Derin uzay görevleri – Mars'a, dış gezegenlere ve hatta yıldızlararası alana – uzay aracına aşırı talepler yükleyicidir. Dünya'nın aksine, yakılan adımlarla hükmedebilir, derin alan yolculuğu, yakıtını güvenilir bir şekilde çalıştırabilecek motorlar gerektirir; ısıtıcı her bir enerjiden nasıl etkili bir şekilde nasıl dönüştüğünü gösterir.

Özel Impulse ve Termal Verimliliğinin Temelleri

Özel dürtü, pervanant akışın bir ünitesine doğru itilmesidir, saniyeler içinde ifade edilir[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayanlar, Aynı Yakıt Enerjinin Kaynağına Etkisi (ÇEŞE)

Rocket Equation ve Delta-V Budget

Uzay seyahatinin temel ilişkisi Tsiolkovsky'nin roket denklemi: {{v = I)[Dönetici:0[Dönemli bir sistem)[Dönemli bir şekilde sabit bir şekilde ayarlandığında, yüksek çözünürlükte ×[Döntmeler)[Döne kadar yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan iki yüksek çözünürlükte daha düşük enerjiye sahip olmak için daha düşük bir enerjiye sahip olmak gerekir.

Deep Space Engine Design'da Meydanlar

Uzayın vakumunda yıllarca çalışan bir motor tasarlarken yüksek I)sp) ve termal verimlilik sayısız mühendislik engeli sunar:

  • [FONT:0)Extreme termal çevre: [Dön uzay motorları, özellikle nükleer ısı veya yüksek güç elektrikli iterleri, krigen pervanant depolamadan (N for hidrojen için) sıcaklık flux'ı dengelemek için ısı flux'ı dengelemek veya yapısal bütünlüğü kaybetmeden korumak için sıcaklıkları üst düzey bir önceliktir.
  • [FONT:0]Uzun vadeli güvenilirlik:[Dönetici:[Dönetici: 0) Bir Mars misyonu aylarca motor işlemi gerektirir; bir yıldız öncüsi on yıllardır ihtiyaç duyabilecektir.
  • [FONT:0)Balancing I[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Sahipleri) Elektrik Yükümlü sistemler genellikle çok düşük itme (tekli yenitonlar) sahiptir, bu da uzun yanlı zaman ve daha düşük bir yörünge yükseltilir.
  • [FONT:0)Power kaynak entegrasyonu: [Dönetici:2) Yüksek-I[D:2) Yüksek ısıtımı[Döneticileri) doğrudan güneş dizilerinden (Güneşten uzak mesafeden uzak) veya nükleer reaktörlerden (enerji dönüşüm sisteminin ısıtılması) ısı verimliliği (örneğin, termoelektrik, Brayton döngüsü) doğrudan genel sistem verimliliğini etkiler.
  • [FONT:0)Propellant depolama ve kullanım: Hidrojen, xenon, krypton veya argon gibi en iyi yakıtlar maliyet ve depolama alanında farklı ticaret noktalarına sahiptir.

Yenilikçi Propulsion Technologies

Birkaç gelişmiş tahrik sistemi I) sınırları zorlamak için geliştiriliyor veya rafine ediliyor.[D:0]sp ve derin uzay görevleri için termal verimlilik.

Ion ve Elektrikli Propulsion

Elektrikli tahrik (EP) sistemleri yüksek ve konumları hızlandırmaya yönelik elektrik enerjisini kullanır, I)sp) Kimyasal roketlerin çok ötesindedir. En yaygın türleri ağlayan iyon itenleri ve Hall- effect pushers.

[FONT:0)Gridded iyon iterleri [DÜT:1] bir plazma asil gazdan (tipik olarak xenon) elde edilir ve yüksek gerilim ağlarından hızlanır, 30-50 km/s. NASA'nın Deep Space 1 ve Dawn misyonunu alır (önetici ve Ceres) başarıyla Isp etrafında, yaklaşık 3,100 s. ancak, grid ve güç işleme birimlerinde hızlanır.

[FONT=0)Hall- effect pushers[Dönetici:0) Bir manyetik alan, bir plazma oluşturmak için manyetik alan kullanıyor. Ions, manyetik alan ile bir eksenel itkis ve Isp) [Düzücüler arası geçişler için daha yüksek bir yoğunluk sunuyorlar.[Döndergiler ve magnetler arasında 1.500-2,500 s.

Nükleer Termal Proksiyon (NTP)

Nükleer termal motorlar, yakıt elementlerini kaybetmeden yakıt tedarik etme yeteneğiyle, en iyi kimyasal motorların iki katı kadar ısıtılması için bir nozul ile sağlanır.

En ünlü VR programı, ABD NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) projesini 1960'larda ve 1970'lerde göstermiştir ki, güvenilir operasyon ve yüksek performans gösterdi. Bugün, NASA, düşük zenginleştirilmiş uranyum yakıtlarında ve yüksek metallerde yapılan gelişmeler için tekrar ziyaret ediyor.

