Съответният доклад за обема се публикува на портала на националните академии на науките, инженерството и медицината (NASEM). Отпечатаното копие струва 45 долара (около 3300 рубли), а безплатният PDF файл може да бъде изтеглен след регистрация. В публикацията водещи експерти на ракетата и космическата индустрия водят своето авторитетно становище по два ключови въпроса: термични ядрени ракетни двигатели (NTP, двор) и атомни електроцентрали за електрическите операционни двигатели (NEP).
И двете дейности по един или друг начин са разработени и дори въплътени "в метал", но за марсиански мисии не е достатъчно. Спомнете си, Националните изследвания на аеронавтиката и космическото пространство (НАСА) планират да приземват хората на червената планета около 2039 година. Това ще предшества пилотирания полет на Марс или неговия спътник Fobos през 2033 година. Изглежда, че времето е злоупотребено, обаче, експерти смятат, че ако не предприемете действия, ще трябва да летите върху химически ракети и силно ограничете програмата за мисии. Целият доклад е проникнат от една мисъл: без увеличаване на финансирането и "агресивния" темп на развитие, ядрените реактори няма да помогнат на колонизаторите на Марс.
Може би си мислим, че НАСА и придружаващите американски ведомства просто се опитват да убедят политиците и обществеността да разширят финансирането. До известна степен е така, но, от друга страна, всички искания са доста обосновани. Ако абстрактен от гледна точка, "те просто се нуждаят от пари повече", има много полезни и разумни разсъждения в доклада. Особено интересно е да прочетете мнението на чуждестранните специалисти на ракетата и космическата индустрия на фона на многогодишни епични, с развитието на ядрения космически влекач в Русия. Така в доклада има няколко основни трудности при развитието на всяка от посоките.
Грешки ядрени ракети (двор)
От гледна точка на простотата, NTP дизайнът е безусловен лидер в сферата на космическите ядрени технологии. В действителност, той е редовен термичен ракетен двигател, в който работното тяло (обикновено водород) се загрява не чрез химическа реакция с окисляващ агент и преминава през активната зона на атомния реактор. Диаграмата на цялата инсталация е измамно примитивна: газ от резервоара пада върху горивния комплект, загрява и се разширява и след това с огромна скорост изтича от дюзата. Такива инсталации дори преминаха тестването през миналия век, а някои бяха готови за въвеждане в експлоатация. Но не дойде.
За да създадете мощни, безопасни и трайни дворове, трябва да решите единствения един проблем. Или по-скоро да измислят такива материали, които ще издържат на необходимите температури в активната зона. Като правило, ефективността на такива двигатели е максимална, когато водородът се загрява до 2700 градуса келвин. В зависимост от дизайна, тази стойност варира между 2.5 и три хиляди градуса. И в тази посока на науката за материалите, досега глухи: или единично експериментално развитие, или тестови неуспехи.
Допълнителното главоболие добавя въпрос на тестове на такива двигатели - на двора вече далеч не се очаква от космическата надпревара от 60-те години, емисиите на хиляди кубични метра радиоактивни газове в атмосферата днес гражданите няма да страдат никъде. Така и със стойки ще трябва да измисли нещо, което да провежда тестове директно в пространството.
И накрая, остава проблемът за съхраняване на водород по време на пътуването до Марс и обратно. Този газ в течно състояние дифузира за много материали и ще остави резервоара през микропорите в материала на стените и дори бързо се изпарява.
Реактори за електрически ракетни двигатели
Всъщност, Nep (ядрено електрическо задвижване) е точно посоката, която изпълнява "Роскосмос". Ядрен реактор, както на земята, просто произвежда енергия и вече е консумирана невероятно ефективни електрически ракетни двигатели (EDD). Да, в този вариант, тягата ще бъде смешна, но може да бъде подкрепена поне по целия път - работното тяло е прекарано много малко. Специфичен импулс, основната мярка за ефективността на реактивните двигатели, ERD просто се разширява от химическите "колеги".
С ядрените реактори в пространството все още е по-трудно. НАСА и руските инженери имат опит в развитието и функционирането на такива енергийни инсталации в орбита. Но за междупланетно пътуване, тяхната сила ще трябва да вдигне няколко порядъка - от единици или десетки киловат до мегавата. И това са напълно нови трудности с охладителните системи, осигуряващи безопасността и трансформират топлинната енергия в електричество.
Малко имение в доклада е въпросът за "повърхностни" реактори, т.е. тези, които ще хранят основите на Луната или Марс, ако слънчевите панели не са достатъчни. Е, или за необходимата сила, фотоволтаичните преобразуватели са просто невъзможни да се вози поради твърде големи размери. Тази посока се признава като приоритет по три причини. Първо, проектът на Kilopower вече е доказал своето изпълнение, което може да бъде мащабирано. Това е компактен ядрен реактор с двигатели с електрическа енергия до 10 киловат. Второ, такива инсталации са необходими за лунната програма "Артемида", която ще се разгъне по-рано. Е, и трето, работата по "повърхностните" реактори се повишава непряко от NEP, тъй като тя може да бъде обединена по много начини.
Възпиращи фактори
Да, според американски специалисти, атомни електроцентрали - ако не е необходимо, тогава изключително желателен елемент от мисиите на марсиан. А аргументите в полза на тази гледна точка са много силни. Най-малко астронавтите не трябва да бъдат подлагани на високи дози космически радиация в продължение на половин година: атомното пространство може да стигне до Марс за една и половина или два месеца. И това намалява времето на целия полет обратно към повече от Северо, или дава повече време да работи по повърхността на червената планета.
Но има много неприятни нюанси поради опита. Лидерът в използването на ядрени реактори в пространството може да се счита за съветския съюз. Също така е абсолютен държач от гледна точка на опасни инциденти със сателити, които са имали значителен брой радиоактивни материали на борда.
В резултат на неизправности с такива устройства на СССР, макар и глупости, но все още хвърляха филийки високо обогатен уран-235 Северозападна Канада и остров Възнесение. И някои близки орбити на височина между 760 и 860 километра за няколкостотин години ще бъдат нежелани за настаняване на всички сателити: те са метални капчици на охлаждащата течност от реактора на космоса-1818 с диаметър до 30 милиметра.
Лесно е да се разбере защо цялото развитие в тази област отиват толкова бавно - те подлежат на още по-строги изисквания за безопасност на дизайна, отколкото обикновено в ракетата и космическата индустрия. И дори ако всички теоретични и експериментални данни показват надеждността на ядрените реактори за далечни полети, не е факт, че те ще бъдат управлявани масово. В съвременното общество против мастидните настроения са изключително силни, така че мисълта за поставяне на такава енергийна инсталация на ракетата е малко хора.
Източник: гола наука