NASA aicināja "agresīvi", lai attīstītu kosmosa kodolreaktorus ceļošanai uz Marsu

Anonim
NASA aicināja
NASA aicināja "agresīvi", lai attīstītu kosmosa kodolreaktorus ceļošanai uz Marsu

Attiecīgais apjoma ziņojums ir publicēts valstu zinātņu, inženierzinātņu un medicīnas akadēmiju portālā (NASEM). Drukātā kopija maksā 45 dolārus (aptuveni 3300 rubļu), un pēc reģistrācijas var lejupielādēt bezmaksas PDF failu. Publikācijā, vadošie eksperti Raķešu un kosmosa rūpniecības vada savu autoritatīvu viedokli par diviem galvenajiem jautājumiem: siltuma kodolenerģiju raķešu dzinēji (NTP, pagalmā) un atomelektrostacijas elektriskajiem darbinieces dzinējiem (NEP).

Abas šīs darbības vienā vai otrā veidā tika izstrādātas un pat iemiesotas "metāla", bet Marsa misijām tas nav pietiekami. Atgādināt, valsts aeronautikas un kosmosa kosmosa pētījumi (NASA) plāno izkraut cilvēkus uz sarkanās planētas ap 2039. gadu. Tas būs pirms izmēģinājuma lidojuma Marsa vai viņa pavadonis Fobos 2033. gadā. Šķiet, ka laiks tiek ļaunprātīgi izmantots, eksperti uzskata, ka, ja jums nav rīkoties, jums būs lidot uz ķīmiskās raķetes un stingri ierobežot misiju programmu. Viss ziņojums tiek pārņemts ar vienu domu: bez finansējuma palielināšanas un "agresīvā" attīstības tempu, kodolreaktori nepalīdzēs Marsa kolonizētājiem.

NASA aicināja
Kādi tikai kosmosa projekti ir atteikušies no Atomic laikmeta - saskaņā ar dažiem no tiem, mazie kodolieroču maksājumi bija pat vajadzēja apdraudēt kuģi. Attiecībā uz ilustrāciju ir parādīts viens no tiem, piemēram, orion. Viņš pat tika izstrādāts pietiekami daudz, un tiek uzskatīts par reālistisku / © Joe Bergeron

Mēs varētu domāt, ka NASA un pavadošās Amerikas departamenti vienkārši atkal mēģina pārliecinoši iegūt politiķus un sabiedrību, lai paplašinātu finansējumu. Zināmā mērā tas ir tik, bet, no otras puses, visi pieprasījumi ir diezgan pamatoti. Ja jūs abstrakts no viedokļa, "viņiem ir nepieciešams vairāk naudas", ziņojumā ir daudz noderīgu un saprātīgu pamatojumu. Īpaši interesanti ir izlasīt Raķešu un kosmosa rūpniecības ārvalstu speciālistu viedokli, ņemot vērā daudzu gadu episkā, attīstot kodolenerģijas kosmisko velkoņu Krievijā. Tātad, ziņojumā ir vairākas būtiskas grūtības attīstībā katra virziena.

Siltuma kodolieroči (pagalmā)

No vienkāršības viedokļa NTP dizains ir beznosacījumu līderis kosmosa kodoltehnoloģiju jomā. Faktiski tas ir regulārs termiskais raķešu dzinējs, kurā darba ķermenis (parasti ūdeņradis) nav ķīmiskas reakcijas ar oksidējošu vielu un plūst caur atomu reaktora aktīvo zonu. Visas iekārtas diagramma ir maldinoši primitīva: gāze no tvertnes ietilpst degvielas montāžā, uzsilst un paplašinās, un pēc tam ar milzīgu ātrumu beidzas no sprauslas. Šādas iekārtas pat pagājis testēšanu pagājušajā gadsimtā, un daži bija gatavi nodot ekspluatācijā. Bet nenāca apkārt.

NASA aicināja
Termiskā kodolieroču raķešu dzinēja ierīce (NTP, Yard) šķiet neticami vienkārša / © Wikimedia

Lai izveidotu spēcīgus, drošus un izturīgus pagalmus, jums ir nepieciešams, lai atrisinātu tikai vienu problēmu. Vai drīzāk izgudrojiet tādus materiālus, kas izturēs nepieciešamo temperatūru aktīvajā zonā. Parasti šādu dzinēju efektivitāte ir maksimāli, ja ūdeņradis tiek uzsildīts līdz 2700 grādiem Kelvin. Atkarībā no dizaina šī vērtība svārstās no 2,5 līdz trim tūkstošiem grādiem. Un šajā materiālu virzienā zinātnē, līdz šim nedzirdīgais: vai nu viena eksperimentāla attīstība, vai testa kļūmes.

Papildu galvassāpes pievieno šādu dzinēju testus - pagalmā jau ir gaidāms, ka 1960. gados kosmosa sacensības, tūkstošiem radioaktīvo gāzu emisijas atmosfērā šodien pilsoņi netiks ciest nekur. Tātad, un ar stendiem būs jānāk klajā ar kaut ko, lai veiktu testus tieši kosmosā.

Visbeidzot, joprojām ir problēma, lai uzglabātu ūdeņradi visā ceļojumā uz Marsu un atpakaļ. Šī gāze šķidrā stāvoklī izkliedēsies ar daudziem materiāliem un atstās tvertni caur mikroporiem sienu materiālā un pat ātri iztvaiko.

