ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Ядерные двигатели для космических кораблей. Ядерный двигатель космос


NASA возвращается к идее ядерного двигателя для космических кораблей

Компания BWXT — наследница Babcock & Wilcox, которая разработала и построила одни из первых в мире ядерные реакторы и атомные подводные лодки, а в последние десятилетия занималась исследованиями надежности ядерных ракетных двигателей. В отличие от традиционных ракетных двигателей, сжигающих топливо для создания тяги, в ядерной системе для нагрева рабочего тела (обычно жидкого водорода) используется непосредственно реактор. Водород выбрасывается через сопло, двигая космический корабль вперед. Это позволяет удвоить эффективность использования топлива, а значит — уменьшить размеры ракеты и сократить время полета, говорит Стивен Хейстер, профессор аэронавтики и астронавтики Университета Пердью. «Этот фактор невероятно важен, особенно для очень сложных миссий, для которых требуется много топлива, таких как полет на Марс», — говорит он.

Ядерный ракетный двигатель позволит прервать миссию и возобновить ее даже спустя несколько месяцев, говорит Джеффри Шихи, главный инженер NASA. «Новизна этой конструкции реактора снижает объем топлива, необходимого для выполнения импульсных маневров. Можно будет перезапускать двигатель несколько раз», — поясняет он. И хотя космонавтам придется находиться в защищенном от радиации отсеке, они будут меньше подвержены космическому излучению, поскольку время полета сократится.

Хотя рано еще говорить о том, что США возвращается к космической гонке, которую вели во время Холодной войны, этот подряд свидетельствует о том, что Штаты снова начали обдумывать идею, к которой в свое время обращались СССР и Китай. Для США это еще и шанс возродить пребывающую в упадке ядерную энергетику, в которой, после явного движения Германии, Южной Кореи и Тайваня в сторону возобновляемой энергии, лидируют Россия и Китай, пишет Fortune.

Например, Росатом планирует в этом году тестировать прототип ядерного двигателя для космических аппаратов, способных отправиться на Марс. Китай также готовится использовать шаттлы на атомной энергии, по информации агентства Синьхуа.

Ядерная энергия интересует NASA и для того, чтобы обеспечивать электричеством марсианскую колонию, когда люди уже высадятся на планете. Агентство и Министерство энергетики США разрабатывают реактор Kilopower, который в качестве топлива использует уран-235. Его полномасштабный испытательный запуск намечен на март.

hightech.fm

Ядерные двигатели для космических кораблей

Бизнес 30 июня 2015

Россия была и сейчас остается лидером в области ядерной космической энергетики. Опыт проектирования, строительства, запуска и эксплуатации космических аппаратов, оснащенных ядерным источником электроэнергии, имеют такие организации, как РКК «Энергия» и «Роскосмос». Ядерный двигатель позволяет эксплуатировать летательные аппараты многие годы, многократно повышая их практическую пригодность.

ядерные двигатели

Историческая летопись

Использование ядерной энергетики в космосе перестало быть фантастикой еще в 70-х годах прошедшего столетия. Первые ядерные двигатели в 1970-1988 запускались в космос и успешно эксплуатировались на космических аппаратах (КА) наблюдения «УС-А». В них применялась система с термоэлектрической ядерно-энергетической установкой (ЯЭУ) «Бук» электрической мощностью 3 кВт.

В 1987-1988 два аппарата «Плазма-А» с термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз» мощностью 5 кВт прошли летно-космические испытания, во время которых впервые было осуществлено питание электроракетных двигателей (ЭРД) от ядерного источника энергии.

Выполнен комплекс наземных ядерно-энергетических испытаний термоэмиссионной ядерной установкой «Енисей» мощностью 5 кВт. На основе этих технологий разработаны проекты термоэмиссионных ЯЭУ мощностью 25-100 кВт.

ядерный космический двигатель

МБ «Геркулес»

РКК «Энергия» в 70-х приступила к научно-практическим изысканиям, целью которых было создать мощный ядерный космический двигатель для межорбитального буксира (МБ) «Геркулес». Работы позволили сделать задел на многие годы в части ядерной электроракетной двигательной установки (ЯЭРДУ) с термоэмиссионной ЯЭУ мощностью несколько – сотен киловатт и электроракетных двигателей единичной мощностью десятки и сотни киловатт.

