Cohete De Fusión: Un paso más cerca de enviar humanos a Marte

Por Fouad Sabry

¿Qué es Fusion Rocket?

El concepto de un cohete de fusión se refiere a un diseño teórico para un cohete que funcionaría con propulsión de fusión. Tal cohete podría ofrecer una aceleración efectiva y continua en el espacio sin necesidad de transportar una cantidad significativa de combustible. El concepto requiere tecnología de energía de fusión que está más allá de la capacidad de los sistemas actuales, así como cohetes que son mucho más grandes y sofisticados.

Cómo se beneficiará

(I) Perspectivas y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Cohete de fusión

Capítulo 2: Viaje interestelar

Capítulo 3: Interplanetario vuelos espaciales

Capítulo 4: Propulsión de naves espaciales

Capítulo 5: Cohete térmico nuclear

Capítulo 6: Reactor de fisión gaseosa

Capítulo 7: Nuclear Cohete de agua salada

Capítulo 8: Estatorreactor Bussard

Capítulo 9: Cohete de antimateria

Capítulo 10: Propulsión de pulso nuclear

Capítulo 11 : Propulsión de pulsos nucleares catalizada por antimateria

Capítulo 12: Robert W. Bussard

Capítulo 13: Proyecto Orión (propulsión nuclear)

Capítulo 14: Propulsión nuclear

Capítulo 15: Proyecto Daedalus

Capítulo 16: Proyecto Longshot

Capítulo 17: Sonda interestelar

Capítulo 18: Propulsión eléctrica de naves espaciales

Capítulo 19: Proyecto Valkyrie

Capítulo 20: Cohete de reactor de núcleo de gas

Capítulo 21: Direct Fusion Drive

(II) Respondiendo al público arriba preguntas sobre cohetes de fusión.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de cohetes de fusión en muchos campos.

(IV) 17 apéndices para explicar, brevemente, 266 tecnologías emergentes en cada industria para tener una comprensión completa de 360 ​​grados de las tecnologías de cohetes de fusión.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados , y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de cohete de fusión.

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 29 oct 2022

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Derechos de autor

Fusion Rocket Copyright © 2022 por Fouad Sabry. Todos los derechos reservados.

Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida en cualquier forma o por cualquier medio electrónico o mecánico, incluyendo sistemas de almacenamiento y recuperación de información, sin permiso por escrito del autor. La única excepción es por un revisor, que puede citar extractos cortos en una revisión.

Portada diseñada por Fouad Sabry.

Este libro es una obra de ficción. Los nombres, personajes, lugares e incidentes son productos de la imaginación del autor o se usan ficticiamente. Cualquier parecido con personas reales, vivas o muertas, eventos o lugares es completamente coincidencia.

Sobresueldo

Puede enviar un correo electrónico a [e-mail] con el asunto Fusion Rocket: Un paso más cerca de enviar humanos a Marte, y recibirá un correo electrónico que contiene los primeros capítulos de este libro.

Fouad Sabry

Visite el sitio web de 1BK en

www.1BKOfficial.org

Prefacio

¿Por qué escribí este libro?

La historia de escribir este libro comenzó en 1989, cuando era estudiante en la Escuela Secundaria de Estudiantes Avanzados.

Es notablemente como las escuelas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), que ahora están disponibles en muchos países avanzados.

STEM es un plan de estudios basado en la idea de educar a los estudiantes en cuatro disciplinas específicas: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, en un enfoque interdisciplinario y aplicado. Este término se usa típicamente para abordar una política educativa o una elección de currículo en las escuelas. Tiene implicaciones para el desarrollo de la fuerza laboral, las preocupaciones de seguridad nacional y la política de inmigración.

Había una clase semanal en la biblioteca, donde cada estudiante es libre de elegir cualquier libro y leer durante 1 hora. El objetivo de la clase es animar a los estudiantes a leer materias distintas al currículo educativo.

En la biblioteca, mientras miraba los libros en los estantes, noté libros enormes, un total de 5,000 páginas en 5 partes. El nombre del libro es La Enciclopedia de la Tecnología, que describe todo lo que nos rodea,desde el cero absoluto hasta los semiconductores, casi todas las tecnologías, en ese momento, se explicaban con ilustraciones coloridas y palabras simples. Comencé a leer la enciclopedia y, por supuesto, no pude terminarla en la clase semanal de 1 hora.

