Vodíkový pohon
Pohon nové generace
Vodíkový vesmírný pohon
Lidskou civilizaci už od pradávna fascinoval vesmír. I dnes kohokoliv z nás uchvátí ta nekonečná rozzářená noční obloha. Ale ještě před takovými 250lety jsme považovali let do vesmíru za nemožné a dnes plánujeme osídlení Marsu nebo Měsíce. Ale přesto jsme jen u plánů a limitujeme se svými současnými technologiemi, dnes nejsme schopni se na let do vesmíru podívat z jiné perspektivy. A proto abychom to změnili, položme si otázku: ,, Jak by mělo lidstvo soustředit své síly ve vesmíru ?´´ Abychom si na tuto otázku odpověděli správně, podívejme se, co děláme dnes špatně.
Naše současná podoba vesmírných letů je nesmírně nákladná a je pouze pro pár vyvolených. Tak například proč nezachraňujeme odmrštěné stupně rakety? Ty by mohly být použity opět při dalším letu a poslední stupeň by letěl dál.
Tímto způsobem bychom mohli srazit neuvěřitelně náklady: např. firma SpaceX řekla, že srazí cenu na desetinu tím že 1. stupeň rakety přistane bez poškození. A takových to opatření můžeme udělat mnohem více.
Dále, dnes používáme paliva, která jsou úplně nesmyslná. Můžeme je získávat pouze na Zemi, což znamená, pokud budeme cestovat na velké vzdálenosti (což už cestujeme, na př.. Voyager 1), nebude možné zrychlovat nebo zpomalovat. A co je také podstatné je to, že dnešní paliva nám nedávají dostatečnou rychlost. Do budoucna si myslím, je potřeba se přiblížit rychlosti světla, jelikož při dnešní rychlosti, by možný let s lidmi na Mars trval jen tam při nejlepším 50 dnů a zpátky by byl mnohem delší. A pokud by tedy dejme tomu přiletěli po 300 dnech, potřebovali bychom jim dát zásoby právě na tuto dobu, což je více jak obtížné se současnými technologiemi.
Nyní bych vám představil moji vizi letů do vesmíru:
Vesmírná loď budoucnosti mého návrhu sloužící ke kolonizaci Marsu. Tato loď je založen na tom, že po vypuštění nebude potřebovat dočerpat paliva ze země, ale bude je získávat z vesmíru, což je z dlouhodobého hlediska nejlevnější, bude mít mnohonásobně větší nosnost, rychlost a bude použitelná i na delší cesty.
Dnes si mnoho vědců myslí, že chemické pohony nemají žádnou budoucnost, s čímž nesouhlasím. Naopak dle mého, blízká budoucnost patří právě chemickým pohonům. Ano obyčejný kapalný vodík s kyslíkem a další dnes používané pohonné látky, jsou zastaralé, potřebují speciální izolované nádrže nebo mají nedostatečný výkon a nebo jsou velmi objemné a těžké. Můj favorit je vodík.
Je několik potencionálních možností, jak zvýšit jejich výkon, což by vedlo ke zlevnění ceny. Nejsložitější ale i nejdokonalejší možností je využití vysoko energetických chemických látek. V úvahu připadá hned několik možných látek. Mohl by to být vodíkový radikál H, kyslíkový radikál O, molekula ozonu O3, či jednoduchý atom boru nebo uhlíku. V úvahu připadají dokonce i "exotičtější" látky, jako metastabilní excitované helium He* (popřípadě nová forma helia, tzv. He IV-A, která by se teoreticky mohla vytvořit jako molekula ze dvou He* a být relativně stabilní), nebo kovový vodík (který by měl být také relativně stabilní a teoreticky za normálního tlaku a teploty zcela stálý). Takovéto látky mohou uvolňovat velké množství energie (mnohem vyšší než samotná reakce slučování kapalného vodíku s kyslíkem) a dávat tak skutečně velký specifický impuls , můj favorit (atomární vodík) 21 100N.s.kg-1 .
No a teď si mnozí z vás řeknou vždyť to He* , nebo He IV-A má teoreticky větší výkon, ale nenajdete ho ve vesmíru, museli by jste ho složitě vytvářet, na což potřebujeme zařízení a prostory což na lodi, kterou potřebujeme co nejlehčí a nejlevnější, není úplně vhodné. Atomární vodík za to ve vesmíru najdete. Vždyť vodík tvoří až 90% všech atomů ve vesmíru. No a proto je můj favorit pohon z atomárního vodíku a radikálu kyslíku.
Atomární vodík bude uskladněn v nádrži kde se bohužel sloučí a vytvoří opět molekuly, tam bude do doby než se nakumuluje dostatek vodíku tak vznikne určitá koncentrace plynů, mezitím bude chlazen, až bude uskladněn dostatek vodíku otevřeme kryt trubky vedoucí ke spalovací komoře tam bude téměř vakuum a proto budou molekuly vodíku proudit ke spalovací komoře cesta bude obepínat spalovací komoru kterou bude chladit aby se neroztavila a vodík bude také zahříván na teplotu milionů kelvinů (z důvodů znásobení reakce), po zahřátí se vodíkové molekuly rozpadnou na atomy kvůli vysoké teplotě díky čemu budou mnohem reaktivnější díky nespárovanému elektronu, následně co se tak stane už vodík poputuje do spalovací komory atomy vodíku se tu setkají s atomárním kyslíkem a v témž momentu budou pod takovým tlakem že se vznítí.
Takto získám veliký tah ,ale z důvodu řízení povede ze spalovací komory ještě zúžený ,,výfuk" který bude na konci směrovatelný což ve výsledku umožní upravovat trajektorii. Spalovací komora bude v podstatě elektromagnet který bude vytvářet dost silné magnetické pole na to aby nebyla poškozena loď vysokými teplotami ve spalovací komoře (princip stejný jako u tokamaku). Zbytek motoru bude ze speciálních lehkých odolných kovů. Celkově bude mít loď 1 jaderný reaktor. Na chlazení vodíku a urychlování částic nebo na magnetické pole kolem spalovací komory, výfuku atd., ten bude v motorové části. A také bude zajištovat všechny ostatní potřeby.
Ale abychom měli potřebný vodík, musíme se ho naučit získávat z vesmíru. Má představa je taková, že po opuštění atmosféry se vztyčí dvě řady se třemi masivními ale lehkými sloupy z trupu lodi. Mezi nimi se napne mikroskopicky tenká plachta ze slitiny stříbra a palladia tato slitina pohltí atomy vodíku volně se vyskytující ve vesmíru až by 1. řada pohltila dostatek, vodíku tak by se opět složila a schovala pod plášt lodi, pod ním by byla zahřáta na 500C čímž by se uvolnili všechny atomy vodíku nasbírané plachtou. Vodík by odešel opět potrubím s vakuem do zásobníku vodíku.
Mezitím by druhá plachta sbírala vodík. Až by byla plná, vyměnila by se z už prázdnou první plachtou a takhle by se to stále opakovalo.