Проектные параметры МБ «Геркулес»:

Видео по теме

Новейшее время

В XXI веке настало время создать новый ядерный двигатель для космоса. В октябре 2009 года на заседании Комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России был официально утвержден новый российский проект «Создание транспортно-энергетического модуля с использованием ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». Головными разработчиками являются:

ядерный двигатель для космических кораблей

Характеристики новой установки

Новый ядерный двигатель для космоса Россия планирует запустить в коммерческую эксплуатацию в ближайшие годы. Предполагаемые характеристики газотурбинной ЯЭРДУ следующие. В качестве реактора используется газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах, температура рабочего тела (смесь He/Xe) перед турбиной - 1500 К, КПД преобразования тепловой в электрическую энергию - 35%, тип холодильника-излучателя – капельный. Масса энергоблока (реактор, радиационная защита и система преобразования, но без холодильника-излучателя) – 6 800 кг.

Космические ядерные двигатели (ЯЭУ, ЯЭУ совместно с ЭРДУ) планируется использовать:

ядерный двигатель для космоса

Принцип работы ядерного двигателя

Основывается либо на синтезе ядер, либо на использовании энергии деления ядерного топлива для формирования реактивной тяги. Различают установки импульсно-взрывного и жидкостного типов. Взрывная установка выбрасывает в космос миниатюрные атомные бомбы, которые детонируя на расстоянии нескольких метров, взрывной волной толкают корабль вперед. На практике такие устройства пока не используются.

Жидкостные ядерные двигатели, напротив, давно разработаны и испытаны. Еще в 60-х годах советские специалисты сконструировали работоспособную модель РД-0410. Подобные системы разрабатывались и в США. Их принцип основан на нагревании жидкости ядерным мини-реактором, она превращается в пар и формирует реактивную струю, которая и толкает космический аппарат. Хотя устройство называют жидкостным, в качестве рабочего тела, как правило, используют водород. Еще одно назначение ядерных космических установок – питание электрической бортовой сети (приборов) кораблей и спутников.

Тяжелые телекоммуникационные аппараты глобальной космической связи

На данный момент ведутся работы по ядерному двигателю для космоса, который планируется использовать в тяжелых аппаратах космической связи. РКК «Энергия» были выполнены исследования и проектные разработки системы глобальной космической связи экономически конкурентоспособной с дешевой сотовой связью, что предполагалось достичь переносом «телефонной станции» с Земли в космос.

Предпосылками к их созданию являются:

При создании платформы «Ямал» новые технические решения составили 95%, что и позволило таким аппаратам стать конкурентоспособными на мировом рынке космических услуг.

Предполагается замена модулей с технологическим связным оборудованием примерно каждые семь лет. Это позволило бы создавать системы из 3-4 тяжелых многофункциональных спутников на ГСО с увеличением потребляемой ими электрической мощности. Первоначально были спроектированы КА на основе солнечных батарей мощностью 30-80 кВт. На следующем этапе в качестве источника электроэнергии планируется использовать ядерные двигатели на 400 кВт с ресурсом до одного года в транспортном режиме (для доставки базового модуля на ГСО) и 150-180 кВт в режиме длительного функционирования (не менее 10-15 лет).

ядерные двигатели для космических аппаратов

Ядерные двигатели в системе антиметеоритной защиты Земли

Выполненные РКК «Энергия» в конце 90-х проектные исследования показали, что в создании антиметеоритной системы защиты Земли от ядер комет и астероидов ядерно-электрические установки и ЯЭРДУ могут быть использованы для:

  1. Создания системы мониторинга траекторий астероидов и комет, пересекающих орбиту Земли. Для этого предлагается расставить специальные космические аппараты, оснащенные оптической и радиолокационной аппаратурой для обнаружения опасных объектов, вычисления параметров их траекторий и первичного исследования их характеристик. В системе может быть задействован ядерный космический двигатель с двухрежимной термоэмиссионной ЯЭУ мощностями от 150 кВт. Ее ресурс должен быть не менее 10 лет.
  2. Испытания средств воздействия (взрыв термоядерного устройства) на полигонном безопасном астероиде. Мощность ЯЭРДУ для доставки испытательного устройства к астероиду-полигону зависит от массы доставляемого полезного груза (150-500 кВт).
  3. Доставки штатных средств воздействия (перехватчика суммарной массой 15-50 т) к приближающемуся к Земле опасному объекту. Потребуется ядерный реактивный двигатель мощностью 1-10 МВт для доставки к опасному астероиду термоядерного заряда, поверхностный взрыв которого за счет реактивной струи материала астероида сможет отклонить его от опасной траектории.

