Итак, предположим выделили деньги на пилотируемый полет к Плутону для всестороннего изучения. Верхний лимит бюджета не ограничен. Какие должны быть параметры корабля и тип двигательной установки для данного полета исходя из современного уровня техники?
И подвопрос: за какое минимальное время можно туда долететь на современных технологиях?
А зачем пилотируемый?
А шоб денег побольше выделили
Цитата: Странник270 от 14.04.2023 19:32:02Итак, предположим выделили деньги на пилотируемый полет к Плутону для всестороннего изучения. Верхний лимит бюджета не ограничен. Какие должны быть параметры корабля и тип двигательной установки для данного полета исходя из современного уровня техники?
И подвопрос: за какое минимальное время можно туда долететь на современных технологиях?
Исходя из современного уровня техники - пока нереализуемо. Даже на Марс.
ИМХО в обозримом будущем - возможно на Марс. Из теоретически возможного - КК стартовой массой в районе 500 т с ядерным реактором на быстрых нейтронах мощностью несколько сотен МВт с магнитоплазменными двигателями:
IMG_20230414_205042.jpg
https://fusion.rosatom.ru/docs/30-03/1_30.03.pdf
Главная проблема - выход на орбиту. Чем быстрее будет лететь к Плутону тем больше топлива необходимо на торможение. В любом случае с учётом провината, спускаемого аппарата, топлива на торможение корабль едва ли может весить менее 50 тонн. Даже с учётом гравиманевра на Юпитере, потребуется огромный разгонный блок, тонн в 300 гидролокса. И все равно лет 8 лететь. Выше верно сказано, без ядерных технологий это по факту нереально
Цитата: Blackhavvk от 14.04.2023 21:06:50Чем быстрее будет лететь к Плутону тем больше топлива необходимо на торможение
Либо десятки ГВт мощности, но это не относится к обозримому будущему...
Вряд ли нынче это возможно. Лететь долго, радиация убьет экипаж.
Имху
Если исходить из фантастического предположения неограниченного бюджета, то тогда логично добавить к нему и отсутствие законодательных, бюрократических и прочих подобных ограничений.
А тогда быстрее всего лететь на "взрыволёте"/"ядерно-импульсном двигателе".
https://ru.wikipedia.org/wiki/Орион_(взрыволёт)
Там достижимо время перелёта от Земли до Плутона на уровне трёх недель.
Вспоминается "Имею скафандр - готов путешествовать" :D
Цитата: ratcustorb от 14.04.2023 20:58:23Исходя из современного уровня техники - пока нереализуемо. Даже на Марс.
ИМХО в обозримом будущем - возможно на Марс.
Можно даже сказать
никуда кроме Марса. Ну еще разве что крупный астероид типа Цереры
В этой чрезвычайной ограниченности (по сравнению с автоматами) заключается трагизм пилотируемой космонавтики.
Программа-максимум для нее известна - высадка на Марс и всё, "пиз..ц, пришли"
Да нет, почему. На Каллисто вполне возможно.
При неограниченном бюджете (времени, в т.ч) можно сначала создать доходящие условия в принимающем аэропорту. Пусть даже и автоматами, пусть даже и с потерей части аппаратов из-за ошибок и дефектов. Но чтобы лететь в место, пригодное для существования, и иметь возможность вернуться.
Непреодолимых технических сложностей тут не видно. Но экономические расходы всего (включая и астронавтов) -- пока неприемлемые.
Цитата: Плейшнер от 15.04.2023 09:51:15Программа-максимум для нее известна - высадка на Марс и всё, "пиз..ц, пришли"
Как я уже показал выше, нам известен способ за несколько недель долететь до Плутона. Способ, реализуемый при технологиях полувековой давности. Безумно дорогой, противоречащий ряду международных договоров, но технически реализуемый.
Учитывая, что со временем могут появиться новые технологии, старые технологии могут стать дешевле, международные договора могут измениться, да и укладываться в три недели до Плутона совсем не обязательно, можно потратить полгода на полёт к "всего лишь" Сатурну, очевидно, что Марс - это далеко не предел для пилотируемой космонавтики.
