Комета - топливная заправка для химических ракет

[ВадимZero]

Ну в некотором смысле это скорее плюс, а не минус. Не нужно лететь в пояс Койпера, кометы сами заходят в зону орбиты Земли.

Если вы хотите просто врезаться в комету то да, а если хотите на нее плавно приземлиться то придется потратить потратить неимоверное количество топлива для выравнивания траекторий и скоростей.

[Андрей Курилов]

Кстати, в кометном веществе также очень много угарного газа. Получается, что вся летучая составляющая состоит в основном из H2O, CO2, CO и O2.

Кажется в списке не хватает метана и аммиака (оба компонента горючие, поэтому существенно).

Метана и аммиака сильно меньше 1 %. После названной четвёрки летучих веществ должны идти сероводород, метанол и уже только потом аммиак, этан, метан, синильная кислота, ацетилен и прочие.

[Андрей Курилов]

Ну в некотором смысле это скорее плюс, а не минус. Не нужно лететь в пояс Койпера, кометы сами заходят в зону орбиты Земли.

Если вы хотите просто врезаться в комету то да, а если хотите на нее плавно приземлиться то придется потратить потратить неимоверное количество топлива для выравнивания траекторий и скоростей.

Вы высказали утверждение. Обоснуйте неимоверное количество топлива для конкретного случая сближения Земли с кометой 41P в 2017 г. Вот здесь орбитальные параметры кометы и параметры события также:
http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=41P;old=0;orb=0;cov=0;log=0;cad=1#cad
Этой информации достаточно, чтобы оценить необходимое дельта-v и количество топлива. Пожалуйста, рассчёт - в студию. Старт космического корабля будем рассматривать с НОО.

[ВадимZero]

Вы высказали утверждение. Обоснуйте неимоверное количество топлива для конкретного случая сближения Земли с кометой 41P в 2017 г.

Непонятно как единичная комета может нам заменить...

Кажется, мы ещё не осознаём до конца важности открытия БОЛЬШИХ количеств молекулярного кислорода в кометах. Ведь это же полностью снимает все проблемы межпланетных перелётов и колонизации СС. Не нужны снежинские котлы, жгущие дейтерий, не нужны ядерные источники энергии.

Еденичная комета это одно окошечко в которое еще нужно попасть. Да и еще не факт что там нужная компонета присутствует. То есть каждый новый объект новый риск.
А для колонизации нам явно одного объекта будет маловато(и даже десяти)

[OratorFree]

На комете Ч-Г кислород добывается сам. Как и топливо - угарный газ. Т.е. достаточно чуть нагреть и эти газы начнут сами высвобождаться. Если прогреть получше и массу побольше, то реакция горения станет самоподдерживающейся прямо для "сырого" кометного вещества.

Ну если вы хотите просто погреться, то да - сырое кометное вещество это то, что надо (хотя и здесь у меня есть сомнения - как бывший кочегар должен заметить, что количество шлака очень сильно влияет на горючесть материала и его расход для получения одного и того же количества тепла, но речь не об этом). Если же вы хотите куда-то двигаться, то тут нужно чистое топливо и чистый окислитель, ибо нужен заранее известные и предсказуемые УИ. Нам же не просто нужно лететь вообще, а лететь с определенной скоростью к определённой цели. Так, что вопрос очистки не снимается вашим возражением.   

[Андрей Курилов]

ВадимZero, не осиливаете?
Ок, давайте считать вместе, у меня не хватит терпения. Рассмотрим типичную комету семейства Юпитера с q=1,1 АЕ и Q = 5,5 АЕ. Из этого следует a = 3,3 АЕ и e = 2/3.
По формуле

получаем орбитальную скорость кометы в перигелии 36663 м/с, т.е. dv составляет ~6 км/с. Если орбита кометы наклонена к земной, допустим, на 5^o, то на изменение наклонения потребуется ещё 2,6 км/с.
В первом приближении видно, что для достижения кометы семейства Юпитера, имеющей перигелий в области орбиты Земли потребуется дельта-v ~10 км/с. Причём для кометы с афелием в поясе Койпера скорость в перигелии будет всего на 3 км/с выше. А вот изменение наклонения сказывается намного болезненее, поэтому наклонение следует менять перепрыгиванием с одной кометы на другую, имеющуюю более наклонённую орбиту.

[Андрей Курилов]

Если же вы хотите куда-то двигаться, то тут нужно чистое топливо и чистый окислитель, ибо нужен заранее известные и предсказуемые УИ. Нам же не просто нужно лететь вообще, а лететь с определенной скоростью к определённой цели. Так, что вопрос очистки не снимается вашим возражением.   

Само собой разумеется. Чтобы "пересидеть" можно просто топить сырым кометным веществом в достаточно большой "печке". Но чтобы куда-то лететь, нужно будет заправлять чистый LOX или пероксид водорода и хорошее углеводородное топливо (метан/этан/ацетилен/метанол/этанол/что там ещё на комете в достаточных количествах есть).

[AlexAV]

Кстати, команда Розетты подчёркивает, что им не удалось обнаружить озон. Не исключает ли это пероксид водорода сразу же?

Тогда больше похоже на молекулярный кислород. При распаде пероксида озон в небольших количествах всегда образуется.

хотя и здесь у меня есть сомнения - как бывший кочегар должен заметить, что количество шлака очень сильно влияет на горючесть материала и его расход для получения одного и того же количества тепла, но речь не об этом

Компоненты уж очень хорошо отделяемые здесь. По сути пробурил скважину, чуть-чуть подогрел до 90-100К и качай готовую горючую смесь (при этой температуре испаряться заметно будут только кислород, угарный газ, метан и азот).

[AlexAV]

нужно будет заправлять чистый LOX или пероксид водорода

Ну здесь существенно в какой форме кислород. Если в молекулярной - то всё хорошо, чуть-чуть подогрел и сам пойдёт, а вот если перекись, то её ещё попробуй отделить от воды, тут всё сразу становится намного более унылым (даже если разлагать в пласте на катализаторе, то всё равно лёд придётся плавить, а здесь уже становится неочевидно, что энергетический баланс сойдётся). 

[ВадимZero]

В первом приближении видно, что для достижения кометы семейства Юпитера, имеющей перигелий в области орбиты Земли потребуется дельта-v ~10 км/с.

Ага и еще наврное столько же понадобиться чтобы вернуться в плоскость эклиптики на круговую орбиту. Посчитать энергетически выгодные объекты, думаю их будут еденицы.

[Андрей Курилов]

Компоненты уж очень хорошо отделяемые здесь. По сути пробурил скважину, чуть-чуть подогрел до 90-100К и качай готовую горючую смесь (при этой температуре испаряться заметно будут только кислород, угарный газ, метан и азот).

Вот здесь поточнее:

[Андрей Курилов]

В первом приближении видно, что для достижения кометы семейства Юпитера, имеющей перигелий в области орбиты Земли потребуется дельта-v ~10 км/с.

Ага и еще наврное столько же понадобиться чтобы вернуться в плоскость эклиптики на круговую орбиту.

Так ведь на комете можно заправиться.

Посчитая энергетически выгодные объекты думаю их будут еденицы.

И опять. Вы либо обосновываете это утверждение, либо заберите свои слова обратно.

[Андрей Курилов]

нужно будет заправлять чистый LOX или пероксид водорода

Ну здесь существенно в какой форме кислород. Если в молекулярной - то всё хорошо, чуть-чуть подогрел и сам пойдёт, а вот если перекись, то её ещё попробуй отделить от воды, тут всё сразу становится намного более унылым (даже если разлагать в пласте на катализаторе, то всё равно лёд придётся плавить, а здесь уже становится неочевидно, что энергетический баланс сойдётся). 

Да, пероксид отпадает. В общем-то хорошо, что выделяемый кислород в комете не в форме пероксида, а в форме молекулярного кислорода.
Хотя высокое содержание именно молекулярного кислорода без примесей озона и пероксидов выглядит очень странно и вызывает мысли об ошибках.

[ВадимZero]

Так ведь на комете можно заправиться.

А можно и не заправляться, а потратить топливо непосредственно на миссию используя гравманевры. В любом случае, энергетические затраты на подлет к комете и отлет от нее должны быть заметно ниже в три четыре раза по сравнению с получамым на комете топливом, чтобы экономически эта затея была оправдана. Учитывая малую энергетику химии, объекты должны быть почти идеальными

Вы либо обосновываете это утверждение, либо заберите свои слова обратно.

Хим топливо вам даст не больше 4-5км/с. То есть все объекты для которых дельта-v < 1-1,25 км/с отметаются.

[Андрей Курилов]

А можно и не заправляться, а потратить топливо непосредственно на миссию используя гравманевры

Гравиманёвры не дают прибавки топлива в пути и временного укрытия от космической радиации.

Хим топливо вам даст не больше 4-5км/с.

Не больше 4-5 км/с чего? Удельного импульса или приращения скорости вообще? Если УИ, то я закладывал в свои оценки вообще 3,5 км/с.