Доставка исследовательского оборудования в дальний космос

Доставка научного оборудования к космическим объектам (дальним планетам, периодическим кометам, астероидам) может осуществляться с использованием космических ступеней на основе ЖРД. Применять ядерные двигатели для космических аппаратов целесообразно, когда ставится задача выхода на орбиту спутника небесного тела, прямого контакта с небесным телом, отбора проб веществ и прочих исследований, требующих увеличения массы исследовательского комплекса, включения в него посадочной и взлетной ступеней.

работы по ядерному двигателю для космоса

Параметры двигателей

Ядерный двигатель для космических кораблей исследовательского комплекса позволит расширить «окно старта» (вследствие управляемой скорости истечения рабочего тела), что упрощает планирование и снижает цену проекта. Исследования, выполненные РКК «Энергия», показали, что ЯЭРДУ 150 кВт с ресурсом до трех лет является перспективным средством доставки космических модулей в пояс астероидов.

В то же время доставка исследовательского аппарата на орбиты дальних планет Солнечной системы требует увеличения ресурса такой ядерной установки до 5-7 лет. Доказано, что комплекс с ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт в составе исследовательского КА позволит обеспечить ускоренную доставку за 5-7 лет на орбиты искусственных спутников наиболее удаленных планет, планетоходов на поверхность естественных спутников этих планет и доставку на Землю грунта с комет, астероидов, Меркурия и спутников Юпитера и Сатурна.

Многоразовый буксир (МБ)

Одним из важнейших способов повышения эффективности транспортных операций в космосе является многоразовое использование элементов транспортной системы. Ядерный двигатель для космических кораблей мощностью не менее 500 кВт позволяет создать многоразовый буксир и тем самым значительно повысить эффективность многозвенной космической транспортной системы. Особенно полезна такая система в программе обеспечения больших годовых грузопотоков. Примером может стать программа освоения Луны с созданием и обслуживанием постоянно наращиваемой обитаемой базы и экспериментальных технологических и производственных комплексов.

Расчет грузооборота

Согласно проектным проработкам РКК «Энергия», при строительстве базы на поверхность Луны должны доставляться модули массой порядка 10 т, на орбиту Луны – до 30 т. Суммарный грузопоток с Земли при строительстве обитаемой лунной базы и посещаемой лунной орбитальной станции оценивается в 700-800 т, а годовой грузопоток для обеспечения функционирования и развития базы – 400-500 т.

Однако принцип работы ядерного двигателя не позволяет разогнать транспортник достаточно быстро. Из-за длительного времени транспортировки и, соответственно, значительного времени нахождения полезного груза в радиационных поясах Земли не все грузы могут быть доставлены с использованием буксиров с ядерным двигателем. Поэтому грузопоток, который может быть обеспечен на основе ЯЭРДУ, оценивается лишь в 100-300 т/год.

ядерный реактивный двигатель

Экономическая эффективность

В качестве критерия экономической эффективности межорбитальной транспортной системы целесообразно использовать значение удельной стоимости транспортировки единицы массы полезного груза (ПГ) с поверхности Земли на целевую орбиту. РКК «Энергия» была разработана экономико-математическая модель, учитывающая основные составляющие затрат в транспортной системе:

Стоимостные показатели зависят от оптимальных параметров МБ. С использованием этой модели была исследована сравнительная экономическая эффективность применения многоразового буксира на основе ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт и одноразового буксира на основе перспективных жидкостных ракетных двигателей в программе обеспечения доставки с Земли на орбиту Луны высотой 100 км полезного груза суммарной массой 100 т/год. При использовании одной и той же ракеты-носителя грузоподъемностью, равной грузоподъемности РН «Протон-М», и двухпусковой схемы построения транспортной системы удельная стоимость доставки единицы массы полезного груза с помощью буксира на основе ядерного двигателя будет в три раза ниже, чем при использовании одноразовых буксиров на основе ракет с жидкостными двигателями типа ДМ-3.

Вывод

Эффективный ядерный двигатель для космоса способствует решению экологических проблем Земли, полету человека к Марсу, созданию системы беспроводной передачи энергии в космосе, реализации с повышенной безопасностью захоронения в космосе особо опасных радиоактивных отходов наземной атомной энергетики, созданию обитаемой лунной базы и началу промышленного освоения Луны, обеспечению защиты Земли от астероидно-кометной опасности.

Источник: fb.ru

Комментарии

Идёт загрузка...

Похожие материалы

Регулировка клапанов ЯМЗ-236. Дизельный двигатель для большегрузных автомобилейАвтомобили Регулировка клапанов ЯМЗ-236. Дизельный двигатель для большегрузных автомобилей

В линейке продукции ЯМЗ много силовых агрегатов. Один из них – ЯМЗ-236. Им укомплектовано огромное количество самой разной строительной и дорожной техники. Этот двигатель устанавливается на МАЗы, "Уралы", дизель...

