美国国家航空航天局呼吁“积极地”开发空间核反应堆,以便前往火星

Anonim
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美国国家航空航天局呼吁“积极地”开发空间核反应堆,以便前往火星

相关批量报告发表在国家科学院,工程和医学(NASEM)的门户网站上。印刷副本成本为45美元(约3300卢布),并在注册后下载免费的PDF文件。在出版物中,火箭和太空行业的领先专家就两个关键问题引发了他们的权威性意见:热核火箭发动机(NTP,院子)和电气操作发动机(NEP)的核电站。

这两种活动都以某种方式制定了甚至体现了“金属”,但对于火星任务来说,这还不够。回想一下,美国国家航空航天空间研究(NASA)正计划在2039年左右陆地陆地上红战。这将在2033年之前前期的火星或他的同伴Fobos飞行。然而,似乎时间被滥用,但是,专家认为,如果你不采取行动,你将不得不在化学导弹上飞行并强烈限制任务计划。整个报告被一个思想渗透:没有增加融资和“积极的”发展步伐,核反应堆不会帮助火星的殖民地。

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根据其中一些人才能达到原子时代的空间项目,甚至应该破坏船舶的小核电。在图中,示出了其中一个,猎户座。他甚至已经足够了,被认为是现实/©Joe Bergeron

我们可能会认为美国宇航局和陪同的美国部门再次试图令人信服地得分政治家和公众扩大资金。在某种程度上,它是如此,但另一方面,所有请求都非常证实。如果您从观点摘要,“他们只是需要更多的钱”,报告中有许多有用和合理的推理。在俄罗斯核心冠军发展中,读火箭和太空行业外国专家的意见尤为兴趣。因此,在报告中,在每个方向的发展中都有几种基本困难。

热核火箭发动机(院子)

从简单的角度来看,NTP设计是空间核技术领域的无条件领导者。事实上,它是一种常规的热火箭发动机,其中工作体(通常是氢)不通过与氧化剂的化学反应加热,并流过原子反应器的有源区。整个安装图是巧妙的原始:来自罐的气体落在燃料组件上,加热并膨胀,然后从喷嘴到巨大的速度到期。这样的装置甚至在上个世纪传递测试,有些则准备进行调试。但没有来。

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热核火箭发动机装置(NTP,YARD)似乎令人难以置信的简单/©Wikimedia

要创建强大,安全和耐用的码,您需要解决唯一的问题。或者,发明这些材料,其能够承受有源区中必要的温度。通常,当氢气加热至2700摄氏度时,这种发动机的有效性最大。根据设计,此值在2.5至三千度之间变化。在这种材料科学方向,到目前为止聋:单一实验开发,或测试失败。

额外的头痛增加了这种发动机的测试问题 - 在庭院上已经远远超过20世纪60年代的太空比赛的预期,即在今天公民的大气中的数千种立方米的放射性气体排放不会受到任何地方。所以和立体将不得不想出某些东西可以直接在太空中进行测试。

最后,仍然存在整个旅行中储存氢的问题。这种液态的气体扩散到许多材料,并将罐子将罐子将微孔留在壁的材料中,甚至迅速蒸发。

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航天器的艺术素描“运输和能量模块”/©“Roscosmos”

电火箭发动机的反应器

事实上,NEP(核电推进)正是承包商“ROSKOSMOS”GO的方向。核反应堆,如地球,只需生产能量,它已经消耗了令人难以置信的高效电火箭发动机(EDD)。是的,在这种变体中,推力会荒谬,但它可以至少一直都支持 - 工作机构花费很少。特定的脉冲,喷射发动机有效性的主要措施,ERD的实际措施只是延伸而不是化学“同事”。

空间中的核反应堆仍然更加困难。美国宇航局和俄罗斯工程师在轨道上具有开发和运营的经验。但对于行驶旅行,他们的权力需要提高几个数量级 - 从单位或数十千瓦到兆瓦。这些具有冷却系统,确保安全性并将热能转化为电力是完全新的困难。

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基于分割材料的最常见类型的宇宙能量安装是放射性同位素的热电发电机(Riteg,RTG)。它们使用钚-338,从衰减中加热,其变为电力。他们的有效性相对较低,但它还偿还了高安全性和技术。 Rygie在所有任务中使用到太阳系的远程转弯,几乎所有的设备到巨大的行星和强大的冲洗。在照片 - Riteg Snap-27,安装在月球上的船员“apollo-14”使命的一套长期科学设备/©Nasa,Alan Shepard

报告中的一个小豪宅是“肤浅”反应堆的问题,即,如果太阳能电池板还不够,那就是喂食月球或火星上的基地的问题。嗯,或者对于必要的功率,由于尺寸过大,光伏换能器根本无法乘坐。由于三个原因,这方向被认为是优先权。首先,千代工程已经证明了其性能,可以缩放。这是一个紧凑的核反应堆,具有斯特林发动机,电力高达10千瓦。其次,农历“Artemis”需要这样的装置,这将展开。嗯,并且第三,在“表面”反应器上的工作是由NEP间接促进的,因为它可以以多种方式统一。

威慑因素

是的,根据美国专家,核电站 - 如果没有必要,那么是一个非常理想的载人马尔迪任务元素。有利于这一观点的论据非常强大。至少宇航员不必经受高剂量的宇宙辐射半年:原子空间牵引能够达到一半或两个月的火星。这将所有飞行的时间减少到超过Severo的时间,或者提供更多时间来在红色行星表面上工作。

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减少核反应堆“Topaz-1”的模块,用于“Space-1818”设备/©Wikimedia

但由于经验,存在非常令人不愉快的细微差别。在太空中使用核反应堆的领导者可以被认为是苏联。在危险事件方面,卫星的危险事故也是绝对记录持有者,该卫星在船上具有相当数量的放射性物质。

由于与苏联的这种设备发生故障,虽然是胡说八道,但仍然扔了高度富集的铀-235西北部和提升岛。在760到860公里处的海拔地区的一些近地轨道将不受欢迎,以适应任何卫星:它们是从宇宙-1818直径的冷却剂的金属液滴,直径直径高达30毫米。

很容易理解为什么这一领域的所有开发都如此慢地慢慢地 - 它们甚至可能比通常在火箭和空间行业中更严格的设计安全要求。即使所有理论和实验数据都表明了核反应堆的可靠性,也不是一个事实,即它们将被大规模使用。在现代社会中,抗桅杆情绪极强,因此思想将如此能源安装在火箭上很少有人喜欢。

来源:裸体科学

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