http://www.space.com/businesstechnology/technology/vasimr_rocket_020807-1.html
Eikö tuo olis hyvä ratkasu mars-lentoihin?
Eikö tuo olis hyvä ratkasu mars-lentoihin?
Mennäänkö marssiin
vasimrllä
13580
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 13
Vanhimmat
Miehitetyn Mars-lennon suhteen ei kuitenkaan voi unohtaa että lentäjien matkan aikainen säteilysuojaus on ratkaisematta.
Ja sopivaa maksumiestä kaivataan.
Kuullostaa oikein hyvältä, eteenkin siinä suhteessa, että toimiva propulsio on vielä vuosikymmenien päässä. Tämä siksi, että Marsiin ei kannata lähteä ennenkuin avaruushissejä on toiminnassa. Mars-aluksesta kannattaa tehdä iso ja uudelleenkäytettävä. Siinä pitää olla paksut säteilysuojat ja yli 700m halkaisijainen pyörivä rakenne keinopainovoiman luomiseksi. Alus kootaan kiertoradalla hissillä tuodusta materiaalista.
Eli odotellaan nyt ensin hiilinanoputkien tuotantolaadun parantumista.
Mars-lennolle on lukuisia erilaisia toimivia moottoriratkaisuja ja ensimmäiset lennot hyvin todennäköisesti tapahtuvat ihan perinteisin kemiallisten rakettimoottoreiden ja ilmajarrutuksen avulla.
Kehittyneistäkin moottoreista VSIMR on vain yksi vaihtoehto.
http://science.nasa.gov/newhome/headlines/prop12apr99_1.htm
http://www.engr.psu.edu/antimatter/documents.html
Vaikka esim. fuusio kuulostaa epärealistiselta, niin se mielikuva johtuu lähinnä siitä, että fuusio_voimala_ on niin tavattoman vaikea operaatio. Avaruusaluksen moottoriin fuusion soveltaminen on huomattavasti helpompaa.
Mutta missään nimessä homma ei ole kiinni avaruushissistä jonka käytännöllinen versio olisi hyvässäkin tapauksessa käytettävissä ehkä vasta vuosisadan kuluttua. Todennäköisesti ei silloinkaan, koska nykyiset ideat nanoputkivahvistetuista nauhoista eivät ole ihan ongelmattommia.
Aluksen säteilysuojat eivät voi olla massiiviset. Tällä hetkellä eniten toivoa laitetaan erilaisiin muoveihin ja komposiittiratkaisuihin ja sähkömagneettisiin kenttiin.
Ja mistä tuo ajatus _700-metrisestä_ pyörivästä rakenteesta on peräisin??
Keinopainovoima on luultavasti aika välttämätön, varsinkin jos siirtolento Marsiin kestää yli 6 kuukautta. Mutta säteen ei tarvitse olla kuin muutamia kymmeniä metrejä ja se onnistuu joko pyörittämällä alusta pituusakselin suuntaisesti tai käyttämällä kaapeleita joilla saadaan hieman suurempikin säde kahden osan välille. Mutta n.2-4 kierrosta minuutissa ja Kuun tai Marsin painovoimaa vastaava keskipakokiihtyvyys varmastikin riittävät.
Jos leikitään, että ihmisiä olisi olemassa vielä vuonna 4000 ja kehitys jatkuu nykyisellään tästä päivästä siihen, on tuo miehitetty marslento mahdollinen.
Tosiaan tuo 700m halkaisija on täysin epärealistinen vielä nyky-teknologialla. Esimerkiksi ISS:llä ei keinotekoista painovoimaa tarvita, vaan painottomuuden haittavaikutuksia lievennetään esimerkiksi kuntoilulla. Pisin yhtäjaksoinen oleskelu oli Valeriy Polyakov:in 437 perättäistä päivää, eikä tuolloin käytetty todellakaan mitään keinotekoista painovoimaa, joten se ei Mars reissullakaan ole välttämätön.
Kertakäyttöisyyskin joiltain osin turha tuon tyyppisellä matkalla. Järkevämpää olisi että tyhjät rakettimoottorit hylätään matkan edetessä ja ennen paluun aloittamista, näin ei raahata mukana ns. kuollutta painoa. Tosin esimerkiksi aluksen elintilat ja vaikka esim. maahanpaluukapseli voidaan hyvinkin rakentaa uudelleenkäytettäviksi.
Enkä usko myöskään että avaruushissi on välttämätön kyseisen matkan järjestämistä ajatellen. Monella yksittäisellä rakettilaukaisulla voidaan Mars-alus rakentaa kiertoradalle avararuusaseman kokoamista muistuttavasti, komponentti kerrallaan.
