रॉकेट के काम करना बंद कर देने से पहले पृथ्वी अधिकतम कितनी बड़ी हो सकती है

 (space.stackexchange.com)
2 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-02-04 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • यदि औसत घनत्व समान रखते हुए पृथ्वी की त्रिज्या बढ़ाई जाए, तो सतही गुरुत्व और low orbit वेग दोनों साथ बढ़ते हैं, जिससे chemical rocket के लिए कक्षा तक पहुंचने की शर्तें तेजी से खराब हो जाती हैं
  • Tsiolkovsky rocket equation के कारण आवश्यक Δv रैखिक रूप से बढ़े तब भी रॉकेट का द्रव्यमान घातांकीय रूप से बढ़ता है, और propellant ratio, engine thrust-to-weight ratio, तथा structural mass की धारणाएं परिणाम पर बहुत बड़ा असर डालती हैं
  • 1 टन payload को low orbit में पहुंचाने की गणना में 3g ग्रह पर 6 stage और लगभग 50 हज़ार टन, 4g पर 8 stage और लगभग 28.3 लाख टन, 5g पर 9 stage और लगभग 39.1 करोड़ टन रॉकेट चाहिए
  • लगभग 10g से रॉकेट का द्रव्यमान ग्रह के द्रव्यमान के अर्थपूर्ण अनुपात तक पहुंचने लगता है, और 10.47g पर रॉकेट का द्रव्यमान ग्रह के द्रव्यमान के बराबर हो जाता है जैसी सैद्धांतिक सीमा सामने आती है
  • वास्तविकता में engine mounting area, structural strength, tank shape, और dry mass में वृद्धि पहले ही बाधा बन जाते हैं, इसलिए “सटीक अधिकतम आकार” से अधिक व्यावहारिक सीमा धारणाओं पर निर्भर होती है

समान घनत्व पर पृथ्वी को बड़ा करने से क्या बदलता है

  • प्रश्न एक काल्पनिक ग्रह को मानता है जिसमें पृथ्वी की त्रिज्या f गुना कर दी गई है और औसत घनत्व वही रखा गया है
    • त्रिज्या: r = f r_earth
    • द्रव्यमान: m = f^3 m_earth
    • सतही गुरुत्व: g = f g_earth
  • यदि औसत घनत्व समान हो, तो ग्रह बड़ा होने पर low orbit वेग भी त्रिज्या के अनुपात में बढ़ता है
  • यदि सतही वायुमंडलीय संघटन, तापमान और दाब समान रखें जाएं, तो scale height H f^-1 के अनुसार घटती है
  • दायरा balloon, airplane, laser, space elevator जैसे वैकल्पिक launch तरीकों तक नहीं बल्कि chemical propulsion rocket तक सीमित है

rocket equation से बनने वाली bottleneck

  • Tsiolkovsky rocket equation को Δv = ln(m0/mf) ve के रूप में व्यक्त किया जाता है
  • chemical engine में exhaust velocity ve को बहुत अधिक बढ़ाने की सीमा है, और एक गणना chemical engine की ऊपरी सीमा लगभग 5,000m/s मानती है
  • अधिक आवश्यक Δv पाने के लिए mass ratio m0/mf बढ़ाना पड़ता है
    • tank और engine का द्रव्यमान 0 नहीं हो सकता
    • stage जोड़ने से Δv को रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है, लेकिन कुल द्रव्यमान घातांकीय रूप से फूलता जाता है
  • इसलिए propellant tank की structural mass और engine thrust-to-weight ratio पर की गई छोटी-सी धारणाएं भी अंतिम रॉकेट के आकार को बहुत बदल देती हैं

