Комментарии 66
Прям что-то совсем нереальное… Если эти технологии будут реализованы, то не только Марс покорится человечеству
Запас рабочего вещества (водорода) на борту — ограничен.
КБ «Арсенал» якобы прототип запускать собирается.
12 декабря. ИНТЕРФАКС — На космодроме Восточный планируется создать технический комплекс для запуска на орбиту модулей «ядерного буксира», сообщается в контракте, опубликованном на портале госзакупок.
В договоре между Роскосмосом и КБ «Арсенал» говорится, что на космодроме Восточный планируется построить «технический комплекс» для обслуживания модулей «ядерного буксира».
Планируется… У них и база на Луне к 2015 году планировалась.
Во первых, давно планируется. Первый полёт должен был состояться ещё в 2018…
Во вторых, межорбитальный буксир планируется с ЯЭДУ, ядерной электроракетной двигательной установкой, где реактор вырабатывает электричество, а в качестве двигателей используются стационарные плазменные двигатели СПД. В статье речь о термическом ядерном двигателе, в котором в реакоре напрямую греется рабочее тело (жидкий водород).
В третьих, есть проблема с капельным радиатором, а с пластинчатым радиатором буксир малоэффективен.
Во вторых, межорбитальный буксир планируется с ЯЭДУ, ядерной электроракетной двигательной установкой, где реактор вырабатывает электричество, а в качестве двигателей используются стационарные плазменные двигатели СПД. В статье речь о термическом ядерном двигателе, в котором в реакоре напрямую греется рабочее тело (жидкий водород).
В третьих, есть проблема с капельным радиатором, а с пластинчатым радиатором буксир малоэффективен.
Для запуска РД-0410/NERVA необходима большая политическая воля, которой я не ожидаю ближайшие лет 40. Запуск ЯЭДУ это будет маленький шаг в этом направлении. Особенно если проект продемонстрирует политически успешные результаты.
Для запуска РД-0410/NERVA необходима большая политическая воляСогласен. Но здесь говорят о новом поколении термических ЯРД. Если удастся добиться их длительной работы и надёжных повторных запусков, то это возможно.
ЭЯРД на ЯРД не повлияет никак. А вот Старшип может повлиять на все снижением стоимости на доступ на орбиту.
Условные избиратели и журналисты не отличают ЯРД от ЭЯРД. Слово «ядерный» пугает их. Желающих спекулировать на любой теме полно. К ЭЯРД обществу будет проще привыкнуть как менее «опасному».
Таких не берут в космонавты. Эти реакторы будут работать не на Земле и запускаться на орбитах, не ниже 800 км, а на орбиту будут выводиться незапущенными, с комплексом мер, обеспечивающих достаточную безопасность. Это не «Буревестник» — летающий над головой Чернобыль.
Об комплексе мер избиратель не знает — ему это всё надо донести через СМИ.
А для Буревестника «чернобыль» плюс — это его функционал.
А для Буревестника «чернобыль» плюс — это его функционал.
На счёт «плюса» для Буревестника это вряд ли. В результате баражировать он может только над своей территорией, потому, что посадка такой системы это готовая «грязная бомба». Предполагаю, что в случае запуска «Буревестника» его собьют над нейтральными водами, вдали от берега, не дожидаясь, когда он встанет на боевой курс.
Неизвестно куда он полетит — его преимуществом называют полет не по кратчайшей траектории.
Зато вполне известно, как он летит в реальном времени — спутники радиолокационной разведки и контроля за ракетными пусками его отследят без проблем. Поэтому, повторю, его, скорее всего, собьют, как только он полетит над нейтральной малонаселённой территорией. Просто потому, что его невозможно посадить успешно, его полёт и посадка прямо попадают под определение радиационной аварии.
Сложно судить о возможностях секретной техники. Специалисты лучше знают возможности противника и своей техники.
Тем не менее известно, что Буревесник сделан специально для того, чтобы летать длительное время. А так же известно о том, что для противодействия крылатым и гиперзвуковым ракетам американцы модернизируют сви системы слежения за ракетными пусками.
В третьих, есть проблема с капельным радиатором, а с пластинчатым радиатором буксир малоэффективен.
В ТЭМ уже отказались от капельного радиатора, в пользу обычного, но с волшебным напылением из нанотрубок, увеличивающем площадь поверхности и степень излучения.
удал.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
С водородом получается выше скорость истечения.
но ниже тяга при прочих равных
Тем не менее скорость истечения (и удельный импульс (УИ) как следствие имеют важнейшее значение. Когда вы уже находитесь на орбите тяга не так важна, тем более, что тяга у теплового ЯРД (NTP) уступает только химическим ЖРД.
Нет, так просто оно не работает.
