Space/하드SF48 우주에서의 입자빔 part1 1. 일단 이 글은 삼부작이 될 거임 2. toughsf에 있는 글을 기반으로 몇 가지 보완해서 쓰는 거임 입자 빔이 에너지를 전송하거나 우주선을 추진하거나 적의 장갑을 뚫는 방법은 레이저와 비슷하지만 효율성 같은 측면이 조금씩 다름. 입자빔은 전자, 양성자, 이온, 중성 원자 흐름이 높은 속도로 가속된 상태임. 입자빔은 LHC 같은 곳에서도 쓰이고 주로 양성자나 전자를 사용하지만, 납이나 우라늄 같은 중이온도 쓰임. 1980년대에는 SDI 프로젝트에서 주목 받음. 입자가속기를 탑재한 로켓이 여러 고도에서의 성능을 테스트하기 위해 발사되기도 함.(https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a338597.pdf) 입자빔은 속도가 빛의 속도에 가까울 정도로(0.9C) 매우 빠.. 2021. 8. 29. 궤도 대기 수집기 궤도 연료 재보급 궤도 연료 재보급은 우주선이 궤도에 올라가면 연료를 다시 충전시켜주는 거임. 우주선을 발사할 때 우주선+빈 연료통만 발사하는 게 모든 연료를 가지고 가는 것보다 더 가벼워서 로켓의 크기를 줄일 수 있기 때문에 궤도 연료 재보급은 많이 연구되고 있음. 스페이스 X 스타십이라던가. 그런데 지구에서 연료를 쏘아올리는 건 연료를 절약할 수는 있지만 지나치게 비효율적이기 때문에 달이나 소행성에서 채굴하는 게 더 효율적임. 이번에는 대기에서 연료를 채집하는 걸 적어보겠음. 로켓 방정식 극복하기 로켓방정식에 따르면 DeltaV(로켓의 최대 속력) = 배출 속력* ln(로켓 전체 질량 / 로켓 공중량) 이고 질량비(로켓 전체 질량 / 로켓 공중량) = e^(DeltaV / 배출 속력) 임. 지구 표면.. 2021. 8. 14. 핵 광자 로켓 핵 광자 로켓은 상대론적 속도를 낼 수 있어서 항성 간 여행을 가능하게 해 주는 로켓 중 하나임. 그러나 요즘엔 유명하지 않고 잘 알려지지도 않았음. 유명하지 않은 데에는 다 이유가 있음. 항성 간 여행 항성 간 여행과 행성 간 여행은 완전히 다름. 거리도 수만 배 이상 떨어져 있기 때문에 필요한 속도가 훨씬 높아서 요구되는 추진 방식이 다름. 로봇 탐사선은 도달하는 데 걸리는 시간이 길어도 되지만, 인간은 여행이 짧을수록 좋아할 것임. 여행 시간이 길수록 기술적인 문제와 윤리적인 문제들이 많이 생김. 세대 우주선을 만들기 힘든 이유이기도 함. 가장 가까운 별까지 가는 데 20년이 걸리려면 대략 0.21C의 속력으로 이동해야 하고 감속까지 고려하면 0.42C만큼의 연료를 가져가야 함. 로켓은 우주를 여행.. 2021. 8. 7. 핵융합 고속도로 목성까지 10일 만에 가려면 거대한 원자로, 반물질 연료, 강력한 레이저가 필요할 것임. 이번에는 그 대신 태양계에 핵융합 고속도로를 만들어 보겠음. 위에서 보이는 우주선은 버사드 램제트를 닮았지만, 약간 다른 방식으로 움직임. 위 그림은 버사드 램제트를 그린 것이지만 오늘 살펴볼 핵융합 고속도로를 사용하는 우주선의 모든 구성 요소(자기 노즐, 수집기, 반응로)를 갖고 있음. 핵융합 고속도로는 약간 다른 방식으로 작동하는 버사드 램제트가 될 것임. 이상적인 로켓 이상적인 로켓을 하나 생각해 보면 어떤 점을 생각해 볼 수 있을까? 화학 로켓의 문제점들을 해결하는 것부터 시작할 수 있을 것임. 오늘날의 로켓은 비추력이 모자라고, 추력도 모자라고, 복잡하고 가격도 비쌈. 이상적인 로켓은 연료 효율(비추력)이 .. 2021. 7. 31. 전자기포 레일건은 SF에서 많이 쓰이는 무기이지만 발사체 속력이 낮고 무거워서 실제로 쓰일 수 있는지에 대한 의문이 많이 있음. 