퓨전 로켓: 인간을 화성에 보내는 일에 한 걸음 더 가까이

By Fouad Sabry

융합 로켓이란?

융합 로켓의 개념은 핵융합 추진력으로 구동되는 로켓의 이론적 설계를 말합니다. 그러한 로켓은 상당한 양의 연료를 운반할 필요 없이 우주에서 효과적이고 지속적인 가속을 제공할 수 있습니다. 이 개념은 훨씬 더 크고 정교한 로켓뿐만 아니라 오늘날 시스템의 능력을 뛰어넘는 융합 동력 기술을 요구합니다.

당신이 얻을 수 있는 이점

(I) 다음 주제에 대한 통찰 및 검증:

1장: 융합 로켓

2장: 성간 여행

3장: 행성간 우주 비행

4장: 우주선 추진

5장: 핵 열 로켓

6장: 기체 핵분열 원자로

7장: 핵 염수 로켓

8장: 부사드 램제트

9장: 반물질 로켓

10장: 핵 펄스 추진

11장 : 반물질 촉매 핵 펄스 추진

12장: Robert W. Bussard

13장: Project Orion(핵 추진)

14장: 핵 추진

15장: Project Daedalus

16장: Project Longshot

17장: 성간 탐사선

18장: 우주선 전기 추진

19장: 프로젝트 발키리

20장: 가스 코어 원자로 로켓

21장: 직접 핵융합 드라이브

(II) 공개 탑 핵융합 로켓에 대한 질문.

(III) 다양한 분야에서 핵융합 로켓을 사용하는 실제 사례.

(IV) 각 부록에서 266개의 최신 기술을 간략하게 설명하는 17개의 부록 융합 로켓 기술에 대한 360도 전체 이해를 갖출 수 있습니다.

이 책의 대상자

전문가, 학부생 및 대학원생, 애호가, 애호가 , 그리고 모든 종류의 핵융합 로켓에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Dec 27, 2022

Book preview

저작권

퓨전 로켓 저작권 © 2022 푸아드 사브리. 모든 권리 보유.

모든 권리 보유. 이 책의 어떤 부분도 저자의 서면 허가 없이 정보 저장 및 검색 시스템을 포함한 전자적 또는 기계적 수단으로 어떤 형태나 형태로도 복제할 수 없습니다. 유일한 예외는 리뷰에서 짧은 발췌문을 인용 할 수있는 리뷰어에 의한 것입니다.

표지는 푸아드 사브리가 디자인했습니다.

이 책은 픽션 작품입니다. 이름, 인물, 장소 및 사건은 저자의 상상력의 산물이거나 허구로 사용됩니다. 실제 사람, 산 사람이나 죽은 사람, 사건 또는 지역과의 유사성은 전적으로 우연의 일치입니다.

보너스

[e-mail] 로 퓨전 로켓: 화성에 인간을 보내는 데 한 걸음 더 가까이 다가가 기라는 제목으로 이메일을 보내면 이 책의 처음 몇 장이 포함된 이메일을 받게 됩니다.

푸아드 사브리

1BK 웹 사이트 방문

www.1BKOfficial.org

머리말

나는 왜 이 책을 썼을까?

이 책을 쓰는 이야기는 1989 년 중등 학교 학생이었을 때 시작되었습니다.

그것은 현재 많은 선진국에서 이용할 수 있는 STEM(과학, 기술, 공학 및 수학) 학교와 매우 유사합니다.

STEM은 학제 간 및 응용 접근 방식으로 과학, 기술, 공학 및 수학의 네 가지 특정 분야에서 학생들을 교육한다는 아이디어에 기반한 커리큘럼입니다. 이 용어는 일반적으로 학교의 교육 정책 또는 커리큘럼 선택을 다루는 데 사용됩니다. 인력 개발, 국가 안보 문제 및 이민 정책에 영향을 미칩니다.

