Odpowiedni raport wolumenu jest publikowany na portalowi krajowych akademii nauk, inżynierii i medycyny (Nasem). Wydrukowana kopia kosztuje 45 dolarów (około 3300 rubli), a bezpłatny plik PDF można pobrać po rejestracji. W publikacji wiodący eksperci przemysłu rakietowego i kosmicznego prowadzą swoją autorytatywną opinię na temat dwóch kluczowych problemów: termicznych silników rakietowych jądrowych (NTP, stocznia) i elektrownie jądrowe do elektrycznych silników operacyjnych (NEP).
Oba te działania w taki czy inny sposób opracowali, a nawet ucieleśnił "w metalu", ale dla misji marsjańskich nie wystarczy. Przypomnijmy, Krajowa Aeronautyka i Badania Space Space (NASA) planuje lądować ludzi na czerwonej planecie około 2039 roku. Sprzedaży to pilotowany lot Marsa lub jego towarzysza Fobos w 2033 roku. Wydaje się jednak, że czas jest wykorzystywany, jednak eksperci uważają, że jeśli nie podejmujesz działania, będziesz musiał latać po rakietach chemicznych i zdecydowanie ograniczają program misji. Cały raport jest przeniknięty przez jedną myśl: bez wzrostu finansowania i "agresywne" tempo rozwoju, reaktory jądrowe nie pomogą kolonizatorom Marsa.
Możemy myśleć, że NASA i towarzyszące towarzyszące amerykańskie departamenty po prostu próbują przekonać polityków i społeczeństwa, aby poszerzyć finansowanie. W pewnym stopniu jest tak, ale z drugiej strony wszystkie wnioski są dość uzasadnione. Jeśli jesteś abstrakcyjny z punktu widzenia: "Potrzebują tylko pieniędzy", istnieje wiele przydatnych i rozsądnych rozumowania w raporcie. Szczególnie interesujące jest przeczytanie opinii zagranicznych specjalistów rakietowej i kosmicznej przemyśle na tle wieloletnich epickich wraz z rozwojem kosmicznego holowania w Rosji. Tak więc w raporcie istnieje kilka podstawowych trudności w rozwoju każdego z kierunków.
Silniki rakietowe jądrowego ciepła (podwórko)
Z punktu widzenia prostoty projekt NTP jest bezwarunkowym liderem w sferze technologii jądrowych kosmicznych. W rzeczywistości jest to regularny silnik rakietowy termiczny, w którym korpus roboczy (zwykle wodór) jest ogrzewany nie przez reakcję chemiczną z środkiem utleniającym i płynący przez aktywną strefę reaktora atomowego. Schemat całej instalacji jest zwodniczo prymitywne: gaz ze zbiornika spada na zespół paliwa, ogrzewa się i rozszerza, a następnie z ogromną prędkością wygasa z dyszy. Takie instalacje nawet przeszły testowanie w ubiegłym wieku, a niektóre były gotowe do uruchomienia. Ale nie przyszedł.
Aby stworzyć potężne, bezpieczne i trwałe jardy, musisz rozwiązać jedyny problem. A raczej wymyśl takie materiały, które wytrzymują niezbędne temperatury w aktywnej strefie. Z reguły skuteczność takich silników jest maksymalna, gdy wodór jest ogrzewany do 2700 stopni Kelvin. W zależności od konstrukcji wartość ta różni się od 2,5 do trzech tysięcy stopni. W tym kierunku nauk materiałów, do tej pory głuchy: albo pojedynczy rozwój eksperymentalny, albo problemy.
Dodatkowy ból głowy dodaje kwestii testów takich silników - na dziedzińcu jest już daleko od spodziewania się wyścigu kosmicznego z lat 60. XX wieku, emisje tysięcy metrów sześciennych gazów radioaktywnych w atmosferze obywateli obecnie nie będą cierpieć w dowolnym miejscu. Tak więc, gdy stoje będą musieli wymyślić coś do przeprowadzenia testów bezpośrednio w przestrzeni.
Wreszcie pozostaje problem przechowywania wodoru w całej podróży do Marsa iz powrotem. Gaz ten w stanie ciekłym dyfunduje do wielu materiałów i opuści zbiornik przez mikropory w materiale ścian, a nawet szybko odparowuje.