NASA aicināja
SPACECRAFT "Transporta un enerģijas moduļa" mākslas skice / © "Roscosmos"

Elektriskās raķešu dzinēju reaktori

Faktiski, NEP (kodolenerģijas piedziņas) ir tieši tā, ka darbuzņēmēji "Roskosmos" iet. Kodolreaktors, tāpat kā Zemē, vienkārši ražo enerģiju, un tas jau ir patērēts neticami efektīvas elektriskās raķešu dzinēju (EDD). Jā, šajā variantā vilces būs smieklīgi, bet to var atbalstīt vismaz visu ceļu - darba ķermenis tiek tērēts ļoti maz. Īpašs impulss, galvenais rādītājs efektivitātes reaktīvo dzinēju, ERD ir vienkārši pagarināts nekā ķīmisko "kolēģi".

Ar kodolreaktoriem telpā joprojām ir grūtāk. NASA un Krievijas inženieriem ir pieredze šādu enerģijas augu attīstībā un darbībā orbītā. Bet starpplanetārā ceļošanai viņu varai būs jāpaaugstina pāris lieluma pasūtījumi - no vienībām vai desmitiem kilovatu līdz megavatiem. Un tās ir pilnīgi jaunas grūtības ar dzesēšanas sistēmām, nodrošinot drošību un pārveidot siltumenerģiju elektroenerģijā.

NASA aicināja
Visizplatītākais kosmisko enerģijas iekārtu veids, kas balstīts uz dalīšanas materiāliem, ir radioizotopu termoelektriskie ģeneratori (RITEG, RITG). Viņi izmanto plutoniju-238, siltumu no tā samazinājuma tiek pārveidota par elektrību. To efektivitāte ir salīdzinoši zema, bet tā atmaksā augstu drošību un tehnoloģiju. Rygie tiek izmantots visās misijās uz saules sistēmas lieljaudas pagriezieniem, gandrīz visas ierīces milzu planētām un spēcīgai skalošanai. Fotogrāfijā - RiteG Snap-27, kas uzstādīts uz Mēness "Apollo-14" misijas apkalpe, lai pilnvarotu ilgtermiņa zinātnisko iekārtu komplektu / © NASA, Alan Shepard

Mazā savrupmāja ziņojumā ir jautājums par "virspusējiem" reaktoriem, tas ir, tie, kas baros bāzes uz Mēness vai Marsa, ja saules paneļi nav pietiekami. Nu, vai nepieciešamo jaudu, fotoelementu devēji ir vienkārši neiespējami braukt sakarā ar pārāk lieliem izmēriem. Šis virziens ir atzīts par prioritāti trīs iemeslu dēļ. Pirmkārt, Kilopower projekts jau ir pierādījis savu sniegumu, ko var samazināt. Tas ir kompakts kodolreaktors ar stirling dzinējiem ar elektrisko jaudu līdz 10 kilovatiem. Otrkārt, šādas iekārtas ir nepieciešamas Lunar programmai "ARTEMIS", kas tiks atvērts agrāk. Nu, un, treškārt, darbs pie "virsmas" reaktoriem netieši veicina NEP, jo to var apvienot daudzos veidos.

Preventīvie faktori

Jā, saskaņā ar amerikāņu speciālistiem, atomelektrostacijas - ja tas nav nepieciešams, tad ārkārtīgi vēlams MARTIAN misiju elements. Un argumenti par labu šim viedoklim ir ļoti spēcīgi. Vismaz astronautiem nav jāpakļauj lielām kosmiskās starojuma devām pusgadā: atomu telpu vilkšana spēj nokļūt uz Marsu pusotru vai divus mēnešus. Un tas samazina visu lidojuma laiku atpakaļ uz vairāk nekā smagu vai dod vairāk laika, lai strādātu pie sarkanās planētas virsmas.

NASA aicināja
Samazināts kodolreaktora "Topaz-1" modulis, ko izmanto "Space-1818" Aparatūrā / © Wikimedia

Bet pieredzes dēļ ir ļoti nepatīkamas nianses. Kodolreaktoru lietošanas vietā telpā var uzskatīt par Padomju Savienību. Tas ir arī absolūts reģistra turētājs attiecībā uz bīstamiem incidentiem ar satelītiem, kuriem bija ievērojams skaits radioaktīvo materiālu uz kuģa.

Traucējumu dēļ ar šādām PSRS ierīcēm, kaut arī muļķības, bet joprojām iemeta ļoti bagātinātu urāna-235 ziemeļu-rietumu Kanādas šķēles un Debesbraukšanas salu. Un daži tuvu Zemes orbītiem augstumā starp 760 un 860 kilometriem vairākus simtus gadus būs nevēlami uzņemt visus satelītus: tie ir metāla pilieni no dzesēšanas šķidruma no COSMOS-1818 diametra reaktora ar diametru līdz 30 milimetriem.

Ir viegli saprast, kāpēc visa attīstība šajā jomā iet tik lēni - tie ir pakļauti vēl stingrākām dizaina drošības prasībām nekā parasti raķešu un kosmosa nozarē. Un pat tad, ja visi teorētiskie un eksperimentālie dati liecina par kodolreaktoru uzticamību tālu lidojumiem, tas nav fakts, ka tie tiks plaši izmantoti. Mūsdienu sabiedrībā anti-masted noskaņas ir ārkārtīgi spēcīgas, lai doma par šādu enerģijas uzstādīšanu uz raķešu ir maz cilvēku, piemēram.

Avots: Naked Science

Lasīt vairāk