1 टन payload के आधार पर गणना

  • सबसे अधिक वोट पाए एक गणना में कई चर स्थिर रखकर अलग-अलग सतही गुरुत्व पर आवश्यक रॉकेट आकार का अनुमान लगाया गया है
  • मुख्य धारणाएं इस प्रकार हैं
    • 1 टन payload को low orbit में भेजना
    • कक्षा तक पहुंचने के लिए आवश्यक Δv, वायुमंडलीय और गुरुत्व हानि सहित, सतही गुरुत्व 1g प्रति 10,000m/s
    • प्रत्येक stage का propellant mass fraction 90%
    • Apollo युग के RL-10, J-2, M-1, H-1, F-1 engine का उपयोग
    • first stage ignition पर thrust-to-weight ratio स्थानीय गुरुत्व के अनुसार कम-से-कम 1.2
    • मध्य stage के लिए 0.8 या अधिक, अंतिम stage के लिए 0.5 या अधिक
  • इन धारणाओं में गुरुत्व बढ़ने के साथ गणना किया गया रॉकेट आकार बहुत तेजी से बढ़ता है
    • 1g: 3 stage, first stage में 1 H-1, कुल द्रव्यमान 49.4 टन
    • 2g: 4 stage, first stage में 5 F-1, कुल द्रव्यमान 1,329 टन
    • 3g: 6 stage, first stage में 274 F-1, कुल द्रव्यमान 50,722.2 टन
    • 4g: 8 stage, first stage में 20,422 F-1, कुल द्रव्यमान 2,836,598.4 टन
    • 5g: 9 stage, first stage में 35 लाख F-1, कुल द्रव्यमान 39.1 करोड़ टन
    • 6g: 11 stage, first stage में 40 करोड़ F-1, कुल द्रव्यमान 3800 करोड़ टन
    • 10g: 18 stage, first stage में F-1 2.88e19 की संख्या में, कुल द्रव्यमान 1.65e21 टन
  • 10g से ऊपर रॉकेट का द्रव्यमान ग्रह के द्रव्यमान के मापने योग्य अनुपात तक पहुंच जाता है
    • 10.3g: रॉकेट द्रव्यमान ग्रह द्रव्यमान का 0.035
    • 10.4g: रॉकेट द्रव्यमान ग्रह द्रव्यमान का 1/5
    • 10.47g: रॉकेट द्रव्यमान ग्रह द्रव्यमान के बराबर हो जाता है

stage बढ़ाने पर भी बची रहने वाली व्यावहारिक सीमाएं

  • सैद्धांतिक रूप से लगातार stage जोड़कर अधिक Δv पाया जा सकता है, लेकिन वास्तविक रॉकेट पहले structure और shape की सीमाओं से टकराते हैं
  • यदि रॉकेट stage का रैखिक आकार बढ़ाया जाए, तो द्रव्यमान घन के अनुपात में बढ़ता है, लेकिन engine लगाए जा सकने वाला bottom area केवल वर्ग के अनुपात में बढ़ता है
  • Saturn V में भी first stage के बाहरी engine को stage के किनारों पर रखना पड़ा था, क्योंकि engine nozzle और gimbal space की सीमाएं थीं
  • बहुत बड़े रॉकेटों के लिए निम्नलिखित design changes की ज़रूरत पड़ सकती है
    • अधिक छोटा और चौड़ा आकार
    • engine gimbal range में कमी
    • tank के आसपास pod में engine लगाना
  • 3g उदाहरण में 274 F-1 engine ले जाने के लिए लगभग 90m व्यास और 9m ऊंचाई वाला stage चाहिए, और इस स्तर पर tank ratio से जुड़ी engineering inefficiency गंभीर हो जाती है
  • solid rocket पर उसी स्तर की engine mounting सीमा लागू नहीं होती, और उनका thrust-to-weight ratio तथा thrust प्रति लागत बेहतर होती है, इसलिए बहुत बड़े रॉकेट के निचले हिस्से के लिए वे अधिक संभावित विकल्प हो सकते हैं