Цитата: SONY от 15.04.2023 10:49:51очевидно, что Марс - это далеко не предел для пилотируемой космонавтики.
Технически - не предел. Но смысл посылать людей туда где они не смогут выйти из корабля?
Скафандр для заплывов в жидком метане или чём подобном это по сути тот же корабль.
Ясно, что нужен мощный гибрид ЯЭДУ с термическим ЯРД. Время полета ~6 лет с торможением перед Плутоном. Вполне реализуемо, если серьезно взяться.
Цитата: Дем от 16.04.2023 11:43:34Технически - не предел. Но смысл посылать людей туда где они не смогут выйти из корабля?
Скафандр для заплывов в жидком метане или чём подобном это по сути тот же корабль.
У Титана "моря" занимают куда как меньшую долю площади поверхности, чем на Земле, так что там достаточно места чтобы ходить по твёрдой поверхности.
Ну и он - не единственный интересный спутник Сатурна. Вообще говоря самым интересным является Энцелад, который является одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни. И там принципиально можно использовать даже точные копии лунных скафандров программы Аполлон.
Цитата: SONY от 16.04.2023 14:22:31Цитата: Дем от 16.04.2023 11:43:34Технически - не предел. Но смысл посылать людей туда где они не смогут выйти из корабля?
Скафандр для заплывов в жидком метане или чём подобном это по сути тот же корабль.
У Титана "моря" занимают куда как меньшую долю площади поверхности, чем на Земле, так что там достаточно места чтобы ходить по твёрдой поверхности.
Ну и он - не единственный интересный спутник Сатурна. Вообще говоря самым интересным является Энцелад, который является одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни. И там принципиально можно использовать даже точные копии лунных скафандров программы Аполлон.
А что там с радиацией?
Если отбросить околонаучные спекуляции вроде взрыволёта, то остаётся двигатель на прямом использовании ядерной энергии FFRE или DUFFRE и подобные. Проблема в том что они требуют дорогого и сильно радиоактивного топлива. По его радиотоксичности можно сказать что плутоний-239 рядом не стоял. Что бы его испытать на земле, придется построить подземную лабораторию, которая будет навсегда заражена запредельным уровнем радиации.
Нужные изотопы, скорее всего, уже нарабатывались со времен СССР, для малых ЯБП.
Есть еще солнечный парус.
Но это в один конец. Для пилотируемого все-таки предполагается возвращение.
Везти с собой ISRU с ядерными реактором для наработки топлива из льда.
Возвращаться на химии.
Обратный полет на самом деле меньшая проблема, чем выход на орбиту Плутона. Вообще сложно давать оценку без промежуточных итераций, Марса, пояса, Каллисто, Энцелада, Титании
Есть еще както предлагавшийся мной солнечный парус "ноборот", инфракрасный фотонный движитель: ядерный реактор - "кипятильник" + радиатор односторонний излучатель.
Цитата: ratcustorb от 16.04.2023 17:44:48А что там с радиацией?
ЦитироватьSaturn has relatively weak radiation belts, thus making radiation considerations manageable. The outermost edge of the main radiation belt is situated at 3.5 Saturn radii, which is planetward of Enceladus' orbit (4 Saturn radii) and Titan's orbit (20 Saturn radii).
https://link.springer.com/article/10.1007/s10686-021-09810-z
Какие-либо конкретные оценки я находил в первую очередь для более близкого к Сатурну Мимаса, который внутри основного радиационного пояса, и для которого:
ЦитироватьElectron flux ~1/40th that of Europa
...
Overall dose is dominated by energetic electrons
https://sci.esa.int/documents/35171/36506/1567258876922-5-ESLAB46-Day3-Nordheim.pdf
Т.е. даже там уровень радиации не такой уж большой.
На слайде 11 есть графики для нескольких спутников Сатурна, и судя по ним на Энцеладе потоки быстрых электронов ещё в 5-15 раз ниже. Причём чем выше энергия - тем больше разница.
Так что можно подтвердить вывод первой публикации, что пребывание людей на поверхности Энцелада не представляет серьёзной угрозы.
