Kosmická loď realizovatelná do 100let

Zdravim, toto forum jsem pročetl poměrně pozorně a našel spoustu zajímavých příspěvků, ale jedna věc mi tu stále chybí a to vesmírná lod postavitelná z nám dostupných technologií během 10-100 let. Pojmenuju ji prozatim jako "Jupiter-X1". Pokusim se to tedy rozepsat i se stávající situací v NASA.
Účel: Loď by sloužila pro pohyb ve sluneční soustavě a plnila mise v rámci výstavby základen, rovněž pro jejich zásobování, průzkum a to vše s lidskou posádkou.
Složení lodě: Jupiter-X1 by se skládal z rotačního prstence, díky kterému by posádka mohla pobývat ve vesmíru delší dobu bez větších vedlejších účinků na jejich zdraví a dále by byla složena z mnoha modolů, podobně jako je tomu u ISS. NASA vyvíjela v rámci programu Constellation (zrušen, škrty v rozpočtu) nosné rakety Ares. Ares V pro vynášení modulu Orion pro cesty na Měsíc a Mars a menšího bratříčka Ares I pro zásobování ISS. Ares V by měl mít doposud největší nosnost ze všech nosičů. Byl by ideálním kandidátem na vynesení potřebných modulů ke stanici ISS, kde by byl Jupiter-X1 postupně montován dohromady (i když by to trvalo tak 10 let). Ideálně se počítá s tím, že projekt bude společný - USA, ESA, Roskosmos (Rusko), JAXA (Japan) a další by postupně vynášeli moduli a na stanici ISS by byl zřízen montážní tým. Nakonec by byla vynesena pohonná sekce Jupiteru.
Pohonné systémy: Pohon Jupiteru by fungoval ve 2 fázích díky 2 druhům motorů a to raketový motor na kapalné palivo (chemický) a iontový pohon.
1.fáze- Chemický motor- Urychlí lod na max. hodnotu a pak se vypne a šetří palivo pro brždění v cíli a pro návrat.
2.fáze- Iontový motor- Chopí se svého údělu po vyhasnutí chemického motoru a loď začne znovu zrychlovat.
Princip: Rozepisovat princip se mi moc nechce, ale ve stručnosti: jde hlavně o to že chemický motor má velký tah – je tedy ideální pro prvotní zrychlení ale oproti iontovému motoru nedosahuje takové max. rychlosti (a hlavně má obrovskou spotřebu paliva) (chemický motor max. rychlost do 5km/s, iontové podle druhu od 40 až 70 km/s a dokonce nejnovější připravované motory by měli dosahovat rychlosti až 200km/s.) Jenže iontový motor má příliš malé zrychlení (a=0,01m/s). NASA by měla vyvíjet motory s daleko větším výkonem tudíš i lepším tahem, ale ani tak nebudou mít takový tah jako motory chemické. Dalším ideální kandidátem by byl jaderný pohon. Dodává mnohonásobně větší výkon než motory chemické, nemusíte s sebou tahat takové množství paliva, ale příliš velká radiace může mít neblahé účinky na posádku a také hrozí nekontrolovatelná jaderná reakce. Tyhle problémy by se daly vyřešit stejně jako je tomu ve StarTreku (i když ho nemám rád ). Gongoly by byly odděleny od hlavní části lodi a směrem k posádce by se zvětšila ochrana před ozářením.
Závěrem: Většina věcí, které sem zmínil sou v rámci vývoje nebo se stále zlepšují viz iontové motory takže do těch 100let bychom se vešli. Napište své připomínky, vím, že nepíšu zrovna nejsrozumitelněji ale snažil sem se
PS: S SG to asi moc nesouvisí, ale to snad vadit nebude

