..
O
a cn
b 2 67 a
67
;D
b b
t
Ir, Dr, J,M,J. Kooy,St, Ignatiusstraat 99a, Breda. tel- O 1600-31880 (voorzitter) Dr, J,J. Raimond Jr,, Zeiss-Planetarium, Grote Marktstraat, 's-GravenhageB tel, 0 70-1 84466 (vice-voorzitter), G,C, Dalmand Deylerweg 95, Wassenaar, tel,
O 1751-2945, (secretaris),
J,M,le Grand, Nassau Dillenburgstraat 41, Is-Grave
o
IrfsJ, Geertsma, Graaf-van-Limburg-Stirumstraat
en (NeHe),tel, O 2952-1123+
12
tel, O 70-775391,
(penningm-)n
J, de Groot, Ripperdapark 18, Haarlem, tel.. O 2500-19016.
Ir, JOH, Houtman, Vlijweg 3, Dordrecht, tel. O 1850 t, Emmastraat 57, 's-Gravenhage, t
p van de N,V,R, is opengesteld voor leden van de Koninkli~keNederlandse
Luchtvaart (K.N.V,v,L,) en voor leden van de Nederlandse Vereniging voor ngenoemde ver-
Pag.
3 DE PLASMA-JET MET KERN-FUSIE
3-12
Ir. J. J. de Kler -IET ONTSTAAN VAN DE MAAN
13
Prof. Dr. P. Berlage INTERNATIONALE CONGRESSEN
14-15
JAPANESE ROCKET SOCIETY
16
*
2
*
*
*
Deze jaargang verschijnt in een nieuwe druk e n een ander formaat, De vorige hadden het nadeel, dat op een bladzijde t e weinig stond, waardoor vooral de artikelen t e weinig overzichtelijk werden, Mede hierdoor zullen de komende nummers wel dunner zijn, ook als ze evenveel stof bevat^ ten als die van d e vorige jaargang, Voor opmerkingen blijven we ons aanbevolen houden, maar nog meer kunnen leden ons helpen door meer copie in te sturen: ditmaal was er bijna niet voldoende, Dan liefst getikt; dit bevordert d e snelle plaatsing en geeft ons meer tijd voor d e nieuwsvoorziening, Graag ook plaatsen we artikelen niet alleen van degenen die nu regelmatig ons orgaan vullen maar ook van anderen: dit vergroot d e veelzijdigheid-
Het ontbreken van spectaculair nieuws in de afgelopen maanden is voor d e redactie geen aan-.. leiding geworden ander nieuws op t e nemen; wij nemen aan dat d e krantenberichten over de ruimtevaart door onze lezers wel gelezen worden, In d e "Groene Amsterdammer" vonden we de afgelopen weken artikelen van dr, de Jager e n van d e hr. H.A, Jansen; in de "Sterrengids 1960j' het artikel "Gaia De planeet van dit jaar", waarin onze ondervoorzitter o*a*d e dichtheid van de dampkring op verschillende hoogte, vastgesteld door d e bewegingen van kunstmanen, behandelt, en in den brede ingaat op d e "van Allengordels", de equatoriale ringen veroorzaakt door het magnetische veld van onze aarde, waarbij tekeningen e n tekst wedijveren in duidelijkheid e n nauwkeurigheid, De Redactie,
A possible solution for field-coils with selfcontained excitation in the fusion-plasmarocketmotor of the WINTERBERG-type, An efficient method for generating the magnetisationpower for starting Ignition. VOORDELEN
VAN
DE
PLASMA-JET
In het kort samenvattende wat werd behandeld in het artikel dat verscheen in "Ruimtevaart" van juni 1959, pug, 6-13, is d e grote aantrekkelijkheid van d e plasma-straalmotor werkende met kern-fusie, zoals deze werd voorgesteld door WINTERBERG I), in de eerste plaats gelegen in d e hoge uitlaatsnelheid die hiermede zou zijn t e bereiken, nl. een uitlaatsnelheid van ca, 1000 km/sec, wat dus in d e meeste gevallen ZOU voeren tot een totale massaverhouding van 1,05 of l o l o eVoor de ontwerper van ruimte-schepen natuurlijk iets om van t e watertanden: niet langer d e wanstaltige massaverhoudingen waarmede d e raketconstructeur thans nog worstelt, en waarbij voor ruimte-expedities van enige betekenis voor elke ton nuttige lading het duizendvoudige gewicht aan stuwstoffen moet worden meegevoerd, doch een stuwstofgewicht van Slechts 5 6 10%van hel startgewicht. Voor het eerst zien wij hier d e mogelijkheid in het verschiet, van ruimte-schepen die werkelijk zoveel nuttige lading zouden kunnen meenemen, dat de benaming %achtJ" op zijn plaats is, Niet meer slechts honderden; kg registreerinstrumenten maar honderden, ja zelfs duizenden tonnen nuttige lading aan machines, onderkomens, levensmiddelen enz, zouden getransporteerd kunnen worden van planeet tot planeet, *) nummers tussen haakjes verwijzen naar literatuurlijst aan het eind van dit artikel,