Самый надежный двигатель для легкового автомобиляАвтомобили Самый надежный двигатель для легкового автомобиля

При покупке автомобиля каждый водитель интересуется, какой самый надежный двигатель. От этого фактора зависит безопасность и долговечность эксплуатации транспортного средства. Нужно отметить, что каждый мотор имеет св...

Двигатель ЯМЗ-238: технические характеристики. Дизельные двигатели для большегрузных автомобилейАвтомобили Двигатель ЯМЗ-238: технические характеристики. Дизельные двигатели для большегрузных автомобилей

Дизельные двигатели в современном мире устанавливаются на грузовую технику, тракторы, сельскохозяйственный транспорт и тягачи. Отечественным аналогом надежных иностранных моторов является ЯМЗ-238. Он устанавливается н...

Предпусковой подогреватель двигателя для дизеля: цена и отзывы. Как сделать предпусковой подогреватель двигателя для дизеля своими руками?Автомобили Предпусковой подогреватель двигателя для дизеля: цена и отзывы. Как сделать предпусковой подогреватель двигателя для дизеля своими руками?

Любой автовладелец хочет, чтобы его машина ездила как можно дольше. Средства для достижения этой цели используют разные. Первое, что должно осуществляться, это правильное вождение. Во-вторых, используют высококачестве...

Двигатель для снегохода: особенности и преимуществаАвтомобили Двигатель для снегохода: особенности и преимущества

Современные снегоходы могут вас просто поразить своими возможностями – они обладают невероятной проходимостью, что позволяет путешествовать даже по самым серьезным участкам заснеженной территории, также они могу...

Двигатель УМЗ 4216. Ульяновский моторный завод: двигатели для Автомобили Двигатель УМЗ 4216. Ульяновский моторный завод: двигатели для "Газели"

Ульяновский моторный завод, или УМЗ, известен тем, что производит двигатели для коммерческих автомобилей. Давайте кратко пройдемся по истории этого предприятия. Историю это завода надежно хранят в памяти многих из тех...

Двигатели для мотоблоков - какой выбрать?Автомобили Двигатели для мотоблоков - какой выбрать?

Если вы планируете приобрести бензиновый или же дизельный мотоблок, значит, вам надоело вспахивать свою усадьбу при помощи лопаты. Покупка такой техники – довольно разумное решение для каждого владельца загородн...

Двигатель для мотоблока Бизнес Двигатель для мотоблока "Субару": характеристики, отзывы

Большинство владельцев приусадебных участков в наше время имеет в своем распоряжении мотоблок. Техника эта универсальная и на огороде либо в саду поистине незаменимая. Поставляться мотоблоки на рынок...

Космический корабль: преодолеть земное притяжениеБизнес Космический корабль: преодолеть земное притяжение

Космический корабль, пожалуй, - самое значимое изобретение в истории человечества. Это настоящий научный и технологический прорыв, позволивший нам прикоснуться к тайнам Вселенной и познать мир за пределами нашей родно...

Двигатель для мотокультиватора Домашний уют Двигатель для мотокультиватора "Крот": установка, ремонт, замена

Мотокультиватор, как и любая другая техника, предполагает необходимость своевременного обслуживания и ремонта. Если вы не намерены обращаться к специалистам и хорошо разбираетесь в машиностроении, то обнаружить неиспр...

monateka.com

Ядерные двигатели для космических кораблей

NASA стряхнуло пыль с технологии, которую отложили на полку еще в 1970-х — речь идет о ядерном двигателе для космических кораблей. Разработка реактора и топлива для такого двигателя, предназначенного для полетов в глубоком космосе, поручена компании BWXT Nuclear Energy, сообщает «Хайтек».

Компания BWXT — наследница Babcock & Wilcox, которая разработала и построила одни из первых в мире ядерных реакторов и атомных подводных лодок, а в последние десятилетия занималась исследованиями надежности ядерных ракетных двигателей. В отличие от традиционных ракетных двигателей, сжигающих топливо для создания тяги, в ядерной системе для нагрева рабочего тела (обычно жидкого водорода) используется непосредственно реактор. Водород выбрасывается через сопло, двигая космический корабль вперед. «Это позволяет удвоить эффективность использования топлива, а значит — уменьшить размеры ракеты и сократить время полета, говорит Стивен Хейстер, профессор аэронавтики и астронавтики Университета Пердью. — Этот фактор невероятно важен, особенно для очень сложных миссий, для которых требуется много топлива, таких как полет на Марс».