Для начала рассмотрите простейший линейный случай без гравитации, когда нужно преодолеть 100 единиц расстояния, при этом у вас запас дельты-вэ 10 ед/с. И два варианта двигателя на выбор — первый «импульсный» сразу разгоняет до 5 ед/с, потом корабль летит по инерции, и в самом конце тормозной импульс ещё на 5. Либо же непрерывно работающий двигатель малой тяги, который работает постоянно и к середине пути как раз набирает 5 ед/с скорости, после чего переходит к торможению. Второй вариант оказывается в два раза дольше при той же дельте-вэ.
И дальше это накладывается на орбитальную механику с её нелогичностями. Например, с экватора на окололунную орбиту лететь, в зависимости от дельты-вэ: 11,0 км/с — 1-2 года, 11,1 км/с — 4 суток, 11,6 км/с — 1 сутки. Во втором и третьем случае, двигатель с малой тягой очевидно непригоден, каким бы УИ он не обладал. Он просто долго будет набирать эту дельту-вэ…
Для начала рассмотрите простейший линейный случай без гравитации, когда нужно преодолеть 100 единиц расстояния, при этом у вас запас дельты-вэ 10 ед/с. И два варианта двигателя на выбор — первый «импульсный» сразу разгоняет до 5 ед/с, потом корабль летит по инерции, и в самом конце тормозной импульс ещё на 5. Либо же непрерывно работающий двигатель малой тяги, который работает постоянно и к середине пути как раз набирает 5 ед/с скорости, после чего переходит к торможению. Второй вариант оказывается в два раза дольше при той же дельте-вэ.
И дальше это накладывается на орбитальную механику с её нелогичностями. Например, с экватора на окололунную орбиту лететь, в зависимости от дельты-вэ: 11,0 км/с — 1-2 года, 11,1 км/с — 4 суток, 11,6 км/с — 1 сутки. Во втором и третьем случае, двигатель с малой тягой очевидно непригоден, каким бы УИ он не обладал. Он просто долго будет набирать эту дельту-вэ…
Пишут, что в планах к 2027 сделать модель в масштабе 1 к 2, а полноразмерную успеть к миссии на Марс в 2035. А еще, что теоретически реакция синтеза может быть еще эффективней для такого двигателя, но
It could not be ready for Mars missions in the late 2030sЧто звучит немного как анекдот, для тех кто в теме:)
А интересно, перезаправлять такие двигатели можно?
В смысле? Ядерным топливом или рабочим телом (жидким водородом)?
Насчёт топлива — не знаю, но есть т.н. «капсульные реакторы» которые заправляются один раз. После того, как они выработали ресурс, реактор захоранивают или перерабатывают.
Пополнить запас рабочего тела, в принципе, можно. Но на рисунке экспедиционный комплекс из проекта марсианской экспедиции НАСА, пополнять запас рабочего тела на околомарсианской орбите не планировалось. И такой комплекс был предназначен только для одной миссии, туда и обратно, после чего его планировали бросить на гелиоцентрической орбите.
Насчёт топлива — не знаю, но есть т.н. «капсульные реакторы» которые заправляются один раз. После того, как они выработали ресурс, реактор захоранивают или перерабатывают.
Пополнить запас рабочего тела, в принципе, можно. Но на рисунке экспедиционный комплекс из проекта марсианской экспедиции НАСА, пополнять запас рабочего тела на околомарсианской орбите не планировалось. И такой комплекс был предназначен только для одной миссии, туда и обратно, после чего его планировали бросить на гелиоцентрической орбите.
И США, и СССР создали работающие прототипы ядерных двигателей по описанному принципу. Всё упёрлось в политические риски на случай аварии, насколько понимаю, потому и свернули.
Нет, риски были не только политические. В пятидесятых-шестидесятых не удалось создать ядерного двигателя, который мог бы эффективно и надёжно работать. Точнее, ядерный двигатель получался одноразовым, его можно было запустить, заглушить, и, максимум, использовать как источник энергии. При повторном в режим тяги запуске реактор, с большой вероятностью, разрушался. Не удалось тогда разработать топливо и материалы, способные надёжно работать в условиях ЯРД.
Кроме того, ЯРД того времени использовали высокообогащённый уран.
Кроме того, ЯРД того времени использовали высокообогащённый уран.
Более того, при выключении или исчерпан и водорода двигатель продолжит греться из-за остаточной радиации продуктов распада и разрушится сам после однократно го использования
В общем, я согласен, хотя ценой расхода на охлаждение жидкого водорода заглушить двигатель и использовать его для производства электроэнергии удавалось.
Тогда нужны ещё
- Запас рабочего тела для замкнутого цикла
- Турбина
- Компрессор
- Радиатор
И прочие масс пенальти. И идея уже становится не такой привлекательной
Разумеется, нужны. Но если вы так или иначе уже привезли, скажем, на орбиту Юпитера (или Плутона) атомный реактор, то превращение его в мощный источник электрической и тепловой энергии перевешивает множество недостатков.