Цитата: Alexandr_A от 16.04.2023 17:57:22Если отбросить околонаучные спекуляции вроде взрыволёта, то остаётся двигатель на прямом использовании ядерной энергии FFRE или DUFFRE и подобные. Проблема в том что они требуют дорогого и сильно радиоактивного топлива. По его радиотоксичности можно сказать что плутоний-239 рядом не стоял.
Вообще-то у них всего три варианта топлива: уран-233, уран-235 и плутоний-239. Плутоний из них - самый опасный, так что решительно непонятно, как вы получили "По его радиотоксичности можно сказать что плутоний-239 рядом не стоял".
Ну и FFRE куда как скорее можно назвать "околонаучной спекуляцией", нежели взрыволёт. Ибо FFRE - это сугубо теоретическая концепция, а вот по взрыволёту проводились практические исследования, которые показали как стабильность полёта на взрывах, так и возможность создания устойчивой к ядерному взрыву плиты.
Назад лететь надо?
В-общем, я берусь. Можно на химии, можно на ионниках с ядерным реактором, но лучше - комбинация. 8-10 лет.
Маршрут такой:
Земля - Юпитер - Солнце - Земля - Плутон. У Солнца дается разгонный импульс на химии. У Земли подсаживается экипаж. У Плутона до года торможение на ионниках.
Цитата: mihalchuk от 16.04.2023 20:49:37В-общем, я берусь. Можно на химии, можно на ионниках с ядерным реактором, но лучше - комбинация. 8-10 лет.
Маршрут такой:
Земля - Юпитер - Солнце - Земля - Плутон. У Солнца дается разгонный импульс на химии. У Земли подсаживается экипаж. У Плутона до года торможение на ионниках.
А назад?
Цитата: Ну-и-ну от 16.04.2023 21:02:18Цитата: mihalchuk от 16.04.2023 20:49:37В-общем, я берусь. Можно на химии, можно на ионниках с ядерным реактором, но лучше - комбинация. 8-10 лет.
Маршрут такой:
Земля - Юпитер - Солнце - Земля - Плутон. У Солнца дается разгонный импульс на химии. У Земли подсаживается экипаж. У Плутона до года торможение на ионниках.
А назад?
Возле Юпитера космонавты такую дозу получат, что назад лететь будет некому...
Платят за полёт "туда". :)
Обратно - разогнаться на ионниках, а Земля пошлёт корабль, чтобы снять экипаж.
Цитата: mihalchuk от 16.04.2023 20:49:37В-общем, я берусь. Можно на химии, можно на ионниках с ядерным реактором, но лучше - комбинация. 8-10 лет.
Маршрут такой:
Земля - Юпитер - Солнце - Земля - Плутон. У Солнца дается разгонный импульс на химии. У Земли подсаживается экипаж. У Плутона до года торможение на ионниках.
Красиво, с подсадкой и гравманеврами. Пилотируемая часть только туда - лет на шесть? Небыстро оно.
На химии у Солнца - это гидразиновое что-то, по определению, ибо на ~пятый год. Значит УИ так себе. Также весьма стрёмно подсаживаться на проносящийся мимо корабль - одно неосторожное движение - и привет, назад не вернуться.
Но с чисто академической точки зрения - красиво.
Цитата: Ну-и-ну от 16.04.2023 21:26:10Красиво, с подсадкой и гравманеврами.
Еще красивее может быть только с промежуточным отдыхом на Земле :)
Цитата: ratcustorb от 16.04.2023 21:04:54Цитата: Ну-и-ну от 16.04.2023 21:02:18Цитата: mihalchuk от 16.04.2023 20:49:37В-общем, я берусь. Можно на химии, можно на ионниках с ядерным реактором, но лучше - комбинация. 8-10 лет.
Маршрут такой:
Земля - Юпитер - Солнце - Земля - Плутон. У Солнца дается разгонный импульс на химии. У Земли подсаживается экипаж. У Плутона до года торможение на ионниках.
А назад?
Возле Юпитера космонавты такую дозу получат, что назад лететь будет некому...
