Аккумулятор пропульсивной жидкости - Propulsive fluid accumulator

А Аккумулятор пропульсивной жидкости это искусственная земля спутник который собирает и хранит кислород и другие атмосферные газы для дозаправки ракет большой тяги на месте. Это устраняет необходимость поднимать окислитель на орбиту и, следовательно, приносит значительную экономию средств. Большую часть всей полезной нагрузки в мире, ежегодно отправляемой на низкую околоземную орбиту, составляет жидкий кислород или вода.

Аккумулятор пропульсивной жидкости (PROFAC)

В период с 1956 по 1963 год С. Деметриадес предложил методы накопления атмосферного газа с помощью спутника, движущегося в низкая околоземная орбита, на высоте около 120 км, или накопление топлива станциями на поверхности планеты, или сбор и использование межзвездного вещества.[1][требуется полная цитата ][2][нужна цитата для проверки ] В своей простейшей форме спутник, предложенный Деметриадесом, извлекает воздух из краев атмосферы, сжимает и охлаждает его, а также извлекает жидкий кислород. Оставшийся азот частично используется в качестве топлива для ядерных двигателей. магнитогидродинамический электромагнитный плазменный двигатель, поддерживающий орбиту на расстоянии около 120 км, или двигатель на солнечной энергии (и система сбора) на высоте более 150 км (как указано в исходной статье JBIS 1959 г., стр. 119), компенсирующий атмосферные тащить.[3] Эта система получила название «PROFAC» (PROpulsive Fluid ACcumulator).[4] Были изучены несколько систем, например. грамм. PROFAC-S для поверхности, PROFAC-C для орбиты, PROFAC-A для комбинации с аэрокосмическим самолетом, что позволяет использовать одну многоразовую ступень для вывода на орбиту и т.д. учился на орбитальный сбор воздуха. В конце 1961 года работы замедлились, хотя в последующие годы был достигнут значительный прогресс в таких изделиях, как PROFAC, работающий на солнечной энергии.

Однако есть опасения по поводу безопасности при выводе ядерного реактора на низкую околоземную орбиту.

Улавливание атмосферных ресурсов на орбите (PHARO)

Предложение Деметриадеса было дополнительно уточнено Кристофером Джонсом и другими в 2010 году. В этом предложении несколько транспортных средств-сборщиков накапливают пороховые газы на высоте около 120 км, а затем переводят их на более высокую орбиту. Однако предложение Джонса требует наличия сети орбитальные лучевые спутники, чтобы избежать вывода ядерных реакторов на орбиту.[5]

Сбор урожая на высоте около 200 км (LOX-LEO)

Клинкман и Уилкс на конференциях AIAA Space 2007 и Space 2009 предложили собирать газы на самом краю земной атмосферы с помощью высоковакуумного насоса. Ионный двигательный двигатель будет потреблять часть собранных газов и восстанавливать орбитальный момент космического корабля. Предложение Клинкмана имеет довольно низкий энергетический порог для мелкомасштабной лесозаготовительной операции, а трение воздуха гораздо более снисходительно на 200 км, чем на 100 км.[6]

Обратите внимание, что С.Т. Деметриадес был пионером в области космических двигателей, от прямоточного двигателя с атомарным кислородом (он доказал, что это невозможно в 1950-х годах) до ядерных, ионных и плазменных двигателей. Он получил премию AIAA 2010 за плазмодинамику и лазеры.

Топливные склады

Основная статья: Топливный склад

Boeing предложил не добывающий склад топлива, или «космическая заправочная станция», которая накапливает материал, запущенный с планеты по низкой цене, что позволяет проводить лунные миссии в будущем без необходимости в больших ракетах-носителях, таких как Сатурн V.[7] MIT недавно предложил аналогичный план, в котором будут храниться запасы топлива на случай чрезвычайных ситуаций, оставшиеся от лунных миссий.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ JBIS, Vol 17, p114, 1959 - 1960; Препринт ARS 2438-62, Часть I, 14-16 марта 1962 г .; Части II, III и IV не встречаются в открытой литературе; также Национальный архив ARC Идентификационные номера 1250057 и 1250058
  2. ^ Ежегодник науки и техники McGraw-Hill 1963 года
  3. ^ Деметриадес, С. (Март 1962 г.). «Использование атмосферных и внеземных ресурсов в космических двигательных установках, часть I». Конференция по электрическому движению, Американское ракетное общество.
  4. ^ Деметриадес, С. (1962). «Предварительные исследования систем пропульсивных гидроаккумуляторов». Журнал Британского межпланетного общества. 18 (10): 392. Bibcode:1962JBIS ... 18..392D.
  5. ^ Джонс, Кристофер; Массе, Дэвид; Гласс, Кристофер; Уилхайт, Алан; Уокер, Митчелл (2010). «PHARO - Топливная добыча атмосферных ресурсов на орбите». Конференция IEEE Aerospace, 2010 г.. С. 1–9. Дои:10.1109 / AERO.2010.5447034. ISBN  978-1-4244-3887-7.
  6. ^ Клинкман, Пол; Уилкс, Джон (2009). «Сбор топлива на НОО: переход от« достоверного »к« выполнимого »"". Конференция и выставка AIAA SPACE 2009. Дои:10.2514/6.2009-6759. ISBN  978-1-60086-980-8.
  7. ^ Симберг, Рэнд (18 декабря 2009 г.). «Космическая бензоколонка может доставить на Луну огромные грузы». Популярная механика.
  8. ^ Сюй, Джереми (5 марта 2014 г.). «План MIT предусматривает орбитальные заправочные станции для будущих полетов на Луну». IEEE Spectrum.