Все бы ничего, но остаточной тепловыделение дебютирует с 6,6% от номинальной мощности. Если номинальная тепловая мощность средненького ТФЯРД 100-200 МВт, то сразу после выключения надо рассеивать несколько МВт паразитного тепла. Радиатор для этого будет неприлично большим. А ещё теплопроводность радиатора не масштабируется. Большой радиатор — большие проблемы
Всё так, и это огромная проблема для ЯЭРД.
Но у ЯРД есть козырь в рукаве — запас криогенного рабочего тела. Поэтому я и написал в самом начале «ценой расхода на охлаждение жидкого водорода заглушить двигатель».
Но у ЯРД есть козырь в рукаве — запас криогенного рабочего тела. Поэтому я и написал в самом начале «ценой расхода на охлаждение жидкого водорода заглушить двигатель».
В принципе разгон можно удлинить на сутки, сохраняя ту же температуру рабочего тела на выходе, меняя его расход с 0,066 до 0,005 от номинального после глушения реактора. После этого (через сутки, когда мощность станет меньше 0,005 от номинальной) можно попробовать справиться радиаторами.
Ну, типа того. На какой-то мощности перейти к производству электроэнергии.
Для ядерного двигателя межпланетного корабля важно, чтобы реактор многократно выдерживал такие переходы, поэтому снижение температуры активной зоны может быть и оправдано.
Для ядерного двигателя межпланетного корабля важно, чтобы реактор многократно выдерживал такие переходы, поэтому снижение температуры активной зоны может быть и оправдано.
Интересно прикинуть, какая доля рабочего тела потребуется, чтобы сутки охлаждать реактор. Для этого нужно взять интеграл функции остаточного тепловыделение на промежутке от 0 до 1 сут. Должно быть в районе расхода на номинале за минуты-часы. Если грубо прикинуть среднюю остаточную мощность в первые сутки 1%, то это будет эквивалентно расходу на номинальной мощности за 14-15 мин. Вроде не так много получается
Возможно ещё меньше, если заранее снизить мощность реактора до минимума и меньше, заглушив реактор и используя тепловыделение короткоживущих изотопов, сохраняя температуру активной зоны почти рабочей. Возможно, при этом нужно перекрыть основное сопло и выпускать рабочеетело через маневровые, малого диаметра.
…для нагрева жидкого водорода примерно до 2430 ° C, что примерно в восемь раз превышает температуру активной зоны ядерных электростанций.
[sarcasm]И примерно в минус девять раз превышает температуру абсолютного нуля.[/sarcasm]
>Это может обеспечить вдвое большую тягу на массу топлива по сравнению с химической ракетой
Всего?
Т.е. удельный импульс не 350м/с, а 700 м/с?
Импульс не обманешь, это всего в два раза сокращает запас рабочего тела на борту.
А смысл?
Рабочий вариант ионного двигателя уже дает больше 1 км/с (зонд Dawn, который летал в пояс астероидов).
Всего?
Т.е. удельный импульс не 350м/с, а 700 м/с?
Импульс не обманешь, это всего в два раза сокращает запас рабочего тела на борту.
А смысл?
Рабочий вариант ионного двигателя уже дает больше 1 км/с (зонд Dawn, который летал в пояс астероидов).
В целом ага, только вы удельный импульс с удельной тягой попутали. Если числа таких порядков, то это удельная тяга, в секундах.
Рабочий вариант ионного двигателя уже дает больше 1 км/с (зонд Dawn, который летал в пояс астероидов).Проблема в необходимости мощного источника энергии для ионного двигателя, из-за нескольких преобразований энергии ионный двигатель имеет низкий КПД. В результате тяга у ионного двигателя очень невелика.
Для тяжёлых межпланетных кораблей к Луне и Марсу тепловой ядерный двигатель может быть очень интересен.
В шестидесятых над ЯРД работали и у нас, и в Штатах. Но никому не удалось создать ЯРД, способный длительно работать, запускаться и останавливаться несколько раз. Как максимум — запуск, выключение режима тяги, и некоторый срок работы в качестве источника энергии. И, да, помнится, использовался высокообогащённый оружейный уран.
В принципе, если такой двигатель реально удастся сделать, то Старшип станет шаттлом орбита-поверхность, а на межпланетных трассах будут летать корабли орбитального базирования.
В принципе, если такой двигатель реально удастся сделать, то Старшип станет шаттлом орбита-поверхность, а на межпланетных трассах будут летать корабли орбитального базирования.
