Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 96
Реакторы классического типа с турбинами уже давно пытаются размещать на летающих объектах разного рода, только вот каждый раз отказываются в итоге. Новая попытка?
Интересно, сколько же весит это устройство и какова надежность контура с турбиной в космосе? Кроме того разве электродвигателю все равно не нужно рабочее тело для создания тяги?
Интересно, сколько же весит это устройство и какова надежность контура с турбиной в космосе? Кроме того разве электродвигателю все равно не нужно рабочее тело для создания тяги?
Рабочее тело нужно, но т.к. тут его разогнать, за счёт ядерной энергии можно до более высокой скорости то и количество, а следовательно и вес на итог получается меньше.
А что будет использоваться в качестве рабочего тела в данном случае?
Вот этот момент мне не ясен.
Если двигатель химический там в принципе топливо является рабочим телом, т.е рабочее тело везешь с собой.
А тут откуда брать?
Вот этот момент мне не ясен.
Если двигатель химический там в принципе топливо является рабочим телом, т.е рабочее тело везешь с собой.
А тут откуда брать?
Судя по картинке — H2O, что довольно эффективно. Воду легко хранить благодаря стабильности и высокой плотности.
Вода — не рабочее тело для ракетного двигателя (то, что она разваливается при разогреве на разные компоненты — наверное не очень удобно). Вода — рабочее тело для реактора.
В качестве рабочего тела для ракетного двигателя обычно используют инертные газы: ксенон или аргон. Последнего, кстати, очень много в воздухе, на полтора порядка больше, чем углекислого газа.
Пример такого двигателя: VASIMR.
Кстати, увеличение удельного импульса в 20 раз (в сравнении с химическим двигателем типа керосин-кислород или водород-кислород) оказывает довольно крутой эффект на формулу Циолковского: http://alex-anpilogov.livejournal.com/115661.html
Множитель 20 превращается в показатель степени при отношении масс (ракета+топливо)/ракета.
Например, если для какого-либо межвёздного перелёта потребуется 10 млн кг топлива для разгона 1000кг-ракеты, то с новым двигателем для выполнения той же задачи достаточно будет 600кг аргона вместо 10 000 000 кг смеси керосин+кислород.
В качестве рабочего тела для ракетного двигателя обычно используют инертные газы: ксенон или аргон. Последнего, кстати, очень много в воздухе, на полтора порядка больше, чем углекислого газа.
Пример такого двигателя: VASIMR.
Кстати, увеличение удельного импульса в 20 раз (в сравнении с химическим двигателем типа керосин-кислород или водород-кислород) оказывает довольно крутой эффект на формулу Циолковского: http://alex-anpilogov.livejournal.com/115661.html
Множитель 20 превращается в показатель степени при отношении масс (ракета+топливо)/ракета.
Например, если для какого-либо межвёздного перелёта потребуется 10 млн кг топлива для разгона 1000кг-ракеты, то с новым двигателем для выполнения той же задачи достаточно будет 600кг аргона вместо 10 000 000 кг смеси керосин+кислород.
Так не летать же на атоме собираются, а электроэнергию на разные нужды получать. Ну можно ещё ионные двигатели питать (да, им рабочее тело ещё как нужно).
Если не летать на атоме, то тогда откуда столь оптимистические прогнозы насчет того, что время полета сократиться в разы?
Ну и сам факт названия установки "энергодвигательной" вроде подразумевает, что она и как двигатель будет работать, а не только, как генератор.
Ну и сам факт названия установки "энергодвигательной" вроде подразумевает, что она и как двигатель будет работать, а не только, как генератор.
Вы можете более подробно узнать об этом в статье Циклопедии «Электрический ракетный двигатель». Вкратце, «В космосе нет силы трения и гравитации, поэтому любое движение является равноускоренным. Если человек первую секунду бежал со скоростью 1 м\с, то во вторую секунду его скорость уже составит 2 м\с. при те-же усилиях бегуна.»
ЭРД как раз и отличается от химического двигателя своей способностью работать на порядки более длительное время.
Вот небольшая инфографика, из которой становятся понятны различия:
http://data.cyclowiki.org/images/1/11/025_ID_01.jpg
Таким образом эффективность ЭРД возрастает с ростом расстояния, которое необходимо преодолеть КА.
ЭРД как раз и отличается от химического двигателя своей способностью работать на порядки более длительное время.
Вот небольшая инфографика, из которой становятся понятны различия:
http://data.cyclowiki.org/images/1/11/025_ID_01.jpg
Таким образом эффективность ЭРД возрастает с ростом расстояния, которое необходимо преодолеть КА.
Эта установка будет работать исключительно как генератор электроэнергии. Но она проектируется под конкретный проект орбитального тягача, оборудованного пакетом ионных двигателей, которые и будут питаться от этой энергетической установки.
есть микроволновый EMDrive, принцип возникновения тяги пока не совсем ясен, но НАСА испытало, тягу даёт.
судя по всему, «тяга» емдрайва берётся от смещения центра масс из-за переноса материала с одной стенки на другую из-за электромагнитного воздействия.
Можете погуглить, модель построена, величины совпадают с расчётными.
Можете погуглить, модель построена, величины совпадают с расчётными.
Они всё ещё исследуют EmDrive и окончательного вывода ещё нет. А что там за модель построена, лучше дайте ссылку на источник, не всем понятно о чём идёт речь.