3
~-
Het tweede punt dat d e aandacht verdiende. was, dat het benodigde elektrische hulpvermo-gen, dat noodzakelijk is voor het instandhouden van de maynetische wanden van d e fusiehaard opgewekt zal kunnen worden door elektromagnetische processen in d e raketmotor zelf, die daardoor een dubbele functie krijgt t e vervullen en zodoende onafhankelijk wordt. van zware hulp-aggregaten 3 i t artikel zal pogen een beeld t e geven van d e wijze waarop een fusie--.plasma straalmotor waarschijnlijk geconstrueerd zal moeten worden, afgaande op de aanwijzingen die in de technische literatuur hier en daar gepubliceerd werden en die hier gecombineerd zijn, _=Ietartikel zal zich daarbij in d e eerste plaats bezig houden met e e n nadere beschouwing van een mogelijke uitvoering van d e installatie voor het opwekken van het hulpvermogen voor het bekrachtigen van de veld-wikkelingen.. I
DE GERINGE DICHTHEID VAN E T FUSIE-.PLASMA Alvorens hierop in te gaan, is het misschien wel nuttig, nog even s t i l t e staan bij enkele bijzondere eigenschappen van het fusie--plasma, dat d e extreme waarden van temperatuur e n dichtheid bezit die heersen in de fusie-reactor. Men moet zich steeds voor ogen blijven houden, dat wij hier t e doen hebben met niets anders dan een zeer i j l gas, waarvan de gas--atoomkernen een snelheid bezitten, die 500 à 1000 maal zo groot is als in de meeste, ons vertrouwde toestanden, Alleen deze abnormale hoge deeltjes-snelheid, of anders gezegd: de abnormaal hoge "temperatuur" is d e oorzaak van het eigenaardige verschijnsel, dat dit ijle gas een aanzien-. lijke druk kan uitoefenen, zoals bv, 100 atmosfeer, Op dit punt moet men zich dus even los maken van d e verhoudingen waarmede men vertrouwd is geraakt. Het lijkt immers op het eerste gezicht onmogelijk, dat een ijl gas een druk van 100 atmosfeer zou kunnen uitoefenen, Vergroot men echter d e deeltjes--snelheid van een zich in een gesloten ruimte bevindend ijl plasmagas tot snelheden van ca, 1000 km/sec,,,r dan wordt het aantal wandbotsingen per tijdseenheid ZO groot, dat toch e e n aanzienlijke druk wordt uitgeoefend, Mocht men echter eraan twijfelen] of e e n ijl gas of damp wel een druk van meer dan één atzosfeer kan uitoefenen, dan raadplege men een Mollier-diagram voor stoom e n volge daarop d e isochoor of lijn voor constant volume van 3 m3/kg, Deze lijn snijdt de verzadigingslijn bij 0,55 uta en 85OC. Verhit men de afgesloten ruimte waarin zich deze ijle damp bevindt tot 500OC, dan blijkt uit het diagram, dat de druk dan reeds gestegen is tot 1,r2ata., Dezelfde ijle damp, die bij 85OC dus 0,45 alm, onderdruk had, heeft bij 500OC een overdruk van 0,2 atmosfeer;
STRAALPIJPVERWIJDING Een onmiddellijk gevolg van het feit dat het gas in d e reactiekamer zich reeds in zeer ijle toestand bevindt, is,dat de straalpijp-verwijding niet zo groot zal zijn als bij d e huidige raketmotoren, die werken met d e gewone chemische reacties, BEKRACHTIGING VAN DE MAGNETISCHE SPIEGELWIKKELINGEN V O L E N S JAPOLSKY Fig., 3 toont een mogelijke elektrische schakeling] die het mogelijk zal maken, elektrisch energie t e ontlenen aan de elektra-magnetische fluctuaties in het plasma, Deze energie kan vervolgens gebruikt worden voor het bekrachtigen van d e veldwikkelingen die de magnetische wanden van d e fusie-mactiekamer in stand houden, Het doel hiervan is d e elektrische plasmadeeltjes verwijderd t e houden van de vaste wanden, De getoonde schakeling berust op een voorstel van Nicholas S. Japolsky,(2) dat hier enigszins gewijzigd is weergegeven, De benodigde wikkeling is daarbij drievoudig, Aan d e omtrek van d e ruimte waar het nog niet aan d e kern-reactie deelnemende deuterium--plasma binnengevoerd wordt,, aangeduid als "wervelkamer", bevinden zich de wikkelingen 2 en S.
4
AUT O TR ANSF O R M ATOR
TYPE
H F MEERPHASEGENERATOR
FOSTER
M
ST R A AL PIJP
ONTSTEEK I N RICHT1 N û
P OLSK Y W IM K ELI N û
Rondom de fusie-haard liggen de Wikkelingen 3 en 4 e n om de straalpijp d e wikkelingen 5 en 6, De wikkelingen 2 e n S vereisen toevoer van elektrische energie, De wikkelingen 3, 4, 5 en 6 maken echter deel uit van het energieproducerende deel van de schakeling, waarbij wikkeling 4 en 6 deze energie afgeven,
W E R K I Pi G Het werkingsprincipe berust op het volgende: Een roterend elektrisch veld, ontstaan door hoogfrequente spanningswisselingen in wikkeling S, brengt aan de omtrek een elektrische scheiding teweeg in liet naar buiten elektrisch neutrale plasma, Daardoor on.tstaan elkaar opvolgende, ongeveer axiaal verlopende banen, die afwisselend positief en negatief geladen zijn in het plasma, Deze banen roteren eveneens, onder invloed van de veldwikkelingen S e n 2, (de plasmamodulatiewikkeling)- Aldus rondwervelend, komt het plasma bij 10 d e fusie-haard binnen, waar de fusie-reactie zoveel energie vrijmaakt, dat de atoomdeeltjes een minstens 500voudige snelheidstoename ondergaan., De wervelbeweging van de elektrisch gedifferentieerde plasma--zone aan de omtrek zet zich, door energie opname, in versterkte mate voortDit nu biedt gelegenheid tot het uit d e plasma opnemen van energie met d e wikkelingen 4 en 6. Om de werking goed te begrijpen, kan men ook wikkeling S beschouwen als een rotorwikkeling (in werkelijkheid wordt deze functie echter vervuld door het geioniseerd gas) Wikkeling 2 correspondeert dan met een veldwikkeling voor het produceren van e e n roterend magnetisch veld voor het draaien van d e rotor op d e manier van een inductiemotor, De rotatie--.snelheid van deze "rotor" (of in werkelijkheid de snelheid van het. geioniseerde gas) moet echter wel onderscheiden worden van d e phase-.snelheid van het bewegende elektrische veld, Er is dus een slip, zoals bij een elektro-motor 3 e wikkelingen 3 e n 4 kunnen op gelijke wijze beschouwd worden alsof zij e e n inductie-machine vormen, Een hoogfrequente asynchrone generator dus, De "rotor"-- wikkeling 3 en de veldwikkeling 4 zijn daarbij parallel geschakeld met d e overeenkomstige wikkelingen S en 2 van de asynchrone hoogfrequentmotor, zodanig dat 3 en 4 energie leveren aan 2 en S, Fig, 4-toont de schakeling op eenvoudiger wijze nog eens, Alle wikkelingen zijn in werk+lijkheià meer phase--wikkelingen, verbonden in s ter-schakeling., Hiervan is telkens slechts een phase-wikkeling getekend, De sterpunten zijn aangegeven met een diagonaal kruis, ?H-V steltn !& phase-verschuiver voor, 7-8 is een autotransformator, 9 is een condensor voor het corrigeren van d e vermogensfactor, Een opwekgenerator is aangeduid met 11 Deze generator. van betrekkelijk gering vermogen: dient voor het starten en damna voor de spanningsregeling, Het is een hoogfrequent meer-. phase-generator van 10,000 Cr 20.00CVolt, met een frequentie van ca, 2,0003 a
i
i
STRAALPIJP MET LINEAIRE VERSNELLER De energie geleverd door wikkeling 4 dient om d e energie behoefte van de eigen installatie te dekken, dus voor de regelgenerator 11I voor de plasma--modulatiewikkeling 2 e n S, benevens voor de bekrachtiging van de magneetspiegelwikkelingen, De energie geleverd door wikkeling 6 kan gebruikt worden d e positief geladen plasmadeeltjes in d e straalpijp een extra versnelling te geven met behulp van wikkeling 50Het samenstel 5-6 vormt dus een lineaire versneller, (zie fig. 3 ) PLASMA-GENERATOR Het plasma wordt aan d e wervelkamer toegevoerd door pijp D, die tangentiaal in deze kamer uitmondt, Voor d e goede werking van d e wervelkamer is het nl, nodig, dat het gas reeds daar de plasma-vorm heeft, Men kan het dus niet laten aankomen op het dissociatieproces in d e fusie-haard, ook wegens startvoorwaarden niet , maar moet het plasma reeds buiten d e fusiereactorkamer doen ontstaan,
li
7
I NU T T f G E
BELASTING
4
3
5
Hiervoor zorgt de plasma-generator in fig, 3 links-boven. Deze generator is analoog een ontwerp van Foster dat werd ontwikkeld door de US,Atomic Energy Commission De werking ervan komt in het kort hierop neer, dat het gas wordt binnengeleid in een rotatieruimte R, waaruit het slechts axiaal kan ontsnappen, Een magnetron M, voor hoogfrequentgolven, concentreert deze golven op d e rotatie-ruimte R. Door de bestraling wordt het gas in ruimte R geïoniseerd. Ruimte R e n de golfpijp komende van magnetron M, zijn daarbij gescheiden door een wand P die gasdicht i s , doch elektrisch niet geleidend. Een magneetwikkeling Vv1 zorgt voor e e n axiaal verlopend magnetisch veld, waardoor uit ruimte R wel geioniseerde gasdeeltjes kunnen ontsnappen doch geen neutrale gasmoleculen, Onder d e plasma-generator bevindt zich d e ontsteekinrichting, waarvan sprake zal zijn aan het eind van dit artikel,
737'
HET MAGNETISATIE-VERMOGEN Uit het voorgaande zal het duidelijk geworden zijn, dat in principe de mogelijkheid bestaat voor het stationnair func.tioneren van de motor, Maar: hoe krijgen we het aggregaat in werking? In d e eerste plaats is hiervoor nodig bekrachtiging van d e magneet-spiegelwikkelingen,
7
Uit de proeven van Francis Bitter, vermeld op pag.. 10 van Ruimtevaart 110.3 1959 mogen w i j concluderen dar her daarvoor vereiste vermogen niet gering zal n j n Hoe groot is moeilijk precies t e zeggen, maar we kunnen veilig aannemen dat d e orde van grootte min stens zoiets als 300.000 kw zal bedragen, om maar een bedrag te noemen. Waar halen we dit vermogen vandaan alvorens de motor ontstoken i s ? OPWEKKING VAN HET MAGNETISATIE-STARTVERMOGEN MET PLASMA- REACTOR VOLGENS COLGATE-AAMODT Om dit toe t e lichten, verwijzen wij naar fig, 5-Hier is afgebeeld een variant van een voorstel afkomstig van S A Colgate en R L Aamodt (4),
MAGNEETS P IEGE LIK K EL IN G
I
IJ PAFS L.U I T IN G
E
Deze beide kernphysici van de University of California, eerstgenoemde van het RadiationLaboratory, d e tweede van het L o s Alamos Lab. stelden een plasma--reactor voor] bestemd om elektrische energie op t e wekken met gasvorming U235 of Pu239 Een splijtingsreactor dus, Ofschoon fig. 5 een variant voorstelt, is deze fig- nog wel ge-schikt om hun oorspronkelijk idee duidelijk t e maken. De splijtingsreactor bestaat uit een holle cylinder, aan beide zijden gesloten e n omgeven door e e n elektrische wikkeling (in fig-5 aangegeven met 4'Co!gate--.Aamod.t wikkeling"), Het splijtbare gas denken zij zich van een zo hoge temperatuur (6500'K) dat althans een gedeelte geïoniseerd is, Aan elk einde is deze cylinder omgeven door een neutronen---reflector en moderator, zoals b,v. een mantel, gevuld met zwaar water (D2O). Het gas in de cylinder heeft een zodanige dichtheid, dat bij een toestand, waarbij de druk in d e gehele cylinder in alle punten even hoog is, d e kritische toestand, waarbij dus in net gas een kernreactie zou ontstaan, nog net niet overschreden wordt, Zodra echter een drukverstoring hierin een zodanige verandering brengt, dat meer splijtmateriaal in een eind van d e cylinder wordt opgehoopt, zal daar een kettingreactie tussen de splijtbare gasmolecuulkernen ontstaan, vanzelfsprekend onder plaatselijke warmte-ontwikkeling, Onder bepaalde omstandigheden,3nl, wanneer de kernreactie zich sneller uitbreidt dan een drukgolf z'ïch in het gas kan voortplanten, zal een zodanig snelle verhitting e n expansie van het aan de kernreactie deelnemende gas optreden, dat dit aandrijfgas, onder het vormen van een schokgolf, het overige gas voor zich uitdrijft, naar het. tegenovergestelde einde van de cylinder. Hier botst dit gas tegen d e eindwand,?waardoor de druk in dit einde stijgt (terwijl intussen de druk in het eerstgenoemde cylindereinde, door d e uitzetting van het gas, alweer gedaald is, waardoor de kettingreactie daar tot staan komt, Door deze nieuwe drukstijging volgt nu aan dit tweede einde van de cylinder eveneens een kernreactie met warmte-.ontwikkeling, die dus weer een schokgolf in tegengestelde richting zendt, Zo wordt dus, onder invloed van de vrijgemaakte kernenergie, een golffront heen en weer gedreven met een aanzienlijke snelheid, van d e orde van grootte van 1500 m/sec, (althans bij 1 atm. en 6500OIL) Omdat nu echter dit golffront sterk geïoniseerd is, zal dit geremd worden, door het magnetische statorveld, bij het binnendIingen daarvan, waarbij het elektrische energie afgeeft aan de statorwikkelingen, Deze energie wordt verzameld in e e n LC---keten, voornamelijk bestaande uit condensors, Na iedere doorgang van d e geïoniseerde gas-7zuiger" door het statormagneetveld, zorgen de wanden van de cylinder ervoor, dat d e uitgangsvorm van de bewegende plasma-massa weer hersteld wordt in de oorspronkelijke gedaante, Het gaandeweg zich opbouwen van magnetohydrodynamisch ons tabiele plasma-vormen wordt hierdoor afdoende voorkomen, Colgate en Aamodt hebben voor U235 gas een uitvoering berekend die in staat moet worden geacht om ca 500,000 kw elektrisch vermogen t e leveren, met gas van 1 atm. en 65000K. Voor deze bedri jfstoestand worden d e minimumafmetingen van d e cylinder: diameter: 5,2 m lengte: 45 m De frequentie van d e elektrische stroom bedraagt daarbij 20 per sec, De aldus gedachte installatie is dus nog vrij omvangrijk. De druk en temperatuur zijn echter laag vergeleken met druk e n temperatuur in d e fusie-reactor .volgens WINTERBERG. De vraag dringt zich als vanzelf op, hoe de afmetingen zullen zijn, als men hier dezelfde middelen gaat toepassen, als bij d e fusie-reactor nl. magnetische spiegelwikkelingen, om superhoge temperaturen t e kunnen beheersen, Het zou immers niet consequent zijn, om hier niet eveneens van dezelfde mogelijkheden partij te trekken, Doen we dit, dan leert ons een eenvoudige beschouwing, dat reeds bij een temperatuur van 700,0000K d e frequentie waarmede het golffront heen en weer geslingerd wordt, gestegen is tot 200 per sec,
?
Om een vermogen van ca, 300.000 kw t e ontwikkelen, zal het dus voldoende zijn, de cylinder een diameter t e geven van ca, 1 m en een lengte van ca, 10 m , De gasdruk behoeft dan niet noger t e zijn dan 100 atm, De aldus gewijzi e plasma-reactor is afgebeeld in fig? 5,Nemen we an, dat d e T l i n d e r gevuld is met PLJ5$g met e e n dichtheid overeenkomende met ca, 5 x 10 7atomen/cm i zodanig dat na verhitting tot ca, 6000% een begindruk aanwezig is van 1 u t a De reactor moet nu juist kritisch zijn, Een drukverstoring aan het boveneinde, bestaande uit een explosie van een hulpgas, waarvan de drukgolf overgedragen wordt op het Pu239 gas in d e cylinder, zal voldoende zijn om d e reactie in gang t e zetten, .Aanvankelijk is de frequentie omstreeks 20 per sec. en het beginvermogen ca. 25.000 kw, Deze energie wordt, zoals fig. 5 toont, ontleend aan d e Colgate-Aamodt wikkeling e n toegevoerd aan een gelijkrichter, De energie die aldus in d e vorm van gelijkstroom ter beschikking komt, wordt gebruikt voor het bekrachtigen van d e statorwikkelingen van d e magnetische spiegel, Het is nu toelaatbaar, d e werktemperatuur van het plasma t e laten stijgen, Al d e vrijkomende kern- energie wordt op deze wijze in d e aanloopperiode voor twee doeleinden gebruikk voor het meer e n meer bekrachtigen van d e gelijkstroommagneet-wikkeling e n voor .?et laten toenemen van d e temperatuur van het plasma, Deze twee bedrijfsgrootheden dienen voortdurend aan elkaar aangepast t e blijven" Voor d e juiste regeling hiervan wordt ooa, geh u i k gemaakt van d e in fig. 5 bovenin d e cylinder zichtbare cadmium staven, waarmede d e kern-reactie geremd kan worden, evenals dit gebeurt bij een normale kern-reactor, Naarmate d e temperatuur stijgt, neemt natuurlijk ook d e frequentie toe waarmede het golffront heen en weer beweegt, Aan het eind van de aanloopperiode is d e frequentie gestegen tot 200 e n het vermogen tot ca, 300,000 kw, Vanaf dit ogenblik is d e plasma-.reactor in staat dit vermogen te leveren aan een reactor van het fusie-type, ter bekrachtiging van de magneet-wikkelingen daarvan,
P
TWEELEDIGE FUNCTIE VAN DE PLASMA-REACTOR
Is deze fusie-reactor eveneens gestart, en verder zelf in staat om voor d e bekrachtiging zorg t e dragen, dan kan aan d e plasma-reactor een andere functie toegekend worden. Fig, 5 laat zien) dat d e bodem wegneembaar gedacht moet worden, Na opening van dit einde, ontstaat hier een magnetische straalbuis, geheel als bij de fusie-reactor zelf, Fig. 6 toont een samenwerkende groep, bestaande uit d e beide fusie-straalmotoren F1 e n F benevens de plasma-reactor P, die dus geschikt is, om tevens a l s fusie-straalmotor te w e d e n , STARTVOLGORDE Bij het starten gebeurt nu hier het volgende: le, P wordt in werking gebracht als plasma-reactor en levert na enige tijd magnetiscriie vermogen, aan F1 2e. F1 wordt gestart e n is na d e aanloopperiode, onafhankelijk van P, 3e, F2 wordt gestart evenals F1. de, Het vermogen van F1 en F2 wordt opgevoerd tot het maximum, tevens leveren zij beiden magnetisatie-vermogen aan P , waarvan d e straalpijp nu geopend wordt. 5e. P wordt als fusie-straalmotor in gebruik genomen, op gelijke wijze als F1 en F2 met uitzondering daarvan, dat P voor d e bekrachtiging afhankelijk blijft van F1 en F2. ONTSTEKING In het voorgaande is aangetoond, dat het in principe mogelijk geacht moet worden om een groep van drie plasma-motoren van het WINTERBERG-type zodanig uit t e voeren, dat deze motoren elkaar energetisch ondersteunen tijdens het starten. Op zichzelf is dit echter nog niet voldoende. Een buitengewoon belangrijk punt is, hoe d e ontsteektemperatuur kan worden verkregen van maar liefst 1O8 OC, opdat d e fusie-reactie zelf op gang komt, Op dit gebied wordt natuurlijk zeer veel speurwerk verricht, Zo is Salisbury erin geslaagd
10
Door elektrische ontladingen binnen d e buis met een duur van 0,000 002 sec, verkreeg hij reeds een temperatuur van 1 500,000 KAPITSA nam proeven met kunstmatige bolbliksems, Deze bliksemvorm, die reeds lang een raadselachtig verschijnsel vormde, is ook wel bekend onder de naam vuurbol. Een derge-lijke vuurbol komt in de natuur soms voor tijdens een onweer, De afmeting is meestal ca, 5 à 10 cm diameter, ofschoon ook wel melding gemaakt werd van 20 cm of nog groterh %ij het zoeken naar d e verklaring was men gehandicapt doordat men het verschijnsel in het laboratorium niet kon reproduceren en geheel was aangewezen op d e ooggetuigenverslagen van toevallig aanwezigen, die zelden deskundig waren, Volgens Kapitsa is d e vuurbol niets anders dan eenvan een bliksemstraal afgeknepen hoeveelheid plasma, die kan blijven bestaan en zelfs in afmeting toenemen, door het opnemen van korte-golf-energie. Voor de proeven maakte men gebruik van e e n intense bestraling van geconcentreerde d,m, golven, De plasma--bol neemt energie op uit het oscillerende elektrische veld door resonantie-absorptie. Over d e temperatuur die bereikt werd in d e plusma-kern zijn nog geen mededelingen gedaan, Het schijnt echter wel, dat men hier een nieuwe methode gevonden heeft om d e plasmatemperatuur door elektro-resonnantie tot nog hogere waarden op t e voeren, Hieruit mogen wij besluitenn,dat de ontstekingsapparatuur wellicht d e gedaante zal krijgen, zoals deze schematisch in fig. 3 is weergegeven, B stelt voor d e schokgolfbuis, met d e waterstofgastoevoer A. W2 is een magneetwikkeling, E1 en E2 zijn elektroden voor d e impulsontlading, Magnetron M2 voert door d e golfpijp G golven uit het d.m. golfbereik toe aan d e afgeknepen plasma-bollen of plasmoïden, &e bij B uit d e schokgolfbuis treden en op hun weg naar d e fusie-haard door d e uit d e d.m, golven opgenomen energie nog in temperatuur toenemen, tot z e in de fusie-haard d e ontsteektemperatuur bereikt hebben, PRESTATIES STUWKRACHT De stuwkracht wordt praktisch bepaald door d e fusie-haarddiameter en d e gasdruk erin, Men zal zich uit het eerste artikel over d e plasma-jet met kern-fusie herinneren (zie fig,l) dat geen warmtestraling in het geding is, mits het deuterium zeer zuiver is. De gasdruk van b,v, 100 atm, wordt in eerste instantie opgenomen door d e magneetwikkelingen, die d e krachten gedeeltelijk doorgeven aan een wandconstructie, De temperatuur in deze wand zal hoofdzakelijk bepaald worden door d e warmte-ontwikkeling in d e magneet-wikkelingen, Deze behoeft niet bijzonder hoog te zijn, Onder deze omstandigheden is 100 atm, druk voor een cylinder met 1 m inwendige diameter wel degelijk uitvoerbaar, Daar nu, zoals reeds werd opgemerkt in het begin van dit artikel, d e straalbuisverwijding van dit motortype slechts gering is, volgt hieruit, dat d e stuwdruk ongeveer gelijk is aan d e dwt;rrs-doorsnede van d e fusie-haard, vermenigvuldigd met d e plasma-druk, Men vindt zo een stuwkrucht van ca, 800 ton per motor of 2400 ton voor d e motorgroep afgebeeld in fig-6,
S TUWS T O F V E R B R U I K Bij gebruik van zwaar waterstof in vloeibare vorm zou een ruimteschip met een startgewicht van b,v, 1500 ton, voor een retourvlucht (met landingen) naar d e maan of naar Mars ruim voldoende hebben aan 150 ton stuwstoffen. In een vervolg zal nader worden ingegaan op d e consequenties die vastzitten aan d e toepassing van het besproken motortype,
( i) Winterberg: Kernverbrennungsplasmen und magnetische Kernbrennkamern fur Strahltrieb-
werke, Astronautica Acta, 1958, no,4, p.252, (2) Nicholas S, Japolsky: Br,O.S, 738,511, (3) Foster: Am,D.S, 2,826.708 (4) S.A. Colgate en R,L, Aamodt: Plasma Reactor Promises Direct Electric Power, Nucleonics Vol 15 Noe8, Aug. “57 p. 50-55, 12
(5) Popular Mechanics, Aug.. 1959” (6) Missiles and Rockets, 24 Aug2 ‘59, pug, 13-14”
* * *
Deze bijzonder boeiende lezing werd gehouden in de Luchtvaart Nijverheidsschool, Zeezwaluwhof, Scheveningen op vrijdag 18 december jl, Dr. Berlage begon met erop t e wijzen, dat de getijdenwerking op d e aarde ,onvermijdelijk tot gevolg moet hebben, dat zowel d e omwentelingstijd van de aarde om haar as a l s de om--. looptijd van d e maan om d e aarde zullen toenemen. Ook d e afstand van de maan tot de aarde secunde per neemt steeds toe, De lengte van het etmaal neemt maar zeer weinig toe, 100,000jaren, maar dit kleine bedrag wordt uren in d e tijd van d e geologische geschiedenis die in miljarden jaren geteld wordt, Het is de Brit G,A.Darwin geweest die dit probleem uitvoerig heeft behandeld, Men kan terug rekenen, dat in d e tijd, dat de maan v1ak;bij de aarde was,, d e omwentelingstijd van beiden ongeveer vier uren moet hebben bedragen, Het is nu zeer verleidelijk t e veronderstellen dat d e maan een stuk van de aarde geweest is, en wel een stuk dat gekomen is van de plaats waar nu d e Stille Oceaan is, Het is namelijk e e n bijzonder eigenaardig verschijnsel dat bijna het hele vasteland van d e aarde op e e n halfrond geconcentreerd is, Maar helaas, die theorie klopt niet, Men kan zich voorstellen, dat d e aarde in het vloeibare of gasvormige stadium door zijn snelle aswenteling een uitstulping kreeg, die losliet en a l s zelfstandige satelliet om d e aarde ging draaien, Zo ontstaan namelijk dubbelsterren, Maar d e massa van het afgesnoerde gedeelte moet de helft, e e n derde of een vierde van de aardmassa zijn, en niet een tachtigste, zoals de massa van d e maan is, Iden heeft de theorie geopperd, dat de maan uit de aarde geschoten is, zoals men een raket afschiet, Maar dan zijn er twee mogelijkheden: of de snelheid is kleiner dan d e ontsnappingssnelheid, e n het afgeschoten deel valt terug op de aarde, of de snelheid is groter, en dan verdwijnt het stuk in het oneindige, Een baan om d e aarde kan het zo nooit krijgen: daarvoor is e e n tweede impuls nodig, Deze theorieen, hoe aantrekkelijk ook, kloppen helaas niet, Men moet geen theorieën ad hoc opstellen, maar het ontstaan van de maan moet op dezelfde manier verklaard kunnen worden als het ontstaan van planeten en satellieten, Nu is onze maan in een opzicht een uitzonderlijke satelliet: haar massa is uitzonderlijk groot, De normale massa van een satelliet is l/lOOO tot i/iO,OOO van de moederplaneet; de grootste satelliet, Triton, heeft een massa van 1/3OO van die van Neptunus, maar onze maan slaat die verhouding nog met stukken door de massaverhouding 1/80* Het is een feit, dat d e vorming van de maan een bijzonder onwaarschijnlijke gebeurtenis is geweest, Het voorbeeld voor een normale maanvorming is die bij Mars met zijn twee kleine satellieten. Spreker beschreef, hoe volgens zijn mening de aarde in de oertijd door drie gasgordels omringd was, Eén gordel lag vlak tegen de aarde aan, de tweede op ongeveer zes aardstralen e n de derde op ongeveer 36 aardstralen, De eerste gordel werd geleidelijk door de aarde geabsorbeerd, uit d e tweede werd d e maan gevormd en d e derde kreeg geen gelegenheid zich tot een maan t e vormen, maar veranderde in een gordel van meteorieten, Door de ge.tijdenwerking verwijderde d e pasgevormde maan zich hoe langer hoe verder van de aarde e n moest daarbij de meteorietengordel passeren, Daarbij werd z e aan een bombardement blootgesteld, waarvan ze nu nog d e sporen draagt in de vorm van d e maria en de ringgebergten, Deze theorie die doos Dr, Berlage werd uiteengezet, gaf na d e pauze aanleiding tot vele vragen en langdurige discussie, Het gehoor dankte Dr, Berlage voor zijn bijzonder interessante voordracht met een welgemeend applaus, (verslag MJertregt)
13
Stockholm, Sweden, August 15-20, 1960. General Information Communication No, 1"
l e Venue The main Congress will take place a t The Royal Institute of Technology (Kuiigl, Tekniska Högskolan) , Stockholm.
2, Lectures The lectures will not be limited to single subjects, but are to cover a wide range prin-cipally within the following fields: B, Basic Sciences
A,,Planetary Atmosphere Environments Basic atmospheric properties. Physical and' chemical problems of &atmospheric flight (e,g, re-entry).
I, Interplanetary Space Interplanetary matter and radiation, Planetary magnetic fields, particle belts etc,
M. Space Medicine and Biology Physiological and psychological aspects of life in extraterrestial environments, To Trajectories Powered and free flight in space and within planetary atmospheres,
N, Navigation, Guidance and Control, Space Communication
P. Propulsion Present and future systems.
V, Vehicles General systems concepts, subsystems, structures, materials, equipment, power supply, assembly in space etc,
S o Space Probes, Satellites, High Altitude Rockets Specified projects I descriptions and presentation of results, E. Economical Factors Economics and planning of space research, technology and development, Lectures not falling within the above fields Fxn be accepted for a Special Session.,
3, Space-Medicine and Space-Law Meetings A preliminary suggestion has been submitted concerning a special Space-Medicine Symposium in connection with, and during the Congress, and independent of topic M above, and a l s o that a separate Space-Law Colloquium should be held during one of the Congress days. 14
oped notificaiion of these will be made in a subsequent General Information Communication,
4;General Regulations for Lectures and Publication The total number of lectures to be held in parallel sessions is limited to 65* This number does not include papers presented a t the possible Space-Medicine and Space--Law Meetings.
A l l lectures must be original contributions that have not been published in any form prior to the XIth International Astronautical Congress and furthermore# must be of a n internationally accepted standard, A special Screening Committee in Sweden will, with the assistance of experts, be responsible for the final acceptance of lectures, The lectures may be written and held in one of the official IAF languages and these are, English, French, German and Russian, However, i t is recommended that, if convenient, English should be chosen, The lecture manuscripts in the final form for presentation and publication together with a n authorized summary in English of 500-1000 words,, must be in the hands of the Congress Organizers not later than the 15th May 1960. The reason for this deadline for both lecture manuscripts and summaries, is that an ar-rangement is being investigated to present at the Congress Inauguration, a duplicated and final volume containing the Proceedings with the lectures in their original language and English summaries, It is also considered convenient that after the Congress, the copyight is that of the author or the sponsoring organization, Lectures submitted after the deadline, can in exceptional cases be included in the Congress Programme providing they include new and valuable information that could not have possibly been foreseen at the deadline date. It is the ambition of the Organizing Committee for this Congress that the above procedures will be of advantage to the lecturers, participants and organizers, The address of the Secretariat for the XIth International Astronautical Congress is: IAF-60 Box 5045 STOCKHOLM 5 Sweden Tot onze spijt was het niet meer mogelijk, deze mededeling in ons vorig nummer t e plaatsen. Intussen willen wij erop wijzen, dat wie van onze leden zich voorstelt op dat congres een lezing te houden, daarvan ONMIDDELLIJK onze voorzitter dient t e verwittigen, met aanduiding van het onderwerp en liefst een resumee: het kan zijn, dat bij het uitkomen van dit nummer de officiele tijd al verstreken is, waarop de voorzitters van de aangesloten verenigingen aan het congrescomite moeten hebben medegedeeld, wie uit hun land een lezing wil houden. Red.
ven wij gaarne door:
YOMIURI NEWS-PAPER BLDG., 1-3, GINZA-NISHI,
CHUO-KU,
TOKYO, JAPAN
TEL, 56-1111 EXT-223,
I
k sir:
The Japanese Rocket Society will hold i t s Second (1960) International Symposium on Rocket and Astronautics a t the University Club, Tokyo, on 24, 25, 26, 27 and 28 May 1960, and this is to extend you a cordial inviation to attend and to talk on the convention, if possible.
We do hope that we will have the opportunity to entertain you here during the meeting,
If you will present papers or scientific exhibits, you are requested to send the title and approximately 100 words abstract to: Prof.
H. Itokawa
Institute of Industrial Science, University of Tokyo. C h i h City, Japan. The deadline of this is 10 March 1960. We shall be glad to make a reservation for you. Please let u s know your scheduled arrival time and expected stay not later than 30 April 1960.
We shall look forward to learning your requirements and to having you with u s in May in Tokyo.
Cordially
Matao Sanuki Chairman of the Symposium Committee.
P.S. No registration fee will be required.
DRUK: ENROPRINT RIJSWIJK
16
