En un futuro tecnológico hipotéticamente perfecto, si una nave espacial de algún tipo funcionara con un reactor de fusión, ¿cómo se alimentaría y qué podría hacer con los desechos?

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P: En un futuro tecnológico hipotéticamente perfecto, si una nave espacial de algún tipo funcionara con un reactor de fusión, ¿cómo se alimentaría y qué podría hacer con los desechos?

Llegar a cualquier lugar interesante en una nave espacial requiere mucho tiempo o una alta velocidad (o, en un universo gobernado por la física de Einstein, ambos).

La cantidad de energía cinética en cualquier masa que se mueve a la velocidad de la luz es infinita. La cantidad de energía cinética requerida para llegar a cualquier lugar cerca de la velocidad de la luz seguirá estando cerca de la cantidad de energía que se obtendría al convertir la masa de la nave en energía.

Los reactores de fusión (por ejemplo, el Sol o las bombas de hidrógeno) funcionan convirtiendo una pequeña fracción de la masa en energía. Por lo tanto, un reactor de fusión no podrá usar el combustible en los tanques de combustible de una nave espacial para alcanzar algo así como la velocidad de la luz.

Sin embargo, el espacio interestelar no está vacío. Contiene hidrógeno que, a una velocidad cercana a la luz, será una corriente de protones de alta energía.

La fuente de combustible obvia es, por lo tanto, el hidrógeno interestelar. Esto elimina el problema de la protección (ya que la protección también está acumulando combustible) y también el problema de llevar suficiente combustible para alcanzar una velocidad razonable.

No es mi idea: –

Bussard ramjet – Wikipedia

¿Qué haces con la basura? Lo arrojas a popa, a gran velocidad: el escape del cohete está hecho de desechos.

Answer 2

Lo más probable es que sea alimentado por hidrógeno o helio forzado a sufrir fusión. El subproducto de esto es un plasma sobrecalentado altamente energético que se puede aprovechar para obtener energía eléctrica y expulsarlo como propulsor. De esta forma, se está eliminando una gran cantidad de calor residual, disminuyendo la masa total de su nave y permitiendo que su reactor haga doble trabajo como su motor (aunque, en realidad, probablemente sea al revés).

Answer 3

\\ cómo se alimentaría \\

El combustible de fusión de naves espaciales (cualquiera de los isótopos de hidrógeno y helio, o incluso otros elementos ligeros, dependiendo de lo bueno que sea su tecnología) proviene de cualquier lugar donde pueda obtenerlo. Puede enviarlo desde la tierra o extraer la atmósfera de un gigante gaseoso, aunque es costoso debido al pozo de gravedad. O incluso extraerlo de la atmósfera de una estrella pero, por supuesto, la alta gravedad y el alto calor hacen que sea difícil hacerlo.

Levantamiento de estrellas – Wikipedia

Cualquier cosa en un pozo de gravedad poco profundo será mucho más fácil de usar. Muchas veces eso significa agua o hielo, una excepción sería He-3 en la superficie de algunos cuerpos pequeños como la luna, depositados allí por el viento solar.

Se puede encontrar hielo en muchos lugares del sistema solar exterior. Europa tiene mucha agua, aunque el pozo de gravedad del gigante gaseoso dificulta el acceso. Los cometas tienen mucho hielo. Incluso los asteroides rocosos, la luna y quizás el mercurio pueden tener pequeñas cantidades de hielo en cajas perpetuamente sombreadas en los polos.

En el espacio interestelar, traes grandes tanques de combustible o usas un ramjet bussard para recoger los muy escasos átomos de hidrógeno en el espacio interestelar.

Bussard ramjet – Wikipedia

\\ y qué podrías hacer con los residuos? \\

En algunos diseños de cohetes propulsados ​​por fusión, el reactor es un diseño abierto, que descarga parte de su plasma extremadamente caliente a alta velocidad como masa de reacción. Así que simplemente arrojas los productos de fusión al espacio.

En algunos diseños de cohetes propulsados ​​por fusión, el reactor es un diseño cerrado y no se pierde plasma en grandes cantidades. El plasma se utiliza para crear electricidad que alimenta un motor de iones o un motor de plasma. En este caso, los productos de fusión se retienen dentro del reactor al principio y, cuando se acumula, se pueden desviar de alguna manera. Puedes mantener los productos de fusión en la nave espacial o usarlos como masa de reacción adicional.

Si realiza una fusión aneutrónica (fusión aneutrónica – Wikipedia), el reactor en sí no se volverá demasiado radiactivo. Si no lo hace, las partes expuestas al flujo de neutrones se volverán radiactivas. Pero generalmente esto produce solo isótopos de vida media corta a media.

Dependiendo del diseño del reactor, puede reemplazar las piezas que están fragmentadas y radiactivas por el bombardeo de neutrones. En otros diseños, desecha el reactor después de que es demasiado viejo.

Las piezas de los reactores radiactivos y los reactores viejos pueden ser arrojados a alguna parte (¡el espacio es GRANDE!), Reciclados después de esperar a que la radioactividad disminuya, o disparados a la estrella local.

Answer 4

Lo que haces con la basura:

Fácil. Lo dejas caer en la estrella más cercana. Las estrellas son muy, muy buenas reciclando.