FR2482200A1 - High performance propulsion unit - using radioactive polonium as propellant - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
- F03H1/0006—Details applicable to different types of plasma thrusters
- F03H1/0012—Means for supplying the propellant
Abstract
Description
La présente invention a pour objet un propulseur spatial de haute performance destiné à améliorer le rendement des lanceurs connus de type Diamant, P16 H10 H3,5, Ariane et anale gues, et d'abaisser le coût unitaire de lancement de satellites de télécommunication ainsi que des satellites devant atteindre 1; lune. The present invention relates to a high-performance space propeller designed to improve the performance of known launchers such as Diamond, P16 H10 H3.5, Ariane and Anal gues, and to lower the unit cost of launching telecommunications satellites as well as satellites to reach 1; Moon.
Le propulseur spatial de haute performance selon l'invention est constitué par un isotope de Polonium, le Polonium Po 210
Le Polonium 210 est contenu à l'état solide'vapeur dan un réservoir en acier inoxydable double face délimitant un espars libre de faible épaisseur.The high-performance space propeller according to the invention consists of a Polonium isotope, Polonium Po 210
Polonium 210 is contained in the vapor solid state in a double-sided stainless steel tank delimiting a thin free spar.
te réservoir est raidi sur sa face-avant (face sur laquelle s'exerce la poussée) par des tubes cylindriques de refroi dissement et les ondulations correspondantes de la tôle d'acier inoxydable ; sa face-arrière non raidie est constituée d'un couvercle disque de tôle du même -acier, largable par cordon détonnant ou boulons explosifs au moment de la mise en service du pro pulseur. the tank is stiffened on its front face (face on which the thrust is exerted) by cooling cylindrical tubes and the corresponding corrugations of the stainless steel sheet; its unstiffened rear face consists of a disc cover plate of the same-steel, releasable by detonating cord or explosive bolts at the time of commissioning the pro-pulser.
Le Polonium 210 émet des hélions (rayons α, 2/4 He), noyaux d'hélium chargés positivement qui : - du côté de la face-avant du réservoir ionisent positivement
l'acier de celle-ci sur une profondeur de l'ordre du centième
de millimètre, - du coté de l'espace, lors de la mise en service du propulseur,
prennent sous l'impulsion du champ électrique créé par les ca
thions de fer une accélération très grande qui les amène dans
le vide spatial à la vitesse de la lumière en quelques centime
tres, les transformant en photons.Polonium 210 emits helions (alpha-rays, 2/4 He), positively charged helium nuclei which: - on the front-side of the tank ionize positively
the steel of it to a depth of the order of a hundredth
millimeter, - on the side of the space, when putting the thruster into service,
take under the impulse of the electric field created by the ca
iron thions a very big acceleration that brings them into
the space vacuum at the speed of light in a few cents
very, transforming them into photons.
I1 en résulte sur le fond du réservoir une poussée qui propulse le vaisseau vers l'avant. The result is a thrust on the bottom of the tank that propels the ship forward.
Peu de temps avant le lancement de la fusée, on place le Polonium 210 au fond du réservoir que l'on ferme à l'aide d'u couvercle en acier inox, que l'on solidarise avec le corps du propulseur, ledit réservoir étant muni d'un écran thermique sous-jacent. Shortly before the launch of the rocket, the Polonium 210 is placed at the bottom of the tank which is closed with a stainless steel lid, which is secured with the body of the propellant, said tank being provided with an underlying heat shield.
Fonctionnement couvercle enlevé : après ouverture du réservoir et lâchage du couvercle, le réservoir crache des noyau d'hélium chargés positivement ce qui oblige le Polonium à rester plaqué contre le fond du réservoir par réaction à la force d'éch pement des hélions vers l'arrière, constituant une poussée agissant directement sur le fond du réservoir et cela de façon homogène, par structure. Operation lid removed: after opening the tank and releasing the lid, the tank spits positively charged helium nuclei which forces the Polonium to remain pressed against the bottom of the tank by reaction to the force of the movement of the helions towards the tank. rear, constituting a thrust acting directly on the bottom of the tank and that homogeneously by structure.