«Ядерный ракетный двигатель позволит прервать миссию и возобновить ее даже спустя несколько месяцев, — отмечает Джеффри Шихи, главный инженер NASA. — Благодаря использованию этой конструкции реактора снижается объем топлива, необходимого для выполнения импульсных маневров. Можно будет перезапускать двигатель несколько раз». И хотя космонавтам придется находиться в защищенном от радиации отсеке, они будут меньше подвержены космическому излучению, поскольку время полета сократится.

«Росатом» планирует в этом году тестировать прототип ядерного двигателя для космических аппаратов, способных отправиться на Марс. Китай также готовится использовать шаттлы на атомной энергии, сообщает агентство Синьхуа.

Ядерная энергия интересует NASA и с точки зрения обеспечения электричеством марсианской колонии, когда люди уже высадятся на планете. Министерство энергетики США разрабатывает реактор Kilopower, который в качестве топлива использует уран-235. Его полномасштабный испытательный запуск намечен на март. 

stimul.online

Ядерные двигатели для космических кораблей

Россия была и сейчас остается лидером в области ядерной космической энергетики. Опыт проектирования, строительства, запуска и эксплуатации космических аппаратов, оснащенных ядерным источником электроэнергии, имеют такие организации, как РКК «Энергия» и «Роскосмос». Ядерный двигатель позволяет эксплуатировать летательные аппараты многие годы, многократно повышая их практическую пригодность.

ядерные двигатели

Историческая летопись

Использование ядерной энергетики в космосе перестало быть фантастикой еще в 70-х годах прошедшего столетия. Первые ядерные двигатели в 1970-1988 запускались в космос и успешно эксплуатировались на космических аппаратах (КА) наблюдения «УС-А». В них применялась система с термоэлектрической ядерно-энергетической установкой (ЯЭУ) «Бук» электрической мощностью 3 кВт.

В 1987-1988 два аппарата «Плазма-А» с термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз» мощностью 5 кВт прошли летно-космические испытания, во время которых впервые было осуществлено питание электроракетных двигателей (ЭРД) от ядерного источника энергии.

Выполнен комплекс наземных ядерно-энергетических испытаний термоэмиссионной ядерной установкой «Енисей» мощностью 5 кВт. На основе этих технологий разработаны проекты термоэмиссионных ЯЭУ мощностью 25-100 кВт.

ядерный космический двигатель

МБ «Геркулес»

РКК «Энергия» в 70-х приступила к научно-практическим изысканиям, целью которых было создать мощный ядерный космический двигатель для межорбитального буксира (МБ) «Геркулес». Работы позволили сделать задел на многие годы в части ядерной электроракетной двигательной установки (ЯЭРДУ) с термоэмиссионной ЯЭУ мощностью несколько – сотен киловатт и электроракетных двигателей единичной мощностью десятки и сотни киловатт.

Проектные параметры МБ «Геркулес»:

Новейшее время

В XXI веке настало время создать новый ядерный двигатель для космоса. В октябре 2009 года на заседании Комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России был официально утвержден новый российский проект «Создание транспортно-энергетического модуля с использованием ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». Головными разработчиками являются:

ядерный двигатель для космических кораблей

Характеристики новой установки

Новый ядерный двигатель для космоса Россия планирует запустить в коммерческую эксплуатацию в ближайшие годы. Предполагаемые характеристики газотурбинной ЯЭРДУ следующие. В качестве реактора используется газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах, температура рабочего тела (смесь He/Xe) перед турбиной - 1500 К, КПД преобразования тепловой в электрическую энергию - 35%, тип холодильника-излучателя – капельный. Масса энергоблока (реактор, радиационная защита и система преобразования, но без холодильника-излучателя) – 6 800 кг.

Космические ядерные двигатели (ЯЭУ, ЯЭУ совместно с ЭРДУ) планируется использовать:

ядерный двигатель для космоса

Принцип работы ядерного двигателя

Основывается либо на синтезе ядер, либо на использовании энергии деления ядерного топлива для формирования реактивной тяги. Различают установки импульсно-взрывного и жидкостного типов. Взрывная установка выбрасывает в космос миниатюрные атомные бомбы, которые детонируя на расстоянии нескольких метров, взрывной волной толкают корабль вперед. На практике такие устройства пока не используются.

