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[原创] ARM小行星重定向将是未来太空开发的基石

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hyperion 发表于 2019-12-11 22:25 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层 |阅读模式

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    地球轨道上没有资源,对未来的大规模太空开发,必须将其他地方的资源搬到地球轨道上的工厂来,那么将哪里的资源搬过来最容易呢?
    经过简单计算,很显然就是小行星了,尤其是近地小行星。
    根据米帝ARM小行星重定向任务的规划,用电推从LEO出发到达近地小行星需要9400m/s速度增量,而将小行星带回去只需要区区170m/s。
    在NASA的ARM小行星重定向计划中是用5.5t的探测器带13t工质,功率50KW,比冲3000S,飞行六七年将一千吨近地小行星送入NRO轨道。
    而不久将来,光伏电推拖船的比功率还将进一步提高,区区260kg的星链卫星能装28m2的巨大单片太阳翼,目测光伏功率可达8KW。按此技术能力估算,如果拆除星链卫星的转发器等有效载荷,装上双太阳翼,那么比功率可达60KW/t级。
    照此放大,一艘1200KW功率,二十吨重量的光伏电推拖船能带四十吨工质,以10000S比冲飞行6.5年,将两万吨的近地小行星带回地球圈,并通过月球引力弹弓进入LTO轨道,在近地点靠大气制动或者电动力绳电离层电磁制动最终减速到LEO轨道利用。其运费只有低得离谱的13刀/kg(假设光伏电推拖船单位重量造价2百万刀/吨,火箭LEO运费2百万刀/吨,利息5.6%,飞行期间测控等成本6.4百万刀/每年)。
对于SSPS等建造任务,即使不靠电磁或大气制动或者引力弹弓,完全靠光伏电推拖船将近地小行星拉回GEO轨道,那么返程所需的速度增量也就2000m/s左右,运费大约153刀/kg,也是相当便宜了。
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-11 22:38 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
用从地球带工质的电推拖船搬近地小行星回来的运费可以降低到13刀/kg。从这里还原氧化物矿石提取氧气给新的电推拖船作为工质继续搬近地小行星的话,可以将运费降低到惊人的3刀/kg。这个价格将会便宜得谁也无法竞争。
假设将搬回近地小行星上的氧化物矿石(比如氧化亚铁)还原成金属和氧气的设备比功率50KW/t,制氧能耗14KWh/kg,那么1t设备一年能生产氧气25t,按照寿命15年,利息6%,单位重量造价二百万刀/吨,一吨设备年维护费30万刀计算,制氧成本也就是区区$20/kg,算上搬小行星的成本也不过$33/kg。
如果利用搬回NEA资源的新ARM光伏电推拖船,电推效率50%,比功率50KW/t,比冲1400S计算,运行7.2年带回49000吨小行星,也即运费更是只有区区$3.3/kg。
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hkhtg090201 发表于 2019-12-12 07:47 | 显示全部楼层
把大量小行星拖到地球轨道,政策上不充许,就象气候变化。
Curiosity 发表于 2019-12-12 09:25 | 显示全部楼层
即使是几万吨的小行星,如果失控坠入地球也会造成不小的损失,参考 https://zh.wikipedia.org/wiki/2013年车里雅宾斯克小行星撞击事件
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 11:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 07:47
把大量小行星拖到地球轨道,政策上不充许,就象气候变化。

米帝提出ARM小行星重定向任务时好像也没谁在政策上反对呀
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 11:06 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
Curiosity 发表于 2019-12-12 09:25
即使是几万吨的小行星,如果失控坠入地球也会造成不小的损失,参考 https://zh.wikipedia.org/wiki/2013年 ...