Así que convencí a mi padre para que comprara la enciclopedia. Mi padre compró todas las herramientas tecnológicas para mí al comienzo de mi vida, la primera computadora y la primera enciclopedia tecnológica, y ambas tienen un gran impacto en mí y en mi carrera.

He terminado toda la enciclopedia en las mismas vacaciones de verano de este año, y luego comencé a ver cómo funciona el universo y cómo aplicar ese conocimiento a los problemas cotidianos.

Mi pasión por la tecnología comenzó hace más de 30 años y aún así el viaje continúa.

Este libro es parte de La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes, que es mi intento de dar a los lectores la misma experiencia increíble que tuve cuando estaba en la escuela secundaria, pero en lugar de las tecnologías del siglo 20, estoy más interesado en las tecnologías emergentes del siglo 21, las aplicaciones y las soluciones de la industria.

La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes constará de 365 libros, cada libro se centrará en una sola tecnología emergente. Puede leer la lista de tecnologías emergentes y su categorización por industria en la parte de Próximamente, al final del libro.

365 libros para dar a los lectores la oportunidad de aumentar su conocimiento sobre una sola tecnología emergente todos los días en el transcurso de un período de un año.

Introducción

¿Cómo escribí este libro?

En cada libro de La Enciclopedia de las Tecnologías Emergentes, estoy tratando de obtener información de búsqueda instantánea y cruda, directamente de las mentes de las personas, tratando de responder a sus preguntas sobre la tecnología emergente.

Hay 3 mil millones de búsquedas en Google todos los días, y el 20% de ellas nunca se han visto antes. Son como una línea directa a los pensamientos de la gente.

A veces eso es '¿Cómo elimino el atasco de papel?'. Otras veces, son los miedos desgarradores y los anhelos secretos que solo se atreverían a compartir con Google.

En mi búsqueda por descubrir una mina de oro sin explotar de ideas de contenido sobre Fusion Rocket, utilizo muchas herramientas para escuchar los datos de autocompletar de motores de búsqueda como Google, luego rápidamente saco cada frase y pregunta útil, la gente pregunta sobre la palabra clave Fusion Rocket.

Es una mina de oro de conocimiento de las personas, que puedo usar para crear contenido, productos y servicios frescos y ultra útiles. La gente amable, como tú, realmente quiere.

Las búsquedas de personas son el conjunto de datos más importante jamás recopilado sobre la psique humana. Por lo tanto, este libro es un producto en vivo, y constantemente actualizado por más y más respuestas para nuevas preguntas sobre Fusion Rocket, hechas por personas, como usted y yo, que se preguntan sobre esta nueva tecnología emergente y les gustaría saber más al respecto.

El enfoque para escribir este libro es obtener un nivel más profundo de comprensión de cómo la gente busca en torno a Fusion Rocket, revelando preguntas y consultas que no necesariamente pensaría en la parte superior de mi cabeza, y respondiendo estas preguntas con palabras súper fáciles y digeribles, y navegar por el libro de una manera directa.

Entonces, cuando se trata de escribir este libro, me he asegurado de que sea lo más optimizado y específico posible. El propósito de este libro es ayudar a las personas a comprender mejor y aumentar su conocimiento sobre Fusion Rocket. Estoy tratando de responder a las preguntas de la gente lo más cerca posible y mostrando mucho más.

Es una manera fantástica y hermosa de explorar preguntas y problemas que tienen las personas y responderlos directamente, y agregar perspicacia, validación y creatividad al contenido del libro, incluso lanzamientos y propuestas. El libro descubre áreas ricas, menos concurridas y, a veces, sorprendentes de demanda de investigación que de otro modo no alcanzaría. No hay duda de que, se espera que aumente el conocimiento de las mentes de los lectores potenciales, después de leer el libro utilizando este enfoque.

He aplicado un enfoque único para hacer que el contenido de este libro sea siempre fresco. Este enfoque depende de escuchar las mentes de las personas, mediante el uso de las herramientas de escucha de búsqueda. Este enfoque me ayudó a:

Conozca a los lectores exactamente donde están, para que pueda crear contenido relevante que toque la fibra sensible y genere una mayor comprensión del tema.

Mantén mi dedo firmemente en el pulso, para que pueda obtener actualizaciones cuando la gente hable sobre esta tecnología emergente de nuevas maneras y monitorear las tendencias a lo largo del tiempo.