Жидкостные ядерные двигатели, напротив, давно разработаны и испытаны. Еще в 60-х годах советские специалисты сконструировали работоспособную модель РД-0410. Подобные системы разрабатывались и в США. Их принцип основан на нагревании жидкости ядерным мини-реактором, она превращается в пар и формирует реактивную струю, которая и толкает космический аппарат. Хотя устройство называют жидкостным, в качестве рабочего тела, как правило, используют водород. Еще одно назначение ядерных космических установок – питание электрической бортовой сети (приборов) кораблей и спутников.

Тяжелые телекоммуникационные аппараты глобальной космической связи

На данный момент ведутся работы по ядерному двигателю для космоса, который планируется использовать в тяжелых аппаратах космической связи. РКК «Энергия» были выполнены исследования и проектные разработки системы глобальной космической связи экономически конкурентоспособной с дешевой сотовой связью, что предполагалось достичь переносом «телефонной станции» с Земли в космос.

Предпосылками к их созданию являются:

При создании платформы «Ямал» новые технические решения составили 95%, что и позволило таким аппаратам стать конкурентоспособными на мировом рынке космических услуг.

Предполагается замена модулей с технологическим связным оборудованием примерно каждые семь лет. Это позволило бы создавать системы из 3-4 тяжелых многофункциональных спутников на ГСО с увеличением потребляемой ими электрической мощности. Первоначально были спроектированы КА на основе солнечных батарей мощностью 30-80 кВт. На следующем этапе в качестве источника электроэнергии планируется использовать ядерные двигатели на 400 кВт с ресурсом до одного года в транспортном режиме (для доставки базового модуля на ГСО) и 150-180 кВт в режиме длительного функционирования (не менее 10-15 лет).

ядерные двигатели для космических аппаратов

Ядерные двигатели в системе антиметеоритной защиты Земли

Выполненные РКК «Энергия» в конце 90-х проектные исследования показали, что в создании антиметеоритной системы защиты Земли от ядер комет и астероидов ядерно-электрические установки и ЯЭРДУ могут быть использованы для:

  1. Создания системы мониторинга траекторий астероидов и комет, пересекающих орбиту Земли. Для этого предлагается расставить специальные космические аппараты, оснащенные оптической и радиолокационной аппаратурой для обнаружения опасных объектов, вычисления параметров их траекторий и первичного исследования их характеристик. В системе может быть задействован ядерный космический двигатель с двухрежимной термоэмиссионной ЯЭУ мощностями от 150 кВт. Ее ресурс должен быть не менее 10 лет.
  2. Испытания средств воздействия (взрыв термоядерного устройства) на полигонном безопасном астероиде. Мощность ЯЭРДУ для доставки испытательного устройства к астероиду-полигону зависит от массы доставляемого полезного груза (150-500 кВт).
  3. Доставки штатных средств воздействия (перехватчика суммарной массой 15-50 т) к приближающемуся к Земле опасному объекту. Потребуется ядерный реактивный двигатель мощностью 1-10 МВт для доставки к опасному астероиду термоядерного заряда, поверхностный взрыв которого за счет реактивной струи материала астероида сможет отклонить его от опасной траектории.

Доставка исследовательского оборудования в дальний космос

Доставка научного оборудования к космическим объектам (дальним планетам, периодическим кометам, астероидам) может осуществляться с использованием космических ступеней на основе ЖРД. Применять ядерные двигатели для космических аппаратов целесообразно, когда ставится задача выхода на орбиту спутника небесного тела, прямого контакта с небесным телом, отбора проб веществ и прочих исследований, требующих увеличения массы исследовательского комплекса, включения в него посадочной и взлетной ступеней.

работы по ядерному двигателю для космоса

Параметры двигателей

Ядерный двигатель для космических кораблей исследовательского комплекса позволит расширить «окно старта» (вследствие управляемой скорости истечения рабочего тела), что упрощает планирование и снижает цену проекта. Исследования, выполненные РКК «Энергия», показали, что ЯЭРДУ 150 кВт с ресурсом до трех лет является перспективным средством доставки космических модулей в пояс астероидов.

В то же время доставка исследовательского аппарата на орбиты дальних планет Солнечной системы требует увеличения ресурса такой ядерной установки до 5-7 лет. Доказано, что комплекс с ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт в составе исследовательского КА позволит обеспечить ускоренную доставку за 5-7 лет на орбиты искусственных спутников наиболее удаленных планет, планетоходов на поверхность естественных спутников этих планет и доставку на Землю грунта с комет, астероидов, Меркурия и спутников Юпитера и Сатурна.