1)проблема сброса тепла, по самым оптимистичным расчётам понадобится не менее 2,5тыс квадратных метров излучателя( ну там знаете без учёта нагрева от солнца, без теплового сопротивления и тп) для того чтобы обеспечить 10 Мвт энергии
2) в замкнутом объёме для работы турбины нужен фазовый переход, а тут вылазит такая проблема — на земле разделением газа и жидкости занимается гравитация, а в космосе стало быть ускорение, без ускорения это будет облом
3) если в качестве рабочего тела использовать воду то температура холодильника должна быть ниже 200 градусов, хотя бы, а это уже более 10тыс квадратных метров — только радиатор будет размером с МКС!
2) в замкнутом объёме для работы турбины нужен фазовый переход, а тут вылазит такая проблема — на земле разделением газа и жидкости занимается гравитация, а в космосе стало быть ускорение, без ускорения это будет облом
3) если в качестве рабочего тела использовать воду то температура холодильника должна быть ниже 200 градусов, хотя бы, а это уже более 10тыс квадратных метров — только радиатор будет размером с МКС!
Разве фазовый переход там будет? А то в статье написано "реакторной установки газовой космической" и "реактор… нагревает газ, тот крутит турбину".
В реализации может сложнее, но отпадают проблемы возникающие в невесомости с жидкостями. Плюс еще позволяет поднять температуру радиаторов охлаждения, что повышает их эффективность.
В реализации может сложнее, но отпадают проблемы возникающие в невесомости с жидкостями. Плюс еще позволяет поднять температуру радиаторов охлаждения, что повышает их эффективность.
а разность давлений чем создавать будут?
Товарищ ниже указал на капельный холодильник, в газ подают жидкость для охлаждения, то есть это уже не одноконтурная система, и смысл тогда охлаждать второй контур водой если всё упрётся в теплопередачу между первым и вторым? + это будет здоровенная — читай тяжёлая махина которую надо ещё в и космос поднять.
1) предполагается использовать капельный радиатор
2) именно потому в статье несколько раз написано, что охлаждение — газовое.
2) именно потому в статье несколько раз написано, что охлаждение — газовое.
простите, а от газа куда тепло девать в космосе?
Изначально планировалося на капельный охладитель, а как сейчас — непонятно. Роскосмос вообще то его делает, то нет. http://kosmolenta.com/index.php/new-tech/nuclear-proplusion-module
Ну вот капельный охладитель, значит жидкость подаём в газ — а потомо как разделять будем? я даже не спрашиваю про то какая это жидкость, жидкостей которые переживут попадание в активную зону не так и много это натрий+калий — в этом случа отказываемя от газа СО2, придётся использовать гелий а значит понадобится больше замедлителя, тяжёлая вода — тогда опять же отказываемся от СО2 и придётся снизить тепературу активной зоны с 650 до 400 иначе вода там сожрёт всё нафиг, температуру холодильника придётся ещё больше понизить, и мы имеем уже площадь радиатора размером в 2 мкс,
Значит надо использовать 2 контура, а если мы используем 2 контура то нафига нам капельный холодильник для газа? при том что проблемы с кипяченим воды будут теже самые — разделение жидкости и газа.
Попутно нашёл описание газотурбинной установки с замкнутым циклом — можно использовать турбину в первом контуре(она правда радиации нахватается)
Значит надо использовать 2 контура, а если мы используем 2 контура то нафига нам капельный холодильник для газа? при том что проблемы с кипяченим воды будут теже самые — разделение жидкости и газа.
Попутно нашёл описание газотурбинной установки с замкнутым циклом — можно использовать турбину в первом контуре(она правда радиации нахватается)
Во втором контуре там не вода, а расплав металла. Скорость переноса между контурами охлаждения прямо пропорциональна разности температуры, расчетов пока нету. Считайте что это концепт. Роскосмос уже чего только не говорил по этому проэкту. Работащего прототипа капельного охладителя нет — и врядли будет в ближайшие годы. Потому о материале капель можно только догадываться.
Вот и мне интересно зачем капельный холодильник если 2 контура.
это не второй контур, а холодильник первого — который сам уже тепло с себя сбрасывает капельным теплообменником в космос напрямую. только там ещё конь не валялся
а смысл капельным теплообменником в космос тепло, у них много лишнего теплоносителя?
Смысл сброса тепла? Ну как бы тепловая машина не живёт без холодильника. Первый контур — ксенон, холодильник — жидкий металл, вот на этом душе в открытом космосе пока и затык — идея красивая, кто-как-когда её реализовывать будет (сбор капель нетривиален оказался) — есть вопросы.
во первых у меня много вопросов по поводу ядерного реактора, они хотят делать его на быстрых нейтронах (для которого нет адекватного отражателя, а значит будет большая масса, было бы логичнее сделать на средних — там отражатель делается вообще из пары мм бериллия,
Изначально я думал что они хотят использовать капельный холодильник между первым и вторым контуром, что с одной стороны логично так как позволяет сделать большую поверхность теплообмена при маленьком объёме и массе, с другой стороны добавляет геммороя с резделением фаз в условиях невесомости.
и тут вы выкатываете, что в первом контуре будет ксенон который не желателен в ядерных реакторах так как не плохо поглощает быстрые нейтроны. а ещё ксенон вообще используют как теплоизолятор, не думаю что в ядерном реакторе он будет хорошим теплоносителем.