도서관에는 매주 수업이 있었는데, 각 학생은 자유롭게 책을 선택하고 1 시간 동안 읽을 수 있습니다. 수업의 목적은 학생들이 교육 커리큘럼 이외의 과목을 읽도록 격려하는 것입니다.

도서관에서 선반에있는 책을 보면서 5 부로 총 5,000 페이지의 거대한 책을 발견했습니다. 책 이름은 기술 백과 사전으로, 우리 주변의 모든 것을 설명하고, 반도체에 절대 제로, 그 당시 거의 모든 기술은 다채로운 삽화와 간단한 단어로 설명되었습니다. 나는 백과 사전을 읽기 시작했고, 물론 매주 1 시간 수업에서 그것을 끝낼 수 없었다.

그래서 나는 아버지에게 백과사전을 사도록 설득했습니다. 아버지는 제 인생의 시작에서 모든 기술 도구, 최초의 컴퓨터 및 최초의 기술 백과 사전을 구입했으며 둘 다 저와 제 경력에 큰 영향을 미쳤습니다.

나는 올해 같은 여름 방학에 전체 백과 사전을 마쳤고, 우주가 어떻게 작동하는지, 그리고 그 지식을 일상적인 문제에 적용하는 방법을보기 시작했습니다.

기술에 대한 저의 열정은 30 년 전에 시작되었으며 여전히 여정은 계속되고 있습니다.

이 책은 신흥 기술 백과 사전의 일부로, 독자들에게 내가 고등학교 때와 같은 놀라운 경험을 제공하려는 시도이지만, 20세기 기술 대신 21 세기 신흥 기술, 응용 프로그램 및 산업 솔루션에 더 관심이 있습니다.

신흥 기술 백과 사전은 365 권의 책으로 구성되며 각 책은 하나의 신흥 기술에 초점을 맞출 것입니다. 신흥 기술 목록과 산업별 분류는 책 끝에 있는 출시 예정 부분에서 읽을 수 있습니다.

365 권의 책은 독자들에게 1 년 동안 매일 하나의 신흥 기술에 대한 지식을 높일 수있는 기회를 제공합니다.

소개

이 책은 어떻게 썼습니까?

신흥 기술 백과 사전의 모든 책에서 나는 사람들의 마음에서 직접 즉각적이고 생생한 검색 통찰력을 얻으려고 노력하고 있으며 신흥 기술에 대한 질문에 답하려고 노력하고 있습니다.

매일 30억 건의 Google 검색이 이루어지며 그 중 20%는 이전에 본 적이 없습니다. 그들은 사람들의 생각에 직접적인 라인과 같습니다.

때로는 '용지 걸림을 제거하는 방법'입니다. 다른 경우에는 감히 Google과 공유 할 수있는 끔찍한 두려움과 은밀한 갈망입니다.

Fusion Rocket에 대한 콘텐츠 아이디어의 미개척 금광을 발견하기 위해 많은 도구를 사용하여 Google과 같은 검색 엔진의 자동 완성 데이터를 듣고 사람들이 키워드 Fusion Rocket을 중심으로 묻는 모든 유용한 문구와 질문을 신속하게 처리합니다.

그것은 사람들의 통찰력의 금광이며, 신선하고 매우 유용한 콘텐츠, 제품 및 서비스를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 당신과 같은 친절한 사람들은 정말로 원합니다.

사람 검색은 인간의 정신에 대해 수집 된 가장 중요한 데이터 세트입니다. 따라서이 책은 라이브 제품이며, 당신과 나와 같은 사람들이 묻는 Fusion Rocket에 대한 새로운 질문에 대한 점점 더 많은 답변으로 지속적으로 업데이트되며,이 새로운 신흥 기술에 대해 궁금해하고 그것에 대해 더 알고 싶습니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 사람들이 Fusion Rocket을 검색하는 방법에 대한 더 깊은 수준의 이해를 얻고, 반드시 내 머리 꼭대기에서 생각하지 않을 질문과 질문을 드러내고, 이러한 질문에 매우 쉽고 소화하기 쉬운 단어로 대답하고, 책을 직접 탐색하는 것입니다.