super-Earth और high-gravity ग्रहों पर अतिरिक्त टिप्पणी

  • Michael Hippke का Spaceflight from Super-Earths is difficult super-Earth से अंतरिक्ष उड़ान के कठिन होने की समस्या पर चर्चा करता है
  • यह अध्ययन low orbit के बजाय escape velocity के आधार पर गणना करता है, लेकिन घातांकीय कठिनाई का स्वभाव समान है
  • Kepler-20b को लगभग पृथ्वी की 1.9 गुना त्रिज्या और लगभग 10 गुना द्रव्यमान वाले ग्रह के रूप में लिया गया है
    • 1 टन को escape velocity तक भेजने के लिए Kepler-20b पर न्यूनतम रॉकेट को 9,000 टन fuel चाहिए
    • James Webb Space Telescope स्तर के 6.2 टन payload के लिए 55,000 टन fuel चाहिए
    • Apollo चंद्र मिशन स्तर के 45 टन के लिए लगभग 400,000 टन रॉकेट चाहिए
  • एक अन्य उत्तर यह भी जोड़ता है कि exoplanet research में पथरीले ग्रहों की ऊपरी सीमा के रूप में पृथ्वी की 1.6 गुना त्रिज्या और 5 गुना द्रव्यमान का उल्लेख किया जाता है
    • इसके ऊपर Mini-Neptune जैसी विशेषताएं बढ़ सकती हैं
    • यदि यह धारणा सही हो, तो संभावित रहने योग्य दुनिया का अधिकतम गुरुत्व लगभग 2.5g से ऊपर नहीं जाएगा
  • एक और गणना में कहा गया है कि high-gravity दुनिया में रॉकेट का dry mass ratio और खराब हो सकता है, और 5g दुनिया में यदि wet/dry mass ratio 5:1 तक गिर जाए तो launch mass 10^20 टन के स्तर तक पहुंच सकता है
  • चरम स्थिति में यदि रॉकेट का द्रव्यमान चंद्रमा के द्रव्यमान से भी अधिक हो जाए, तो रॉकेट का अपना गुरुत्व भी समस्या बनता है, और LOX/H2 की लगभग 4,400m/s exhaust velocity की तुलना चंद्रमा की लगभग 2,380m/s escape velocity से करने पर effective exhaust velocity बहुत घट जाने की स्थिति बन सकती है

संबंधित पढ़ाई

1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-02-04
Hacker News की राय

  • rockets के शुरुआती दौर में उलटा सवाल लगभग एक अनसुलझी समस्या था: भले ही सैद्धांतिक रूप से rocket की अवधारणा मौजूद हो, क्या ऐसा propellant combination है जो orbital rocket को व्यावहारिक बनाने लायक पर्याप्त exhaust velocity दे सके?
    जवाब शुरुआत से साफ नहीं था, और Goddard के paper में समझाया गया है कि propellant velocity घटाने पर वही performance पाने के लिए rocket कितना बड़ा होना पड़ेगा। आखिरकार gunpowder acid जैसा कुछ जलाने पर भी बात बस कुछ दर्जन मील ऊपर जाने तक ही पहुंचती थी
    शुरुआती rocket pioneers के लिए यह एक सुखद आश्चर्य और राहत थी कि हम ऐसे ग्रह पर रहते हैं जहां gravity और chemistry के मेल से orbital rockets संभव हैं, और बाकी सब engineering की समस्या थी

    • अगर rocket propellant के इतिहास में दिलचस्पी है, तो John D. Clark की Ignition! की जोरदार सिफारिश है। इसमें chemistry काफी है, लेकिन chemistry में बहुत रुचि न हो तब भी इसे मजे से पढ़ा जा सकता है
      https://library.sciencemadness.org/library/books/ignition.pd...
    • अगर पृथ्वी से कहीं ज्यादा gravity वाले ग्रह की advanced civilization chemical rockets बना ही न पाए और मजबूरन nuclear rockets बनाने पड़े, तो यह वाकई दिलचस्प होगा
      उल्टा, एक बार अपने ग्रह के gravity well से बाहर निकलने के बाद, nuclear rockets की वजह से solar system exploration तुलनात्मक रूप से आसान भी हो गई होगी
    • यह लगभग पागलपन जैसी किस्मत है कि हम ऐसे ग्रह पर रहते हैं जहां gravity और chemistry orbital flight को संभव बनाते हैं
      ग्रह थोड़ा भी अधिक भारी होता, तो nuclear engine बनाने से पहले शायद हम एक satellite भी launch न कर पाते

  • अगर पर्याप्त ऊंचा first-stage rocket हो और hot staging इस्तेमाल की जाए, तो बेहद बड़ी पृथ्वी पर भी इसे संभव बनाया जा सकता है
    हालांकि first stage को atmosphere से बहुत ऊपर तक फैलना पड़ सकता है। बेशक, हाथ में Randall Munroe की किताब होना तो बिल्कुल नहीं