Descubra tesoros ocultos de preguntas que necesitan respuestas sobre la tecnología emergente para descubrir ideas inesperadas y nichos ocultos que aumentan la relevancia del contenido y le dan una ventaja ganadora.

El bloque de construcción para escribir este libro incluye lo siguiente:

(1) He dejado de perder el tiempo en ideas viscerales y conjeturas sobre el contenido deseado por los lectores, llené el contenido del libro con lo que la gente necesita y dije adiós a las infinitas ideas de contenido basadas en especulaciones.

(2) He tomado decisiones sólidas, y he tomado menos riesgos, para obtener asientos de primera fila para lo que la gente quiere leer y quiere saber, en tiempo real, y usar los datos de búsqueda para tomar decisiones audaces, sobre qué temas incluir y qué temas excluir.

(3) He simplificado mi producción de contenido para identificar ideas de contenido sin tener que examinar manualmente las opiniones individuales para ahorrar días e incluso semanas de tiempo.

Es maravilloso ayudar a las personas a aumentar su conocimiento de una manera directa simplemente respondiendo a sus preguntas.

Creo que el enfoque de escribir este libro es único, ya que recopila y rastrea las preguntas importantes que hacen los lectores en los motores de búsqueda.

Reconocimientos

Escribir un libro es más difícil de lo que pensaba y más gratificante de lo que podría haber imaginado. Nada de esto hubiera sido posible sin el trabajo realizado por prestigiosos investigadores, y me gustaría reconocer sus esfuerzos para aumentar el conocimiento del público sobre esta tecnología emergente.

Dedicación

Para los iluminados, los que ven las cosas de manera diferente y quieren que el mundo sea mejor, no les gusta el status quo o el estado existente. Puedes estar demasiado en desacuerdo con ellos, y puedes discutir con ellos aún más, pero no puedes ignorarlos, y no puedes subestimarlos, porque siempre cambian las cosas ... Empujan a la raza humana hacia adelante, y mientras algunos pueden verlos como locos o aficionados, otros ven genios e innovadores, porque los que están lo suficientemente iluminados como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que lo hacen, y llevan a la gente a la iluminación.

Epígrafe

El concepto de un cohete de fusión se refiere a un diseño teórico para un cohete que sería impulsado por propulsión de fusión. Tal cohete sería capaz de ofrecer una aceleración efectiva y continua en el espacio sin la necesidad de llevar una cantidad significativa de combustible. El concepto requiere tecnología de energía de fusión que está más allá de la capacidad de los sistemas actuales, así como cohetes que son mucho más grandes y sofisticados.

Tabla de contenidos

Derechos de autor

Sobresueldo

Prefacio

Introducción

Reconocimientos

Dedicación

Epígrafe

Tabla de contenidos

Capítulo 1: Cohete de fusión

Capítulo 2: Viajes interestelares

Capítulo 3: Vuelos espaciales interplanetarios

Capítulo 4: Propulsión de naves espaciales

Capítulo 5: Cohete nuclear térmico

Capítulo 6: Reactor de fisión gaseosa

Capítulo 7: Cohete nuclear de agua salada

Capítulo 8: Bussard estatorreactor

Capítulo 9: Cohete de antimateria

Capítulo 10: Propulsión por pulsos nucleares

Capítulo 11: Propulsión de pulso nuclear catalizada por antimateria

Capítulo 12: Robert W. Bussard

Capítulo 13: Proyecto Orión (propulsión nuclear)

Capítulo 14: Propulsión nuclear

Capítulo 15: Proyecto Dédalo

Capítulo 16: Proyecto Longshot

Capítulo 17: Sonda interestelar

Capítulo 18: Propulsión eléctrica de naves espaciales

Capítulo 19: Proyecto Valquiria

Capítulo 20: Cohete del reactor de núcleo de gas

Capítulo 21: Direct Fusion Drive

Epílogo

Sobre el autor

Próximamente

Apéndices: Tecnologías emergentes en cada industria

Capítulo 1: Cohete de fusión

El concepto de un cohete de fusión se refiere a un diseño teórico para un cohete que sería impulsado por propulsión de fusión. Tal cohete sería capaz de ofrecer una aceleración efectiva y continua en el espacio sin la necesidad de llevar una cantidad significativa de combustible. El concepto requiere tecnología de energía de fusión que está más allá de la capacidad de los sistemas actuales, así como cohetes que son mucho más grandes y sofisticados.

