О производстве на Луне ракетного топлива. Часть I

Возможно, когда-нибудь на луне мы будем даже стоить дома деревянные рубленные, но произойдет это еще очень не скоро. Так что давайте застраивать матушку-Землю, благо сегодня найти исполнителей на эту работу не так уж и сложно. Ну а со своей стороны я хочу порекомендовать Вам строителей из компании «Шишкин», которые работают быстро и максимально качественно.


112114 1909 1 О производстве на Луне ракетного топлива. Часть I

Рассматриваемые в настоящее время многие проекты автономных лунных баз длительного существования привязываются к областям лунных полюсов, особенно южного, где предполагается наличие достаточно больших запасов воды в холодных ловушках — местах полного отсутствия солнечного освещения. Оптимистические оценки результатов работы космического аппарата Lunar Prospector позволяют предположить наличие в местах постоянной тени слоя реголита, содержащего водяной лед до 1-1,5 % по массе. Наличие воды, которую можно переработать в кислородно-водородное топливо для доставки грузов на низкую окололунную орбиту, в значительной степени облегчает функционирование лунной базы и удешевляет ее эксплуатацию. Вместе с тем, место расположения лунной базы оказывается привязанным к полярному району и орбитам, проходящим через него, поскольку вне областей постоянной тени концентрация газообразных компонентов в грунте существенно ниже — количество адсорбированного водорода в мелкой фракции реголита составляет 50-60 г на тонну.

 

112114 1909 2 О производстве на Луне ракетного топлива. Часть I

Однако, в качестве компонент ракетного топлива могут быть использованы не только водород и кислород. В показана возможность химической переработки грунта с получением кислорода, металлов и неметаллов. При полном восстановлении лунного реголита возможно получение не только кислорода, но и значительного количества металлов. В основном это железо, алюминий, кальций, магний, титан, большую часть неметаллов составляет кремний. Предполагая, что химический состав лунного грунта на поверхности (до глубины -150 мм, по данным космического аппарата «Луна-24») не сильно отличается от состава на большей глубине, и, принимая среднюю плотность грунта 1680 кг/м3, при полной химической переработке можно получить химические элементы в количествах, приведенных в табл. ниже.

 

Таблица. Количество химических элементов, которые могут быть добыты из лунного грунта

Химический элемент

Содержание в лунном грунте

кг/кг грунта

кг/м3 грунта

Кремний

0,193

325

Титан

0,020

34

Алюминий

0,081

136

Железо

0,129

217

Магний

0,053

89

Кальций

0,089

150

 

 

Полученные при химической переработке лунного грунта металлы и кислород могут быть использованы как топливо в ракетном двигателе. Так, известно, что в твердотопливных ракетных двигателях алюминий и магний используются для повышения энергетики продуктов сгорания топлива. Рабочим телом в твердотопливном двигателе служат газообразные продукты сгорания углеводородных компонентов, а металлические компоненты повышают температуру горения. Несколько изменив схему работы двигателя, можно создать гибридный ракетный двигатель, использующий только лунные ресурсы. В таком двигателе топливом будет служить металлический компонент — алюминий, магний, кальций, окислителем — кислород, а газообразным рабочим телом — избыточное по сравнению со стехиометрическим количество кислорода.

 

Конструкционное исполнение такого двигателя пока не обсуждается, но некоторые возможные варианты рассмотрены в. Удельный импульс двигателя будет ниже, чем кислородно-водородного, но преимуществом является возможность добычи компонентов топлива в любой точке лунной поверхности. Параметры такого двигателя можно оценить исходя из температуры горения газо-металлических взвесей. При 3-х кратном избыточном количестве кислорода можно получить скорость истечения рабочего тела 2400-3000 м/с в зависимости от состава топливных компонентов. При требуемом для выведения на лунную орбиту запасе характеристической скорости -2000 м/с, можно ожидать, что для операции спуска с лунной орбиты груза 20000 кг, потребуется -54000 кг топлива.

 

112114 1909 3 О производстве на Луне ракетного топлива. Часть I

Таким образом, использование в ракетном двигателе металлов и кислорода, добываемых при переработке лунного грунта, придает лунной базе новое качество — возможность обеспечения топливом ракетных двигателей при размещении базы в любой точке лунной поверхности, без привязки к полярным районам.

 

Кроме того, металлы и кремний необходимы для создания на Луне солнечных электростанций. На втором этапе развития лунной транспортной системы предполагается для заправки ее многоразовых элементов использовать в качестве окислителя «лунный» кислород и «земное» горючее (водород). При этом восстановленные металлы и кремний будут складироваться на Луне «в ожидании» этапа создания солнечных электростанций.

 

Другим важным моментом использования металлов является применение их в качестве рабочего тела электроракетных двигательных установок (ЭРДУ) при транспортных операциях между орбитами Земли и Луны и обратно. Приняв для перелета с малой тягой между орбитами Земли и Луны необходимый запас характеристической скорости -7500 м/с и удельный импульс ЭРДУ 50000 м/с, для транспортировки 20 т полезного груза с орбиты Земли на орбиту Луны и возвращения порожнего буксира обратно потребуется — 8600 кг рабочего тела.


Найти на unnatural: производстве на Луне ракетного топлива Часть
Автор: admin | 22 Ноябрь 2014 | 265 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100