С капельным холодильником в космосе ещё веселее, даже натрий не плохо так испаряется в условиях технического вакуума, в условиях космического думаю ещё быстрее, а так как кофициент черноты металлов далеко не единица (а ближе к 0,0(?) то приходим к выводу что площадь такого холодильника должна быть уже не 10тыс квадратных метров а далеко за 200тыс, а так как площадь капель в 2 раза выше площади излучения плоского блина тто площадь испарения натрия уже больше 400тыс квадратных метров, что вызывает у меня серьёзные сомнения в реальности применения таких холодильников для охлаждения мощных реакторов.
Изначально я думал что они хотят использовать капельный холодильник между первым и вторым контуром, что с одной стороны логично так как позволяет сделать большую поверхность теплообмена при маленьком объёме и массе, с другой стороны добавляет геммороя с резделением фаз в условиях невесомости.
и тут вы выкатываете, что в первом контуре будет ксенон который не желателен в ядерных реакторах так как не плохо поглощает быстрые нейтроны. а ещё ксенон вообще используют как теплоизолятор, не думаю что в ядерном реакторе он будет хорошим теплоносителем.
С капельным холодильником в космосе ещё веселее, даже натрий не плохо так испаряется в условиях технического вакуума, в условиях космического думаю ещё быстрее, а так как кофициент черноты металлов далеко не единица (а ближе к 0,0(?) то приходим к выводу что площадь такого холодильника должна быть уже не 10тыс квадратных метров а далеко за 200тыс, а так как площадь капель в 2 раза выше площади излучения плоского блина тто площадь испарения натрия уже больше 400тыс квадратных метров, что вызывает у меня серьёзные сомнения в реальности применения таких холодильников для охлаждения мощных реакторов.
3 — двигательная установка такого масштаба нужна для длительных перелетов. Соответственно и корабль будет больше, возможно даже на столько, что радиатор размером с МКС не будет проблемой. Всего лишь немного научной фантастики, которая со временем перестанет быть фантастикой.
По первому пункту. Интересно, а можно ли добавить к реактору магнитогидродинамический генератор или какие нибудь термоэлектрики? Это могло бы несколько снизить проблемы с лишним теплом.
У тепловой машины есть свой кпд всё что не пошло в работу идёт в окружающую среду, на термоэлектрики тоже надо подавать энергию которая потом должна уйти в виде тепла, просто теряем в кпд, соотвесвенно больше энергии идёт в виде излучения,
А для МГД у реактора просто не хватит температуры, 650 градусов можно сказать потолок.
А для МГД у реактора просто не хватит температуры, 650 градусов можно сказать потолок.
Там используется т.н. электрореактивный двигатель, можете погуглить, в кратце суть такая:
Это обычный электромагнит, помещенный в "стакан" изготовленный из вещества не проницаемого для электромагнитного поля(кварца). При подаче к катушке тока большой силы и частоты электромагнит будет генерить тяжелое и плотное электромагнитное поле, непрерывно излучающее тяжелую электромагнитную волну высокой плотности. Которая при выходе из стакана и будет генерить реактивную силу
Лемешко Андрей. Слово о Небесных Кораблях. там в кратце есть описание технологий подобных.
Это обычный электромагнит, помещенный в "стакан" изготовленный из вещества не проницаемого для электромагнитного поля(кварца). При подаче к катушке тока большой силы и частоты электромагнит будет генерить тяжелое и плотное электромагнитное поле, непрерывно излучающее тяжелую электромагнитную волну высокой плотности. Которая при выходе из стакана и будет генерить реактивную силу
Лемешко Андрей. Слово о Небесных Кораблях. там в кратце есть описание технологий подобных.
Честно говоря неожиданно что что-то в железе для межпланетных перелётов уже появилось в России. Я как-то привык что всё на уровне идей и далёких целей, а тут вдруг шаг к будущему) Ждём 2017 года)
Насколько я понял из статей про ядерные установки для космоса там главная проблема охлаждение.
Охладительную остановку и к нему и VASIMR и вперед осваивать солнечную систему!
Охладительную остановку и к нему и VASIMR и вперед осваивать солнечную систему!
Всё же до орбиты Марса СБ будут значимым конкурентом для генерации, описанной в статье.
На орбите Марса для генерации мегаватта с панелями (КПД в 18-20%) потребуется квадрат со стороной порядка сотни метров.
Это не так много, зато надёжность системы, её простота и модульность будут много выше.
На орбите Марса для генерации мегаватта с панелями (КПД в 18-20%) потребуется квадрат со стороной порядка сотни метров.
Это не так много, зато надёжность системы, её простота и модульность будут много выше.
Интересно, что произойдет при разрушении такого ЛА на стартовом столе (есть же определенный процент неудачных стартов). Еще одна зона отчуждения?
Смотря какое топливо там у них. Если как в большинстве наземных реакторов (природный уран с небольшим процентом более активного изотопа), то разрушение никогда не запускавшейся зоны реактора особой опасности не представляет, куски стержней соберут просто, чтобы плохие люди не сперли и все.
Есть, конечно, вариант, когда используется какой-нибудь плутоний большой концентрации, как на некоторых подводных лодках. Тогда гораздо опаснее. Не специалист в ядерных реакторах, но тут вроде чисто водяной, а в них как раз такое топливо не применяют.
Есть, конечно, вариант, когда используется какой-нибудь плутоний большой концентрации, как на некоторых подводных лодках. Тогда гораздо опаснее. Не специалист в ядерных реакторах, но тут вроде чисто водяной, а в них как раз такое топливо не применяют.
Более того скажу, что рядом со свежим топливом для "наземных" реакторов можно безопасно находиться, от него излучение сравнимо (или даже меньше) чем фоновое. Вот отработанное топливо да, там много всякой гадости и излучает очень сильно.
Однако там наверняка будет использовано большое обогащение, т.к. нужно экономить массу и размер реактора. Хотя свежее тоже не должно сильно фонить, а на мощность и на орбите можно будет выйти.
Однако там наверняка будет использовано большое обогащение, т.к. нужно экономить массу и размер реактора. Хотя свежее тоже не должно сильно фонить, а на мощность и на орбите можно будет выйти.
Интересно, где сейчас новый испытательный полигон, вместо Семипалатинска?
Это все хорошо, но куда будут утилизировать все ядерные обьекты на том же Марсе? Одно дело отправить «Новые горизонты» в далекие дали (хотя и далеко засорять не нужно), а другое дело в нашей же системе разводить ядерные свалки
Шок! Сенсация! Кто то уже засрал загрязнил весь космос, потому что там везде радиация!
А вас, марсианских экологов, правильно называть "зелёными" или "красными"?)
Я думал такие на хабре уже вымерли… Хамство не лучший способ поддержания диалога. Попробуйте выбраться из своего города/страны, и увидеть острые вопросы экологии в других странах. Тот же Китай, например. Марс рассматривают как альтернативную планету для жизни человека, не так ли? Так вот если такой день и настанет, с вашим подходом, человек переселиться на ядерную свалку. Не знаю как Вам лично, но большинству людей, которые думают о долгосрочных перспективах, такая идея не понравится
Ой, простите, я думал это у вас шутка такая. Не мог же я подумать, что вы в на полном серьёзе считаете, что уровень технологий, который хотя бы позволит рассматривать Марс как альтернативную планету для жизни, не даст собрать пару (десятков, сотен) тонн радиоактивных материалов и запулить на Солнце?
Ну технологии потихоньку подходят к тому, чтобы пробовать отправлять первых, единичных, переселенцев. Понятно, что в один конец, но все же, а вот что делать с отходами кроме как заливать в бочки и складировать — толком не придумали…
Тем более основной проблемой для них и так будет являться радиация (солнечная), так нужно еще и добавить ту, которая будет под носом «фонить»?
Тем более основной проблемой для них и так будет являться радиация (солнечная), так нужно еще и добавить ту, которая будет под носом «фонить»?
1. Если будет пилотируемый полет — придется сажать
2. _https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81%D0%B0
3. Герметичные, не значит безопасные для излучений. Все так легко — всего лишь «в километре», и фольгой…
4. С таким подходом можно мусор выбрасывать в окно. Простите за аналогию
2. _https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81%D0%B0
3. Герметичные, не значит безопасные для излучений. Все так легко — всего лишь «в километре», и фольгой…
4. С таким подходом можно мусор выбрасывать в окно. Простите за аналогию
Пока там всего лишь первые, единичные, переселенцы, им вообще плевать. На расстоянии с десяток метров фон от РИТЭГ'а будет теряться на фоне "местной" радиации. Ну и попутно погуглите какое количество космических аппаратов было оборудовано РИТЭГ'ами( т.к. другого радиоактивного материала на них нет), умножьте на площадь круга радиусом 10 метров и прикиньте какой это процент от общей площади Марса. РИТЭГ'и вообще безопасны достаточно, об них даже греться можно долгими марсианскими ночами
Пока первые да, а потом, когда конструкция развалится, и топливо полезет наружу — радостного мало будет
И при очередном «заборе» грунта/образцов, кто нибудь вступит в этот бонус из начинки, покрытой фольгой, как предлагал товарищ выше…
Не понимаю я людей с такой логикой — Вы о себе тоже думаете на ближайшие день-два? Что за недальновидность…
Давайте и на земле, следующим поколениям, оставим мусора по пояс, пусть разбираются
И при очередном «заборе» грунта/образцов, кто нибудь вступит в этот бонус из начинки, покрытой фольгой, как предлагал товарищ выше…
Не понимаю я людей с такой логикой — Вы о себе тоже думаете на ближайшие день-два? Что за недальновидность…
Давайте и на земле, следующим поколениям, оставим мусора по пояс, пусть разбираются
Жаль немного поздно ответил, но в чем сложность захоронения радиоактивных отходов на Марсе? Атмосферы практически нет, заметной геологической активности тоже.
Чем грозят закопанные хотя бы метров на 5-10 реактор/отходы? Агрессивной жидкой среды, которая хоть как то может разнести радиацию там нет. Ветром? Не при таком давлении и условиях. Спокойно лежать будет гораздо дольше срока активности материалов.
В результате выходит, чтоб хоть как то загадить местность, надо или рассыпать по поверхности измельченным составом, или взорвать отработавший свое реактор. Что было бы странным действием.
Чем грозят закопанные хотя бы метров на 5-10 реактор/отходы? Агрессивной жидкой среды, которая хоть как то может разнести радиацию там нет. Ветром? Не при таком давлении и условиях. Спокойно лежать будет гораздо дольше срока активности материалов.
В результате выходит, чтоб хоть как то загадить местность, надо или рассыпать по поверхности измельченным составом, или взорвать отработавший свое реактор. Что было бы странным действием.
а ядерное Солнце не смущает?)
-
Размышления о долгосрочных перспективах — это хорошо и правильно. Но уж совсем перегибать палку тоже не стоит
Тут пока серьезных разговоров даже о пилотируемой программе на Марс нет, все на уровне прогнозов и рассуждений только, а вы уже перспективу колонизации рассматриваете.