Reaktory do silników rakietowych elektrycznych
W rzeczywistości NEP (napęd elektryczny jądrowy) jest dokładnie kierunkiem, w którym wykonawcy "Roskosmos" idą. Reaktor jądrowy, jak na Ziemi, po prostu wytwarza energię i jest już konsumowane niezwykle wydajne silniki rakietowe elektryczne (EDD). Tak, w tym wariancie, pchnięcie będą śmieszne, ale może być wspierany przynajmniej całą drogę - ciało robocze spędza bardzo mało. Szczególny impuls, główna miara skuteczności silników odrzutowych, ERD jest po prostu przedłużona niż chemiczna "koledzy".
Dzięki reaktorom jądrowym w przestrzeni jest jeszcze trudniejsze. Nasa i rosyjscy inżynierowie mają doświadczenie w rozwoju i działaniu takich roślin energetycznych w orbicie. Ale w przypadku podróży międzyplanetarnych ich moc będzie musiała podnieść kilka rzędów wielkości - od jednostek lub dziesiątek kilowatów do Megawatów. I są to całkowicie nowe trudności z systemami chłodzenia, zapewniając bezpieczeństwo i przekształcić energię termiczną w energię elektryczną.
Mała rezydencja w raporcie jest kwestia "powierzchownych" reaktorów, to znaczy, te, które będą karmić podstawy na Księżycu lub Marsie, jeśli panele słoneczne nie wystarczą. Cóż, lub dla niezbędnej mocy, przetworniki fotowoltaiczne są po prostu niemożliwe do jazdy z powodu zbyt dużych wymiarów. Ten kierunek jest uznawany za priorytet z trzech powodów. Po pierwsze, projekt Kilopower udowadł już jej wydajność, która może być skalowana. Jest to kompaktowy reaktor jądrowy ze silnikami stirlingowymi o mocy elektrycznej do 10 kilowat. Po drugie, takie instalacje są potrzebne do programu Księżycowego "Artemis", który będzie się rozwijał wcześniej. Cóż, po trzecie, prace nad reaktorami "powierzchni" jest pośrednio promowane przez NEP, ponieważ można go ujednolicić na wiele sposobów.
Czynniki odstraszające
Tak, według amerykańskich specjalistów, elektrowni jądrowych - jeśli nie jest konieczne, to niezwykle pożądany element załogowych misji marsjańskich. A argumenty na rzecz tego punktu widzenia są bardzo silne. Przynajmniej astronauci nie muszą być poddawane wysokim dawkom promieniowania kosmicznego przez pół roku: holowanie atomowego przestrzeni jest w stanie dostać się do Marsa przez półtora lub dwa miesiące. Zmniejsza to czas całego lotu z powrotem do więcej niż Severo lub daje więcej czasu na pracę na powierzchni Red Planeta.
Ale są bardzo nieprzyjemne niuanse z powodu doświadczenia. Lider stosowania reaktorów jądrowych w przestrzeni można uznać za Związek Radziecki. Jest również absolutnym uchwytem rekordzie pod względem niebezpiecznych incydentów z satelitów, które miały znaczną liczbę materiałów radioaktywnych na pokładzie.
W wyniku awarii z takimi urządzeniami ZSRR, choć bzdury, ale nadal rzucił plasterki wysoce wzbogaconego Uranu-235 północno-zachodniej Kanady i Wyspy Wniebowstąpienia. A niektóre obwodowe orbity w wysokości od 760 do 860 kilometrów od kilkuset lat będą niepożądane, aby pomieścić tam wszelkie satelity: są one kropelkami płynu chłodzącego z reaktora średnicy COSMOS-1818 o średnicy do 30 milimetrów.
Łatwo jest zrozumieć, dlaczego cały rozwój w tym obszarze idą tak powoli - podlegają jeszcze bardziej rygorystycznych wymagań bezpieczeństwa projektowania niż zwykle w branży rakietowej i kosmicznej. A nawet jeśli wszystkie dane teoretyczne i eksperymentalne pokazują niezawodność reaktorów jądrowych dla odległych lotów, nie jest to fakt, że będą bardziej używane. W nowoczesnym społeczeństwie, nastroje anty-masowe są niezwykle silne, tak że myśl o umieszczeniu takiej instalacji energetycznej na rakiecie jest niewielu takich ludzi.
Źródło: Naked Science