Многоразовый буксир (МБ)

Одним из важнейших способов повышения эффективности транспортных операций в космосе является многоразовое использование элементов транспортной системы. Ядерный двигатель для космических кораблей мощностью не менее 500 кВт позволяет создать многоразовый буксир и тем самым значительно повысить эффективность многозвенной космической транспортной системы. Особенно полезна такая система в программе обеспечения больших годовых грузопотоков. Примером может стать программа освоения Луны с созданием и обслуживанием постоянно наращиваемой обитаемой базы и экспериментальных технологических и производственных комплексов.

Расчет грузооборота

Согласно проектным проработкам РКК «Энергия», при строительстве базы на поверхность Луны должны доставляться модули массой порядка 10 т, на орбиту Луны – до 30 т. Суммарный грузопоток с Земли при строительстве обитаемой лунной базы и посещаемой лунной орбитальной станции оценивается в 700-800 т, а годовой грузопоток для обеспечения функционирования и развития базы – 400-500 т.

Однако принцип работы ядерного двигателя не позволяет разогнать транспортник достаточно быстро. Из-за длительного времени транспортировки и, соответственно, значительного времени нахождения полезного груза в радиационных поясах Земли не все грузы могут быть доставлены с использованием буксиров с ядерным двигателем. Поэтому грузопоток, который может быть обеспечен на основе ЯЭРДУ, оценивается лишь в 100-300 т/год.

ядерный реактивный двигатель

Экономическая эффективность

В качестве критерия экономической эффективности межорбитальной транспортной системы целесообразно использовать значение удельной стоимости транспортировки единицы массы полезного груза (ПГ) с поверхности Земли на целевую орбиту. РКК «Энергия» была разработана экономико-математическая модель, учитывающая основные составляющие затрат в транспортной системе:

Стоимостные показатели зависят от оптимальных параметров МБ. С использованием этой модели была исследована сравнительная экономическая эффективность применения многоразового буксира на основе ЯЭРДУ мощностью порядка 1 МВт и одноразового буксира на основе перспективных жидкостных ракетных двигателей в программе обеспечения доставки с Земли на орбиту Луны высотой 100 км полезного груза суммарной массой 100 т/год. При использовании одной и той же ракеты-носителя грузоподъемностью, равной грузоподъемности РН «Протон-М», и двухпусковой схемы построения транспортной системы удельная стоимость доставки единицы массы полезного груза с помощью буксира на основе ядерного двигателя будет в три раза ниже, чем при использовании одноразовых буксиров на основе ракет с жидкостными двигателями типа ДМ-3.

Вывод

Эффективный ядерный двигатель для космоса способствует решению экологических проблем Земли, полету человека к Марсу, созданию системы беспроводной передачи энергии в космосе, реализации с повышенной безопасностью захоронения в космосе особо опасных радиоактивных отходов наземной атомной энергетики, созданию обитаемой лунной базы и началу промышленного освоения Луны, обеспечению защиты Земли от астероидно-кометной опасности.

загрузка...

worldfb.ru

Ядерные двигатели в космосе - сбывшийся прогноз

    1. Прогноз.

    Комментарии Федора Дергачева и Ольги Маннфилд к посту «Ядерные двигатели в космосе: технический проект к 2012 году» 

      Федор Дергачев, 03 ноября 2009, 14:22 

    «…Позволю сделать небольшой прогноз. В течение года NASA под благовидными предлогами начнет "задвигать" проект тяжелого носителя "Ares-V" http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/283/30.shtml и сделает акцент на ракеты с ядерными двигателями. Это – не "соб. инф.", а просто "соб. анализ".     Что-то мне подсказывает, что в ближайшей перспективе это будет "линия партии и правительства" для всех ведущих космических держав». 

    Ольга Маннфилд, 03 ноября 2009, 15:09 

    «Как уже сказала чуть раньше, меня очсмущает очередное делание ставки российского проекта ядерного ракетного двигателя на международное сотрудничество. Это вполне может растянуть его внедрение на неопределённый срок... "пока гром не грянет"…

    Что до NASA, то могу согласиться с Вашим прогнозом относительно "Ares V" лишь отчасти. С этой ракетой-носителем (РН) не всё так просто. Во-первых, уже давненько, надо сказать, в NASA лежит проект CSNR по совмещению "Ares V" с ядерной компонентой. И именно для "возвращения американцев на Луну". Это же даёт перспективу для полёта их же на Марс, хотя с Марсом дело обстоит на сейчас очплачевно. Во-вторых, в самом NASA отношение к данной РН совершенно неоднозначное. Та же "Комиссия Августина" критикует "Constellation" в ныне существующем виде "вдребезги пополам", а группа спецов NASA где-то с весны-лета 2008-го ведёт на общественных началах альтернативную разработку тяжёлой РН "Jupiter" вместо "Ares V". Данный проект носит условное кодовое название "Direct 2.0" и, возможно, у него шансов на выживаемость будет поболе, нежели у "Ares V". Однако... это в-третьих... уже очмного денег вбухано в линейку "Ares" и это не стоит сбрасывать со счетов. Если конкретно, то по состоянию на июль 2008 года в разработку "Ares V" было забито ~7 млрд. долларов, что не шутки, надо сказать. При этом разработка проекта до сих пор не приостановлена, таки приплюсуйте ещё дополнительно n-но к указанной сумме...

