Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Inti]

Доклад Мозгового А на конференции ЛаПлаз 2024 в МИФИ

[Кот Бегемот]

Доклад Мозгового А на конференции ЛаПлаз 2024 в МИФИ

Эта штука работать не будет.Но всеравно интересно спасибо.

[Ц. Ярослав]

В настоящее время в России разрабатываются несколько проектов, нацеленных на отправку в космос ядерных энергоустановок. Один из них — это ядерный буксир «Зевс», созданием которого с 2009 года занимаются организации Роскосмоса и Росатома. В конце апреля 2023 года Юрий Борисов допустил, что «Зевс» задействуют в лунной программе РФ и КНР. Так, например, он сможет доставлять крупногабаритные грузы на орбиту вокруг спутника Земли. Ожидается, что ядерный буксир опробуют на практике к 2030 году.
Также известно о разработке Центром Келдыша космического аппарата для полета за пределы Солнечной системы — его оснастят мощнейшим в мире плазменным двигателем для непрерывной работы в течение долгих лет. Помимо этого, специалисты Центра Келдыша трудятся над созданием ядерного буксира для отправки на орбиту Юпитера.

https://prokosmos.ru/2024/04/12/putin-poruchil-profinansirovat-yadernuyu-energetiku-v-kosmose
О целых три буксира к луне, к юпитеру, и за пределы солнечной системы!

Возможно что речь идёт сначала полетит Зевс а дальше уже будут клепать буксиры, всё же ПН с двигателями отдельно от Реакторного блока, что позволяет... Ну менять двигатели как и пн.

[Кот Бегемот]

Ну менять двигатели как и пн.

Ну да для каждой задачи и пн свои двигатели и топливо а зевс просто источник электроэнергии для различных движков или вообще просто источник энергии для лунной станции.

[Ц. Ярослав]

Ну менять двигатели как и пн.

Ну да для каждой задачи и пн свои двигатели и топливо а зевс просто источник электроэнергии для различных движков или вообще просто источник энергии для лунной станции.

Только вот насколько помню то в прототипе все 500кВт электрической, но 2-3мВт тепловой можно ли как-то поднять кпд преобразователей ? Если их поставить несколько ?

[Кот Бегемот]

Только вот насколько помню то в прототипе все 500кВт электрической, но 2-3мВт тепловой можно ли как-то поднять кпд преобразователей ? Если их поставить несколько ?

НЯЗ их и так несколько.Для резервирования.2 турбины нужно как минимум чтобы аппарат не закручивало.НЯЗ их 4.Те если одна сломается парная ей тоже должна отключится.Если сломается 2 не парных то все приехали...
КПД зависит от разницы температур в реакторе и в системе охлаждения.Чем больше разница, тем выше КПД.Температуру реактора повысить нельзя она и так на пределе нет таких материалов.А понижения температуры системы охлаждения приведет к резкому росту его массы согласно закону стефана-больцмана.Решение либо наращивание мощности реактора (тк увелечение мощности реактора к примеру в 10 раз не приводит к увеличению массы всей конструкции в 10 раз) либо использование КХИ либо и то и другое.Ну и двигатели типа БПРД (курчатвоский инст.) ака VASIMR с изменяемым УИ и тягой (выше уи ниже тяга и наоборот) либо под каждую пн свои.

[Кот Бегемот]

[Astro Cat]

Расскажите Борисову про "пики вечного света".

[Arzach]

Юрий Борисов: РФ начала разработку ядерной энергоустановки для лунной станции...

Сколько же бреда высосали эти писаки из одного слова Борисова. Установка оказывается уже строится, а Китай беспомощно разводит руками и с надеждой смотрит на РФ в этом вопросе.

Китайцы уже давно говорят о ядерной энергетике для своей лунной базы, но отчего-то возлагают надежды на свои собственные силы.
Например, в 2022 г.:

...Руководитель лунного проекта Ву Вейран заявил: «Сейчас мы разрабатываем новую систему, которая использует ядерную энергию для удовлетворения долгосрочных потребностей лунной станции в энергии высокой мощности».

Г-н Ву не сообщил никаких подробностей о планах космического агентства. Китайское агентство заявило, что система сможет генерировать 1 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электроэнергией сотен домов в течение года.

Энергия, вырабатываемая ядерным реактором, будет использоваться для получения кислорода, питания приборов и других целей, например, для извлечения воды...

[opinion]

система сможет генерировать 1 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электроэнергией сотен домов в течение года.