Мимо Юпа корабль пролетает без экипажа, как я понял, используя его для разгона, а жкипаз "вскакивает на подножку" уже тогда, когда разогнаный Юпом и Солнцем "вагон" пролетает опять мисо Земли уже непосредственно к Плутону. На пилотируемом участке никаких пролетов у Юпа не планируется.
Имху
Цитата: SONY от 16.04.2023 20:30:14Вообще-то у них всего три варианта топлива: уран-233, уран-235 и плутоний-239.
Откуда вы это взяли? Есть публикация в научном журнале, где был разобран именно этот момент. Главные критерии в выборе топлива, это сечение реакции деления нейтронами и разумное время полураспада. Эти два критерия самые важные, с большим отрывом, в том числе потому, что они сильно отличаются у разных изотопов. Количество нейтронов на деление, тепловыделение в процессе хранения, распределение энергии распада (желательно больше на осколки и меньше на гамма и нейтроны), трудности с производством. Получилось, что номер один в списке это америций-242m, примерно на порядок активнее плутония-239. Так же хорош калифорний-251 - менее активен, но сложнее в призводстве. Еще пара изотов кюрия более-менее, а плутоний и уран сильно отстают по основным критериям - создать критмассу не получится, либо выход осколков будет затруднен и топливо тупо перегреется от их энергии.
ЦитироватьНу и FFRE куда как скорее можно назвать "околонаучной спекуляцией", нежели взрыволёт. Ибо FFRE - это сугубо теоретическая концепция, а вот по взрыволёту проводились практические исследования, которые показали как стабильность полёта на взрывах, так и возможность создания устойчивой к ядерному взрыву плиты.
Я бы не называл практическими исследованиями, когда ученые юмористы предлагают "звезду смерти" весом сотни тысяч тонн. И до миллионов доходило для межзвездных вариантов ЕМНИП.)
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 00:19:38Откуда вы это взяли?
Я это взял из необходимости использования тонн топлива, а мы за всю историю не получили и грамма чистых америция-242m или калифорния-251.
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 00:19:38плутоний и уран сильно отстают по основным критериям - создать критмассу не получится, либо выход осколков будет затруднен и топливо тупо перегреется от их энергии.
Расскажите это NASA, а то у них в Final Report: Concept Assessment of a Fission Fragment Rocket Engine (FFRE) Propelled Spacecraft (https://www.nasa.gov/pdf/718391main_Werka_2011_PhI_FFRE.pdf) всё отлично работает на плутонии...
Dust-Plasma-FFRE.png
И авторы тех самых статей, в которых "Получилось, что номер один в списке это америций-242m", затем написали (https://www.researchgate.net/profile/Robert-Sheldon-4/publication/326468824_Dusty_Plasma_Based_Fission_Fragment_Nuclear_Rocket/links/5b4fbbd9aca27217ffa200e5/Dusty-Plasma-Based-Fission-Fragment-Nuclear-Rocket.pdf):
ЦитироватьIn our previous work, we indicated that several nuclear fuels had significant advantages for reduced critical mass such as Am242m and Cf251. Practically, however, the most abundant fissile materials are based on U235 and Pu239, and accordingly our designs used these two materials.
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 00:19:38Я бы не называл практическими исследованиями, когда ученые юмористы предлагают "звезду смерти" весом сотни тысяч тонн
Они предлагали это для межзвёздного корабля поколений... Вы считаете, что корабль поколений для межзвёздных перелётов должен быть размером с МКС?..
Цитата: SONY от 17.04.2023 04:05:17И авторы тех самых статей, в которых "Получилось, что номер один в списке это америций-242m", затем написали (https://www.researchgate.net/profile/Robert-Sheldon-4/publication/326468824_Dusty_Plasma_Based_Fission_Fragment_Nuclear_Rocket/links/5b4fbbd9aca27217ffa200e5/Dusty-Plasma-Based-Fission-Fragment-Nuclear-Rocket.pdf):
Они просто предлагают добиться критмассы на плутонии-239 используя высокоэффективные отражатели и другие приёмчики. Но обратите внимание на размер радиаторов в их корабле. Если бы применили америций-242m, при прочих равных, масса радиаторов была бы меньше в разы. Тут простая физика - топливо будет гореть так же интенсивно при в разы меньшей плотности облака. Выход осколков больше, тепла меньше.
Цитата: SONY от 17.04.2023 04:05:17Я это взял из необходимости использования тонн топлива, а мы за всю историю не получили и грамма чистых америция-242m или калифорния-251.
Даже калифорний-252 серийно производят. Об этом известно так как он не оружейный изотоп, а самое интересное тупо засекречено.
Если надо тоннами производить америций, это конечно дорого, но можно построить завод наработчик по типу плутониевого.
Цитата: SONY от 17.04.2023 04:05:17Они предлагали это для межзвёздного корабля поколений... Вы считаете, что корабль поколений для межзвёздных перелётов должен быть размером с МКС?..
:o
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 13:06:07Они просто предлагают добиться критмассы на плутонии-239 используя высокоэффективные отражатели и другие приёмчики.
Только что вы заявляли "создать критмассу не получится", а тут, ВНЕЗАПНО, оказывается, что взяв эффективный отражатель - получится...
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 13:06:07Но обратите внимание на размер радиаторов в их корабле.
Только что вы заявляли "топливо тупо перегреется", а тут, ВНЕЗАПНО, оказывается, что возьмём радиаторы побольше - и не перегреется...
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 13:06:07Если бы применили америций-242m, при прочих равных, масса радиаторов была бы меньше в разы.
Если бы они взяли америций-242m, то их корабль стал бы невозможным. Чтобы произвести тонны этого изотопа потребуются века, только вот незадача, он распадается так быстро, что веками накапливать его не получится...
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 13:06:07Даже калифорний-252 серийно производят.
Калифорний-252 естественным образом накапливается в больших количествах, т.к. имеет малое сечение взаимодействия с тепловыми нейтронами: пока калифорний-251 интенсивно выгорает либо преобразуется в тот самый калифорний-252, 252-й просто спокойно накапливается в реакторе. И, тем не менее, его производство всё равно составляет менее одного грамма в год... Ещё раз напомню, что даже для полётов внутри Солнечной Системы нам нужно иметь порядка тонны изотопа.
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 13:06:07:o
Т.е. вы читали про проект Орион, но не обратили ни малейшего внимания, какую задачу решали конструкторы?..
Для пилотируемого полёта на Марс с высадкой на поверхность стартовая масса была всего 741 тонна (18-й страница PDF-файла):
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19760065935/downloads/19760065935.pdf
Т.е. монструозные массы требовались лишь под монструозные задачи.
Цитата: SONY от 17.04.2023 13:44:44Только что вы заявляли "создать критмассу не получится", а тут, ВНЕЗАПНО, оказывается, что взяв эффективный отражатель - получится...
Цитата: SONY от 17.04.2023 13:44:44Только что вы заявляли "топливо тупо перегреется", а тут, ВНЕЗАПНО, оказывается, что возьмём радиаторы побольше - и не перегреется...
Разумеется, тащить на Плутон и обратно огромные радиаторы - это я рассматриваю как провал идеи. И все ради того что бы использовать доступный плутоний.
Цитата: SONY от 17.04.2023 13:44:44Если бы они взяли америций-242m, то их корабль стал бы невозможным. Чтобы произвести тонны этого изотопа потребуются века, только вот незадача, он распадается так быстро, что веками накапливать его не получится...
Во первых для одного полета на Плутон нужно гораздо меньше. Тонны нужны для полета на межзвездные расстояния.
Производить его раз в 10 затратнее чем плутоний-239.
Цитата: SONY от 17.04.2023 13:44:44Калифорний-252 естественным образом накапливается в больших количествах, т.к. имеет малое сечение взаимодействия с тепловыми нейтронами: пока калифорний-251 интенсивно выгорает либо преобразуется в тот самый калифорний-252, 252-й просто спокойно накапливается в реакторе. И, тем не менее, его производство всё равно составляет менее одного грамма в год... Ещё раз напомню, что даже для полётов внутри Солнечной Системы нам нужно иметь порядка тонны изотопа.