Что-то сильно меня смущает. Во первых оружейный уран с точки зрения химфизики ничем не отличается от низкообогащенного, во вторых очень странна идея просто термического нагрева, почему не плазма? В третьих действительно ионный двигатель имеет намного более большой удельный импульс, да, удельная тяга мала, но зато он может работать все время полета, сначала на разгон, потом на торможение, и время полета почти наверняка будет меньше. Да и реактор судя по тому что он на оружейном уране (а почему кстати не на плутонии?) явно на быстрых нейтронах и замедлитель ему не нужен. В общем, что то сильно не то.
Для ЯЭРД существует проблема охлаждения высокотемпературного реактора в космосе, потеря вакуумной жидкости на высоких температурах может превышать расход рабочего тела, а низкотемпературные реакторы сами по себе большие и тяжёлые.
Да и реактор судя по тому что он на оружейном уране (а почему кстати не на плутонии?) явно на быстрых нейтронах и замедлитель ему не нужен.Мне ответ (по крайней мере сейчас) не известен. Об этом, возможно, написано в статьях-первоисточниках. И, да — по крайней мере один из предлагаемых ЯРД на коммерческом (не на высокообогащённом) уране и медленных нейтронах.
2600 K — это шаг назад, по сравнению с проектами предыдущих десятилетий, таких как РД 0410 (3000 К) или LPNTR (3600 K). Удельный импульс будет всего 700-800 с, хотя есть продвинутые проекты, такие как MITEE, позволяющие достичь УИ до 1800 с.
Что бы написать, что на химии на Марс можно лететь только в один конец, а для полета с возвратом необходим ЯРД, нужно либо либо обладать нехилой наглостью, либо проспать чуть ли не с восьмидесятых.
Я тоже так могу — можно отправить людей и вернуть на химии, а на ЯРД нельзя, потому что водород за месяцы полета выкипит и к Марсу корабль прилетит с пустыми или лопнувшими баками. Шах и мат! А если предположить в добавок к ЯРД достаточно мощную и эффективную систему охлаждения топлива, то уже нельзя рассуждать о сложностях наработки топлива прямо на Марсе. Тем более что стоило произнести словосочетание «длительное хранение водорода» как автоматом можно вспомнить оригинальную схему Зубрина, предполагавшую производство топлива с использованием привозного водорода, в которой не требовалось ничего копать и добывать, а из местных ресурсов было достаточно CO2 из атмосферы.
Я тоже так могу — можно отправить людей и вернуть на химии, а на ЯРД нельзя, потому что водород за месяцы полета выкипит и к Марсу корабль прилетит с пустыми или лопнувшими баками. Шах и мат! А если предположить в добавок к ЯРД достаточно мощную и эффективную систему охлаждения топлива, то уже нельзя рассуждать о сложностях наработки топлива прямо на Марсе. Тем более что стоило произнести словосочетание «длительное хранение водорода» как автоматом можно вспомнить оригинальную схему Зубрина, предполагавшую производство топлива с использованием привозного водорода, в которой не требовалось ничего копать и добывать, а из местных ресурсов было достаточно CO2 из атмосферы.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Прилетает корабль на водород-кислородных движках к Марсу, ну как прилетает — на подлете к планете отстыковывается шаттл и уходит на поверхность, корабль совершает гравиманевр и уходит к Церере, прилетев туда десантирует роботов для добычи льда из криовулкана Ахуна, далее подьем сырья на борт, переработка, ожижение, уход к Марсу, стыковка с шаттлом, разгон и уход на орбиту Луны, там отстыковка шаттла, до Земли он дочапает сам. Здесь в этой конструкции должен быть некий энергоузел. Что-то комбинированное из топливных элементов и солнечных батарей.
Длительное хранение водорода вызывает определенные сомнения.
Второе узкое место — реактор не получится заглушить. Обычно минусами считается невозможность повторного включения, из-за чего в общем и возник соблазн перехода на метан. Разовые включения, как и постоянная работа, приводит к определенным усложнениям траектории. Ну, а в последнем случае все равно для регулирования тяги придется (раз уж не заглушить реактор) отводить избыточное тепло — причем для запаса тяги как в минус, так и в плюс, отвод должен быть даже в стандартном состоянии.
И тут снова получаем проблему радиатора в космосе. Причем в сравнении с ЯРД малой тяги возможности радиатора должны быть видимо даже выше.
Второе узкое место — реактор не получится заглушить. Обычно минусами считается невозможность повторного включения, из-за чего в общем и возник соблазн перехода на метан. Разовые включения, как и постоянная работа, приводит к определенным усложнениям траектории. Ну, а в последнем случае все равно для регулирования тяги придется (раз уж не заглушить реактор) отводить избыточное тепло — причем для запаса тяги как в минус, так и в плюс, отвод должен быть даже в стандартном состоянии.
И тут снова получаем проблему радиатора в космосе. Причем в сравнении с ЯРД малой тяги возможности радиатора должны быть видимо даже выше.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Отправляемся на реактивном двигателе в межпланетное путешествие