hodin?

Odpovědět


Re: Vliv dlouhodobého zrychlení na lidi

Jiří Kocurek,2020-11-06 00:54:23

Stačí zrychlovat s 1 G, tedy 9,81 m/s^2 a po hodině máte rychlost 35 km/s. Po 24 hodinách získáte rychlost 3 miliony km/h. Jenže i takový pohon je zatím jenom fikce.

Odpovědět

Není to novinka

Petr Vojvodik,2020-10-21 21:16:30

Lockheed Martin na tom pracuje už nějakou dobu. Je to projekt dy...no...maku.
článek o něm vyšel zde Datum: 10.10.2014 03:36
Je to magnetické zrcadlo z kroužků se supravodičem, mezi kterými je stlačována kapsle spalivem pomocí nízkofrekvenčního zdroje ze 4 stran. Je to pulsní zdroj, malá TJB.
Supravodivé magnety jim ničí neutrony, proto chtějí he 3 z měsíce.
Pak by byl zdroj energie na léta dopředu a třeba se podaří i pulsní TJ zdroj.

Odpovědět

Další podmínka

Michal Kejík,2020-10-21 17:27:11

Oproti klasickým fúzním reaktorům má raketový pohon další podmínku - přijatelnou hmotnost. To může posunout realizaci o desítky let za funkční elektrárnu.

Odpovědět

Martin Pecka,2020-10-21 13:28:53

Pokud je to Direct FD a ne Directed FD, tak bych se priklanel k prekladu Primy fuzni motor nebo Motor na primou fuzi...

Odpovědět

Suncell

Lubomír Oršulík,2020-10-21 10:25:13

A tak možná by pro začátek stačila ta "studená":

https://brilliantlightpower.com/five-concurrently-running-suncell-stations/

Odpovědět


Re: Suncell

Martin Zeithaml,2020-10-22 17:31:42

:) :) nejhorší je že takovejm koninám věří stále více lidí, je to přece na internetu tak to je pravda :) :)

Odpovědět


Re: Suncell

Jan Novák9,2020-10-22 19:24:19

Jestli ji máte a funguje vám tak sem s ní :-))
Odkazů a videjí by bylo ale fungující zařízení žádné. Stejně jako Zero point energy a podobné podvody.

Odpovědět


Re: Re: Suncell

Jiří Kocurek,2020-11-06 01:07:16

... a velké společnosti nám samozřejmě tají ...

Microsoft vydal Windows a vydělal na tom neskutečné peníze. Dovedete si představit, o kolik víc by Bill Gates vydělal, kdyby ty Windows vyvinul a potom utajil před světem? (pozor, ironie)

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace