K Marsu lidé poletí v hybridu, říká NASA

Jan Horčík - 21 Listopad 2012

Hybridní pohon se zdaleka neomezuje pouze na svět automobilového průmyslu nebo pozemní dopravy obecně. NASA aktuálně zkoumá možnosti využití hybridního chemicko-solárně-elektrického pohonu pro průzkum Měsíce, Marsu a asteroidů.

Takhle vypadá Hallův motor o výkonu 6 kW v laboratořích Jet Propulsion Laboratory americké organizace NASA
foto: NASA/JPL-Caltech

V současné době se pro pohon vesmírných plavidel s lidskou posádkou používají primárně chemické rakety. Nevýhodou je, že potřebují obrovské množství paliva.

Vesmírné sondy ale už nějakou dobu využívají tzv. Hallův motor. Jde o typ iontového pohonu, který pracuje na principu urychlení iontů v elektrickém poli. Wikipedie říká, že “v motoru probíhá ionizace plynného paliva (obvykle xenonu) urychlenými elektrony, které jsou produkovány na katodě a urychlovány magnetickým vířivým polem.”

Výhodou tohoto typu pohonu je, že může běžet dlouhá léta, nepotřebuje tak obrovské zásoby paliva a nakonec dosáhne podobných rychlostí jako chemické motory. Tam, kde vesmírná raketa dělá 10 % užitečného nákladu a 90 % paliva, zařízení poháněné Hallovými motory může nést až 60 % nákladu.

Nevýhodou tohoto typu pohonu je jeho velmi slabý tah. Zrychlení na požadovanou rychlost pak trvá dlouhé týdny či dokonce měsíce. To není problém v případě průzkumných sond. V případě výprav s lidskou posádkou už to ale problém je.

Nathan Strange, systémový inženýr v NASA Jet Propulsion Laboratory, proto navrhuje zkombinovat chemický/kryogenický a solárně-elektrický pohon do jakési vesmírné obdoby hybridního pohonu. Představa je následující:

  • chemické rakety vynesou komponenty pro sestavení vesmírné lodi pro výpravy k Měsici, Marsu nebo asteroidům na nízkou oběžnou dráhu země
  • jakmile zde bude loď sestavena a naplněna palivem, s pomocí iontového pohonu se pomalu, zatím bez posádky, přesune na eliptickou vysokou oběžnou dráhu naší planety
  • posádka pak k sestavené a přistavené vesmírné lodi přiletí v raketách poháněných chemickým palivem; s jejich pomocí se také jejich nová loď dostane z vysoké oběžné dráhy; poté se zapojí do činnosti iontové motory a odešlou loď za jejím konečným cílem

Co zatím brání tomu, aby se podobný systém vesmírných misí a lodí realizoval? Technologie. Pro iontový pohon zatím nejsou k dispozici tak výkonné motory a tak efektivní solární panely. Dnes není problém získávat z nich výkon desítek kW. Potřeba by ale byly stovky kW.

Nathan Strange nicméně očekává, že do roku 2020 už podobné technologie budou k dispozici.

Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Já bych svojí vesmírnou loď rozhodně doplnil nějakým jaderným reaktorem než abych se spoléhat jenom na výkon jakýchkoliv solárních panelů.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Víte, solární elektrárna ve vesmíru je něco tak jednoduchého a spolehlivého, že se toho výzkumníci nebudou chtít jen tak vzdát. Pokud bychom chtěli používat jaderné reaktory ve vesmíru, museli bychom do vývoje vrazit miliardy dolarů. Dlouhou dobu byly omezeny operace sond se solárními panely pouze k dráze Marsu (tam zeslabí sluneční paprsky cca 2x oproti dráze Země). Ale neustálé vylepšování sol. panelů umožnilo využití i ve vzdálenějších částech sluneční soustavy - sonda Dawn nedávno prozkoumala planetku Vesta a je na cestě k největší planetce v pásmu asteroidů Ceres. Bez iontových motorů by to nešlo. Před rokem byla vypuštěna sonda Juno, která má dlouhodobě operovat u Jupitera. Je to poprvé, co sonda u Jupitera nemá radioisotopický termoelektrický generátor. Ty sol. články vyrobí u Jupitera jen 4% energie, které by by byly schopné vyrobit u Země, ale sondě to pro napájení stačit bude.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Pravda je že solární panely se do doby než se lidstvo dopachtí k cestě na Mars asi výrazně vylepší, ale přece jenom pro lidskou posádku bych si raději zvolil dva lety prověřené typy zdroje energie. V ponorkách se celkem úspěšně reaktory používají, takže jde jen o to je nacpat do vesmírné lodi. Také by se mohl použít místo jaderného reaktoru pouze radioizotopový generátor.
Ono to bude spíš otázka ceny, protože na to aby tam tři kosmonauti letěli sebrat něco šutrů a tradá domů se to prostě nevyplatí. Chtělo by to spíš postavit něco trvanlivějšího. Něco ve stylu "2001 Vesmírná odysea" a ne jen dvě škatule co vynesou rakety nahoru tam se to sešroubuje a letíme (recyklované Apollo)...

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Máte recht, solární energii je nespolehlivá. Stačí aby bylo zataženo a hned je jí článků míň nebo vůbec žádná.

Obrázek uživatele honYa

Když jsem ten článek viděl na FCB na Elektromobily Czech, věděl jsem, že se zdejší redakce chytne, dává ji hvězdnou budoucnost :-p

---

honYa

Obrázek uživatele Jan Horčík

Nešlo odolat :)

---

šéfredaktor Hybrid.cz


Autonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobilNabíječky elektromobilů Circontrol