NASA ядерный двигатель и концепции

Автор Mark, 15.10.2012 23:38:21

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Mark

Advanced Exploration Systems (AES) Projects[/size]



Credit: NASA Glenn Research Center, Destination Mars: NASA computer simulation of full-scale Nuclear Thermal Rocket in low earth orbit.

ЦитатаThe benefits are obvious.  Because a Nuclear Thermal Rocket (NTR) releases ten million times the energy of reactions in a chemical rocket, nuclear-powered rockets could cut current interplanetary transit times by half or better.
ЦитатаA mission to Mars would use three small engines for a total of 75,000 pounds of thrust.  Borowski envisions human missions to near-earth asteroids by the late 2020s and a human return mission to Mars by 2033.

"After launch from earth orbit, there's one 30 minute engine burn, then you coast all the way to Mars," said Steve Howe, the Center for Space Nuclear Research's Director at the Idaho National Lab in Idaho Falls.  "There's another burn to inject the spacecraft into Mars orbit; one to come home and a fourth to inject the ship back into earth orbit."

Due to the constant movement of bodies within our solar system, the optimal transfer orbits between earth and Mars only occur every 790 days.  That means transits to and from the red planet usually must occur on or near this optimal launch window.
ЦитатаA nuclear rocket loaded with enough liquid hydrogen propellant would allow for one-way Mars transits as short as three months.  That would also mean that the six-man crew would be exposed to much less space radiation enroute than during transits using conventional chemical propulsion.

To make the journey, the nuclear spacecraft's three engines would be loaded with a total of 120 kgs of enriched Uranium-235, less than 1% of which would be fissioned during a round trip mission to Mars.  That means the craft could be used on multiple missions providing it's parked in earth orbit and resupplied with liquid hydrogen upon its return.

Unofficial costs estimates of $40 to $50 billion for a nuclear-powered manned Mars mission seem reasonable when spread over a multi-year timeframe.

Nuclear Cryogenic Propulsion Stage Fuel Design and Fabrication[/size] 3. 10. 2012

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120014217_2012014256.pdf

 
Цитата:

1. Fuel Element Design, Fabrication, and Test AES, 12-14 год
2. Non-Nuclear Ground Testing AES, 15-20 год
3. Flight Technology Demonstration, 20-24 год
4. NCPS is a game changing technology for space exploration->900 sec ISP
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

Nuclear Thermal Rocket (Ntr) Propulsion: A Proven Game-Changing Technology for Future Human Exploration Missions [/size]
May 22, 2012

ЦитатаBorowski, Stanley K.; McCurdy, David R.; Packard, Thomas W.  

Abstract: The NTR represents the next evolutionary step in high performance rocket propulsion. It generates high thrust and has a specific impulse (Isp) of approx.900 seconds (s) or more V twice that of today s best chemical rockets. The technology is also proven. During the previous Rover and NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications) nuclear rocket programs, 20 rocket reactors were designed, built and ground tested. These tests demonstrated: (1) a wide range of thrust; (2) high temperature carbide-based nuclear fuel; (3) sustained engine operation; (4) accumulated lifetime; and (5) restart capability V all the requirements needed for a human mission to Mars. Ceramic metal cermet fuel was also pursued, as a backup option. The NTR also has significant growth and evolution potential. Configured as a bimodal system, it can generate electrical power for the spacecraft. Adding an oxygen afterburner nozzle introduces a variable thrust and Isp capability and allows bipropellant operation. In NASA s recent Mars Design Reference Architecture (DRA) 5.0 study, the NTR was selected as the preferred propulsion option because of its proven technology, higher performance, lower launch mass, simple assembly and mission operations. In contrast to other advanced propulsion options, NTP requires no large technology scale-ups. In fact, the smallest engine tested during the Rover program V the 25,000 lbf (25 klbf) Pewee engine is sufficient for human Mars missions when used in a clustered engine arrangement. The Copernicus crewed spacecraft design developed in DRA 5.0 has significant capability and a human exploration strategy is outlined here that uses Copernicus and its key components for precursor near Earth asteroid (NEA) and Mars orbital missions prior to a Mars landing mission. Initially, the basic Copernicus vehicle can enable reusable 1-year round trip human missions to candidate NEAs like 1991 JW and Apophis in the late 2020 s to check out vehicle systems. Afterwards, the Copernicus spacecraft and its 2 key components, now configured as an Earth Return Vehicle / propellant tanker, would be used for a short round trip (approx.18 - 20 months)/short orbital stay (60 days) Mars / Phobos survey mission in 2033 using a split mission approach. The paper also discusses NASA s current Foundational Technology Development activities and its pre-decisional plans for future system-level Technology Demonstrations that include ground testing a small (approx.7.5 klbf) scalable NTR before the decade is out with a flight test shortly thereafter.  

 http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120009207_2012009494.pdf
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

Nuclear and Emerging Technologies for Space 2013[/size]
February 25-28, 2013 • Albuquerque Marriott, N.M.

NASA is currently developing capabilities for robotic and crewed missions to the Moon, Mars, and beyond. Strategies that implement advanced power and propulsion technologies, as well as radiation protection, will be important in accomplishing these missions in the future. NETS serves as a major communications network and forum for professionals and students working in the area of space nuclear technology. Every year it facilitates the exchange of information among research and management personnel from international government, industry, academia, and the national laboratory systems. To this end, the NETS 2013 meeting will address topics ranging from overviews of current programs to methods of meeting the challenges of future space endeavors.