那么就追求不超低速度增量搬回,不靠月球引力弹弓进入LTO轨道。而是靠电推硬飞,心算搬到GEO轨道大约需要2100速度增量。全程电推就很安全了。搬运费用也远比地球到LEO便宜。
喵科动物 发表于 2019-12-12 12:12 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 11:04
米帝提出ARM小行星重定向任务时好像也没谁在政策上反对呀

ARM拖个小行星表面的“巨石”而已,目前能硬拖回来的小行星吨位远远没大到威胁地球安全。
zhutou6 发表于 2019-12-12 12:21 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 11:06
那么就追求不超低速度增量搬回,不靠月球引力弹弓进入LTO轨道。而是靠电推硬飞,心算搬到GEO轨道大约需 ...

拖到轨道上如何?就地冶炼么?
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 12:34 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
喵科动物 发表于 2019-12-12 12:12
ARM拖个小行星表面的“巨石”而已,目前能硬拖回来的小行星吨位远远没大到威胁地球安全。

这里计划搬运的也不过是区区几万万吨小行星,也不过才二三十米直径,对地球同样没啥威胁
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 12:36 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zhutou6 发表于 2019-12-12 12:21
拖到轨道上如何?就地冶炼么?

比如SSPS建设时就可以从NEA拖块巨石到GEO,冶炼矿石提取氧气和铁,铁制造SSPS聚光器和结构件,氧气作为电推工质使用,如将地表运到LEO的光伏组件和磁控管送到GEO。
elon-MuskRat 发表于 2019-12-12 13:09 | 显示全部楼层
比起重定向不如搞个钻地氢弹试试
 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 13:21 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
elon-MuskRat 发表于 2019-12-12 13:09
比起重定向不如搞个钻地氢弹试试

把小行星炸碎有什么用?小行星大部分都是堆积的沙堆呀,一碰就碎
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 15:18 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 11:04
米帝提出ARM小行星重定向任务时好像也没谁在政策上反对呀

个案不算,你说得这个是要成为产业。另外,这个和米帝没关系,预计联合国通不过,不管是那国。

hkhtg090201 发表于 2019-12-12 15:33 | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 15:18
个案不算,你说得这个是要成为产业。另外,这个和米帝没关系,预计联合国通不过,不管是那国。

当然,绝对的话一般都有限制条件,也许地球人先成为自由的太阳系人,或银河系人后有可能。现在地球这么珍贵,这种方案不看好。
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 15:42 | 显示全部楼层
星链这么火,不是有天文界开始反对了吗,也是米帝的。世界上反米帝的太多了,有些只是火侯还没到。
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 16:03 | 显示全部楼层
也许标题改一下合适:互为基石,交叉促进,机遇而行。
核动力飞机6~70年代很吹棒,技术现在也不成问题,但各国基本上都没使用,
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 楼主| hyperion 发表于 2019-12-12 16:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2019-12-12 15:18
个案不算,你说得这个是要成为产业。另外,这个和米帝没关系,预计联合国通不过,不管是那国。

无关话题请退场。
哪条法律规定不能搬小行星回来?就算直接搬到LEO的方案会有安全顾虑,搬到GEO、DRO等轨道有什么关系?
cmj9808 发表于 2019-12-12 16:12 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 12:36
比如SSPS建设时就可以从NEA拖块巨石到GEO,冶炼矿石提取氧气和铁,铁制造SSPS聚光器和结构件,氧气作为电 ...

GEO还是太近了,在拉格朗日点就地建造航天器的结构件更现实一些,既消除安全隐忧,delta v还可进一步降低。
cooldiy_cn 发表于 2019-12-12 16:22 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 12:36
比如SSPS建设时就可以从NEA拖块巨石到GEO,冶炼矿石提取氧气和铁,铁制造SSPS聚光器和结构件,氧气作为电 ...

话说  能不能贵金属的小行星拖到与月球相交的高能轨道 然后一头砸在月球上
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hkhtg090201 发表于 2019-12-12 17:07 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2019-12-12 16:11
无关话题请退场。
哪条法律规定不能搬小行星回来?就算直接搬到LEO的方案会有安全顾虑,搬到GEO、DRO等 ...

如果说提起 '米帝' 算无关话题, 那也不是我先提的呀.
至于法律, 现在确实没有禁止, 这里只是对未来的估计,  保护地球不算无关话题吧.
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