Не примите за обиду, но со стороны это похоже на обсуждение в племени первобытных кочевников за 10 000 лет до нашей эры проблемы парникового эффекта на планете при промышленном разведении с/х скота стадами в сотни тысяч голов, при том, что технологии содержания и перегона стада в сотню голов еще не освоили.
Тут пока серьезных разговоров даже о пилотируемой программе на Марс нет, все на уровне прогнозов и рассуждений только, а вы уже перспективу колонизации рассматриваете.
Не примите за обиду, но со стороны это похоже на обсуждение в племени первобытных кочевников за 10 000 лет до нашей эры проблемы парникового эффекта на планете при промышленном разведении с/х скота стадами в сотни тысяч голов, при том, что технологии содержания и перегона стада в сотню голов еще не освоили.
Старый добрый стимпанк — ракеты на паровых котлах.
Из стимпанка мне больше понравился реактор синтеза с паровыми молотами — вот где реальный стимпанк)
В какой-то старой компьютерной стратегической игре такие были, как самый мощный вид электростанций. Я еще не понимал, почему при активации свежепостроенного реактора (ну или клике по нему) когда все здания должны издать "типичный звук, показывающий что оно работает" у этих реакторов был не какой-то гул или вой турбин, а слышались неспешные но мощные удары. Как будто где-то вдали очень тяжелые молоты одновременно бьюют по чему-то.
Потом в доп. материалах по игре вместе с расширенным сюжетом/предысторией где-то попадалось, что это оказывается термоядерные установки работающие в импульсном режиме с механическим созданием нужных для реакции параметров, поэтому и звук такой странный при работе. Тогда еще посмеялся — какой только ерунды не напридумывают (тогда я реактор ничем кроме подобного ТОКОМАКу не представлял).
Потом через много лет читая эту статью по ссылке сразу про это вспомнилось.
Потом в доп. материалах по игре вместе с расширенным сюжетом/предысторией где-то попадалось, что это оказывается термоядерные установки работающие в импульсном режиме с механическим созданием нужных для реакции параметров, поэтому и звук такой странный при работе. Тогда еще посмеялся — какой только ерунды не напридумывают (тогда я реактор ничем кроме подобного ТОКОМАКу не представлял).
Потом через много лет читая эту статью по ссылке сразу про это вспомнилось.
А они планируют как-то менять топливо по мере выработки? По идее межорбитальный буксир с таким реактором вполне мог бы проработать лет 15-20 (как МКС). Дозаправка ксеноном/аргоном и водой — задачи вроде не столь серьезные, как замена и захоронение стержней.
Молодцы. Интересно, как будет решена проблема с компенсацией радиального момента турбины. Ведь этот момент будет раскручивать космический аппарат в обратную сторону. По идее возникает мысль создать симметрию, установив 2 турбины вращающиеся в одной плоскости но в разных направлениях. Ну или 4, 6 и т.д. для резервирования систем. Но тогда возникнет проблема нехватки тяги у маневровых двигателей.
США занимаются «стимуляцией предпринимательства и конкуренции в области частного освоения космоса» (https://geektimes.ru/post/265646/), NASA — в текущем 2016 году собирается исследовать возможность добычи полезных ископаемых на астероидах (https://geektimes.ru/post/189922/); тренируются первые «космошахтеры» — эти будущие «нефтяники Внеземелья» (https://geektimes.ru/post/222617/).
И вот на фоне этих событий в России возобновляются, остановленные в 1970-е годы, работы по мощным ядерным космическим установкам.
Неужели мы наблюдаем начало новой, «космической сырьевой гонки»?
Кто нибудь может поделиться своим мнением о том, какие технико-экономические перспективы имеют эти двигатели для космических роботов, которых можно использовать в сфере добычи полезных ископаемых на малых телах Солнечной системы — ведь на них не будет нужна огромная мощность химических двигателей, чтобы стартовать с них, унося в «трюме» добытые материалы?
И вот на фоне этих событий в России возобновляются, остановленные в 1970-е годы, работы по мощным ядерным космическим установкам.
Неужели мы наблюдаем начало новой, «космической сырьевой гонки»?
Кто нибудь может поделиться своим мнением о том, какие технико-экономические перспективы имеют эти двигатели для космических роботов, которых можно использовать в сфере добычи полезных ископаемых на малых телах Солнечной системы — ведь на них не будет нужна огромная мощность химических двигателей, чтобы стартовать с них, унося в «трюме» добытые материалы?
А можно ли сделать такой реактор для МКС или будущей новой станции?
Будет отличный тест для технологии. И мощность можно ниже сделать.
И на станции другие технологии тестировать те же электроракетные двигатели использовать для коррекции орбиты.
можно тестировать и другие системы для полёта на марс.
И лазер для разгонадемонстран микроспутников с солнечным парусом.
Ведь мегават на орбите будет сильно продвинет технологию и выявит косяки в текущем проекте реактора.
Какая мощность панелей у МКС ?
Будет отличный тест для технологии. И мощность можно ниже сделать.
И на станции другие технологии тестировать те же электроракетные двигатели использовать для коррекции орбиты.
можно тестировать и другие системы для полёта на марс.
И лазер для разгона
Ведь мегават на орбите будет сильно продвинет технологию и выявит косяки в текущем проекте реактора.
Какая мощность панелей у МКС ?