No dokud jsi nenapsal, že "jaderný pohon" má větší tah než chemický, tak jsi držel moji pozornost... Jak by jsi si představoval jadernou reaktor, který přímo pohání loď?
1.Jaderný/ fůzní reaktor je pro takovou loď nutností (Rusové i Američané efektivně odzkoušeli satelity s reaktory). Ovšem čistě jako zdroj energie.
2.Hoď si do googlu "electric propulsion" tam se dozvíš věci, jakože iontový motor má výkonnější bratříčky. Jeden v pokusném stádiu by neměl mít problém s rychlostí 110 000 m/s a výš (zároveň schopný akcelerace). Další, zatím papírová vize vzdálené budoucnosti, schopen teoretických 0,9c.
3. Chemické motory pro loď jakou jsi popsal, nepřicházejí v úvahu. Palivo zabírá gigantické množství místa a energie z něj získaná za to nestojí. Na trupu by mohly být připevněny jednorázové rakety a po zrychlení je zahodit, ale to máme jen pro cestu od Země.
4. Po zrychlení Iontovým motorem musíš zase zabrzdit (něco jako samovolné zastavení ve vesmíru téměř neexistuje) a budeš zase potřebovat chemické motory pro "prudkou brzdu"
5. Člověk se nedokáže přizpůsobit rychlejší rotaci než 7 otáček za minutu (problémy začínají u 2), což při třech otáčkách za minutu znamená průměr necelých sto metrů, taková rychlost je však dlouhodobě neudržitelná i sebeodolnější člověk by podlehl nevolnostem. Pravděpodobně by byly nejlepší desetiny otáček za minutu a při 0,3 otáček za minutu jsme na průměru 10km...

Aha. V tom případě se omlouvám a všechno ještě prostuduji.
1. Ano, jako reaktor, tedy zdroj energie je atom nejideálnější protože dál od slunce nemají solární panely takovou účinnost. Co se týče přímo principu jako pohonu tak mu moc nerozumím, našel sem o něm pouze zmínku na jedné stránce a očekával, že mi to zde někdo objasní. (V reaktoru sou velmi vysoké teploty tedy pokud by se ohřál nějaký materiál mohl by prodit přes trysku ven a tím pohybovat s lodí ale nejsem si jist jak by to fungovalo v praxi)
2. Děkuju, něco takového sem hledal hned to prostuduji. Budou-li mít větší tah i rychlost bude to ideální.
3. Toho si sem vědom. Já ale počítám s tím, že ve vesmíru je téměř dokonalé vakuum a s gravitací se budeme potýkat jen při startu a doletu k cíli, tudíž hmotnost téměř nebude hrát roli a naši lod můžeme "ověsit" hromadou nádrží. (sice to bude hodně neekonomické) Pokud se mýlím, tak mě prosím opravte. Navíc k akceleraci potřebujeme nějaký výkonný motor a to iontový zrovna není.
4. Ano, brždění je problém, iontovýmu motory by sme cestou k marsu zabrzdili asi až u jupitera proto musíme nějak vyřešit co nejvýkonnější motory. Neznám ale jiné než chemické.
5. Ohledně těch rotačních modulů sem si nebyl jistý takže děkuji za objasnění. Průměr 10km je tedy dost obtížně nerealizovatelný, ale bez umělé gravitace budou kosmonauti po delší cestě dost trpět.
Vím, že můj plán má plno trhlin ale počítám s tím, že technologie se do těch 100let výrazně posune kupředu, když si vzpomenu jak sme na tom byli v 50.letech. Pokud vás ještě něco napadne, doplntě mě prosím děkuji

Loď je elektřinou poháněna stylem:
Reaktor vyrobí proud
Proud je převeden do elektromagnetických cívek
skrz ně prochází "palivo" (atomy plynů, kapalin, případně nano-objekty) a jsou jimi urychlovány a vystřelovány ven z lodi. Díky téměř nulovému odporu vesmíru a Newtonovu zákonu o akci a reakci je loď popohnána kupředu, když se to vysvětlí úplně nejjednodušeji: Doslova se odrazí od jediného atomu.
Představa desítek tisíc tun "odrážejících" se od něčeho tak malého je asi zábavná, ale je to tak
A v neposlední řadě, stav beztíže neexistuje a na váze záleží vždy. Jasně, není to tak markantní jako na Zemi, kde je gravitace silná a motá se do toho odpor vzduchu, ale i přesto... Superrychlý stroj na Zemi je zpravidla malý, aeordynamicky tvarovaný a většina z jeho konstrukce je motor. Ve vesmíru se můžeme vyhnout aerodynamice (na druhou stranu je potřeba stínění před různými zářeními, které mohou loď zpomalit) čímž se dostaneme k "čím větší loď, tím víc místa na motory, tím rychlejší."
Co se stavu beztíže týče: Vem si například takovou ISS. Obíhá sotva ve 310km nad povrchem. V této výšce už není plynná atmosféra, ale pořád je tam 0,85G, tudíž by neměli cítit beztíž. Celé to opět stojí na Newtonovi. Gravitační zrychleni v jejich výšce je +- 8,16m/s. Aby jej překonali, musí se pohybovat kupředu rychlostí 7,5km/s. Jejich "stav beztíže" je čistě iluze, vytvořená pádem.
NASA má letadlo, které dokáže klesat po správné dráze aby posádka pár vteřin cítila iluzi beztíže, tím samým efektem trpí kosmonauté. ISS konstantně padá "dolů", ale její rychlost vpřed toto padání vyrovnává a stanice tak doslova "padá po orbitě" aniž by klesla.
*MINDFUCK*

