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만약 핵융합추진 우주선이 실현된다면?-경제성 평가

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cygni 작성일2004-04-21 16:26

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제가 장난삼아 계산해 본 결과입니다.

<가정:
핵융합추진 태양계 탐사선. 무게1천톤,열효율25%.1G로 가속하여 중간지점에서 다시 1G로 감속.t=가속시간s, 승무원5명-24시간당 $480 임금, 화물적재량 200톤,1년200일사용,30년 사용주기수명-총 6천만달러 유지비.
<사실:
수소1kg당 6.32*10^14j 에너지 생산, 탄화수소에서 수소1kg을 분리하는데 $0.65. g=9.81m/s²

<계산-1/화성까지 8천만km 편도 탐사
(실제거리는 5700만~2억km로 변하지만 항행시간이 짧으므로 임의로 설정해서 계산합니다.)
8천만km=8*10^10m=gt².t=90305sec
편도 항행시간One-way time=2.1day.
최대속도Vmax=886km/s,추진력F=9.8*10^6N.
편도 항행에서 전체 소모에너지E=7.84*10^17j,엔진의 평균 에너지 소비율4.34*10^12W=59억HP,
편도 여행에 수소4962kg필요: 생산비3225달러.
최대 속도에서의 운동에너지KE=3.92*10^17J.
인건비:편도에 2.1일*480달러*5인=$5040,유지비:2.1일*$10000=$21000
총$27375-200t payload시 $136.875/t 운송비
<결과:
5명과 화물200톤을 화성에 보내는데 편도에 2.1일이 걸리고 수소5톤과 $29265=3500만원이 듭니다..
<분석:
지구와 화성의 중력, +1G에서 -1G로 바꾸는 시간, 여행중 수소연료 무게감소로 인한 에너지 절약 효과를 고려하지 않았지만, 이 모든 요인들을 감안해도 기껏해야 10%이상 오차를 내지 않습니다.

<계산-2/달까지 38만4000km를 편도 항행
384000km=3.84*10^8m.t=6256.5초.편도시간=2t=12513s
편도시간3.5시간
Vmax=61.4km/s,추진력F=9.8*10^6N.
소비에너지 E=3.76*10^15j,평균 에너지 소비율P=3.01*10^11W=4.09억마력.
편도에 수소23.80kg.필요=수소 생산비 $15.47
총비용 $1824, 화물톤당 $9.12
<결과:
5명과 화물200톤을 달에 보내는데 편도 3시간 반과 수소24kg, 220만원이 듭니다.

<계산-3/명왕성까지60억km
60억km=6*10^12m=2*½*gt².t=782060초,편도시간2t=18.1day
.Vmax=gt=7672km/s,F=9.8*10^6N
E=5.88*10^19j,P=3.76*10^13W,
편도에 수소372.2톤=$24만 1899 생산비
인건비와 유지비합계 $224440. 총비용 $46만 6339, 화물 톤당 $2332
<결과
편도 18.1일과 수소 372.2톤, 5.6억원 소요










댓글 2

cygni님의 댓글

cygni

  계산이 너무 간단해서 과정은 생략했습니다. 중학생 수준의 산수이니 별로 대단한 것도 아니군요.

iching님의 댓글

iching

  대단하십니다

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