    • यह Los Angeles से New York तक 1 second में जाने वाली train बनाने जैसा है। बस train पर्याप्त लंबी होनी चाहिए
    • समझ नहीं आ रहा कि यह rocket की बात है या space elevator की
      अगर geostationary orbit के पास तक पहुंचने वाला tower बना लिया जाए, तो उसे delta-v 0 वाले rocket stage की तरह मानकर top पर एक छोटा stage “hot staging” करने से सीधे orbit में पहुंचा जा सकता है। बेशक, अगर आप वह बना सकते हैं तो rockets लगभग optional हो जाते हैं
    • high-gravity planet पर इतनी ऊंची structure बनाना बेहद मुश्किल होगा
      base और top के बीच taper ratio शायद इतना विशाल होना पड़े कि वह planetary radius के बड़े हिस्से के बराबर हो। हालांकि इतने सारे first-stage engines लगाने की जगह भी चाहिए, इसलिए शायद वैसे भी ऐसा करना पड़े
    • ग्रह के सबसे ऊंचे point से launch कर देना चाहिए। Kerbal Space Program ने मंजूरी दे दी
      ground logistics की बात न ही करें
    • और यह भी मानना पड़ेगा कि ग्रह पर पर्याप्त propellant मौजूद है

  • दिलचस्प है। यह Drake equation को और भारी बना सकता है। खासकर high-gravity planets की civilizations के लिए multi-planet species बनकर Great Filter पार करने की क्षमता सीमित होगी, इसलिए average survival time घट सकता है

    • सबसे बड़े hypothetical Great Filters में से एक large-scale war है। अगर rockets के साथ-साथ cannons या arrows जैसे simple projectiles की engineering requirements भी बढ़ जाएं, तो war technology के विकास की रफ्तार सीमित हो जाएगी
      diplomacy जैसे दूसरे साधन इतनी तेजी से विकसित हो सकते हैं कि world war से population extinction रुक जाए। यह भी जानने की उत्सुकता है कि gravity बढ़ने से canoe या modern ships जैसे displacement-based vessels पर क्या असर होगा। density मुख्य है, weight नहीं, इसलिए शायद असर बहुत कम होगा, लेकिन early building materials और cargo की density बढ़ना एक variable हो सकता है। मुझे लगता है atmospheric density gravity की तुलना में magnetic field पर ज्यादा निर्भर करती है
    • superhabitability की concept देखें तो यह दिलचस्प हो सकता है
      यह hypothesis मानता है कि पृथ्वी से अधिक mass और gravity वाले planets जीवन के लिए ज्यादा अनुकूल हो सकते हैं। यह भी संभव है कि जिन ग्रहों से मौजूदा chemical rockets के जरिए space में जाना लगभग असंभव है, वहां जीवन कहीं ज्यादा हो। हम अपेक्षाकृत बंजर चट्टान पर रहते हैं, लेकिन बदले में orbit तक पहुंच पाने का trade-off मिला है
      https://en.wikipedia.org/wiki/Superhabitable_planet
    • संदेह है कि यह सचमुच बड़ा factor है या नहीं
      multi-planet species न होना फिलहाल पृथ्वी पर हमारे लिए existential problems की सबसे छोटी धुरी जैसा दिखता है, और कुछ समय तक ऐसा ही रहेगा। साथ ही, हमसे थोड़ा ज्यादा advanced civilization के लिए chemical rocket efficiency पूरी तरह meaningless हो जाती है
    • high-gravity planet पर evolve हुए beings ज्यादा बुद्धिमान और शायद ज्यादा ताकतवर होंगे। उन्हें भी फेंकी गई वस्तुओं की trajectory calculate करनी होगी, लेकिन उन्हें यह ज्यादा तेजी से करना होगा
      हमारा brain survival के लिए जितनी energy जरूरी है उतनी ही इस्तेमाल करता है, उससे ज्यादा waste करता है। लेकिन अगर तेजी से सोचना जरूरी होता, तो वह उसी के मुताबिक evolve हुआ होता। इसलिए आखिरकार उन्होंने रास्ता ढूंढ ही लिया होगा
    • लेख ने दायरा chemical rockets तक सीमित रखा है। पृथ्वी पर यह काफी अच्छी तरह काम करता है, इसलिए हम इसे इस्तेमाल करते हैं, लेकिन बेहतर तरीके भी संभव हैं
      chemistry के बजाय nuclear का इस्तेमाल करें, और atmosphere की air को reaction mass की तरह use करें। पृथ्वी पर यह तरीका उन problems से ज्यादा problems पैदा करता है जिन्हें यह solve करता है, इसलिए technology होने के बावजूद हम ऐसा नहीं करते; लेकिन higher-gravity planet पर यह एक option हो सकता है। ज्यादा मुश्किल है, पर असंभव नहीं
      यह दिलचस्प है कि nuclear technology जिस समय कहीं ज्यादा शक्तिशाली rockets को संभव बनाने के level तक पहुंची, वह chemical rockets को orbit में पहुंचाने लायक mature करने के समय से लगभग overlap करता था। इसलिए शायद पृथ्वी से निकलने के थोड़े ही समय बाद हम 10g planet से भी निकल सकते थे