그래서이 책을 쓸 때 가능한 한 최적화되고 타겟팅되도록했습니다. 이 책의 목적은 사람들이 융합 로켓에 대한 지식을 더 잘 이해하고 성장하도록 돕는 것입니다. 나는 사람들의 질문에 가능한 한 가깝게 대답하고 더 많은 것을 보여 주려고 노력하고 있습니다.

사람들이 가지고 있는 질문과 문제를 탐구하고 직접 답변하고 책의 내용에 통찰력, 검증 및 창의성(피치 및 제안까지)을 추가하는 환상적이고 아름다운 방법입니다. 이 책은 풍부하고 덜 혼잡하며 때로는 놀라운 연구 요구 영역을 밝혀냅니다. 이 접근법을 사용하여 책을 읽은 후 잠재적 인 독자의 마음에 대한 지식을 증가시킬 것으로 기대된다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

나는이 책의 내용을 항상 신선하게 만들기 위해 독특한 접근법을 적용했다. 이 접근 방식은 검색 청취 도구를 사용하여 사람들의 마음을 듣는 것에 달려 있습니다. 이 접근 방식은 다음을 수행하는 데 도움이되었습니다.

독자가 있는 곳에서 정확히 만나면 화음을 울리고 주제에 대한 이해를 높이는 관련 콘텐츠를 만들 수 있습니다.

사람들이 이 새로운 기술에 대해 새로운 방식으로 이야기할 때 업데이트를 받고 시간 경과에 따른 추세를 모니터링할 수 있도록 손가락을 단단히 고정하십시오.

숨겨진 질문의 보물을 발견하려면 콘텐츠의 관련성을 높이고 승리의 우위를 제공하는 예상치 못한 통찰력과 숨겨진 틈새 시장을 발견하기 위해 새로운 기술에 대한 답변이 필요합니다.

이 책을 쓰기 위한 빌딩 블록에는 다음이 포함됩니다.

(1) 나는 독자들이 원하는 내용에 대한 직감과 추측에 시간을 낭비하지 않고 사람들이 필요로하는 것으로 책 내용을 채우고 추측을 바탕으로 끝없는 내용 아이디어에 작별 인사를했다.

(2) 나는 사람들이 읽고 싶어하고 알고 싶어하는 것을 실시간으로 맨 앞줄에 앉히고 검색 데이터를 사용하여 포함 할 주제와 제외 할 주제에 대한 대담한 결정을 내리기 위해 확고한 결정을 내리고 위험을 줄였습니다.

(3) 콘텐츠 제작을 간소화하여 며칠, 심지어 몇 주의 시간을 절약하기 위해 개별 의견을 수동으로 조사할 필요 없이 콘텐츠 아이디어를 식별했습니다.

사람들이 질문에 대답함으로써 직접적인 방법으로 지식을 늘리도록 돕는 것은 멋진 일입니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 검색 엔진에서 독자가 묻는 중요한 질문을 추적하고 추적하기 때문에 독특하다고 생각합니다.

승인을

책을 쓰는 것은 내가 생각했던 것보다 어렵고 내가 상상할 수 있었던 것보다 더 보람이 있습니다. 이 중 어느 것도 권위있는 연구자들이 완료 한 작업 없이는 불가능했을 것이며,이 신흥 기술에 대한 대중의 지식을 높이기위한 그들의 노력을 인정하고 싶습니다.

헌신

깨달은 사람들, 사물을 다르게 보고 세상이 더 나아지기를 바라는 사람들에게 그들은 현상 유지나 기존 국가를 좋아하지 않습니다. 당신은 그들과 너무 많이 동의하지 않을 수 있고, 그들과 더 논쟁 할 수 있지만, 당신은 그들을 무시할 수 없으며, 항상 사물을 바꾸기 때문에 과소 평가할 수 없습니다 ... 그들은 인류를 앞으로 나아가게 하고, 어떤 사람들은 그들을 미친 사람이나 아마추어로 볼 수 있지만, 다른 사람들은 천재와 혁신가를 봅니다.

