NASA kallaði á "aggressively" til að þróa pláss kjarnorkuvopna til að ferðast til Mars

Anonim
NASA kallaði á
NASA kallaði á "aggressively" til að þróa pláss kjarnorkuvopna til að ferðast til Mars

Viðkomandi rúmmálsskýrsla er birt á gáttinni í innlendum fræðasviðum, verkfræði og læknisfræði (NASEM). Prentað afrit kostar 45 dollara (um 3300 rúblur) og hægt er að hlaða niður ókeypis PDF-skrá eftir skráningu. Í útgáfu, leiðandi sérfræðingar á eldflaugar og geimnum leiða opinbera álit sitt á tveimur helstu málum: hitauppstreymi kjarnorkuvélar (NTP, garð) og kjarnorkuver fyrir raforkuvélar (NEP).

Báðar þessar aðgerðir á einum eða öðrum hætti voru unnin út og jafnvel felast í "í málmi", en fyrir martian verkefni er það ekki nóg. Muna, National Aeronautics and Space Research (NASA) ætlar að landa fólk á Red Planet um 2039. Þetta mun liggja fyrir flugmanni Mars eða fobos fobos hans árið 2033. Það virðist sem tíminn er misnotaður, hins vegar telja sérfræðingar að ef þú tekur ekki til aðgerða verður þú að fljúga á efnafræðilegum eldflaugum og takmarka sterklega verkefnið. Allt skýrslan er gegndregin með einum hugsun: án aukningar á fjármögnuninni og "árásargjarn" hraða þróunarinnar, munu kjarnorkuvopnin ekki hjálpa colonizers Mars.

NASA kallaði á
Hvaða aðeins plássverkefni hafa gefið upp atómmatið - samkvæmt sumum þeirra voru lítil kjarnorku gjöld jafnvel að grafa undan skipinu. Á myndinni er sýnd einn af þeim slíkum Orion. Hann var jafnvel unnið nógu út og er talinn raunhæft / © Joe Bergeron

Við gætum hugsað að NASA og meðfylgjandi bandarískir deildir séu einfaldlega enn einu sinni að reyna að sannfæra stjórnmálamenn og almennings til að auka fjármögnun. Að einhverju leyti er það svo, en hins vegar eru allar beiðnir alveg rökstuddar. Ef þú abstrakt frá sjónarhóli, "þurfa þeir bara peninga meira", það eru margar gagnlegar og sanngjarnar rökhugsanir í skýrslunni. Það er sérstaklega áhugavert að lesa álit erlendra sérfræðinga í eldflaugar og geimnum gegn bakgrunni margra ára Epic með þróun kjarnorkuvopna í Rússlandi. Svo, í skýrslunni eru nokkur grundvallarvandamál í þróun hvers kyns.

Hiti kjarnorku eldflaugar (garð)

Frá sjónarhóli einfaldleika er NTP hönnunin skilyrðislaus leiðtogi á sviði kjarnorkutækni. Í raun er það venjulegt hitauppstreymi eldflaugarvél þar sem vinnandi líkaminn (venjulega vetni) er hituð ekki með efnahvörfum með oxandi efni og flæðir í gegnum virku svæði atómklefa. Skýringin á öllu uppsetningunni er sviksamlega frumstæð: gas frá tankinum fellur á eldsneytissamstæðu, hitar upp og stækkar, og þá með miklum hraða rennur út úr stúturnum. Slíkar innsetningar fór jafnvel prófanir á síðustu öld, og sumir voru tilbúnir til notkunar. En kom ekki í kring.

NASA kallaði á
The Thermal Nuclear Rocket Engine Tæki (NTP, Yard) virðist ótrúlega einfalt / © Wikimedia

Til að búa til öflugt, öruggt og varanlegt metra, þarftu að leysa eina vandamálið. Eða frekar, finna slík efni sem standast nauðsynlega hitastig í virku svæði. Að jafnaði er skilvirkni slíkra hreyfla hámark þegar vetni er hituð að 2700 gráður Kelvin. Það fer eftir hönnuninni, þetta gildi breytilegt á milli 2,5 og þrjú þúsund gráður. Og í þessari átt efni vísinda, svo langt heyrnarlaus: annaðhvort einn tilraunaþróun, eða prófunarbrestur.

Viðbótarupplýsingar höfuðverkur bætir við spurningum um prófanir á slíkum vélum - á garðinum er nú þegar langt frá því að búast við geimskipinu á sjöunda áratugnum, losun þúsunda rúmmetra geislavirkra lofttegunda í andrúmsloftið í dag borgarar munu ekki þjást hvar sem er. Svo og með stendur verður að koma upp með eitthvað til að framkvæma próf beint í geimnum.

Að lokum er það vandamálið við að geyma vetni í gegnum ferðina til Mars og til baka. Þetta gas í fljótandi ástandi dreifir mörgum efnum og mun láta tankinn fara í gegnum micropores í efninu á veggjum, og jafnvel fljótt gufar upp.