  • सोच रहा हूँ कि क्या Drake equation का कोई variant हो सकता है जिसमें “ऐसा ग्रह जो escape करना संभव होने जितना छोटा हो” जैसा कोई term शामिल हो
    अगर सोचें कि बुद्धिमान और अंतरिक्ष में जाने वाला जीवन इतना दुर्लभ हो सकता है कि खत्म ही हो जाए, तो यह काफी निराशाजनक है। दूसरी तरफ, ब्रह्मांड के किसी छोटे कोने में कई spacefaring civilizations कुछ light-years के भीतर एक साथ भी रह सकती हैं। Space opera के नजरिए से यह शानदार लगेगा, लेकिन अंत में शायद बात ऐसी ही खत्म होगी कि space fascists सबको गुलाम बना लें

    • ग्रह से बाहर जाने का rocket ही इकलौता तरीका नहीं है। अगर मानवता ने space program के पैमाने के resources railgun या दूसरे propulsion तरीकों पर लगाए होते, तो सफलता की अच्छी संभावना थी
      पृथ्वी के variables में rocket सबसे सुविधाजनक था, इसलिए engineers ने उसी के लिए optimize किया
    • Fascism पृथ्वी पर भी पहले से ही मुश्किल से काम करता है और competition में पिछड़ जाता है। https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/FascistButIneffi... देखें। Slavery भी कुछ ऐसी ही है। थोड़ा विषय से हटकर कहें तो https://www.econlib.org/library/Columns/LevyPeartdismal.html भी है
      अंतरिक्ष में slavery और भी बेकार है। मुख्य वजह यह है कि इंसान खुद ही कम उपयोगी हो जाते हैं। पहले से ही उपयोगी space exploration लगभग पूरी तरह robots से हो रहा है, और इंसानों को भेजना ज्यादा prestige वाली बात है। Space slaves को जिंदा रखने की लागत, उनसे कराए जा सकने वाले किसी भी काम से ज्यादा होगी। हालांकि aliens की biology अंतरिक्ष में जीवित रहने के लिए कहीं ज्यादा अनुकूल हो सकती है
    • Drake equation काफी हद तक यह दिखाती है कि जीवन किन रूपों में हो सकता है, इस बारे में कल्पना की कमी है
      हर बार एक नया term जोड़ने पर आप एक नई assumption को और पक्का कर देते हैं
    • कुछ light-years में roughly सौ stars होते हैं। ऐसे दायरे में कम संभावना वाले जीवन के दो या अधिक बार विकसित होने की probability शायद 0 के करीब होगी
    • “fascist” शब्द का इस्तेमाल काफी अजीब तरह से होता है। असल में यह लगभग “दुष्ट बुरा आदमी” जैसा मतलब बन गया है

  • सोच रहा हूँ कि किसी gas planet जैसी जगह, जिसके rocky core के चारों ओर hydrogen atmosphere हो, क्या spacecraft अंतरिक्ष की edge तक hydrogen-breathing तरीके से उड़ सकता है और फिर stages ignite करके gravity well से बाहर निकल सकता है
    या अगर nitrogen या CO2 atmosphere काफी मोटा हो, तो क्या aerodynamically उड़कर या तैरकर सतह से उस point तक जाया जा सकता है जहाँ gravity noticeably कम हो जाती हो?