Именно в течение года? А после это что?

[nonconvex]

Расскажите Борисову про "пики вечного света".

Расскажите и вы, про добычу льда в этих пиках. Также интересно узнать, что в этих пиках происходит лунной зимой.

[Astro Cat]

Расскажите и вы, про добычу льда в этих пиках. Также интересно узнать, что в этих пиках происходит лунной зимой.

Лед не на пиках, а рядом. В кратерах вечной тени. 80% времени пики освещены. Хоть летом, хоть зимой. Ставь вертикальные СБ со слежением и получай электроэнергию просто и безопасно

[vlad7308]

система сможет генерировать 1 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электроэнергией сотен домов в течение года.

Именно в течение года? А после это что?

а после - всё    Мегаватт кончится. Не резиновый.

[nonconvex]

Расскажите и вы, про добычу льда в этих пиках. Также интересно узнать, что в этих пиках происходит лунной зимой.

Лед не на пиках, а рядом. В кратерах вечной тени. 80% времени пики освещены. Хоть летом, хоть зимой. Ставь вертикальные СБ со слежением и получай электроэнергию просто и безопасно

У вас и пруф ведь имеется? А то в NASA мужики насчет зимы сомневаются.

[Astro Cat]

Расскажите и вы, про добычу льда в этих пиках. Также интересно узнать, что в этих пиках происходит лунной зимой.

Лед не на пиках, а рядом. В кратерах вечной тени. 80% времени пики освещены. Хоть летом, хоть зимой. Ставь вертикальные СБ со слежением и получай электроэнергию просто и безопасно

У вас и пруф ведь имеется? А то в NASA мужики насчет зимы сомневаются.

Сомневаюсь что в NASA столь безграмотные и не знают что наклон лунной оси к эклиптике 5 градусов всего, а не 23 как у Земли. Посему зима-лето там символическая разница.

[Inti]

Pulsed Plasma Rocket

Авто-перевод описания видео:

635 просмотров Премьера состоялась 10 февраля 2022 года

История вопроса: Для того чтобы реально обеспечить присутствие человека на Марсе или ускорить полет в дальний космос, необходимы высокий удельный импульс и высокая тяга. Наличие каждого из них позволит обеспечить эффективную тягу и быстрое перемещение, устранив ограничения на время запуска и риски длительного радиационного облучения для экипажей. Импульсная плазменная ракета (PPR) призвана удовлетворить эти потребности с помощью делящейся двигательной установки, которая производит быстрые плазменные всплески. В предыдущих работах рассматривались методы импульсной тяги, включая использование плазмы в качестве топлива, но в PPR плазменные всплески достигаются с помощью системы, основанной на делении, в которой высокомодерированный топливный снаряд проходит через урановую бочку, достигая сверхкритичности. Архитектура материала ствола и снаряда приводит к тому, что в снаряде осаждается гораздо больше энергии, чем в стволе. После значительных событий деления снаряд за несколько микросекунд превращается из твердого тела в плазму и вылетает через магнитное сопло.

Методы: Выполнено для фазы I исследования NASA NIAC с целью определения осуществимости и эффективности.  Вычислительное моделирование проводилось с использованием нейтронных программ MCNP, MOOSE и SERPENT. Тепловые системы анализировались с помощью COMSOL Multiphysics. Взаимодействие плазмы моделировалось с помощью SPFMax.

Результаты: Нейтронное моделирование определило, что состав снаряда включает высокоактивную низкообогащенную уран-водно-ледяную смесь, заключенную в тонкую железную оболочку. Управляющие барабаны генерируют импульс экстремальной сверхкритичности, вращаясь с разной скоростью, чтобы создать дельта-функцию ряда Фурье, которая ввергает снаряд в ионизированную плазму на конце ствола. При комбинированном использовании катушечной пушки в качестве начального инжектора топлива и магнитной катушки и сопла для выхлопа, снаряд способен создать тягу около 100 кН с ускорением 5 000 с.

Выводы: В снаряде может быть достигнута необходимая критичность для достижения температур, генерирующих плазму, при сохранении общей целостности системы. Корабль способен совершить 2-месячный полет к Марсу, не потребляет высокообогащенного урана и может питаться за счет рекуперации энергии двигательной установки.


Переведено с помощью DeepL.com (бесплатная версия)

[свернуть]

[Кот Бегемот]

Нейтронное моделирование определило, что состав снаряда включает высокоактивную низкообогащенную уран-водно-ледяную смесь, заключенную в тонкую железную оболочку

Интересно сколько тонн урана-235 нужно этой чюде чтобы слетать на марс 
Сколько урана просто улетит в трубу.
скрестили движок зубрина с орионом 
HALEU приплели (а как же ж - 90кг обогощенного на 19%  по изотопу-235 урана сделали а применить негде)

[RaZoom]

Китайцы уже давно говорят о ядерной энергетике

Вот например по Китаю:

В марте 2024 года в ряде СМИ прошла информация о том, что Китай достиг прогресса в разработке реактора мегаваттного класса для космических применений.

Рассуждая о подходящем типе теплоносителя для космического реактора, авторы статьи делают выбор в пользу жидкого металла как наиболее проработанного варианта.
Инертный газ был исключён из-за необходимости иметь большую активную зону и тяжёлую защиту, а тепловые трубки, по мнению авторов, подходят только для аппаратов мощностью до 100 кВт из-за ограничений по теплопередаче.
Выполненный анализ свойств различных вариантов жидкометаллических теплоносителей (натрий, калий и т.д.) позволил авторам остановиться на литии.
У него большие удельные теплоёмкость и теплопроводность, что позволяет сделать активную зону реактора достаточно компактной. Также у лития высокая температура кипения (свыше 1600 градусов Кельвина), что обеспечивает однофазность потока теплоносителя в широком температурном диапазоне.
Спектр нейтронов в разрабатываемом китайской командой реакторе быстрый, топливо - нитрид урана UN, уран обогащением 93%.
Тепловая мощность реактора составляет порядка 6 МВт(т), что в сочетании с выбранным для генерации электроэнергии циклом Брайтона на смеси гелий-ксенон позволяет получить 1,5 МВт(э) электрической мощности.
Теплоноситель, как уже сказано, жидкий литий. Входная и выходная температуры теплоносителя равны 1400 и 1550 K, соответственно (то есть, подогрев по активной зоне равен 150 градусам). Входная температура рабочего тела на турбине - 1500 K.
Вопрос отвода избыточного тепла от установки китайские специалисты предлагают решать за счёт тепловых трубок на ртути и калии, от которых тепло будет отводиться излучением.
Активная зона реактора собрана из сотообразных уран-нитридных топливных элементов с каналами для прокачки лития. Диаметры каналов разные, что позволяет снизить радиальный коэффициент неравномерности энерговыделения.
Проектный срок службы реактора - 10 лет. Расчётное значение Kэфф на начало кампании составляет 1,12. Для компенсации избыточной реактивности и управления реактором имеются два регулирующих стержня и специализированная система компенсации.
В системе компенсации имеется поглотитель из карбида бора, ниже которого располагается сжатая пружина. Выход системы запечатан уплотнительным материалом, который расплавляется при нагреве, после чего поглотитель выталкивается пружиной в активную зону.

И далее - https://www.atomic-energy.ru/news/2024/04/10/144842

[Astro Cat]

В марте 2024 года в ряде СМИ прошла информация о том, что Китай достиг прогресса в разработке реактора мегаваттного класса для космических применений.

Ничесе! Уже картинку нарисовали! Следующий этап - мультик?

[RaZoom]

В марте 2024 года в ряде СМИ прошла информация о том, что Китай достиг прогресса в разработке реактора мегаваттного класса для космических применений.

Ничесе! Уже картинку нарисовали! Следующий этап - мультик?

Да

Присутствие в списке авторов Ву Ицаня сразу заставляет предположить наличие большого объёма экспериментальных исследований. Описываемый проект мегаваттника не стал исключением.
В частности, в статье говорится про эксперименты на стенде-прототипе. В его состав входят первый контур с литием и второй контур для гелий-ксенонового цикла Брайтона.
В первом контуре используются электронагревательные элементы мощностью более 100 кВт, что позволяет обеспечивать максимальную температуру лития порядка 1500 градусов Кельвина.
Прокачка лития осуществляется электромагнитным насосом. Теплообмен между контурами происходит посредством пластинчатого теплообменника. Во втором контуре имеется турбина для выработки электроэнергии. Отвод избыточного тепла производится с помощью радиатора водяного охлаждения.
Помимо проверки предлагаемых технологических решений на стенде был выполнен комплекс экспериментов по изучению коррозии молибденового сплава, контактирующего с нагретым до высокой температуры литием.

http://atominfo.ru/newsz07/a0323.htm