REFROIDISSEMENT
Le Polonium 210 en dégageant des hélions et produisant du Radium G dégage de la chaleur en quantité connue. Cette chaleur est évacuée vers l'espace par un système de refroidissement comprenant - un réseau de tubes cylindriques en acier inoxydable refroidis
sant la face-avant du réservoir à Polonium ; un mode préféré de
réalisation est l'enroulement en spirale de la périphérie vers
le centre d'un tube d'acier inox, chaque spire étant soudée à
la spire adjacente, - d'un radiateur en acier inoxydable composé de tubes radiants,
d'un tube distributeur central et de tubes collecteurs périphé
riques, - d'une pompe électromagnétique de faible puissance (inférieure
à 100 watts), pompant le liquide de refroidissement (en l'occu
rence du sodium liquide) du tube central vers le reseau. Cette
pompe est alimentée par une batterie solaire, doublée d'une
batterie de secours chimique de 12 V ,(pour le fonctionnement
au sol ou en lancement sur orbite basse et pour d'éventuelles
phases de mauvais ensoleillement de la batterie solaire).COOLING
Polonium 210 releasing helions and producing Radium G releases heat in a known amount. This heat is discharged to space by a cooling system comprising - a network of cooled stainless steel cylindrical tubes
the front face of the Polonium Reservoir; a favorite mode of
realization is the spiral winding from the periphery to
the center of a stainless steel tube, each turn being welded to
the adjacent turn, - a stainless steel radiator composed of radiant tubes,
of a central distributor tube and peripheral collector tubes
- a low power electromagnetic pump (lower
at 100 watts), pumping the coolant (in the meantime
liquid sodium) from the central tube to the network. This
pump is powered by a solar battery, coupled with a
12V chemical backup battery, (for operation
on the ground or in launch on low orbit and for possible
phases of poor sunlight of the solar battery).
Pour obtenir un poids de radiateur aussi léger que possible, il est souhaitable d'atteindre une température maximum, c'est-à-dire aussi élevée que possible, pour l'acier inoxydable du circuit de refroidissement; de l'ordre de 800ou, 900oK ou 1000ou
ECRAN THERMIQUE
Un écran thermique, constitué d'un matériau à propriétés isolantes connues, est interposé entre le radiateur et le compar- timent charge utile - système de guidage - batteries.In order to obtain as light a radiator weight as possible, it is desirable to achieve a maximum temperature, i.e. as high as possible, for the stainless steel of the cooling circuit; of the order of 800 or 900oK or 1000 or
THERMAL SCREEN
A heat shield, made of a material with known insulating properties, is interposed between the radiator and the payload compartment - battery guide system.
Cet écran thermique recouvre un support central en alliage léger qui constitue la pièce mécanique maîtresse de la structure. Ledit support étant prévu pour maintenir et positionner les vérins ; et pour fournir le point d'appui d'une rotule. This heat shield covers a central support in light alloy which constitutes the main mechanical part of the structure. Said support being provided to maintain and position the cylinders; and to provide the fulcrum of a ball joint.
GUIDAGE
Le guidage de maintien du vaisseau sur sa trajectoire s1 effectue en basculant autour d'une grosse rotule de quelques degrés sur les trois axes l'ensemble du radiateur et réservoir à Polonium 210 ; ce basculement est effectué par trois vérins électriques perpendiculaires de faible puissance commandés par un calculateur de guidage soit programmé, soit télécommandé.GUIDANCE
The guidance of maintaining the vessel on its trajectory is made by tilting around a large ball of a few degrees on the three axes the entire radiator and tank Polonium 210; this switching is performed by three perpendicular electric cylinders of low power controlled by a guidance computer is programmed or remotely controlled.
L'actionnement de chaque vérin est assuré par un moteu pas-a-pas. The actuation of each cylinder is provided by a step-by-step motor.
L'alimentation des vérins et du calculateur est fourni par les batteries déjà citées. The power supply of the cylinders and the computer is provided by the batteries already mentioned.
CHARGE UTILE
La charge utile du vaisseau spatial est à l'avant.PAYLOAD
The payload of the spaceship is at the front.
Le tout est agencé avec les structures nécessaires- de poids minimisé. The whole is arranged with the necessary structures- of minimized weight.
L'invention sera mieux comprise par la description de la figure 1, illustrant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation du propulseur selon l'invention. The invention will be better understood from the description of FIG. 1, illustrating by way of nonlimiting example an embodiment of the thruster according to the invention.
On voit sur la figure 1, un vaisseau spatial 1, comprenant une charge utile 2, pouvant être un satellite de télécommuni cation , avec une partie fixe A solidaire de la charge utile 2, et une partie B, montée de manière à pouvoir s'articuler angulairement par rapport à la partie A précitée. FIG. 1 shows a spacecraft 1 comprising a payload 2, which may be a telecommunications satellite, with a fixed part A integral with the payload 2, and a portion B, mounted so as to be able to articulate angularly with respect to the aforementioned part A.