Nükleer Elektrikli Taht (NEP)

NEP, elektrik tedarik eden ve tahrik işlevlerini ayırır: Nükleer bir reaktör, güçlü bir dönüşüm sistemi (örneğin, Brayton döngüsü veya Stirling) elektrik tedarik eden bir veya daha fazla elektrik iter.Decoupling, her alt sistemin bağımsız olarak optimize edilmesine izin verir.Dektör, güç dönüştürücüleri ve radyatör sistemi çok yüksek düzeyde çalışırken, ağırlıkları yüksek verimlilikle elde eder.

Güneş Yelkenleri ve Diğer Gelişmiş Kavramlar

[FONT:0)Solar [Dönetici] güneş ışığının üretilebilmesi için ivmesini kullanıyor, 1 AU'da beklenmeyen bir hava durumuyla ilgili olarak; Zorluklar, güneş enerjisine yakın ısıtılabilir, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan güneş enerjisinin yüksek çözünürlükte olduğu gibi.

[FONT:0)Pulsed plazma itkileri (PPT)[DÜDÜT:2) ve elektromanyetik müdahaleler (MPD) hassas uçları (VASIMR)[D)[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜD

Yüksek performanslı Motorlar için Tasarım

Bu teknolojileri bir uçuş hazırlı motora devretmek, ilgili tasarım parametrelerinin bir setine dikkat gerektirir.

  • [FONT:0)Propellant seçimi: [Döntgen: 0] Hidrojen en yüksek I) Nükleer ısı motorları için ) ancak düşük iyonizasyon enerjisi nedeniyle elektrik tahrik için ortak bir seçimdir, ancak düşük maliyetlidir.
  • [FONT:0) Aşırı sıcaklıklar içinMalzeme seçimi: [Döneme: [Dönüşük: 0,0)Malzemeler için, yüksek nötronlu floralar ve hidrojen korozyonu. TST alaşımları, grafiklere kompozitler ve kapsamış seramikler için, elektrikli iterlere, erozyona dayanıklı kedihode malzemeler (örneğin, barizyumkalciumlu katolüt kedileri) ve grid malzemeleri (karbonatlı karbonatları) uzun bir yaşam için kritiktir.
  • [FONT:0] ⁇ yönetimi ve soğutma: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Her motor, reaktörün destek yapısından ısı ve nozulların ısıtılması gerekir. Rejeneratif soğutma - nozul veya oda duvarlarında kanallardan yakıt - hem kimyasal hem de nükleer ısıtılması için standarttır.
  • [FONT=0)Power sistemi entegrasyonu: [Dönetici:[Dönetici: 0,3) Güç kaynağının özel gücü (kW/kg) radyasyon kemerlerinde önemli bir rakamdır ve Güneş'ten daha az verimli hale gelir; nükleer reaktörler daha düşük güç dönüşümünde% 40'a sahiptir.
  • [FONT:0) Sistem kütle ve başlatıcı kısıtlamalar: [Dönetici Sistemine eklenen her kilogram, hafif yapılar, kompozit tanklar ve miniaturized elektronik yardım için, Turbo, reaktör kalkanı sadece birkaç ton olabilir; gelişmiş gölge kalkanları ve hibrid kalkan stratejileri kütleyi azaltır.
  • [FONT:0]Testing ve geçerlilik: [Dönetici: [Dönetici] Yüksek Güçli Güçlerin Zemin Testleri, krigen pompalarla yüksek hacimli tesislerini gerektirir. Nükleer termal motorlar ek zorluklar yaratır: atmosfere salıvermeden test etmek zor ve pahalı. NASA'nın Nükleer Isı Tahtörü Element Testi (NTET)

Future Outlook ve Misyon Uygulamaları

Önümüzdeki iki yıl muhtemelen yüksek işletme dağıtımını görecek.[DÜDÜ:0]sp), mevcut kimyasal tahrik kabiliyetlerinin ötesinde giden derin uzay görevleri üzerinde yüksek verimli motorlar.

[FONT:0] Mars misyonlarını yeniden yazdı , Mars için NASA'nın Tasarım Mimarisi genellikle birincil uzay aşamasında olduğu gibi, yaklaşık 180 gün boyunca geçiş zamanı, daha yüksek Isp) ile karşılaştırır.

[FONT=0]Outer gezegenin ve okyanus dünya keşifleri[Döntgen:0] [Dönetici:2] – Jüpiter'in Avrupa'sına ait olan, Satürn'ün Enceladus'a veya Uranus ve Neptün'e ait – hem yüksek Isp) ve uzun bir yaşam için kimyasal tahrikler kullanıyor, çünkü 8–15 yıl boyunca uçuş zamanlarını artırmak için güçlü bir adaydır.

[FONT:0] Inter star öncü görevleri Project Breakthrough Starshot (tek lazerli ışıklar) I) aşırıya doğru bir şekilde bir kombinasyon kullanmak, 50 yıl içinde maxing ivme transferi prensibine yardımcı olmak.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Derin uzay görevleri için motorlar, belirli bir dürtü ve termal verimlilik için entegre bir yaklaşım talep eder. Tek bir teknoloji henüz yüksek I sp, yüksek itme, düşük kütle ve uzun yaşam, misyon planlayıcıları, performanstan ve tezkerlerden yanar, Hall iterleri, nükleer santraller, nükleer santraller ve güneş bataklıkları [Dönüşükümemeler için optimize edilmiş, özellikle de ticari-geri dönüşümler için optimize edilmiştir.