La propulsión de pulso nuclear de fusión es un método que se puede utilizar para crear propulsión utilizando energía derivada de la fusión nuclear.

El impulso específico muy alto ofrecido por la fusión es el principal beneficio de este proceso, mientras que la (presumiblemente) enorme masa del reactor es el principal inconveniente. Existe la posibilidad de que un cohete de fusión pueda crear menos radiación que un cohete de fisión, lo que resultará en una reducción en la cantidad de masa de protección requerida. El uso de bombas de hidrógeno, como se sugiere en el Proyecto Orión, es el método más confiable para fabricar un cohete de fusión; sin embargo, tal nave espacial sería muy grande, y el uso de tales armas está prohibido por el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares. Debido a esto, el uso de cohetes propulsados por bombas probablemente estaría restringido a los confines del espacio. En lugar de utilizar la propulsión directa, un método alternativo emplea la utilización de propulsión eléctrica (como la propulsión iónica) utilizando energía eléctrica creada a través de la fusión.

Los propulsores iónicos y otros tipos de propulsión para naves espaciales son muy efectivos, pero su operación requiere el uso de energía eléctrica. La cantidad de potencia que se puede crear en ciertas circunstancias es el factor limitante en la cantidad de empuje que se puede producir (por ejemplo, un conductor de masa). Tal recipiente puede ser propulsado por un generador eléctrico que funciona con energía de fusión. Uno de los inconvenientes es que los métodos tradicionales de generación de electricidad necesitan un sumidero de energía a baja temperatura, que es difícil (en el sentido de que es pesado) de implementar en una nave espacial. Este problema puede resolverse parcialmente mediante la transformación directa de la energía cinética contenida en los productos de fusión en energía eléctrica.

El escape de la reacción de fusión podría enviarse por la parte trasera del cohete para crear propulsión sin la necesidad de la generación intermedia de energía. Esta es una idea intrigante. Esto sería mucho más simple de hacer con algunos tipos de sistemas de confinamiento, como los espejos magnéticos, que con otros (por ejemplo, tokamaks). Además, es más atractivo para el uso de combustibles avanzados (ver fusión aneutrónica). En la propulsión de helio-3, la fusión de átomos de helio-3 serviría como fuente primaria de energía. En un reactor, el helio-3, un isótopo de helio que tiene dos protones y un neutrón, podría fusionarse con deuterio para producir formas más estables del elemento. La liberación de energía que se produce como consecuencia tiene el potencial de forzar el propulsor a salir por la escotilla trasera de la nave espacial. La abundancia de helio-3 en la luna es la principal motivación detrás de la idea de usarlo como combustible para naves espaciales. Según las estimaciones realizadas por los científicos, hay alrededor de un millón de toneladas de helio-3 que es accesible en la luna. Solo el 20% de la potencia generada por la reacción D-T podría emplearse de esta manera; El otro 80% de la potencia se libera como neutrones, que no pueden ser dirigidos por campos magnéticos o paredes sólidas y, por lo tanto, serían difíciles de dirigir hacia la propulsión. La desintegración beta del tritio, que a su vez puede crearse a partir de deuterio, litio o boro, es el proceso que conduce a la formación de helio-3.

Incluso si no se puede construir una reacción de fusión que pueda mantenerse a sí misma, todavía es concebible utilizar la fusión para mejorar el rendimiento de otro sistema de propulsión, como un motor VASIMR. Esto podría hacerse incluso en el caso de que no se pueda desarrollar una fusión autosostenible.

El plasma tiene que estar contenido para que haya un proceso de fusión sostenido. El tokamak, que es una especie de fusión de confinamiento magnético, es la configuración para la fusión terrestre que ha recibido la mayor atención de investigación. Dado que los tokamaks, tal como están construidos ahora, tienen un peso muy alto, la relación entre empuje y peso parecería ser insatisfactoria. El diseño especulativo del vehículo Discovery II fue concebido por el Centro de Investigación Glenn de la NASA, y una de sus ideas fue utilizar un pequeño reactor toroide esférico de relación de aspecto. Discovery II podría entregar una carga útil tripulada de 172 toneladas métricas a Júpiter en 118 días (o 212 días a Saturno) utilizando 861 toneladas métricas de propelente de hidrógeno, además de 11 toneladas métricas de combustible de fusión de helio-3-deuterio (D-He3). Júpiter podría ser alcanzado en 118 días, y Saturno podría ser alcanzado en 212 días. El hidrógeno se calienta por los restos de plasma de fusión, lo que resulta en un aumento en el empuje a expensas de una disminución en la velocidad de escape (entre 348 y 463 kilómetros por hora) y, por lo tanto, un aumento en la masa del propelente.