La partie B, comprend essentiellement un réservoir 14 à
Polonium et un radiateur thermique, référencée 11 schématisant l'enceinte correspondante.Part B essentially comprises a tank 14 to
Polonium and a thermal radiator, referenced 11 schematically the corresponding enclosure.
Le réservoir 14 comprend une face-avant 15 et une facearrière 16 (largable). Un bras 12 d'articulation, avec à son ex trêmité avant une rotule 10, prenant appui sur un support central 3 protégé par un écran thermique 9, de la partie A, et un point fixe d'appui arrière 17. G
Entre le support central 3 et la charge utile 2, une chambre 4 est prévue pour loger les instruments 5 de guidage, tels que calculateur, capteur, indicateur de vol i etc . ... ainsi que les moyens d'alimentation en énergie électrique schématiquement représentés par une batterie de piles solaires 6 et une batterie d'appoint 7. The reservoir 14 comprises a front face 15 and a rear facet 16 (releasable). An articulating arm 12, with its end before a ball 10, bearing on a central support 3 protected by a heat shield 9, part A, and a fixed point of rear support 17. G
Between the central support 3 and the payload 2, a chamber 4 is provided for housing the guiding instruments, such as calculator, sensor, flight indicator and the like. ... and the power supply means schematically represented by a battery of solar cells 6 and a battery 7.
RESULTAT INDUSTRIEL
Nouvelle génération de propulseurs applicable au lancement de satellites de télécommunication.INDUSTRIAL RESULT
New generation of thrusters applicable to the launch of telecommunication satellites.
ler Exemple d'application au lanceur DIAMANT évolué
On veut utiliser le vaisseau pour faire passer un satellite de télécommunication (100 kg) d'orbite basse à orbite haute synchrone 24 h.Example of application to the advanced DIAMANT launcher
We want to use the ship to pass a telecommunication satellite (100 kg) of low orbit low synchronous high orbit 24 h.
On obtient les résultats suivants par le calcul - lanceur DIAMANT évolué : charge utile 300 kg = masse du vaisseau
spatial sur orbite basse, - durée du transfert : 1 an pour une masse de Polonium 210 de
2,15 kg - température du radiateur = environ 5500c. The following results are obtained by the calculation - advanced DIAMANT launcher: payload 300 kg = mass of the vessel
in low Earth orbit, - duration of transfer: 1 year for a Polonium 210 mass of
2.15 kg - radiator temperature = approximately 5500c.
- devis de masses d'un propulseur selon l'invention, pour faire
passer un satellite de télécommunication pesant 100 kg de l'or
bite basse à l'orbite haute synchrone 24 h:
radiateur = 130 kg (sodium et pompe inclus)
structure = 35 kg
. réservoir = 12,5 kg
+ Polonium = 2,15kg
. calculateur + vérins = 10 kg
batteries = 10 kg
Total : 200 kg (voisin de ...)
Ce résultat industriel est de portée générale : un tel type de propulsion du vaisseau spatial pérmettrait dans la mesure où on déciderait de produire industriellement le Polonium 210 en grande quantité (quelques kilogrammes), de mettre sur orbite haute 24 h des satellites de télécommunication à l'aide d'un lanceur
DIAMANT évolué, sans avoir besoin d'utiliser un lanceur type
ARIANE, plus gros et plus coûteux.- mass estimate of a thruster according to the invention, to make
to pass a telecommunications satellite weighing 100 kg of gold
low dick at synchronous high orbit 24 h:
radiator = 130 kg (sodium and pump included)
structure = 35 kg
. tank = 12.5 kg
+ Polonium = 2.15kg
. calculator + jacks = 10 kg
batteries = 10 kg
Total: 200 kg (neighbor of ...)
This industrial result is of general scope: such a type of propulsion of the spacecraft would last to the extent that one would decide to produce Polonium 210 industrially in large quantities (a few kilograms), to put into high orbit 24 hours of telecommunication satellites at the same time. using a launcher
DIAMANT evolved, without the need to use a typical launcher
ARIANE, bigger and more expensive.
Cet avantage économique est transposable, c'est-à-dire que son application à de gros lanceurs comme ARIANE permettrait de faire des missions vers la lune ou vers Mars. This economic advantage is transposable, that is to say that its application to large launchers like ARIANE would make missions to the moon or to Mars.
