Het relevante volume-rapport wordt gepubliceerd op de portal van National Academies of Sciences, Engineering and Medicine (NASEM). Een gedrukte kopie kost 45 dollar (ongeveer 3300 roebel) en een gratis PDF-bestand kan worden gedownload na registratie. In de publicatie leiden toonaangevende deskundigen van de raket- en ruimteindustrie hun gezaghebbende mening over twee belangrijke kwesties: thermische kernracketmotoren (NTP, Yard) en kerncentrales voor elektrische bedieningsmotoren (NEP).
Beide activiteiten op de een of andere manier zijn uitgewerkt en zelfs belichaamd "in metaal", maar voor MARTIAN-missies is het niet genoeg. Recall, de National Aeronautics and Space Space Research (NASA) is van plan mensen op de rode planeet rond 2039 te landen. Dit gaat vooraf aan de bestuurde vlucht van Mars of zijn metgezel FOBO's in 2033. Het lijkt erop dat de tijd wordt misbruikt, maar deskundigen geloven dat als u geen actie onderneemt, u op chemische raketten moet vliegen en het missiesprogramma sterk beperken. Het gehele rapport is doordrongen door een gedachte: zonder een toename van de financiering en het "agressieve" tempo van ontwikkeling, helpt nucleaire reactoren de kolonisatoren van Mars niet.
We kunnen denken dat NASA en de bijbehorende Amerikaanse afdelingen eenvoudigweg proberen te overtuigen van politici en het publiek om financiering uit te breiden. Tot op zekere hoogte is het zo, maar aan de andere kant zijn alle verzoeken behoorlijk onderbouwd. Als je abstract vanuit het oogpunt, "hebben ze gewoon geld meer nodig", er zijn veel nuttige en redelijke redenering in het rapport. Het is vooral interessant om de mening van buitenlandse specialisten van de raket- en ruimteindustrie te lezen tegen de achtergrond van vele jaren episch met de ontwikkeling van een nucleaire kosmische sleepboot in Rusland. In het verslag zijn er in het verslag verschillende fundamentele moeilijkheden in de ontwikkeling van elk van de aanwijzingen.
Hitte nucleaire raketmotoren (werf)
Vanuit het oogpunt van de eenvoud is het NTP-ontwerp een onvoorwaardelijke leider in het bol van ruimtecleartechnologieën. In feite is het een regelmatige thermische raketmotor waarin het werklichaam (meestal waterstof) niet wordt verwarmd door een chemische reactie met een oxidatiemiddel en door de actieve zone van de atoomreactor stroomt. Het diagram van de gehele installatie is bedrieglijk primitief: gas uit de tank valt op het brandstofsamenstel, verwarmt op en breidt uit, en vervolgens verloopt met een enorme snelheid van het mondstuk. Dergelijke installaties hebben zelfs in de vorige eeuw gepasseerd en sommige waren klaar voor inbedrijfstelling. Maar kwam niet rond.
Om krachtige, veilige en duurzame yards te creëren, moet u het enige probleem oplossen. Of liever, dergelijke materialen die bestand zijn tegen de nodige temperaturen in de actieve zone. In de regel is de effectiviteit van dergelijke motoren maximaal wanneer waterstof wordt verwarmd tot 2700 graden Kelvin. Afhankelijk van het ontwerp varieert deze waarde tussen 2,5 en drieduizend graden. En in deze richting van Materials Science, tot nu toe dove: ofwel enkele experimentele ontwikkeling of testfouten.
Extra hoofdpijn voegt een kwestie van tests van dergelijke motoren toe - op de binnenplaats is al verre van verwacht door de ruimtevaartwedstrijd van de jaren zestig, de emissies van duizenden kubieke meter radioactieve gassen in de atmosfeer vandaag zullen de burgers overal niet lijden. Dus en met stands zullen iets moeten bedenken om tests rechtstreeks in de ruimte uit te voeren.
Ten slotte blijft er het probleem van het opslaan van waterstof tijdens de reis naar Mars en terug. Dit gas in vloeibare toestand diffundeert naar vele materialen en laat de tank door de microporiën in het materiaal van de muren en verdampt zelfs snel.