То есть все объекты для которых дельта-v < 1-1,25 км/с отметаются.

А вот этого я вообще не понял.

[ВадимZero]

Удельного импульса или приращения скорости вообще?

Прирощения скорости, которое будет целесообразным в случае исппользования кометы в качестве топливозаправщика. Дальше приращивать скорость будет дороговато, ибо полезная нагрузка сильно падает, а объем оборудования для получения топлива остается прежним.

А вот этого я вообще не понял.

Берем скорость взятую выше. Затраты должны быть как минимум в два раза ниже по сравнению с прибылью от заправки, потому делим на два. Полученную цифру делим еще на два, потому как у вас и подлет и отлет от кометы.

[Андрей Курилов]

Дальше приращивать скорость будет дороговато, ибо полезная нагрузка сильно падает, а объем оборудования для получения топлива остается прежним.

Кажется понимаю. Но вот "сильно" - это сколько?

Затраты должны быть как минимум в два раза ниже по сравнению с прибылью от заправки, потому делим на два.

Кому должны и почему в 2 раза?

Полученную цифру делим еще на два, потому как у вас и подлет и отлет от кометы.

Нет уж, отлёт от кометы у нас условно "бесплатный", так как топливо "подобрали по пути".

[Грехов Михаил]

Вся фишка разбивается о небесную твердь.

Комета-это в основном все-же водяной лед. Потом идет аммиак и др. Далее-нам надо потратить тепло для растапливания водяного льда, выделения из него газа в чистом виде. То есть должен быть котел -газогенератор, в котором мы будем выпаривать вещество кометы. Образующийся газ перед подачей в камеру сгорания надо сжать или даже сжижить (это тоже подвод энергии). Сжатие необходимо, так как в КС должно быть высокое давление в несколько десятков атмосфер. И потом на реакции СО+О2 мы получим не так уж много энергии и удельного импульса. Чай не водород с кислородом или же керосин. А еще дофига пыли и других примесей, которые требуют отделения от полезных газов

Поэтому такой способ по показателю затраченная энергия/полученная энергия будет весьма неэффективен. Мне так кажется, что этот показатель будет 0,1....0,01. Не более того. Поэтому создать какой-либо двигатель еще и с полезным теплом на комете в качестве топлива не представляется возможным. Более того, это дело надо как-то добывать, загружать.... да и быть рядом с источником топлива. То есть иметь на комете целый завод, который будет за счет солнечной/ядерной энергии добывать газ и его аккумулировать в баллонах. А некий корабль пристыковывается и заправляется готовыми газами. На добычу существенных количеств уйдут годы...и как все обустроить-еще непонятно.

Идея разбивается в пух и прах... Невозможность и абсурдность её в реальности поражает воображение. И поэтому она не стоит и выеденного яйца.

Далее уже идут проблемы межпланетных полетов. То есть строят траекторию так, чтобы КА таки мог совершить несколько гравитационных маневров для разгона. А тут вместо путешествия и построения траектории скажем к Юпитеру надо будет лететь к комете, которая на совсем другой орбите, заправляться и тратить топливо не на полезное дело, а на ненужные пертрубации траектории. Среди перспективных планет -допустим Марс. Но ведь между Землей и Марсом нет удобной кометы с почти нулевым наклонением орбиты, перигелием скажем в 1,3 а.е. и афелием мало отличающимся от перигелия. Тоже увы и ах...

[ВадимZero]

Кому должны и почему в 2 раза?

Если вы используете не идеальный кометный объект, то часть энергии вы потратите на подлет и отлет к комете. Которые можно считать чисто затратами. Соответсвено энергетическая прибыль от заправки должна серьезно превалировать над затратами. Я взял цифру два.

Но вот "сильно" - это сколько?

Это уже сложно оценить, зависит от массы оборудования от ресурса использования(многократно или однократно)

Нет уж, отлёт от кометы у нас условно "бесплатный", так как топливо "подобрали по пути".

Отлету нас уже вписан в затраты.

 Затраты у нас это вынужденная корекция орбиты ради сближения с кометой, которую бы мы в противном случае вообще бы не делали. Разумеется это не вся  дельта-v, а какая то ее часть, связанная к примеру корекцией орбиты к экпликтике кометы.

[Андрей Курилов]

Вся фишка разбивается о небесную твердь.

Ой, да неужели

Комета-это в основном все-же водяной лед.

Это - неверные представления.
Далее - вы также спорите исключительно сами с собой. Мне там даже нечего добавить.