Какая мощность панелей у МКС?
Порядка сотни кВт — https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_system_of_the_International_Space_Station
"the arrays can generate 84 to 120 kilowatts [4]"
лазер для разгона
https://geektimes.ru/post/249318/ "МКС будет стрелять лазером по космическому мусору" 2015 — "Для МКС на первом этапе планируют прототип лазера на ~100 волокон, с электрическим потреблением около 1 кВт*ч (8 кг Li-ion батарей) на серию 10 Дж импульсов (суммарно по 100 волокнам, каждое 0.1 Дж) для одного объекта, с фокусированием на расстояниях 20-60 км (до 100 км). Ожидается до 20-30 обнаружений мусора в год и облучение 2-3 в год."
электроракетные двигатели
https://en.wikipedia.org/wiki/Variable_Specific_Impulse_Magnetoplasma_Rocket#Potential_testing_on_the_International_Space_Station
"… in 2015 NASA ended plans for flying the VF-200 to the ISS in the near future, with a NASA spokesperson stating that the ISS "was not an ideal demonstration platform for the desired performance level of the engines" "
Пока что МКС обходится без реактора (и соответствующих огромных холодильников) и даже без https://en.wikipedia.org/wiki/ISS_Propulsion_Module
+ www.quora.com/Why-dont-we-use-nuclear-power-in-the-International-Space-Station «Why don't we use nuclear power in the International Space Station?»
Площади радиаторов для охлаждения теплоносителя подобного реактора (а без этого они в принципе не могут работать) примерно сравнимы с площадью солнечных батарей, способных вырабатывать аналогичную электрическую мощность.
Только при этом намного легче, безопаснее и наверное дешевле.
Такое чудо-юдо имеется смысл только для исследования/освоения внешней (от Юпитера и дальше) солнечной системы и посылки зондов за ее пределы. Т.к. плотность потока солнечной энергии падает пропорционально квадрату расстояния и на больших расстояниях от Солнца реактор уже существенно выиграет.
В вблизи Солнца (до орбиты Маса и ближе) эффективнее солнечные батареи. Поэтому на подобные проекты (появлявшиеся еще где-то с 70х годов прошлого века) быстро забили, как только появились солнечные элементы с приличным КПД и сроком службы в космосе.
Только при этом намного легче, безопаснее и наверное дешевле.
Такое чудо-юдо имеется смысл только для исследования/освоения внешней (от Юпитера и дальше) солнечной системы и посылки зондов за ее пределы. Т.к. плотность потока солнечной энергии падает пропорционально квадрату расстояния и на больших расстояниях от Солнца реактор уже существенно выиграет.
В вблизи Солнца (до орбиты Маса и ближе) эффективнее солнечные батареи. Поэтому на подобные проекты (появлявшиеся еще где-то с 70х годов прошлого века) быстро забили, как только появились солнечные элементы с приличным КПД и сроком службы в космосе.
Страшно представить, как будут топить такой реактор, подобно станции "Мир", когда он выработает свой ресурс.
Выше предлагалось оборудовать реактором орбитальную станцию, не предназначенную для межпланетных перелетов, следовательно, остающуюся привязанной к орбите возле Земли, и, значит, когда станция или её часть — реактор — выработают свой ресурс, они все равно, с течением времени, упадут на планету из-за сопротивления атмосферы, которое на орбите мизерное, но все же имеется, а вовсе не будут летать на орбите вечно.
Кроме того есть ещё одна проблема — современный космос это не девственная пустыня эпохи первого спутника, в нем ранее были размещены спутниковые системы противоракетной обороны. Неизвестно, как эти системы отреагирут на незапланированную при их создании ситуацию — ядерные взрывы на орбите, в атмосфере, на поверхности земли или на поверхности океана или под ней — которые могут возникнуть при аварии или плановой ликвидации ядерного реактора станции. Вернее сказать, при их создании, такие ядерные взрывы учитывалось, и они означали одно — Третью мировую.
Представьте себе — там, далеко, в вечернем небе, летит старый советский/американский оборонный спутник, а на его борту — старые программы, которые отражают мировоззрение писавших их во времена холодной войны людей, которые уверены, что ядерная война — это вполне возможная ситуация, и в этой ситуации, в которой, как они знали, победителей не будет, единственное, что может удержать от войны противника — гарантированное уничтожение, гарантированная месть за свою гибель, — когда погибшие, даже погибнув, заберут жизнь и победу у победителей гарантированно. Что может сотворить такой "реликт эпохи" в данной ситуации — неизвестно.
Совсем плохо будет, если сотрудники, знающие эту систему, — на пенсии, поумирали, а обслуживают её их преемники или какие нибудь "совместители". Важные документы имеют свойство теряться и портиться, по прошествии десятилетий, даже в таких важных проектах, как космические: "Сьюзи Додд исполнилось всего 16 лет, когда Voyager был запущен. С тех пор множество инструкций пропало, мануалы — канули в лету. Сейчас у команды проекта часто возникают вопросы о том, как и что работает. Люди, которые работают в проекте, зачастую не в курсе, как что-то функционирует, а найти документацию для 38-летней системы бывает просто невозможно. Ранее все документы были в порядке, но команда Voyager не раз и не два меняла офис, а в процессе переезда что-то обязательно терялось.
Инженеры проекта, к сожалению, не всегда документировали свои действия, и сейчас многих старых членов команды уже нет. С ними ушли и знания, информация, вернут которую невозможно"(https://geektimes.ru/post/264832/).
Кроме того есть ещё одна проблема — современный космос это не девственная пустыня эпохи первого спутника, в нем ранее были размещены спутниковые системы противоракетной обороны. Неизвестно, как эти системы отреагирут на незапланированную при их создании ситуацию — ядерные взрывы на орбите, в атмосфере, на поверхности земли или на поверхности океана или под ней — которые могут возникнуть при аварии или плановой ликвидации ядерного реактора станции. Вернее сказать, при их создании, такие ядерные взрывы учитывалось, и они означали одно — Третью мировую.
Представьте себе — там, далеко, в вечернем небе, летит старый советский/американский оборонный спутник, а на его борту — старые программы, которые отражают мировоззрение писавших их во времена холодной войны людей, которые уверены, что ядерная война — это вполне возможная ситуация, и в этой ситуации, в которой, как они знали, победителей не будет, единственное, что может удержать от войны противника — гарантированное уничтожение, гарантированная месть за свою гибель, — когда погибшие, даже погибнув, заберут жизнь и победу у победителей гарантированно. Что может сотворить такой "реликт эпохи" в данной ситуации — неизвестно.
Совсем плохо будет, если сотрудники, знающие эту систему, — на пенсии, поумирали, а обслуживают её их преемники или какие нибудь "совместители". Важные документы имеют свойство теряться и портиться, по прошествии десятилетий, даже в таких важных проектах, как космические: "Сьюзи Додд исполнилось всего 16 лет, когда Voyager был запущен. С тех пор множество инструкций пропало, мануалы — канули в лету. Сейчас у команды проекта часто возникают вопросы о том, как и что работает. Люди, которые работают в проекте, зачастую не в курсе, как что-то функционирует, а найти документацию для 38-летней системы бывает просто невозможно. Ранее все документы были в порядке, но команда Voyager не раз и не два меняла офис, а в процессе переезда что-то обязательно терялось.
Инженеры проекта, к сожалению, не всегда документировали свои действия, и сейчас многих старых членов команды уже нет. С ними ушли и знания, информация, вернут которую невозможно"(https://geektimes.ru/post/264832/).
реактор… они все равно, с течением времени, упадут на планету из-за сопротивления атмосферы, которое на орбите мизерное, но все же имеется, а вовсе не будут летать на орбите вечно.
Там несколько десятков реакторов, в частности от УС-А (по 30 кг HEU-урана в каждом), уже летают и очень постепенно снижаются:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Орбита_захоронения
Низкоорбитальные военные разведывательные спутники с ядерной энергетической установкой используют более низкие орбиты захоронения (nuclear graveyard orbit, около 650—1000 км[2]). На эти орбиты отправляется активная зона ядерного реактора после окончания её работы. Срок жизни на этих орбитах составляет порядка 2 тыс. лет.
2 ↑ IMPACTS ON EARTH FROM SPACE «nuclear power sources (NPS)… But there are still 42 Soviet NPS from the RORSAT series in ‘nuclear graveyard orbit’ 650-1000km above the Earth.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/УС-А
"После завершения работы реактор выводился на высокие орбиты от 750 до 1000 км для захоронения, оставшаяся часть спутника сгорала при падении в атмосфере. По расчётам время жизни объектов на таких орбитах составляет не менее 250 лет."
Почему так различается время жизни объектов на сопоставимых орбитах — 250 и 2000 лет при орбитах 750-1000 и 650-1000 км?
Это разные оценки: "порядка 2 тыс. лет" и "не менее 250 лет", на которые не указаны источники. На самом деле время жизни зависит не только от высот, но и от размеров и массы объекта: http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2010/borowski/Extension_files/droppedImage.jpg (из http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2010/borowski/Extension.html)
Для сброшенного из реактора Бук теплоносителя — капель NaK размером 1 см время жизни оценивалось в 80 лет: http://webpages.charter.net/dkessler/files/Rorsat%20IAF%20Draft.PDF "the diameter of a 1 cm NaK droplet… As it would take about 80 years for this size droplet at 950 km to fully decay in altitude due to atmospheric drag".
Орбитальные параметры захороненных реакторов (большая часть — 850-1000): из 2005ESASP.587..551J (pdf) http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?bibcode=2005ESASP.587..551J&db_key=AST&page_ind=1&data_type=GIF&type=SCREEN_VIEW&classic=YES
Nazarenko с соавторами в 1996 оценивали время жизни спутника на орбите 800 км как величину порядка 400 лет. Авторы 2005ESASP.587..551J пишут — "900-1000 km… in excess of 1000 years" (стр 3)
Для сброшенного из реактора Бук теплоносителя — капель NaK размером 1 см время жизни оценивалось в 80 лет: http://webpages.charter.net/dkessler/files/Rorsat%20IAF%20Draft.PDF "the diameter of a 1 cm NaK droplet… As it would take about 80 years for this size droplet at 950 km to fully decay in altitude due to atmospheric drag".
Орбитальные параметры захороненных реакторов (большая часть — 850-1000): из 2005ESASP.587..551J (pdf) http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?bibcode=2005ESASP.587..551J&db_key=AST&page_ind=1&data_type=GIF&type=SCREEN_VIEW&classic=YES
Nazarenko с соавторами в 1996 оценивали время жизни спутника на орбите 800 км как величину порядка 400 лет. Авторы 2005ESASP.587..551J пишут — "900-1000 km… in excess of 1000 years" (стр 3)
Уже падали ядерные реакторы с орбиты, как то третья мировая из за этого не началась, хотя шуму было много да.
Падение челябинского метеорита наглядно показало наличие опасности, грозящей населенным пунктам, от падающих космических объектов (пусть даже и не содержащих в своём составе ядерные делящиеся материалы).
Старые спутники могут уже быть неуправляемыми из за поломок и сбоев и могут упасть с орбиты захоронения из за различных ситуаций — разгерметизация/взрыв старой ёмкости на борту, пожара из за короткого замыкания, случайного столкновения с мелким обломком космического мусора.
А захоронение ядерных спутников на околоземной орбите — верх безответственности. Стоило бы имеющим подобную технику странам принять соглашение о её захоронении на окололунной орбите — там нет атмосферы и людей, Луна — достаточно массивна чтобы удержать возле себя такой спутник, предотвратив негативное воздействие на его орбиту возможных возмущений.
Старые спутники могут уже быть неуправляемыми из за поломок и сбоев и могут упасть с орбиты захоронения из за различных ситуаций — разгерметизация/взрыв старой ёмкости на борту, пожара из за короткого замыкания, случайного столкновения с мелким обломком космического мусора.
А захоронение ядерных спутников на околоземной орбите — верх безответственности. Стоило бы имеющим подобную технику странам принять соглашение о её захоронении на окололунной орбите — там нет атмосферы и людей, Луна — достаточно массивна чтобы удержать возле себя такой спутник, предотвратив негативное воздействие на его орбиту возможных возмущений.
Столкновения на орбите не редкость — буквально через несколько дней после комментария выше, японский спутник, по видимому, столкнулся с космическим мусором (https://geektimes.ru/post/273414/?utm_source=tm_habrahabr&utm_medium=tm_block&utm_campaign=tm_promo).
дешевле ронять мусор на луну чем выводить его на стабильную орбиту
Сохранив спутник, можно будет его переработать когда либо с пользой, как сейчас перерабатывают старые снаряды ради цветмета и чтобы их обезвредить. Расходы на стабильную орбиту — в основном расходы на её вычисление (Мы же ведь никуда не спешим, правда? Мы можем не спеша её посчитать и посчитать все необходимые маневры, затратив 2-3 месяца и привлекая общественную помощь для этого (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)), по топливу получится одинаково — что разбить, что сохранить. И даже двигатели для "космической уборки" уже активно пытаются делать (http://texnomaniya.ru/kosmos/kak-doletet-do-luni-na-polovine-stakana-topliva.html). Наконец, загрязнять поверхность луны без возможности получить от этого пользу — это плохо.
Вот здесь можно посмотреть, как выглядит луна с действительно падающего на неё спутника "Gravity Recovery And Interior Laboratory" (http://www.nasa.gov/mission_pages/grail/news/grail20120201.html), который передал нам свой "последний прямой репортаж", разбиваясь о неё.
А вот здесь — материал для любителей посчитать в Maxima — http://www.keldysh.ru/papers/2001/prep85/prep2001_85.html
Старое железо и старые программы — и поныне в строю, на боевых постах. И самое опасное в них — это не ошибки, а то цельное мировоззрение, философия и видение мира, — старые жизненные принципы, с которыми они были написаны, и которые обязательно отразились на их поведении, которое, в свою очередь, было предназначено для применения в совсем, совсем другом мире — том мире, который существовал десятилетия назад.
Его уж нет почти более, но вот воля людей той эпохи выраженная через технику — она с нами: "Государственный аудит в Секретной службе США выявил, что эта контора вплоть до 2011 года использовала мейнфрейм производства 1980-х, причём он находился в рабочем состоянии только 60% времени. Говорят, что компьютеры примерно такого же возраста установлены в системе управления межконтинентальными баллистическими ракетами Minuteman. Последнее поколение этих ракет LGM-30G поставлено на дежурство в 1970-1979 годы и программное обеспечение не обновлялось.
Некоторые радары ВМС США и пульты Агентства по атомному оружию Великобритании (Atomic Weapons Establishment) до сих пор работают на компьютерах PDP, произведённых в 70-е годы. Ещё один пользователь этих «мини-компьютеров» производства DEC — французский авиастроитель Airbus" (https://habrahabr.ru/company/ibm/blog/177683/).
Его уж нет почти более, но вот воля людей той эпохи выраженная через технику — она с нами: "Государственный аудит в Секретной службе США выявил, что эта контора вплоть до 2011 года использовала мейнфрейм производства 1980-х, причём он находился в рабочем состоянии только 60% времени. Говорят, что компьютеры примерно такого же возраста установлены в системе управления межконтинентальными баллистическими ракетами Minuteman. Последнее поколение этих ракет LGM-30G поставлено на дежурство в 1970-1979 годы и программное обеспечение не обновлялось.
Некоторые радары ВМС США и пульты Агентства по атомному оружию Великобритании (Atomic Weapons Establishment) до сих пор работают на компьютерах PDP, произведённых в 70-е годы. Ещё один пользователь этих «мини-компьютеров» производства DEC — французский авиастроитель Airbus" (https://habrahabr.ru/company/ibm/blog/177683/).
"А вот здесь — материал для любителей посчитать в Maxima — http://www.keldysh.ru/papers/2001/prep85/prep2001_85.html."
Желающие, могут добавить свои подсчеты сюда.
Желающие, могут добавить свои подсчеты сюда.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Росатом изготовил тепловыделяющие элементы для ядерного реактора космического корабля