Něco podobného jsme z militaristického POV řešili tady - viewtopic.php?f=52&t=9229 . Chápu, že tohle téma je více mírové, ale třeba řešení motorů "od nás" by se taky možná mohlo hodit.

Hlavně o 50 až 100 let víc hi-tech

tudíž hmotnost téměř nebude hrát roli

Navíc a=F/m , když motor vyvine sílu F, záleží na hmotnosti m, jakýho zrychlení a s ní loď dosáhne.
Na dosažení stejný rychlosti stejnym motorem bude potřeba delší čas a to si vyžádá víc paliva, který zabere další hmotnost a tak dále... hlavní problém při stavění raket a letadel.
Ve vesmíru to bude problém dvojnásob kvůli tomu brždění.

Jaderný pohon, kde reaktor obstarával topení, zatímco skrz proudilo médium, který ho chladilo (čímž se v něm ohřívalo) a pak expandovalo tryskou za loď je přinejmenším koncepce - nejspíš už stará a překonaná, ale mám tušení, že něco takovýho se i zkoušelo.

Experimentuje se taky s typem fůsního reaktoru, kde se malý množství (tabletka) paliva ("těžkej" vodík) napálí laserem, proběhne kouzlo a vypálí to kolemsebe energii, půlverze toho by mohla perspektivně sloužit jako reaktivní pohon.

Další variantou je pak antihmota, je to podobný, jako s tim jadernym, ale médium se neohřívá štěpenim v reaktoru, ale přimíchávánim antihmoty.
Problém jsou očividný (kromě těch neočividnejch).

Jo raketa se pohybuje tak, že se odtlačuje od vzduchu tak mi vrtalo hlavou od čeho se odtlačuje ve vesmíru a ta odpověď, že jí stačí jen atom je opravdu úsměvná
Ohledně stavu beztíže docela tápu a hlavně po tomhle výkladu xD akorád sem myslel, že ISS obíhá ve 360km, až tam začíná nízká oběžná dráha. A pocit beztíže se navodí při parabolickém letu pádem dolů jak si zmínil (krom letadla NASA by toho mělo jít dosáhnout i u komerčních SpaceShip a slyšel sem, že toho jde dosáhnout i u obyčejných letadel nejen raketoplánů.) Vysvětlení stavu ISS už tak docela nepobírám, s posledním slovem souhlasim
to Ray: Tvoje příspevky sem pročítal a celkově se mi tvoje nápady moc líbí Křižník je velice pěknej nápad ale oproti té "kraksně" nad kterou přemejšlim já má o dost větší technologické nároky. Na ty motory se u vás ještě kouknu.

Raketa se neodtlačuje od vzduchu, ale přímo od spalin zrychlujících v trysce. Opět F=m*a , hmotnost spalin × rychlost, jakou dosáhli při expanzi v trysce dá sílu (tah).
Iontovej motor urychluje (moc) menší hmotnosti na (ne o dost) vyšší rychlosti.

Když něco (cokoliv) hodíš/ upustíš, začne to zrychlovat o hodnotu "gé" každou sekundu směrem "dolu", ale přitom si to zachovává svoji rychlost "do strany" (pokud na to nepůsobí odpor vzduchu a.p.), křivka takhle vzniklá (popsaná) je parabola (její část...trochu deformovaná).
Vtip je v tom, aby poměr tý rychlosti "do strany", kterou to hodíš, byl tak akorát vzhledem k hodnotě "gé", aby ta ISS neulítla nikam do pryč nebo aby nespadla.

Air Force: Navíc a=F/m , když motor vyvine sílu F, záleží na hmotnosti m, jakýho zrychlení a s ní loď dosáhne.