ЦитатаTrack 1: Current Space Architectures and Missions
Space Science and Exploration Missions
Industrial Programs
Defense Architectures
Spacecraft Concepts and Design
Lunar and Planetary Surface Concepts
Mission Analysis and Validation Missions
Space Policy and Procedures

Track 2: Present Enabling Capabilities
Plutonium-238 Production
Radioisotope Power Systems
Power Conversion Systems and Components
Supporting Technologies (including Heat Rejection and Power
Management & Distribution)
Space Radiation Environment and Protection
Impact on Human Operations

Track 3: Near-Term Nuclear Technologies
Reactor and Shield Design
Reactor Simulation
Fuels Development
Materials and Radiation Testing
Alternative Radioisotopic Systems and Applications
Systems Integration
Tools and Modeling
Testing and Validation
ЦитатаTrack 4: Augmenting Nuclear Capabilities
Advanced Reactor Concepts
Advanced Fuels and Materials
Hybrid Nuclear Systems
Enhanced Computational Methods
Improved Radioisotopic Power System Design
Nuclear Enabled In-Situ Resource Utilization

Track 5: Innovative and Advanced Technologies
Low Alpha Multi-Megawatt Power Systems
Fusion Systems
Non-Traditional Methods
Novel Mission Design

http://anstd.ans.org/NETS2013/AboutNETS2013.html
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

Как я уже писал, для пилотируемных полетов на астероиды и на марс, работает НАСА над NTR дигателами. Первый технологичный полет будет уже в 2023 году. Картинки из перезентацйи С.Боровски.
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

В USA идут тоже работы над сосданием ядерного Z- двигателя, где мы получаем лучьшые ресултаты от ТФЯД.
Как: ИСП 19400с, тяга на 38120 Н и 0,2кг/с.
ЦитатаFor this study, we selected 38,120 N and a mass flow rate of 0.2 kg/sec resulting in 19,400 seconds of specific impulse, consistent with one of the calculated performance points in the model.

В дальний космос на Z-двигателе
FUSION PROPULSION Z-PINCH ENGINE CONCEPT
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

Удельный импульси и температура сгорания в ядерным двигателе.




 
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Mark

Размерны последних ступень c ТФЯРД и ЖРД.


Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

pkl

Вот это да! А у нас и конь не валялся ещё!:|
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Apollo13

Это ведь всего лишь веселые картинки.

pkl

Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Alexandr_A


KBOB

ну так я непонял CFEET "Compact Fuel Element Environmental Test" запланированный на этот год прошел?
какие результаты?
http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2012-3819
Россия больше чем Плутон.

Mark

ЦитатаKBOB пишет:
ну так я непонял CFEET "Compact Fuel Element Environmental Test" запланированный на этот год прошел?
какие результаты?
http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2012-3819
Повторяю что Fuel Element Environmental Test и Fabrication будут:
Цитата:

1. Fuel Element Design, Fabrication, and Test AES, 12-14 год
2. Non-Nuclear Ground Testing AES, 15-20 год
3. Flight Technology Demonstration, 20-24 год
Земля - это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Ц.К.Э

 

Alexandr_A

CFEET это не тест, а технология, типа стенд испытательный. Скоро сделают, как я понял.
ЦитатаKBOB пишет:
ну так я непонял CFEET "Compact Fuel Element Environmental Test" запланированный на этот год прошел?
какие результаты?
 http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2012-3819

KBOB

Россия больше чем Плутон.

Alexandr_A

15.11.2012 13:51:18 #15 Последнее редактирование: 15.11.2012 17:54:01 от Alexandr_A
Испытали несколько образцов керамики на этой настольной установке CFEET. Ничего интересного.

KBOB

16.11.2012 01:28:08 #16 Последнее редактирование: 16.11.2012 05:28:35 от KBOB
Я правильно понял, что ТВЭЛы у них из W-UO2 кермета?
Россия больше чем Плутон.

Alexandr_A

ЦитатаKBOB пишет:
Я правильно понял, что ТВЭЛы у них из W-UO2 кермета?
Да, в теории. Частицы диоксида урана ~100мкм, в вольфрамовой матрице и вольфрамовой оболочке, вся ячейка в общей оболочке из W-HfN. А сейчас они, вместо частиц UO2 используют неактивные заменители типа ZrO2 и конечно это уменьшенная модель.

Alexandr_A

ЦитатаKBOB пишет:
Я правильно понял, что ТВЭЛы у них из W-UO2 кермета?
Да, в теории. Частицы диоксида урана ~100мкм, в вольфрамовой матрице и вольфрамовой оболочке, вся ячейка в общей оболочке из W-HfN. А сейчас у них вместо частиц UO2 используют неактивные заменители типа ZrO2 и конечно это уменьшенная модель.

KBOB

ЦитатаAlexandr_A пишет:
ЦитатаKBOB пишет:
Я правильно понял, что ТВЭЛы у них из W-UO2 кермета?
Да, в теории. Частицы диоксида урана ~100мкм, в вольфрамовой матрице и вольфрамовой оболочке, вся ячейка в общей оболочке из W-HfN. А сейчас они, вместо частиц UO2 используют неактивные заменители типа ZrO2 и конечно это уменьшенная модель.
Обедненный уран, слабо взять.
Россия больше чем Плутон.