想像一下,我們以某種方式設法維持了頻繁的旅行,即地球<->火星。我不確定我們使用什麼燃料,但由於成本低廉,我在某處讀到它是甲烷。
旅行進行了6個月,燃料被消耗掉並浪費在深空。最終,在幾個世紀後(我猜),我們將耗盡所有燃料和物質。我知道這不是一個有意義的數目,但是問題仍然存在,我認為需要解決它才能實現強大的太空探索。
我很好奇。有人可以啟發我嗎?
想像一下,我們以某種方式設法維持了頻繁的旅行,即地球<->火星。我不確定我們使用什麼燃料,但由於成本低廉,我在某處讀到它是甲烷。
旅行進行了6個月,燃料被消耗掉並浪費在深空。最終,在幾個世紀後(我猜),我們將耗盡所有燃料和物質。我知道這不是一個有意義的數目,但是問題仍然存在,我認為需要解決它才能實現強大的太空探索。
我很好奇。有人可以啟發我嗎?
大部分用於將航天器送入火星的推進劑會立即返回地球-燃料和氧化劑燃燒,並結合成(通常是)水蒸氣,CO2和其他簡單化合物-並從火星的後部噴出。高速火箭。六個月的火星之旅是“過山車”,只有很少量的燃料用於航向校正。為了使往返火星的旅程變得可行,將從火星大氣層和/或地表物質中提取甲烷和氧氣,並且類似地,大部分支出將直接返回火星。
所以應該清楚地知道,去火星和返回火星所需要的燃料中,只有很小一部分會“損失在太空中”。
當前,超過20億噸天然氣(其中大部分是甲烷)每年在地球上燃燒。如果而且當SpaceX的 Starship / Super Heavy飛向火星運行時,每次飛行可能消耗約1000噸甲烷。如果每年以20,000個航班飛行,它將佔全球甲烷消耗量的1%。
從太空探索中獲得的物質要比從地球上收集所損失的物質還要多。
探索空間的主要原因是利用礦物質和有機物大量出現在地球之外的資源。在您提到的“幾個世紀”內,由於大量貴金屬和其他資源的湧入,地球上的質量淨變化很可能是正的。
這些可以通過以下任一方式收集:
就燃料成分而言,含碳的小行星是豐富,木星 90%氫,月亮 45%氧和在整個太陽系中的行星,彗星和衛星上都發現水。
這裡是未來主義者艾薩克·亞瑟(Issac Arthur)的精彩視頻,闡述了為什麼“用盡”並不是一個長期的現實問題。
最終,美國宇航局正在計劃建造月球基地,然後他們將從那裡的水中製造火箭燃料。我們也可以使用海洋燃料來解決這個問題。
以下是一些鏈接:
https://www.space.com/nasa-plans-artemis-moon-base-beyond-2024.html
要想前往太空,必須“浪費”的問題是當前火箭技術無法解決的。有一些技術可以在太空中加速,例如像光帆一樣,它利用光子的動量來移動太空飛行器,但要逃避行星的引力,這是不可能的
話說回來,太空旅行打開了通往文學資源收集世界的大門,當時最接近的是小行星開採。在我們的太空後院半徑非常近的地方,藏著一系列資源,它們在軌道上漂浮,等待被收集。不僅如此,而且由於資源已經在太空中,因此可以在這裡簡單地建造我們的車輛,因此我們甚至不必擔心地心引力。當然,對於載人旅行,我們仍然需要在那兒站起來,因此仍然存在離開行星的問題。
要開採小行星並不是一件容易的事,因為它們的引力很小甚至沒有引力,“降落”在小行星上不是一件事情。嘗試進行接觸會將其推開,因為沒有任何摩擦或阻力將其固定在適當的位置,因此採礦是一個非常不穩定的過程,可以說該地區存在令人鼓舞的事態發展,這時它僅需要實質性的支持資金。
這是一個公平的問題-不幸的是,這裡的答案繞圈,但並不是完全針對我認為OP所追求的目標,這基本上是關於火箭燃料。無論地球上有多少資源,當涉及到發射火箭的特定問題時,您幾乎都必須從與地球有關的資源中進行火箭發射用盡了不少時間。如果您因為這些東西沒燃料而沒有剩餘燃料,那麼獲取一堆貴金屬也無濟於事!
