En un cohete fotónico nuclear, un reactor nuclear generaría tales temperaturas altas que la radiación de cuerpo negro del reactor proporcionaría empuje significativo. La desventaja es que toma mucha energía de generar una pequeña cantidad del empuje esta manera, así que la aceleración, y, incluso con el combustible nuclear eficiente, el impulso específico, son muy bajos. Los radiadores del fotón serían más probable se construyan usar el grafito o el tungsteno . Los cohetes fotónicos son tecnológico factibles, pero algo imprácticos con tecnología actual.
Necesidades energéticas y comparaciones
La energía por el empuje requerido para una viga perfectamente colimada de la salida es 300 el MW / N (mitad esto si puede ser reflejado del arte); las fuentes de energía muy altas de la densidad de energía serían requeridas para proporcionar empuje razonable sin peso desrazonable. El impulso específico de un cohete fotónico es más duro de definir, puesto que la salida no tiene ninguna masa (del resto) y no es combustible expendido; si tomamos el ímpetu por la inercia de los fotones, el impulso específico es apenas el c, que es impresionante. Sin embargo, en vista de la masa de la fuente de los fotones, e., átomos que experimentan la fisión nuclear, derriba el impulso específico a 300 km/s ( c /1000) o menos; en vista de la infraestructura para un reactor (algo cuyo también las escalas con la cantidad de combustible) reduce el valor más lejos. Finalmente, cualquier pérdida de energía no con la radiación que se vuelve a dirigir exacto a a popa pero en lugar de otro es conducida lejos por las ayudas de motor, irradiada en una cierta otra dirección, o perdida vía los neutrinos o así que degradará más lejos la eficacia. Si fijáramos el 80% de la masa del cohete de fotón = combustible fisionable, y reconocimiento de que la fisión nuclear convierte el cerca de 0.10% de la masa en energía: entonces si el cohete de fotón forma 300.000 kilogramos entonces 240.000 kilogramos de ese son combustible atómico. Por lo tanto el fissioning de todo el combustible dará lugar a la pérdida de apenas 240 kilogramos de Massachusetts.760 kilogramo = un m f del m i/de 1. V f = c del × del ln 1. El V f entonces puede ser 240.096 m/s que es 240 km/s. El cohete de fotón accionado de la fisión nuclear puede acelerar en un maximium de quizás 1/10.1 mm/s ²) que sea 10−5 el g . El cambio de la velocidad estaría al índice de 3.000 m/s por el año de empujar por el cohete de fotón.Si un cohete de fotón comienza su viaje en órbita de tierra baja, después un año de empujar se puede requerir para alcanzar una velocidad de escape de la tierra de 12.5 km/s si el vehículo está ya en órbita en una velocidad de 9.100 m/s, y la velocidad adicional de 400 m/s se obtiene de la rotación del Este al Oeste de la tierra. El empuje del fotón será suficiente más que el tirón de la gravedad del sol, permitiendo que el cohete de fotón mantenga una velocidad heliocéntrica de 30 km/s en espacio interplanetario sobre el escape del campo gravitacional de la tierra. Ochenta años de empujar phontonic constante entonces serían requeridos para obtener una velocidad final de 240 km/s en este caso hipotético. En una velocidad heliocéntrica de 30 km/s, la nave del fotón retrocedería una distancia de 600.000 millas (1 TM) del sol por año.
Es posible obtener incluso un impulso específico más alto; el de algunos otros dispositivos fotónicos de la propulsión (e., las velas solares son con eficacia infinitas porque no se requiere ninguÌn combustible llevado. Alternativo, dispositivos tales como los empujadores del ion mientras que teniendo un impulso específico notablemente más bajo, dar un cociente mucho mejor de la empujar-a-energía; para los fotones, ese cociente es , mientras que para las partículas lentas (es decir, no relativista; incluso la salida de empujadores típicos del ion cuenta) el cociente es , que es mucho más grande (desde el ). (Esto es en cierto modo una comparación injusta, puesto que los fotones deben ser creados y otras partículas son simplemente acelerados, pero no obstante los impulsos por masa llevada y por energy&mdash aplicado; el quantities&mdash práctico; estar según lo dado.) El cohete fotónico es así derrochador cuando la energía y no la masa está en un premio, o cuando bastante masa se puede ahorrar con el uso de una fuente de energía más débil que la masa de la reacción puede ser incluida sin pena.
Un laser se podría utilizar como motor espacial de fotón, y solucionaría el problema de la reflexión/de la colimación, pero los lasers son absolutamente menos eficientes en convertir energía en luz que is&mdash de la radiación de cuerpo negro; aunque uno debe también observar las ventajas de lasers contra fuente del cuerpo negro, incluyendo viga controlable unidireccional y la masa y la durabilidad de la fuente de radiación.
Fuentes de energía
La corriente factible, o los diseños a corto plazo del reactor de la fisión puede generar hasta 2.2 kilovatios por el kilogramo de Massachusetts del reactor. Sin ninguna carga útil, tal reactor podría conducir un cohete de fotón en casi 10−4 m/s ² (10−5 g ; ver el '' g '' - forzar ). Esto podía quizás proporcionar capacidad interplanetaria del vuelo espacial de la órbita de tierra. Los reactores de la fusión nuclear se podían también utilizar, quizás proporcionando una energía algo más alta.Un diseño propuesto en los años 50 por el positrón usado de Eugen Sänger - la aniquilación del electrón para producir los rayos gama Sänger no podía solucionar el problema de cómo reflejar, y colima los rayos gama creados por la aniquilación del positrón-electrón; sin embargo, blindando las reacciones (u otras aniquilaciones y la absorción de su energía, un sistema de propulsión similar del cuerpo negro podrían ser creados. Una antimateria - el cohete de fotón accionado materia (sin hacer caso de blindar) obtiene el impulso específico máximo del c ; por esta razón, una aniquilación de la antimateria-materia cohete de fotón accionado se podía potencialmente utilizar para el vuelo espacial interestelar .
Ver también
Propulsión de la nave espacial.
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