제사

핵융합 로켓의 개념은 핵융합 추진력으로 구동되는 로켓의 이론적 설계를 의미합니다. 이러한 로켓은 상당한 양의 연료를 운반 할 필요없이 우주에서 효과적이고 지속적인 가속을 제공 할 수 있습니다. 이 개념은 오늘날의 시스템의 능력을 넘어서는 핵융합 전력 기술과 훨씬 더 크고 정교한 로켓을 요구합니다.

목차

저작권

보너스

머리말

소개

승인을

헌신

제사

목차

챕터 1: 핵융합 로켓

제 2 장: 성간 여행

제 3 장: 행성 간 우주 비행

제 4 장: 우주선 추진

제 5 장: 핵 열 로켓

6 장 : 기체 핵분열로

제 7 장: 핵염수 로켓

챕터 8: 부사드 램젯

챕터 9: 반물질 로켓

챕터 10: 핵 펄스 추진

챕터 11: 반물질 촉매 핵펄스 추진

제12장: 로버트 더블유 버사드

챕터 13: 프로젝트 오리온(핵추진)

제 14 장: 핵 추진

제 15 장: 다이달로스 프로젝트

챕터 16: 프로젝트 롱샷

챕터 17: 성간 탐사선

제 18 장: 우주선 전기 추진

챕터 19: 프로젝트 발키리

제 20 장 : 가스 코어 원자로 로켓

21장: 직접 융합 드라이브

후기

저자에 관하여

개봉박두

부록: 각 산업의 신기술

챕터 1: 핵융합 로켓

핵융합 로켓의 개념은 핵융합 추진력으로 구동되는 로켓의 이론적 설계를 의미합니다. 이러한 로켓은 상당한 양의 연료를 운반 할 필요없이 우주에서 효과적이고 지속적인 가속을 제공 할 수 있습니다. 이 개념은 오늘날의 시스템의 능력을 넘어서는 핵융합 전력 기술과 훨씬 더 크고 정교한 로켓을 요구합니다.

핵융합 핵펄스 추진은 핵융합에서 파생된 에너지를 활용하여 추진력을 생성하는 데 사용할 수 있는 한 가지 방법입니다.

핵융합이 제공하는 매우 높은 특정 임펄스가이 과정의 주요 이점이며, 원자로의 (아마도) 거대한 부피가 주요 단점입니다. 핵융합 로켓이 핵분열 로켓보다 방사선을 덜 생성 할 가능성이 있으며, 이로 인해 필요한 차폐 질량의 양이 감소합니다. 프로젝트 오리온에서 제안한 수소 폭탄의 사용은 융합 로켓을 제조하는 가장 신뢰할 수있는 방법입니다. 그러나 그러한 우주선은 매우 클 것이며 그러한 무기의 사용은 부분 핵 실험 금지 조약에 따라 금지됩니다. 이 때문에 폭탄으로 구동되는 로켓의 사용은 우주의 경계로 제한 될 가능성이 큽니다. 직접 구동을 사용하는 대신 다른 방법은 융합을 통해 생성 된 전력을 사용하여 전기 추진 (예 : 이온 추진)을 사용합니다.

우주선용 이온 추진기 및 기타 종류의 추진은 매우 효과적이지만 작동하려면 전력을 사용해야 합니다. 특정 상황에서 생성 할 수있는 전력량은 생성 할 수있는 추력의 양을 제한하는 요소입니다 (예 : 대량 드라이버). 이러한 용기는 핵융합 에너지에 의해 구동되는 발전기에 의해 추진될 수 있다. 단점 중 하나는 전통적인 발전 방법에는 저온 에너지 싱크가 필요하며, 이는 우주선에서 구현하기가 어렵다는 점입니다 (무겁다는 의미에서). 이 문제는 융합 생성물에 포함 된 운동 에너지를 전기 에너지로 직접 변환함으로써 부분적으로 해결 될 수 있습니다.