Aha aha, to je přesně ten problém kterej sem nedomyslel. To je potom jiná.
Ten jadernej pohon opravdu testovali a to rusové i američani ale pokud vim tak s tim zkončili.
To s tím, že se raketa může opírat i o vlastní plyny mě teda taky nenapadlo.
Každopádně dík všem za objasnění, možná sem si to měl víc prostudovat a ne tak spěchat se sepsáním.

Však studovat můžeš průběžně jak se topic odvíjí A doporučuju nechat české stránky v prachu a přesunout se na anglické. Je tam mnohem více informací a minimální šance zkomoleného překladu (a že se to stává často)

Jo to jo, z vašich příspěvků už sem si odnesl dost a je fakt, že se mi nechtělo hledat mimo český stránky a taky to podle toho vypadá. Napadlo mě, podívat se přímo na stránky NASA, třeba se tam taky najde něco užitečnýho. Pokud vás ještě napadne něco ohledně tématu tak to prosim připište

Celý forum jsem nečetl, ale příjde mi, že řešíš jen technický aspekt. Nevím, co kolem toho píšeš, ale politicko-ekonomická (případně i vojenská) motivace je, řekl bych, stejně důležitá, ne-li důležitější. Lidi nebudou za miliardy doláčů stavět kosmolety jen tak pro srandu - NASA radši ven pošle pár sond a zjistí toho snad i víc. Jestli to chceš obhájit, je třeba vysvětlit, proč se něco takového děje.

Klasicky se to vysvětluje studenou válkou (viz třeba Clarkova 2010 a spojená sověsko-americká mise v době hrozící třetí světové války), vizionářským milionářem (Kontakt, byť tam to nebyl kosmolet) nebo docházejícími zdroji (Moon a jeho helium3 těžení). Poměrně originální byla v tomhle (bohužel zrušená) Virtuality, kde byla vesmirná výprava mixem mezi reality show (!) a cestou za zdroji, přičemž nebylo ale jasné, jestli motivace "Země umírá" není jenom informace z tvůrců TV pořadu, aby to vyvolalo větší emoce...

Z části se můžu podělit o technologii s jakou počítám u prvních lodí Země ve mnou rozpracované story ( v době děje jsou v muzeu). Jako motory využívá MPD thruster, který využívá k pohonu Lorentzovy síly. Vyšší verze, hlavně military využití, bude mít pro prudké manévry a zrychlení k dispozici antivodík, jehož řízená reakce s vodíkem bude přímo pohybovat lodí. jako zdroj elektřiny počítám s fůzí/ klasickým jádrem. Samozřejmostí je recyklace kyslíku a vody (oboje už máme vytrikováno na hodně solidní úrovni). A ve finále materiály. Tepelná izolace z aerogelu, proti záření nitrid boridu a ochrana před volnými částicemi cokoliv pevného tě napadne

V tom máš pravdu, důvod proč bychom měli vynakládat astronomické náklady za tenhle projekt sem neřešil. Snad lidká touha prozkoumávat a nutnost se někam posunout, když na naší planetě docházejí jak zdroje tak místo k žití. (pokud nebudou města budoucnosti vypadat jako ve SW, tzn. gigantické mrakodrapy). Během těch 50-100 let bych řekl, že největším problémem budou opravdu ty zdroje (i když podaří-li se vyvinout fůzi nebude to tak horké). Zatím tedy ponechám tyhle otázky stranou, přeci jen mě více zajímá ta technická stránka, protože když NASA snížila rozpočet tak bůhví jestli se vůbec něčeho takového dočkáme.
to St0rm: zájimavé řešení, o tom MPD thusteru si ještě něco zjistim
ohledně antihmoty sem taky přemýšlel, ale co je pravda na tom, že se při anihilaci s hmotou uvolní pouze ve formě gama záření? A že se dá uchovávat jen v Penningově pasti nějakej pár tejdnů.

Co jsem viděl v dokumentu (pokud se nepletu, tak Throught the wormhole) tak antielektrony reagovaly s regulérní hmotou a "exploze" byly vidět okem, takové malé zářící tečky. Jinak při tom vznikají exotické částice a hlavně supranabité fotony (foton je v kvantové fyzice nositelem elektromagnetického záření). Takže část bude určitě gamma, ale ne všechno.
Co se uchovávání týče, počítám s vývojem technologie