"ensimmäiset lennot hyvin todennäköisesti tapahtuvat ihan perinteisin kemiallisten rakettimoottoreiden ja ilmajarrutuksen avulla."
Toivottavasti ei, vaikka täysin mahdollista.
"Mutta missään nimessä homma ei ole kiinni avaruushissistä"
Ei tietenkään, mutta vasta siinä vaiheessa koko hommassa on mielekkyyttä.
"avaruushissistä jonka käytännöllinen versio olisi hyvässäkin tapauksessa käytettävissä ehkä vasta vuosisadan kuluttua."
Näin voi käydä, jos odotettavissa on jonkinlainen yleinen, globaali, teknologinen regressiokausi. Mutta jos nanotekniikan myötätuuli jatkuu, esim liftportin roadmapin skenaario voi olla lähellä totuutta:
http://www.liftport.com/wiki/id,road_map/
Siis esim vuonna 2035 voisi hissi kulkea. Kun laadukkaan kuidun massavalmistus (jolla on valtavasti muutakin käyttöä) on hanskassa, hissiprojekteja käynnistyy pian useita: kilpajuoksu, iso bisnes tiedossa, samoin mahdollisuus dominoida koko uutta alaa.
"Aluksen säteilysuojat eivät voi olla massiiviset."
Voivat (ja kannattaa) olla, jos avaruushissi (ja kunnon propulsio) on käytössä.
"Ja mistä tuo ajatus _700-metrisestä_ pyörivästä rakenteesta on peräisin?? "
Valitettavasti en muista. Mutta se perustuu fysiologisiin kokeisiin, jotka osoittavat 700m olevan alin mitta, jolla mahdollistetaan kutakuinkin kaikkien matkustajien selviytymminen ilman vaikeita oireita pyörivästä liikkestä. Voi tietysti olla, että lopullinen oikea luku on 300m tai 1300m. Mutta 30m on liian vähän: useimmat sairastuvat. Kaapeleita tai muita kevyitä rakenteita voi tietysti käyttää, donitsi ei ole ainoa vaihtoehto, vaikka ehkä viihtyisin.
Avaruushissistä:
"Ei tietenkään, mutta vasta siinä vaiheessa koko hommassa on mielekkyyttä."
Pragmaattisen tilalle ei oikein voi esittää hypoteettista ja väittää ratkaisua mielekkääksi. Yhtään mikään ei tällä hetkellä vahvasti viittaa siihen, että avaruushissiin liittyvät lukuisat ongelmat saadaan ratkaistuksi.
On lisäksi täysin mahdollista, että nykyinen idea nanoputkikomposiittinauhoista ei edes toimi käytännössä (kymmenien tuhansien kilometrien pituisena) vaan avaruushissiin vaaditaan se scifistä tuttu teknomaaginen "timantista" (Monomolecular wire) punottu kaapeli.
Ja avaruushissin rakentamisen tiellä on muutakin ongelmia kuin vain se että saadaanko tekniset ongelmat ratkaistua. Esim. mitä tehdä satelliiteille. Jos jo tavanomaisessa tilanteessa satelliitit alkavat törmäillä, niin neliökilometrien laajuinen nauhahan olisi kuin varsinainen kärpäspaperi avaruudessa.
""Aluksen säteilysuojat eivät voi olla massiiviset."
Voivat (ja kannattaa) olla, jos avaruushissi (ja kunnon propulsio) on käytössä."
Siihen on ihan fysiikkaan liittyvät syyt miksi muovit ja ihan tavallinen vesi ovat parempia ratkaisuja kuin massiiviset suojat. Myöskään suunnitellut sähkömagneettiset kentät eivät ole massiivisia.
Mars-lennon säteilyriskistä kannattaa muistaa se, että jos tupakoiva astronautti aloittaa tupakkalakon lähtiessään lennolle, niin hänen syöpäriskinsä _laskee_ vaikka käytössä ei olisikaan valtavaa suojausta. Auringon purkaukset ovat todellinen vaara ja niitä varten Mars-aluksen miehistö tarvinneen "myrskykellarin" mutta koko alusta ei tarvitse suojata massiivisesti.
"Valitettavasti en muista. Mutta se perustuu fysiologisiin kokeisiin, jotka osoittavat 700m olevan alin mitta, jolla mahdollistetaan kutakuinkin kaikkien matkustajien selviytymminen ilman vaikeita oireita pyörivästä liikkestä."
Tuo on ihan höpönlöpöä. (Etkö ole koskaan käynyt ajamassa vuoristoradalla?)
Testit osoittavat että lähes kaikki tottuvat suhteellisen helposti coriolisvaikutuksiin joita 3 kierrosta minuutissa tapahtuva pyöritys aiheuttaa (kaikkihan eivät koskaan totu edes pietä merenkäytiä vastaavaan heilutukseen, mutta niin pienestä sairastuvia ei avaruuteen kannatakaan lähettää). Totuttautumalla paljonkin suuremmat (viisi tai enemmän) pyörimisnopeudet ovat mahdollisia.
Ja koska Maan painovoima ei ole tarpeen, niin se tarkoittaa, että tarvittava keskipakoiskiihtyvyys saadaan aikaan aika pienelläkin säteellä.
Linkin takana kiva laskuri
http://www.artificial-gravity.com/sw/SpinCalc/SpinCalc.htm
Jos säde on 30m ja pyörimisnopeus 3/min niin kiihtyvyys on 0.33g Ja sehän riittää hyvin Mars-lennolle.
Löysin jotakin, mutta tämä ei ollut alkuperäinen lähde:
http://library.thinkquest.org/C003763/index.php?page=adapt06
"Studies have shown that humans can tolerate rotations of 2 rpm without much discomfort, but when the number of rotations per minute exceeds two, people develop debilitating motion sickness. Another drawback with this design is the gravity gradient that is created when a short spin arm is used. A gravity gradient is present when the pull of simulated gravity at one point is different than the pull at another point."
Tuo 2,0 RPM antaa tuolla laskurilla säteeksi 224m, eli 500m halkaisija. Ei kaukana 700m, joka siis olisi varmasti kaikille mukava.
Lisäksi siis oletan, että 1,0 g on kyllä pysyvään oleskeluun ihanne, vaíkka painottomassa tilassakin selviää, ei kylläkään ilman haittoja. Tietysti esim 0,5g marslennolla olisi ihan OK, mutta jos avaruusristelijä investoitaisiin jatkuvaan käyttöön, esim myös tuleville pitkille Saturnus, Jupiter -lennoille, se kannataisi heti tehdä pysyvään oleskeluun sopivaksi.
Mutta aika näyttää.. samoin avaruushissin kohtalon. Minä joka tapauksessa arvaan, että kun nanoputkiteknologia on kypsää, niin kilpajuoksu kännistyy. Olen lueskellut esim LiftPortin dokumentteja muutaman vuoden ajan ja minut on täysin aivopesty hissin kannattajaksi. En ole kuitenkaan vielä osakas, katselen vielä tilannetta.
"Tuo 2,0 RPM antaa tuolla laskurilla säteeksi 224m, eli 500m halkaisija."
Juu, siis jos halutaan 1g:n kiihtyvyys. Mutta sehän ei ole perusteltu vaatimus.
Ensinnäkin mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi rasite aluksen rakenteille. Maan painovoimaa vastaava tarkoittaa jo sitä, että aluksen pyörivän rakenteen on oltava yhtä tukeva kuin maanpäällinen riippusilta.
Tällä hetkellä ei tiedetä mikä on vaatimus sille että mikropainovoiman haitat saadaan kohtuullisiksi, eli että niitä ei pahemmin ilmene (jos ollenkaan) 1-3 vuoden aikana. Mutta veikkaisin, että minimivaatimus ei todellakaan ole täysi Maan painovoima.
Ja Marsiin mentäessä Marsin painovoimaa vastaava painon tunne on varmasti myös hyvä keino sopeutua tulevan työkentän olosuhteisiin.
Ja mitä tulee tuohon matkapahoinvointiin yli 2r/min kieputuksessa, niin jos suurin osa ihmisistä sopeutuu jopa vapaan pudotuksen olosuhteisiin tai tottuvat merenkäyntiin Maan päällä, niin ihan varmasti sama mekanismi toimii myös coriolispahoinvoinnin suhteen. Syythän ovat samat, eli tasapainoaistin häiriintyminen.
Jostakin luin, että totutteluun auttaa jos ei liikoja heiluta päätään, eli eikun vain samanlainen niskatuki käyttöön kuin F1-kuskeilla:-)
"Ensinnäkin mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi rasite aluksen rakenteille. Maan painovoimaa vastaava tarkoittaa jo sitä, että aluksen pyörivän rakenteen on oltava yhtä tukeva kuin maanpäällinen riippusilta."
Tuon ei pitäisi olla mikään ongelma sitten kun hiilinanoputket ovat käytössä.
"Tällä hetkellä ei tiedetä mikä on vaatimus sille että mikropainovoiman haitat saadaan kohtuullisiksi, eli että niitä ei pahemmin ilmene (jos ollenkaan) 1-3 vuoden aikana. Mutta veikkaisin, että minimivaatimus ei todellakaan ole täysi Maan painovoima."
Ei tiedetä, mutta aika paljon kuitenkin. Kun on kauan viettänyt painottomassa tilassa on 1g-tilaan palaaminen karua, jopa tuskallista. Samoin useat elimistön vauriot, kuten esim luuston heikentyminen, ovat osittan parantumattomia. Mitä pidempi matka, sitä todennäköisemmin olosuhteiden on oltava 1g, tai melko lähellä sitä. Mutta paljon on vilä selvitettävää. Marsin matkalla todella Marsin painovoimaa vastaava voi olla ihan sopiva arvo. Mutta sekin vaatii aika suuren halkaisijan.
Tuossa pyörimisliikeen haittakysymyksessä uskon toistaiseksi tehtyihin tutkimuksiin, vaikka nekin ovat olosuhteiden pakosta olleet epäsuoria. Tavallaan ihmettelen, miksi ISS:ään ei ole tehty edes jonkinlaista karusellikoppia. Ehkä sen seuraajaan tehdään.
Muuten, kevään H -nettilehti julkaistiin juuri. Kymmeniä sivuja upeasti taitettua utopiahypetystä juuri sinulle, mm. "singulariteetti-uskontoa" :)
http://www.hplusmagazine.com/
"h covers technological, scientific, and cultural trends that are changing — and will change — human beings in fundamental ways"
"Ei tiedetä, mutta aika paljon kuitenkin. Kun on kauan viettänyt painottomassa tilassa on 1g-tilaan palaaminen karua, jopa tuskallista."
Tuo on siis sitä mitä tiedetään pitkäaikaisesta mikropainovoimalle altistumisesta. Ja se tieto ei kerro yhtään mitään siitä millaisia terveysvaikutuksia painovoiman murto-osalla (0,1-0,5g) on. Esim. siitä ei ole tieteellistä tietoa, että lopettaako/hidastaako painovoiman osa luukadon ja muut painottomuuden terveyshaitat.
Loogista olisi ajatella että, jos ihmisen keho kestää painottomuudessa muutaman kuukauden ja Maapallolla useita vuosikymmeniä niin Kuun ja Marsin painovoiman terveysvaikutus olisi jossain siinä välillä. Tai voihan se Marsin painovoima olla jopa terveellistä. Siellä ei olisi selkäkipuja:-)
"Tuossa pyörimisliikeen haittakysymyksessä uskon toistaiseksi tehtyihin tutkimuksiin, vaikka nekin ovat olosuhteiden pakosta olleet epäsuoria."
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11020210?dopt=Abstract
Thus, for a particular g-level, there is a tradeoff between velocity of rotation and radius. Increased radius is vastly more expensive to achieve than velocity, so it is important to know the highest rotation rates to which humans can adapt. Early studies suggested that 3 rpm might be the upper limit because movement control and orientation were disrupted at higher velocities and motion sickness and chronic fatigue were persistent problems. Recent studies, however, are showing that, if the terminal velocity is achieved over a series of gradual steps and many body movements are made at each dwell velocity, then full adaptation of head, arm, and leg movements is possible. Rotation rates as high as 7.5-10 rpm are likely feasible.
Eli noin suuret kierrosnopeus mahdollistaisi sellaisenkin setrifugin joka oli Avaruusseikkailu 2001 -leffan Discovery -aluksessa.
"Tavallaan ihmettelen, miksi ISS:ään ei ole tehty edes jonkinlaista karusellikoppia. Ehkä sen seuraajaan tehdään."
Ai tällainen?
http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge_Accommodations_Module
Se peruttiin 2005.
"Muuten, kevään H -nettilehti julkaistiin juuri. Kymmeniä sivuja upeasti taitettua utopiahypetystä juuri sinulle, mm. "singulariteetti-uskontoa" :)"
Ooukei! :-)
"Kuun ja Marsin painovoiman terveysvaikutus olisi jossain siinä välillä"
Näin varmaan on. Mutta mars-lentoa pidemmillä matkoilla vaikutusket varmaan integroituvat. Ja olen edellen sitä miltä, että kallis (ja mukava) planeettaristeilijä pitäisi rakentaa samantien muuhunkin kuin mars-lennoille sopivaksi. Tai ehkä niitä tehdään useita vähitellen, vuosikymmenien kuluessa.
" Rotation rates as high as 7.5-10 rpm are likely feasible. "
Olisi hyvä juttu. Mutta tuossakin on tuo "likely".
kävellään ihan vaan näin..