핵융합 반응으로 인한 배기 가스는 중간 에너지 생성 없이 추진력을 생성하기 위해 로켓 뒤쪽으로 보내질 수 있습니다. 이것은 흥미로운 아이디어입니다. 이것은 자기 거울과 같은 일부 유형의 감금 시스템을 사용하는 것이 다른 시스템(예: 토카막)보다 훨씬 간단합니다. 또한 고급 연료의 사용에 더 매력적입니다 (aneutronic fusion 참조). 헬륨-3 추진에서 헬륨-3 원자의 융합은 주요 에너지원으로 사용됩니다. 원자로에서 두 개의 양성자와 하나의 중성자를 가진 헬륨의 동위 원소 인 헬륨 -3은 중수소와 융합되어보다 안정적인 형태의 원소를 생성 할 수 있습니다. 결과적으로 발생하는 에너지 방출은 추진제를 우주선의 후면 해치 밖으로 밀어낼 가능성이 있습니다. 달에 헬륨 -3이 풍부하다는 것은 우주선의 연료로 사용하려는 아이디어의 주요 동기입니다. 과학자들의 추정에 따르면 달에서 접근 할 수있는 약 백만 톤의 헬륨 -3이 있습니다. D-T 반응에 의해 생성 된 전력의 20 %만이 이러한 방식으로 사용될 수 있습니다. 전력의 나머지 80 %는 중성자로 방출되며, 이는 자기장이나 단단한 벽에 의해 지시 될 수 없으므로 추진력으로 향하기 어려울 것입니다. 중수소, 리튬 또는 붕소에서 생성 될 수있는 삼중 수소의 베타 붕괴는 헬륨 -3의 형성으로 이어지는 과정입니다.

자체적으로 유지할 수 있는 핵융합 반응을 구성할 수 없더라도 VASIMR 엔진과 같은 다른 추진 시스템의 성능을 향상시키기 위해 융합을 활용하는 것은 여전히 생각할 수 있습니다. 이것은 자급 자족 융합이 개발 될 수없는 경우에도 수행 될 수 있습니다.

지속적인 융합 과정이 있기 위해서는 플라즈마가 포함되어야합니다. 자기 감금 융합의 일종 인 토카막은 가장 큰 연구 관심을받은 지상 융합의 구성입니다. 토카막은 현재 건설되고 있기 때문에 무게가 매우 높기 때문에 추력 대 무게의 비율이 만족스럽지 않은 것처럼 보일 것입니다. Discovery II투기 차량 디자인은 NASA의 Glenn Research Center에 의해 고안되었으며, 그 아이디어 중 하나는 작은 종횡비 구형 토러스 원자로를 사용하는 것이 었습니다. 디스커버리 II는 11미터톤의 헬륨-3-중수소(D-He3) 핵융합 연료 외에도 861미터톤의 수소 추진제를 사용하여 118일(또는 토성까지 212일) 만에 172미터톤의 유인 페이로드를 목성에 전달할 수 있습니다. 목성은 118 일 안에 도달 할 수 있었고 토성은 212 일 안에 도달 할 수있었습니다. 수소는 융합 플라즈마 파편에 의해 가열되어 배기 속도가 감소하고(시속 348km에서 463km 사이) 추진제 질량이 증가하는 대신 추력이 증가합니다.

