核动力推进

[emptymalei]

看了一个关于 Project Orion 的纪录片，感觉这种推进方式可能在货运或者改变天体轨道上面有用。

例如要把一颗彗星推离地球或者火星，核爆推进的巨大推力效果更好。

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问：要显著改变彗星轨道，需要多少顿量的核弹？

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一个非常好的网站：http://www.projectrho.com/public_html/rocket/realdesigns.php#id--Project_Orion

[ProtossProbe]

具体行不行应该算一算。。。

[emptymalei]

这玩意似乎加大核爆的吨量就行了吧。具体等可以应该也可以算。

[emptymalei]

今天翻 Freeman Dyson 的的文章，追参考文献发现了一篇还有点技术细节的论文。发现里面提到 Nuclear Explosion Propulsion 的 ISP 可以达到 10^6 （应该是理论值，这个简直太高了），但是我在其他地方看到实际可以做的大概可能在 ISP4000 sec 左右。

然后我想利用这个数值而已算一下推进什么的。所以用了这个公式：

R= exp(delta v / c_e)

R=m_0/m_1 是 mass ratio（m0 是一开始的质量，m_1 是最后的剩下的质量），c_e =Isp*g 是科学常用的比冲（单位是速度），Isp 是工程的比冲。

所以如果我们假定就是 4000 sec 的比冲，那么我们可以看看 R 是多少。

R = exp(delta v/(4000g))

比如我们要产生 1000 m/s 的 delta v，这样

R = 1.025

基本上来说，需要携带的燃料非常少啊。然后我做了个图，4000 s 的 ISP 的情况下，即使到了 10000 m/s 的 delta v 燃料也只有自身质量的 30% 左右。

顺便看看产生 1000m/s 的 delta v ，不同的 ISP 下面的 mass ratio，

看起来一开始 mass ratio 对于 ISP 非常敏感啊（废话指数函数……导数是其本身……）。

再顺便，看看整体的趋势吧。前面的轴是 ISP ，侧面的轴是 Delta V，纵轴是 R

整体还是显示对 ISP 敏感。

[ProtossProbe]

5% - 30% 的小型天体质量，这个数量级还是太大了吧......
不过如果用作推进的工质是天体本身的话就不那么困难了，这种情况下需要保证的就是核爆冲力的方向性？

[ProtossProbe]

又想到了一个问题，核爆推进需要多少颗核弹应该怎么计算？？
我觉得应该不是一颗核弹能提供多少 delta v ，可能还是需要从一颗核弹能提供多少能量的角度来计算？？
因为在小行星本身速度越快的情况下，增加相同 delta v 所需要的燃料越多。这样每颗核弹产生的 delta v 也是不一样的？

[emptymalei]

@ProtossProbe 每颗核弹的效果不同的，这就是为什么质量比值是个指数关系。或者把 delta v 解出来，产生的 deltav效果跟质量比值有关，而这个质量比值是个 ln 关系，总之不是线性。

需要多少颗核弹应该就是按质量比值算吧，大概的话。ISP 4000s 是比较大型的飞船可以实现的，如果真的达到了 10000 甚至 1000000 ，所需要的核弹可就少了。

如果运输一趟少了 30% 的小行星有点亏吧。少了 5% 可以接受的样子。突然想到在哪里看过将小行星表面物质等离子体化，然后加速喷出来的方法来着，ISP 应该够大但是估计推力太小。

[emptymalei]

突然想起来这篇文章