La fusión por confinamiento inercial (ICF), la alternativa más destacada al confinamiento magnético, se está investigando y desarrollando actualmente como parte del Proyecto Daedalus. Se usaría un haz de electrones o un láser para encender una pequeña bolita de combustible de fusión (con un diámetro de unos pocos milímetros), que luego se fusionaría. Se utiliza un campo magnético para dar forma a la placa de empuje, que luego produce empuje directo. En teoría, la reacción de helio-3-deuterio o una reacción de fusión aneutrónica podría usarse para maximizar la energía en partículas cargadas y al mismo tiempo minimizar la cantidad de radiación producida; Sin embargo, es muy discutible si sería o no técnicamente factible utilizar cualquiera de estas reacciones. El confinamiento inercial se utilizó tanto en los estudios de diseño exhaustivos realizados en la década de 1970 para la unidad Orion como para el Proyecto Daedalus. En la década de 1980, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la NASA trabajaron en un concepto para un Vehículo para aplicaciones de transporte interplanetario que fue impulsado por ICF (VISTA). La nave espacial cónica VISTA tiene la capacidad de transferir una carga de hasta 100 toneladas a la órbita de Marte y luego regresar a la Tierra en 130 días. Alternativamente, puede entregar la misma carga útil a la órbita de Júpiter y luego regresar a la Tierra en 403 días. Para alimentar la reacción de fusión, se necesitan 41 toneladas de deuterio y tritio, también conocido como combustible de fusión D-T, y 4.124 toneladas de propelente de hidrógeno. La velocidad del escape sería de 157 kilómetros por segundo.

La fusión de objetivos magnetizados (MTF) es un enfoque relativamente nuevo que combina las mejores características de los enfoques de fusión por confinamiento magnético más estudiado (es decir, buen confinamiento de energía) y fusión por confinamiento inercial (es decir, calentamiento por compresión eficiente y contención sin pared del plasma de fusión). MTF es un acrónimo de fusión de objetivos magnéticos y se abrevia como MTF. En el enfoque magnético, el combustible de fusión se calienta en un plasma mientras está confinado a baja densidad por campos magnéticos. Por otro lado, en el enfoque de confinamiento inercial, la fusión se inicia apretando rápidamente el objetivo para aumentar significativamente la densidad del combustible y, en consecuencia, la temperatura. En lugar de usar láseres fuertes, MTF emplea pistolas de plasma, también conocidas como métodos de aceleración electromagnética. Esto da como resultado pequeños reactores que son baratos y de bajo peso. En comparación con los diseños Discovery II y VISTA, este diseño sería mucho más compacto y tendría un menor impacto en el medio ambiente gracias a su velocidad de escape significativamente mayor (700 kilómetros por hora).

El confinamiento electrostático inercial, a menudo conocido como IEC, es otra idea prominente para la contención de cohetes de fusión. Ejemplos de IEC incluyen el Farnsworth-Hirsch Fusor y la variante Polywell que está siendo desarrollada por Energy-Matter Conversion Corporation (EMC2). La Universidad de Illinois ha desarrollado un plan para un Fusion Ship II que tiene una masa de 500 toneladas y es capaz de transportar una carga tripulada de 100.000 kilogramos a la luna Europa de Júpiter en 210 días. Los propulsores de cohetes iónicos con una velocidad de escape de 343 km / s se utilizan a bordo del Fusion Ship II, que es alimentado por diez reactores de fusión D-He3 IEC. Para un viaje de ida al sistema de Júpiter que tomaría un año, la propuesta necesitaría 300 toneladas de propelente de argón.

La propulsión de pulso nuclear catalizada por antimateria es una propuesta que está aún más lejos en el ámbito de la especulación. Esta idea propone el uso de antimateria para catalizar un proceso de fisión y fusión, lo que resultaría en explosiones de fusión considerablemente más pequeñas que se producirían. La Universidad Estatal de