레일건의 작동 원리는 두 레일 사이에 전도성 발사체를 놓고 전류를 흘려주면 로렌츠 힘이 작용해서 발사체를 밀어내는 것임. 발사체는 전도성 물질이어도 되고 이탈피가 전도성 물질이거나 내부에 전선이 있거나 하면 됨 코일건은 발사체가 코일 안에 떠다니는데 이 코일들은 순서대로 꺼지거나 켜지면서 발사체를 밀거나 당기는 힘을 만들어냄. 이때 발사체는 상자성체이거나 내부에 코일이 들어가 있어야 됨. 레일건은 발사체속력이 낮을 때 효율적이고 복잡하지 않음. 전기 저항이나 마찰력 때문에 좀 비효율적이지만 복잡하지 않아서 가격이 싸고 운용 중에 고장나도 레일만 갈아 끼우면 됨. 발사체는 내열성이 좋아야.. 2021. 7. 19. 우주에서 레이저의 사용효과 sf소설에서 사건이 일어나는 빈도는 등장인물들이 얼마나 빠르게 이동할 수 있는가에 달려있음. 일반적인 행성 간 이동 방법은 호만 전이 궤도를 형성하는 방법임. 이 방법은 다른 행성으로 가는 방법 중에서는 가장 효율적인 방법임. 화학 로켓을 사용한다면 이 방법을 사용할 수밖에 없음. 그 외 다른 방법은 화학 로켓으로는 불가능함. 호만 전이 궤도를 사용하는 SF소설은 매우 사실적이겠지만 진행도 매우 느려질거임. 화성 가는데만 9개월이 걸리고 목성 가는 데에는 6년 걸림. 전쟁이 시작하기도 전에 이미 외교적으로 끝나 있을 거임. 그래서 SF작가들은 더 강력하고 더 연비가 좋은(연료 배출 속력이 빠른) 로켓을 생각해내야 함. 문제는 두 개를 모두 만족시키는 엔진은 만들기 어려움. 우주선의 DeltaV(가속 가능.. 2021. 6. 27. 액체 레늄 태양열 로켓 햇빛을 한 곳에 집중하면 5800K까지 온도를 올릴 수 있다. 이 점을 잘 이용하면 높은 성능의 태양열 로켓을 설계할 수 있다. 태양열 로켓의 원리는 간단하다. 태양열을 모아서 추진체를 가열하면 된다. 로켓 엔진의 성능은 추력, 배출속력, 효율성에 의해 결정되는데 태양열 로켓은 더 많은 추진체를 엔진으로 보내서 추력을 향상시킬 수 있고, 배출속력은 추진체의 온도를 높임으로서 높일 수 있다. 둘 다 더 많은 에너지를 필요로 하는데 더 많은 태양빛을 집중시키면 된다. 효율성은 엔진의 형상에 따라 달라지므로 이번 주제와는 별 상관이 없으므로 넘어가겠다. 태양열 로켓은 높은 에너지 밀도와 높은 배기 속도, 높은 효율성을 가진다는 장점이 있다. 태양열 집열 및 가열에 대단한 장비가 사용되지는 않는다. 태양전지와는.. 2021. 6. 21. 소행성 채굴 보조용 지구 저궤도 정거장 논문도 있는데 별 내용 없음 조석 고정 이용하려고 저렇게 길게 만들어졌고 회전하는 부분은 세차운동을 피하려고 궤도면과 평행하게 회전함 2021. 4. 10. 스페이스 X 스타십과 비슷한 달, 화성 착륙선 연구 Hercules Single-Stage Reusable 라고 하는 화성, 달 착륙 이착륙 로켓임. 스타십(ITS)이 발표된 후 나와서 여러 부분에서 스타십과 비슷하지만 이게 더 작고 날개가 없음. BFR초기설계애 달 전용 스타십과 팰컨 9 착륙장치를 합쳐놓은 모양임 크기는 150톤 정도고 대략 스타십의 1/6정도임. 메테인-산소 연료를 사용함 비상탈출하거나 지면에 더 가까이 착륙할 때 이 부분만 따로 내려서 착륙한다고 함 라디에이터(?)가 달린 심우주 전용 우주선이나 화성 착륙 버전이 따로있음 이렇게 지표(연료재보급)-정거장-심우주탐사선으로 운용한다고 함 스타십도 이렇게 운용하지 않을까 생각함. 참고: ntrs.nasa.gov/citations/20170011670 ntrs.nasa.gov/citatio.. 2021. 3. 28. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