    • Rocky planets पर जिन orbit heights में हमारी दिलचस्पी होती है, वहाँ gravity बहुत कम नहीं होती। उदाहरण के लिए ISS भी surface gravity का लगभग 90% अनुभव करता है
      Orbit में पहुँचने का मतलब मुख्यतः इतनी तेज speed तक पहुँचना है कि गिरने की trajectory surface से न टकराए
      लेकिन aircraft से altitude और speed हासिल करने के बाद बहुत छोटा rocket launch करना बिल्कुल संभव है। इसमें मुख्य फायदा speed है, और rocket अपना ज्यादातर fuel speed के लिए ही खर्च करता है। Virgin Galactic का SpaceShipTwo यही configuration इस्तेमाल करता है, और Virgin Orbit का LauncherOne भी modified Boeing 747 से launch होने वाला छोटा rocket है। पृथ्वी पर बढ़ी हुई complexity की तुलना में लाभ बहुत कम है, लेकिन ऐसे planet पर जहाँ gravity ज्यादा मजबूत हो और powered flight की accessibility मिलती-जुलती हो, यह पसंदीदा तरीका हो सकता है
      एक अहम factor speed of sound हो सकता है। Aircraft के लिए supersonic flight की तुलना में subsonic flight कहीं आसान है। Hydrogen जैसे atmosphere में, जहाँ speed of sound काफी ज्यादा होती है, aircraft बहुत ज्यादा speed तक पहुँच सकता है, जिससे वह rocket launch platform के रूप में कहीं ज्यादा फायदेमंद हो जाएगा। बेशक, यह मानना पड़ेगा कि ऐसे plane को power देने की समस्या पहले ही solve कर ली गई है
    • Air-breathing rocket engine SABRE की basic physics verify हो चुकी है
      हालांकि H2 को liquefy करने और O2 को liquefy करने में कितना फर्क है, यह नहीं पता
      https://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine)
    • छोटे gas planets पर विशाल airship जैसे floating platforms बनाए जा सकते हैं और वहीं से launch किया जा सकता है
      Gas planets इतने बड़े होते हैं कि जिस altitude पर ऐसे platforms तैरेंगे, वहाँ की “surface” gravity उम्मीद से ज्यादा नहीं होती। Uranus और Neptune पर तो यह वास्तव में 1G से कम है। लेकिन Jupiter size से आगे बढ़ने पर radius ज्यादा नहीं बढ़ता जबकि mass बढ़ता रहता है, इसलिए floating platform पर भी कई G का सामना करना पड़ेगा
    • तैरने के लिए hydrogen से हल्की gas चाहिए, इसलिए floating संभव नहीं है। ऐसी gas मौजूद नहीं है। Oxygen के बिना powered flight भी मुश्किल है, इसलिए airplane engine के बजाय rocket motor जैसी चीज चाहिए
      Vacuum से भरे balloons इस्तेमाल किए जा सकते हैं, लेकिन hydrogen atmosphere में orbital rocket के size की चीज को तैराने के लिए शहर जितना या छोटे राज्य जितना बड़ा vacuum chamber चाहिए होगा। शायद tower बनाना ही ज्यादा आसान होगा

  • जवाबों में इसका लगभग ज़िक्र नहीं हुआ, और मेरा पहला ख़याल भी यही था कि कम-से-कम सिद्धांत रूप में nuclear thermal rocket पर भी विचार किया जा सकता है
    https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_thermal_rocket