    Что до ядерных дел, то в 2008-м NASA уже плотно занялось применением ядерных технологий в космосе. Во всяком случае, официально под предлогом разработки ядерных реакторов и конвертеров для своей будущей лунной базы. Это "информация к размышлению".     Что касаемо других космодержав, то у ESA, JAXA и CSNA тема ЯРД, по моему ИМХО, появится в планах не ранее, чем через 5 лет... по меньшей мере. Если только они не пойдут на опережение, во что очслабо верится. О других державах говорить вообще не имеет смысла». http://my.mail.ru/community/fur-kinder/1941E247584FCF78.html?thread=7A3866D10F6D16E0&skip=0 

Полет на Луну - Ядерные Двигатели

 

 

http://www.membrana.ru/articles/technic/2007/06/29/144600.html

http://www.newscientist.com/articleimages/dn12148/1-nuclear-rockets-could-cut-cost-of-moon-base.html

     2. Прогноз сбылся - «не прошло и полгода»

    «Президент США 15 апреля 2010 года официально объявит о новой космической стратегии США. Ее основные положения известны: Барак Обама намерен провести широкую модернизацию отрасли, что, как он считает, приведет к появлению кардинально новых технологий. О природе грандиозных планов США, будущем мировой космонавтики и месте в ней России в интервью газете «ВЗГЛЯД» рассуждает член-корреспондент РА космонавтики, доктор наук американского университета Гопкинса Юрий Караш. 

 

Юрий Караш 

    − Юрий Юрьевич, Обама делает ставку на новые технологии: у новой тяжелой ракеты для запуска аппаратов в дальний космос будет принципиально иной тип двигателя − ядерный…

    − Действительно, к 2015 году американцы должны окончательно определиться с конфигурацией сверхтяжелой ракеты-носителя. Причем их заявления по этому поводу весьма расплывчаты: возможно, к 2015 году такая ракета уже будет в основном готова. Что касается двигательной установки, уже решен вопрос, что она будет ядерной.

    Тут важно пояснить: ядерный ракетный двигатель нужен для пилотируемого комплекса, который пойдет в так называемый глубокий космос, то есть за пределы лунной орбиты. До орбиты Земли мы добираемся на классических жидкостно-реактивных двигательных установках (ЖРД), собираем на околоземной орбите пилотируемый комплекс, потому что понятно, что корабль для полетов на столь большие расстояния будет таким большим, что его целиком нецелесообразно запускать с поверхности Земли. 

    − Насколько подобный ядерный двигатель увеличит скорость и комфортность полета в космических кораблях?

    − Что касается комфорта космонавтов, я не думаю, что тут будут серьезные изменения, разве что трясти при полете будет меньше. Хотя тут тоже возникают дополнительные проблемы: придется ставить дополнительную защиту (от атомного мини-реактора – прим. ред.) По поводу скорости, тут все будет зависеть лишь от размеров этого двигателя и от того, какая мощность в него будет заложена. Но можно сказать, что при прочих равных условиях – если брать двигательную установку ЖРД и ядерную одинакового размера − последняя, конечно, сможет развить больший импульс, чем ЖРД. («Член-корреспондент РА космонавтики Юрий Караш рассказал газете «ВЗГЛЯД» о грандиозных космических планах Соединенных Штатов и месте нашей страны в будущем космонавтики». 15 апреля 2010, 20:13). http://www.vz.ru/society/2010/4/15/393336.html  

    3. Реплика Ольги Маннфилд (Оэлит Аллегро) 21 апреля 2010 года, 11:04    «Мною разработка темы ядерных ракетных двигателей временно приостановлена…» http://forum.alpari.ru/post1830472-1462.html

    Также на эту тему:  

    Ядерные двигатели в космосе: технический проект к 2012 году     К Марсу на реакторе: Взрывная сила     «Назад, от Марса - вперед, к другим мирам!»  

 

Вперед – к астероидам и Фобосу! http://www.membrana.ru/images/articles/1183114304-2.jpeg

4humanity.livejournal.com