De façon générale, le but de la présente invention est de réduire les coûts des missions spatiales de tous types dans des proportions considérables. In general, the object of the present invention is to reduce the costs of space missions of all types in considerable proportions.
Tableau comparé des performances de lancement (à moindre coût) de satellites de télécommunication avec ou sans l'emplo d'un propulseur selon l'invention ; avec mention de son poids glo bal, variant avec la mission à accomplir par le vaisseau spatial considéré.
Compared table of the launch performance (at lower cost) of telecommunications satellites with or without the use of a thruster according to the invention; with mention of its overall weight, varying with the mission to be accomplished by the spacecraft considered.
<tb><Tb>
SATELLITE <SEP> Amélioration <SEP> des
<tb> <SEP> (charge <SEP> utile) <SEP> sur <SEP> sans <SEP> ledit <SEP> performances <SEP> avec
<tb> <SEP> orbite <SEP> basse <SEP> (en <SEP> kg) <SEP> propulseur <SEP> le <SEP> propulseur
<tb> <SEP> par <SEP> lanceur <SEP> selon <SEP> l'invention
<tb> Il <SEP> Il <SEP> Il <SEP> Il
<tb> DIAMANT <SEP> 50 <SEP> néant
<tb> Il <SEP> Il <SEP> Il <SEP> Il
<tb> DIAMANT <SEP> évolué <SEP> 300 <SEP> 100
<tb> <SEP> pas <SEP> de <SEP> satellite <SEP> sur <SEP> orbite <SEP> haute
<tb> <SEP> de <SEP> télécommunic. <SEP> 24 <SEP> h.
<tb>SATELLITE <SEP> Improvement <SEP> of
<tb><SEP> (useful <SEP> load) <SEP> on <SEP> without <SEP> said <SEP><SEP> performance with
<tb><SEP> orbit <SEP> low <SEP> (in <SEP> kg) <SEP> thruster <SEP> the <SEP> thruster
<tb><SEP> by <SEP> launcher <SEP> according to <SEP> the invention
<tb> He <SEP> He <SEP> He <SEP> He
<tb> DIAMOND <SEP> 50 <SEP> none
<tb> He <SEP> He <SEP> He <SEP> He
<tb> DIAMOND <SEP> evolved <SEP> 300 <SEP> 100
<tb><SEP> not <SEP> of <SEP> satellite <SEP> on <SEP> orbit <SEP> high
<tb><SEP> of <SEP> telecommunication. <SEP> 24 <SEP> h.
<Tb>
s/orbite <SEP> de <SEP> 24 <SEP> h.
<tb>s / orbit <SEP> from <SEP> 24 <SEP> h.
<Tb>
<SEP> P16 <SEP> P10 <SEP> H <SEP> 3,5 <SEP> 500 <SEP> 100
<tb> <SEP> rien <SEP> sur <SEP> la <SEP> lune <SEP> sur <SEP> la <SEP> lune
<tb> ARIANE <SEP> 1000
<tb> sur <SEP> orbite <SEP> basse
<tb> ou <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> sur <SEP> orbite <SEP> haute
<tb> 24 <SEP> h.
<tb><SEP> P16 <SEP> P10 <SEP> H <SEP> 3.5 <SEP> 500 <SEP> 100
<tb><SEP> nothing <SEP> on <SEP> the <SEP> moon <SEP> on <SEP> the <SEP> moon
<tb> ARIANE <SEP> 1000
<tb> on <SEP> orbit <SEP> low
<tb> or <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> on <SEP> orbit <SEP> high
<tb> 24 <SEP> h.
<Tb>
néant <SEP> sur <SEP> la <SEP> lune <SEP> 200
<tb> sur <SEP> la <SEP> lune
<tb> nil <SEP> on <SEP> the <SEP> moon <SEP> 200
<tb> on <SEP> the <SEP> moon
<Tb>
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8010153A FR2482200A1 (en) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | High performance propulsion unit - using radioactive polonium as propellant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8010153A FR2482200A1 (en) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | High performance propulsion unit - using radioactive polonium as propellant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2482200A1 true FR2482200A1 (en) | 1981-11-13 |
Family
ID=9241706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8010153A Withdrawn FR2482200A1 (en) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | High performance propulsion unit - using radioactive polonium as propellant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2482200A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551553C1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-05-27 | Александр Федорович Попов | Method of changing asteroid trajectory |
-
1980
- 1980-05-07 FR FR8010153A patent/FR2482200A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
EXBK/59 * |
EXBK/68 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551553C1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-05-27 | Александр Федорович Попов | Method of changing asteroid trajectory |
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