NASA kallaði á
Art skissa á geimfarinu "Transport and Energy Module" / © "Roscosmos"

Reactors fyrir rafmagns eldflaugar vélar

Reyndar er NEP (kjarnorkuvopn) nákvæmlega þá átt sem verktakarnir "Roskosmos" fara. Nuclear reactor, eins og á jörðinni, framleiðir einfaldlega orku, og það er þegar neytt ótrúlega duglegur rafmagns eldflaugar vélar (EDD). Já, í þessari afbrigði verður lagið að vera fáránlegt, en það er hægt að styðja að minnsta kosti alla leið - vinnandi líkaminn er eytt mjög lítið. Sérstakur hvati, aðal mælikvarði á skilvirkni þotavélar, ERD er einfaldlega framlengdur en efna "samstarfsmenn".

Með kjarnorkuvopnum er enn erfiðara. NASA og rússneska verkfræðingar hafa reynslu af þróun og rekstri slíkra orkulína í sporbrautum. En fyrir interplanetary ferðast, munur þeirra þurfa að hækka nokkrar stærðargráðu - frá einingum eða tugum kilowatt til Megawatts. Og þetta eru algjörlega nýjar erfiðleikar við kælikerfi, tryggja öryggi og umbreyta hitauppstreymi í raforku.

NASA kallaði á
Algengasta tegund Cosmic Energy Uppsetning byggt á skiptis efni er Radioisotope hitameðferð rafala (Riteeg, RTG). Þeir nota Plutonium-238, hita frá rotnun sem er umbreytt í rafmagn. Skilvirkni þeirra er tiltölulega lág, en það greiðir mikið öryggi og tæknilega. Rygie er notað í öllum verkefnum til langvarandi snýr sólkerfisins, næstum öll tæki til risastórra plána og öfluga skola. Í myndinni - Riteeg Snap-27, sem settist á tunglinu The Crew of the "Apollo-14" verkefni til að knýja sett af langtíma vísindalegum búnaði / © NASA, Alan Shepard

Smá höfðingjasetur í skýrslunni er spurningin um "yfirborðsleg" reactors, það er, þeir sem vilja fæða bækurnar á tunglinu eða Mars, ef sólarplötur eru ekki nóg. Jæja, eða fyrir nauðsynlegan kraft, eru photovoltaic transducers einfaldlega ómögulegt að ríða vegna of stórar stærðir. Þessi stefna er færð sem forgangsverkefni af þremur ástæðum. Í fyrsta lagi hefur Kilopower verkefnið þegar sýnt frammistöðu sína, sem hægt er að minnka. Þetta er samningur kjarnakljúfur með sölutrandi vélum með raforku allt að 10 kilowatt. Í öðru lagi eru slíkar innsetningar nauðsynlegar fyrir Lunar forritið "Artemis", sem mun þróast fyrr. Jæja, og í þriðja lagi, vinna á "yfirborði" reactors er óbeint kynnt af NEP, þar sem það getur verið sameinað á margan hátt.

Fyrirbyggjandi þættir

Já, samkvæmt bandarískum sérfræðingum, kjarnorkuverum - ef ekki nauðsynlegt, þá er mjög æskilegt að þáttur í Manned Martian verkefnum. Og rökin í þágu þessa sjónarmiða eru mjög sterkar. Að minnsta kosti geimfarar þurfa ekki að verða háir skammtar af kosmískri geislun í hálft ár: The Atomic Space Towing er hægt að komast til Mars í eitt og hálft eða tvo mánuði. Og þetta dregur úr tíma allra flugsins aftur til meira en severo eða gefur meiri tíma til að vinna á yfirborði rauða plánetunnar.

NASA kallaði á
Minni eining kjarnorkuvopna "TOPAZ-1" sem notað er í "rúm-1818" tækinu / © Wikimedia

En það eru mjög óþægilegar blæbrigði vegna reynslu. Leiðtogi í notkun kjarnakljúfa í geimnum er talið vera Sovétríkin. Það er einnig alger skráahafi hvað varðar hættulegar atvik með gervihnöttum sem höfðu talsvert fjölda geislavirkra efna um borð.

Sem afleiðing af bilunum með slíkum tækjum í Sovétríkjunum, þó bull, en enn kastaði sneiðar af mjög auðgaðri úran-235 North-West Kanada og Ascension Island. Og sumir jarðskjálftar í hæð á milli 760 og 860 km í nokkur hundruð ár verða óæskileg til að mæta öllum gervihnöttum þar: þau eru málm dropar af kælivökva frá COSMOS-1818 þvermál reactor með þvermál allt að 30 mm.

Það er auðvelt að skilja hvers vegna allur þróun á þessu sviði fara svo hægt - þau eru undir sterkari hönnun öryggiskröfur en venjulega í eldflaugar og geimnum. Og jafnvel þótt allar fræðilegar og tilraunaupplýsingar sýna áreiðanleika kjarnakljúfa fyrir fjarlæga flug, er það ekki staðreynd að þau verða mikið notuð. Í nútíma samfélagi eru andstæðingur-masted skapi mjög sterk, þannig að hugsunin um að setja slíka orku uppsetningu á eldflaugarinn er fáir eins og.

Heimild: Naked Science

Lestu meira