Reactoren voor elektrische raketmotoren
In feite is NEP (nucleaire aandrijving) precies de richting die de aannemers "Roskosmos" gaan. Een kernreactor, zoals op aarde, produceert eenvoudig energie, en het is al geconsumeerd ongelooflijk efficiënte elektrische raketmotoren (EDD). Ja, in deze variant, zal de stuwkracht belachelijk zijn, maar het kan ten minste helemaal worden ondersteund - het werklichaam wordt heel weinig doorgebracht. Een specifieke impuls, de hoofdmaatregel van de effectiviteit van straalmotoren, ERD wordt eenvoudig verlengd dan de chemische "collega's".
Met nucleaire reactoren in de ruimte is nog moeilijker. NASA en Russische ingenieurs hebben ervaring in de ontwikkeling en werking van dergelijke energiecentrales in een baan. Maar voor interplanetaire reizen, zal hun macht een aantal orders van grootte verhogen - van eenheden of tientallen kilowatt naar megawatt. En dit zijn volledig nieuwe moeilijkheden met koelsystemen, waarborgen van veiligheid en transformeren thermische energie in elektriciteit.
Een klein herenhuis in het verslag is de kwestie van "oppervlakkige" reactoren, dat wil zeggen, die die de basen op de maan of Mars zullen voeden, als zonnepanelen niet genoeg zijn. Nou, of voor de nodige macht, fotovoltaïsche transducers zijn gewoon onmogelijk om te rijden vanwege te grote afmetingen. Deze richting wordt om drie redenen erkend als een prioriteit. Ten eerste heeft het Kilopower-project zijn prestaties al bewezen, die kunnen worden geschaald. Dit is een compacte nucleaire reactor met Stirling-motoren met elektrische stroom tot 10 kilowatt. Ten tweede zijn dergelijke installaties nodig voor het Lunar-programma "Artemis", dat eerder ontvouwt. Nou, en, ten derde, werkzaamheden aan de "oppervlakte" reactoren is indirect gepromoot door het NEP, omdat het op veel manieren uniform kan worden.
Afschrikkende factoren
Ja, volgens Amerikaanse specialisten, kerncentrales - indien niet noodzakelijk, dan een uiterst wenselijk element van bemande Mars-missies. En de argumenten ten gunste van dit standpunt zijn erg sterk. Op zijn minst hoeven astronauten niet te worden onderworpen aan hoge doses kosmische straling gedurende een half jaar: het atomaire ruimte-slepen kan voor anderhalf of twee maanden mars gaan. En dit vermindert de tijd van de hele vlucht terug naar meer dan een severo of geeft meer tijd om aan het oppervlak van de rode planeet te werken.
Maar er zijn erg onaangename nuances vanwege ervaring. De leider in het gebruik van nucleaire reactoren in de ruimte kan worden beschouwd als de Sovjet-Unie. Het is ook een absolute recordhouder in termen van gevaarlijke incidenten met satellieten die een aanzienlijk aantal radioactieve materialen aan boord hadden.
Als gevolg van storingen met dergelijke apparaten van de USSR, zij het onzin, maar gooide ze nog steeds plakjes van zeer verrijkt uranium-235 Noord-West-Canada en het Ascension Island. En sommige in de buurt van de aarde op hoogten tussen 760 en 860 kilometer gedurende enkele honderden jaren zullen ongewenst zijn om daar de satellieten tegemoet te komen: het zijn metalen druppeltjes van het koelmiddel van de reactor van de Cosmos-1818 diameter met een diameter van maximaal 30 millimeter.
Het is gemakkelijk te begrijpen waarom alle ontwikkeling in dit gebied zo langzaam gaat - ze zijn onderworpen aan nog strengere ontwerpveiligheidseisen dan gewoonlijk in de raket- en ruimteindustrie. En zelfs als alle theoretische en experimentele gegevens de betrouwbaarheid van nucleaire reactoren voor verre vluchten tonen, is het geen feit dat ze massaal worden gebruikt. In de moderne samenleving zijn anti-masted-stemmingen extreem sterk, zodat de gedachte om een dergelijke energie-installatie op de raket weinig mensen te plaatsen.
Bron: Naked Science