例如,SpaceX Falcon Heavy消耗約411兆噸(噸)的燃料。每次發射後,只要您越過大氣層,就可以考慮彈射,消耗的任何部分。這使用了一些最豐富的材料-氫和氧-可以通過電解從水中容易地衍生出,儘管似乎也涉及到煤油,當您使用碳氫燃料時,就會遇到所有眾所周知的問題
是的,如果您使用得足夠多,那麼理論上最終您將用完火箭燃料,因此我們當前的技術將無法發射更多東西。 但是,訣竅在於這種使用形式實際上很少。
“理想的”天基基礎設施,至少按照我的設想,將僅使用火箭將人類運送出地球-進行行星際運輸的航天器將始終被留在太空中,在那裡他們可以使用推進方式由於各種原因在地球上將是不切實際的(例如電等離子火箭,聚變火箭,核爆炸等),但是對於太空旅行而言,這將是非常有用的,對於這些燃料,您實際上是無限供應的。因此,一旦您在“在那裡”設置了足夠的東西,就可以說,您可以開採小行星和其他太空資源,甚至不必談論Falcon Heavy 的發射。
因此,這涉及到其他答案的要點-我在這裡要提出的相關要點是引起人們對不可避免的基於地球的輸入的關注,該輸入必須仍然留給人對太空運輸。答案取決於我們在說什麼。如果說的是液態氫/氧燃料,順便說一句,這是大多數先前任務使用的燃料,它和海洋一樣豐富,大約是 $ 1.38 \ times 10 ^ {18} \ \ mathrm {Mg} $ span>,即使我們每年與飛機航班一樣多的發射,也大約有3600萬次,(例如)每次發射200 Mg,因此大約需要72億美元每年Mg( $ 7.2 \ times 10 ^ 9 $ span>)的燃料,我們仍在討論 1.9億年全部。
也就是說,這個間隔實際上有點令人驚訝-從理論上講,地球尚有 10億年的可居住時間,無所作為,這似乎暗示著我們能夠在此之前用火箭發射將其從海洋中剝奪(從而破壞宜居性)。當然,至少如果我們只講天然存在的碳氫化合物而不是從合成,那麼碳氫化合物的燃料時間將比這要短得多。 class =“ math-container”> $ \ mathrm {CO} _2 $ span>和 $ \ mathrm {H_2O} $ span>在超高功率的人工過程中像核反應這樣的高密度能源。
不過,考慮到當前的“改變現狀”正在殺死我們的氣候變化,如果我們可以預見的話,那麼我們需要考慮一下,我說。
請注意,當然,這可能不會很快,因為火箭的確在大氣中燃燒了相當數量的燃料,從而使水蒸氣和/或二氧化碳排放得以返回(儘管還有一個問題,那就是大氣層頂部的太陽紫外線通量會光解水蒸氣並釋放出氫),因此之後很可能仍然會殘留大量的水,因此更合理地進行懸浮ect我們將不會耗盡供應,但是我沒有印章來確定到底會是多少。
無論如何,我應該說,我們可能想要制定了一個計劃,可能在接下來的300年左右(10吉秒)內放棄使用火箭,轉而支持使用地球質量作為反應質量的地面發射器之類的東西。
我認為這個問題在起源上是有限的。我們正在嘗試為大規模滅絕事件建立一個“計劃b”,即使二疊紀人也已經消滅了96%的生命,最後一次被更多地討論影響了70多個生命物種百分率。允許美國進化。你知道我們對某些類型的滅絕事件沒有防禦力。來自港口雲的流星或彗星或已經在非典型軌道上運行的流星或彗星可能會由於與巨大的天然氣巨頭甚至是人類相互作用而改變矢量通過一個小成員的作用,我們沒有足夠的聚束力來終結我們很多次。太陽具有關鍵的MCE,並且所有的電暈質量拋射都是危險的,因為EM地球場不是上帝...
因此,請專注於環境主題,例如沖水,北極再次向海洋照射或南方變化的海平面並在一段時間內變化,例如眨眼之間和所有沿海城市甲烷和其他氣體可以在任何地方收集。但是,如果您不發展技術來在我們星球之外建立兩個基地,那麼我說月亮和火星,或者說最終是歐羅巴,或者另一個具有強烈火山活動的另一個基地被劃分為太陽系內的5類,如果您有滅絕事件...在論壇上寫他的下一個問題可能是400億年前的水繁殖情報...我只是想問一下。伊隆有點天才,但是有多少人呢?我們在做些什麼幫助?從一開始我就是SpaceX的支持者。