자기 감금에 대한 가장 두드러진 대안인 관성 감금 융합(ICF)은 현재 프로젝트 다이달로스의 일환으로 연구 및 개발되고 있습니다. 전자빔이나 레이저를 사용하여 핵융합 연료의 작은 펠릿(직경이 수 밀리미터)에 불을 붙인 다음 핵융합을 겪습니다. 자기장은 푸셔 플레이트를 형성하는 데 사용되며 직접 추력을 생성합니다. 이론적으로 헬륨 -3- 중수소 반응 또는 이뉴트로닉 융합 반응을 사용하여 하전 입자의 에너지를 최대화하는 동시에 생성되는 방사선의 양을 최소화 할 수 있습니다. 그러나 이러한 반응 중 하나를 사용하는 것이 기술적으로 가능한지 여부는 매우 논쟁의 여지가 있습니다. 관성 감금은 1970 년대에 Orion 드라이브와 프로젝트 Daedalus를 위해 수행 된 포괄적 인 설계 연구에서 사용되었습니다. 1980 년대에 로렌스 리버모어 국립 연구소 (Lawrence Livermore National Laboratory)와 NASA의 연구원들은 ICF (VISTA)에 의해 구동되는 행성 간 수송 애플리케이션을위한 차량에 대한 개념을 연구했습니다. 원추형 VISTA 우주선은 최대 100 톤의화물을 화성 궤도로 옮긴 다음 130 일 만에 지구로 돌아올 수 있습니다. 또는 동일한 페이로드를 목성 궤도에 전달한 다음 403일 이내에 지구로 돌아올 수 있습니다. 핵융합 반응에 동력을 공급하기 위해서는 D-T 핵융합 연료라고도 알려진 41톤의 중수소와 삼중수소, 4,124톤의 수소 추진제가 필요합니다. 배기 속도는 초당 157km입니다.

자화 표적 융합 (MTF)은보다 널리 연구 된 자기 감금 융합 (즉, 우수한 에너지 감금)과 관성 감금 융합 (즉, 효율적인 압축 가열 및 융합 플라즈마의 벽없는 봉쇄) 접근법의 최상의 기능을 결합한 비교적 새로운 접근법입니다. MTF는 자기 표적 융합의 약자이며 MTF로 약칭됩니다. 자기 접근법에서, 핵융합 연료는 자기장에 의해 낮은 밀도로 제한되는 동안 플라즈마로 가열된다. 반면에, 관성 감금 접근법에서, 융합은 연료 밀도 및 결과적으로 온도를 상당히 증가시키기 위해 타겟을 빠르게 압착함으로써 시작된다. 강력한 레이저를 사용하는 대신 MTF는 전자기 가속 방법이라고도 하는 플라즈마 건을 사용합니다. 그 결과 저렴한 비용과 가벼운 무게를 모두 갖춘 소형 원자로가 생성됩니다. Discovery II및 VISTA디자인과 비교할 때이 디자인은 훨씬 더 컴팩트하고 훨씬 더 큰 배기 속도 (시속 700km) 덕분에 환경에 미치는 영향이 적습니다.

종종 IEC로 알려진 관성 정전기 감금은 융합 로켓의 봉쇄에 대한 또 다른 두드러진 아이디어입니다. IEC의 예로는 Farnsworth-Hirsch Fusor 및 Energy-Matter Conversion Corporation (EMC2)에서 개발중인 Polywell 변형이 있습니다. 일리노이 대학은 질량이 500 톤이고 210 일 만에 목성의 위성 유로파까지 10 만 킬로그램의 유인화물을 운송 할 수있는 융합선 II계획을 개발했습니다. 배기 속도가 343km / s 인 이온 로켓 추진기는 10 개의 D-He3 IEC 핵융합로에 의해 연료가 공급되는 Fusion Ship II에 사용됩니다. 1년이 걸리는 목성계로의 편도 여행을 위해서는 300톤의 아르곤 추진제가 필요합니다.

반물질 촉매 핵 펄스 추진은 추측의 영역에서 훨씬 더 먼 제안입니다. 이 아이디어는 반물질을 사용하여 핵분열 및 핵융합 과정을 촉매하여 상당히 작은 핵융합 폭발이 생성되는 것을 제안합니다. AIMStar라는 이름으로 운영되는 Penn State University는 1990 년대에 일어난 무익한 디자인 시도의 장소였습니다.

직접 융합을 사용한 드라이브

MSNW에서 개발한 자기관성 핵융합 구동 로켓

{1장 끝}

제 2 장: