Comments 22
Зачем использовать эту технологию для уже выведенного в космос аппарата?
Реактор, который далее используется для питания ионных движков - эффективнее на два порядка.
Что бы получить электроэнергию, нужно решить проблему теплового сброса.
А это или радиаторы с рабочей температурой в 300-700 градусов, либо извращаться типа капельного холодильника.
у ионника тяга маленькая на массу и есть контакт рабочего тела с сетками ускорителя(истираются на большой тяге) , на нем хрен разгонишься быстро и для ухода из тяготения планеты скорость будешь набирать месяцами если не годами. Может имеется в виду электромагнитный плазменный ракетный двигатель вроде проекта VASIMR? Вот там все норм с тягой. И его собственно с ядерным реактором и планируют использовать. Но на таких мощностях проблемы с отводом тепла от реактора в космосе и общим размером получающейся( с учетом систем охлаждения) системы. Потому и рассматривают гораздо более примитивные и не очень эффективные системы ядерного ракетного двигателя на тепловой тяге. Они дешевле и компактнее в разы.
Это как смотреть. Пресловутый ядерный буксир сможет доставить до Луны 10 тонн груза за 200 суток( информация от Роскосмоса).Конечно, ионные двигатели имеют обалденный удельный импульс порядка 7000 с, а РД0410 "всего лишь" 910 с, но тяга у самого мощного ионного двигателя ИД-500 составляет 700 миллиньютонов, а у РД0410 - 3.5 тонны. Ядерный буксир имеет смысл использовать только при дальних полетах, например к окраинам солнечной системы причём при условии, что он несильно будет тормозиться, а исследовать планеты будет на пролёте. Ну или использовать для доставок грузов на Луну или Марс при условии, что пополнять рабочем телом и грузить и разгружать его будут на лету без сильного торможения.
нет, не очевидно эффективнее. Совсем не очевидно.
Главнейшая проблема - крайне низкая энергетическая эффективность. Тепловые двигатели, что ЖРД, что ЯРД, имеют практически 100% КПД по энергии. Но не по массе рабочего тела - потому УИ их ограничен.
При условно-бесконечном источнике энергии вроде солнечных батарей или ядерного реактора, энергетическая эффективность отходит на второй план. И именно ионные (и подобные) двигатели, крайне неэффективные энергетически*, но с очень эффективным использованием рабочего тела, становятся выгодными.
Но.
Низкий тепловой КПД означает необходимость сброса энергии. В больших объёмах! А с этим в космосе, мягко говоря, проблема. В результате масса аппарата резко растёт, и итоговый УИ, не двигателя, а корабля в целом, получается во многие разы, а то и на порядки, ниже ожидаемого.
Для ионных/плазменных двигателей очень малой тяги это не так актуально, покуда масса двигательной системы мала относительно массы аппарата в целом. Для настоящих полётов с настоящей тягой - будут огромные проблемы и не будет очевидного преимущества перед тепловым ЯРД
__________
* Энергетическая эффективность определяется на удивление просто:
Импульс - это MV отброшенного тела. Чтобы израсходовать меньшую массу рабочего тела при том же импульсе, достаточно увеличить V. Но это приводит к увеличению энергии, так как там V².
Все равно не понимаю смысла ядерного двигателя в космосе, если все равно нужно топливо. А его можно взять ограниченно. Ионные двигатели работают годами.
все равно нужно топливо
Если у вас не солевая ракета, то топливо и рабочее тело - не одно и тоже. Топливо - там урановые стержни, а рабочее тело - или вода или расплавленный натрий (или иной металл).
Все равно не понимаю смысла ядерного двигателя в космосе
Желание получить мощный удельный импульс двигателя.
Ядерные реакторы планируется запустить не только на кораблях, но также на поверхности Луны и Марса.
В рамках проекта Fission Surface Power
Я не ожидаю, что для безымянного корпоративного рерайтера очевидна разница между ядерным реактором и РИТЭГом, но это - один из примеров, почему примерно половине утверждений в "статье" не стоит верить.
безымянного корпоративного рерайтера
Это ж сам Ализар во всей красе! Эх, вот так и проходит земная слава...
Проект Fission Surface Power это не РИТЭГ, а вероятнее всего будет упрощённый реактор с двигателем Стирлига.
https://www.nasa.gov/news-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power/
Да, и на Хабре устройство разбирали.
Ну чего, задачи как бы есть — «Стояджер», который долетит до фокуса гравитационной линзы Солнца и будет там стоять на солнечном парусе, старательно высматривая на Проксиме Центавра подробности трудовой и личной жизни тамошних голованов. Если, конечно, ван-дер-ваальсовы силы не превратят парус в тыкву — очень уж там на него слабенькое давление получается, разве что раскруткой стабилизировать.
Круто было бы придумать как вместо того чтобы сбрасывать тепло использовать излучение для создания тяги. Чтобы изучались частицы с импульсом. Ведь жаль, столько энергии излучается в никуда и ещё это одоробло радиаторное за собой тягать надо.
А это или радиаторы с рабочей температурой в 300-700 градусов, либо извращаться типа капельного холодильника.
Интересно основная проблема в теплоносителе ? Ведь потребуется како-то сплав который не закипит до 1000 градусов. Ну и трубопроводы которые не реагируют на таких температурах.
Интересно какой сейчас предел жидкометаллического теплоносителя ?
Китайцы относительно недавно представили термоакустический генератор. Тепло генерировать вы умеем и очень хорошо. Преобразовывать в энергию научились. А вот сбросить избыток )) в космосе самая большая проблема.
Автор как то поверхностно тему ядерных движетелей раскрыл.
На практике в нынешних реалиях нужно строить ЯРД по тому типу который предлагал ещё в 90х Роберт Зубрин, та самая солёно водяная ракета. Ядерное топливо объединялось с рабочим телом в рабочей зоне в виде постоянного проистекающего ядерного взрыва, на выходе получалась как реактивная струя, но с гораздо большим удельным импульсом.
Из плюсов:
Более безопасный в эксплуатации по сравнению чем тот же NERVA
Топливо в ракете проще хранить, а учитывая концентрацию раствора ещё и безопаснее
Не нужны огромные холодильники для охлаждения реактора, т.к. по сути ректора в привычном понимании тут нет
Из минусов:
Ни кто занимается разработкой такого двигателя, по крайней мере открыто
Топлива нужно больше чем классическим ЯРД, но всё-же на порядок меньше чем ХРД.
Более "грязный" выхлоп. Учитывая что подобный двигатель и не подразумевается использовать в атмосфере земли, а только для межпланетных перелётах то и минусом назвать это сложно.
Конечно в перспективе СПД которые у нас уже давно научились делать и довольно не плохо гораздо лучше, но проблема получении большого количества эл.энергии так и ни куда и не делась, пока не будет компактной ядерной энергетической установки такие двигатели так и будут оставаться не удел и использоваться лишь на малых аппаратах как маневровые.
Ядерные двигатели с тепловой тягой не дают серьезных преимуществ по сравнению с обычными ЖРД. Скорее всего, их в своё время и перестали разрабатывать. В силу дороговизны такой двигатель имеет смысл при установке только на многоразовой системе. Рабочее тело в таком двигателе разгоняется в обычном сопле - следовательно, ограничены температура и скорость газа, причём величинами, примерно соответствующими таковым в обычном двигателе. Запас рабочего тела тоже от двигателя не зависит. Ну, получится прирост удельного импульса процентов двадцать-тридцать - что это принципиально изменит? Кстати, в статье на картинке "транзитной обитаемой базы" изображен не тепловой ЯРД, а электрический - в наличии радиатор охлаждения реактора, который в тепловом двигателе не нужен.
Ядерные реакторы для космоса. Возвращение