    • टेकऑफ़ के लिए यह बहुत अच्छा नहीं है। chemical rocket से बेहतर ज़्यादातर rocket designs specific impulse के बदले thrust छोड़ देती हैं
      orbit में delta-v तो delta-v ही होता है, इसलिए सुधार मिलता है, लेकिन 10kg rocket पर गुरुत्वाकर्षण से लगभग 100N बल लगता है। अगर engine thrust 100N से ज़्यादा नहीं है, तो वह launchpad पर ही रहेगा। गति मिल जाने पर यह समस्या घटती है, लेकिन point mass नहीं बल्कि किसी पिंड से launch करते समय thrust का कुछ हिस्सा planet से टकराने से बचने में लगाना पड़ेगा, वरना आज आप space तक नहीं पहुँचेंगे
      वास्तविक NTR designs solid core वाली हैं, और लंबे प्रयासों के बाद 7:1 thrust-to-weight ratio तक पहुँचीं। इसका मतलब है कि सिद्धांत रूप में वे अपने वजन से 6 गुना तक भार लेकर Earth gravity में ऊपर accelerate कर सकती हैं। chemical rockets 70:1 भी कर सकती हैं। किसी ने भी NTR को launch platform के रूप में इस्तेमाल करने की योजना नहीं बनाई; इसके बजाय इसे ज़्यादा efficient upper-stage engine या inter-orbital transfer burns आदि में इस्तेमाल किया जा सकता है। सिद्धांत रूप में कहीं बेहतर प्रदर्शन वाले NTR-family engines भी हैं, लेकिन कोई working prototype नहीं है। आप open-cycle rocket से launch करना भी शायद नहीं चाहेंगे, क्योंकि “open” का मतलब है radioactive fuel का पीछे की ओर निकलना। मौजूदा technology में efficiency और thrust के बीच trade-off चाहिए, और launch stage में फिलहाल chemical rocket बेजोड़ है
      हाँ, अगर nuclear propulsion कुछ ज़्यादा “दिलचस्प” किस्म की हो तो बात अलग है। Project Orion के समर्थक भी हैं
    • NTR nuclear fuel इस्तेमाल करने का बहुत inefficient तरीका है। आपको जो चाहिए वह NSWR है
      https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_salt-water_rocket
      यह असली nuclear rocket है। जैसे chemical rocket एक controlled explosion है, वैसे ही NSWR एक controlled—कहें तो खाँसी ला देने वाला—nuclear explosion है
    • NTR का specific impulse तो ऊँचा है, लेकिन power-to-weight ratio अपेक्षाकृत कम है, इसलिए यहाँ जिस gravity well से निकलने की चर्चा है उसके लिए यह खराब है और space में अच्छा है
      यह reaction mass को efficient तरीके से इस्तेमाल करता है, लेकिन power-to-weight के लिहाज़ से efficient नहीं है
      लेख के मुताबिक 1947 में माना जाता था कि complete reactor इतना भारी है कि solid-core nuclear thermal engine Earth launch में gravity को मात देने के लिए ज़रूरी 1:1 thrust-to-weight ratio भी हासिल नहीं कर सकता। अगले 25 वर्षों में अमेरिकी nuclear thermal rocket designs लगभग 7:1 thrust-to-weight ratio तक पहुँचीं, लेकिन 70:1 स्तर के chemical rockets से अब भी बहुत कम रहीं

  • Project Hail Mary में Earth के द्रव्यमान से 8.45 गुना बड़ा एक alien planet आता है, और उसके निवासी spaceflight तक पहुँचते हैं
    https://www.reddit.com/r/ProjectHailMary/comments/s5n7j4/eri...

    • यह वाकई शानदार किताब है और निजी तौर पर मेरी अब तक की सबसे पसंदीदा किताबों में से एक है। लेकिन किताब में कुछ संभव दिखाया गया है, इसलिए उसका science सत्यापित हो जाता है, ऐसा नहीं है

  • 1.55R⊕ planet पर लिखे लेख की वजह से जिज्ञासा हुई, और यह चर्चा दिलचस्प लगी

  • पहले orbital rocket के आने तक हम nuclear energy की खोज कर चुके थे
    अगर chemical rockets orbit तक नहीं पहुँच पाते, तो nuclear rockets जल्द ही पीछे-पीछे आ जाते। अगर chemical rockets ICBM launch नहीं कर पाते, तो nuclear rocket technology छोड़ी नहीं जाती और लगातार विकसित होती रहती; शायद मानवता अब तक दूसरे planets पर पहुँच चुकी होती

  • विचार दिलचस्प है, लेकिन इसमें एक बेहद practical factor छूट गया है जिसकी calculation आसान नहीं है: shock waves
    Earth पर यह व्यावहारिक रूप से ज्ञात समस्या है, और sea level पर Earth rockets की launch mass limit करीब 10,000 tonnes के स्तर की है
    supersonic engine exhaust से बनने वाली shock waves structures पर सचमुच बहुत ताकतवर pressure डालती हैं। जिस पैमाने की बात की गई है, उसमें कोई भी structure पर्याप्त देर तक टिक नहीं पाएगा। क्या हम इससे कहीं ज़्यादा मजबूत materials बना सकते हैं, यह फिलहाल पता नहीं है और अनुमान लगाना भी कठिन है
    sea level महत्वपूर्ण इसलिए है, क्योंकि अभी दिमाग में आने वाले space rockets में केवल दो ही examples हैं जो बहुत अलग जगह से शुरू हुए थे। high-altitude air launch में atmosphere की properties काफी अलग होती हैं, इसलिए यह shock wave problem का समाधान हो सकता है, लेकिन इसकी अपनी सीमाएँ भी हैं
    https://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_Grumman_Pegasus
    https://en.wikipedia.org/wiki/LauncherOne

    • vacuum में रहने वाली spherical cow shock waves से immune होती है