Это не так работает. Изотопы с большим сечением захвата не выгорают в специальных реакторах. Для этого топливо извлекают и перерабатывают как можно чаще, а так же есть жидкостные схемы с онлайн переработкой.
Цитата: SONY от 17.04.2023 13:44:44Ещё раз напомню, что даже для полётов внутри Солнечной Системы нам нужно иметь порядка тонны изотопа.
Если точно статью искать надо, но для полета к Плутону столько не нужно. Там было что-то вроде 1 тонны америция на расстояние 0.8 св.года в одну сторону.
И не забывайте, что в случае с плутонием и масса радиаторов и кпд по топливу, даст интегральный отрицательный эффект.
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 21:39:05Во первых для одного полета на Плутон нужно гораздо меньше. Тонны нужны для полета на межзвездные расстояния.
Для полёта к Юпитеру, согласно представленному выше отчёту, нужно четыре тонны, а к Плутону - гораздо меньше? Серьёзно?..
Межзвёздные перелёты там вообще никто не рассматривает, т.к. в их случае речь шла бы о тысячах тонн.
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 21:39:05Производить его раз в 10 затратнее чем плутоний-239.
Ну да, конечно... Открываем статью Результаты измерения содержания изотопов актинидов, неодима, цезия и глубины выгорания в образце высоковыгоревшего топлива ВВЭР-1000 разрушающими методами (https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=rbjkhp) и видим, что плутония-239 в отработанном топливе 6180 г/тонну, а америция-242 (хоть это и не указано в публикации прямо, но речь про 242m, т.к. америций-242 распадается чрезвычайно быстро, вообще не накапливаясь в весовых количествах) - 2,0 г/тонну. Причём плутоний-239 составляет 42,47% от всего плутония, а америций-242 - 0,22%.
Мне правда нужно объяснять, почему изотоп, которого нарабатывается в тысячи раз меньше, и который составляет долю процента в изотопном составе элемента, производить в десятки тысяч, а не в десять, раз сложнее?..
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 21:39:05Это не так работает. Изотопы с большим сечением захвата не выгорают в специальных реакторах.
Ещё как выгорают!
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 21:39:05Для этого топливо извлекают и перерабатывают как можно чаще, а так же есть жидкостные схемы с онлайн переработкой.
Это работает с производством плутония-239 и урана-233, но не америция-242m или калифорния-251.
Как производят плутоний-239? Облучают уран-238 нейтронами, получают уран-239, который за десятки минут распадается в нептуний-239, имеющий время жизни в несколько дней. Нептуний-239 имеет малое сечение захвата нейтронов, а потому не выгорает, и если мы его вытащим из реактора, дав распасться уже вне его, то получим плутоний-239, который не выгорает, т.к. находится вне реактора.
Как производят уран-233? Облучают торий-232 нейтронами, получают торий-233, который за десятки минут распадается в протактиний-233, имеющий время жизни в несколько десятков дней. Протактиний-233 имеет малое сечение захвата нейтронов, а потому не выгорает, и если мы его вытащим из реактора, дав распасться уже вне его, то получим уран-233, который не выгорает, т.к. находится вне реактора.
Как производят америций-242m? Облучают нейтронами америций-241, который мгновенно превращается в америций-242m - всё. Нет никаких вариантов не подвергать америций-242m нейтронному облучению, избежав его выгорания, он неизбежно образуется прямо в реакторе, в потоке нейтронов, а потому тут же начинает выгорать.
Аналогично с калифорнием-251: он производится мгновенно из калифорния-250, а потому никак не может быть защищён от выгорания.
Вот посмотрите схему, как идёт процесс:
Cf_252_Produktion.png
Цитата: Alexandr_A от 17.04.2023 21:39:05Если точно статью искать надо
Я вам статьи уже давно дал...
Цитата: SONY от 18.04.2023 01:47:06Для полёта к Юпитеру, согласно представленному выше отчёту, нужно четыре тонны, а к Плутону - гораздо меньше? Серьёзно?..
Межзвёздные перелёты там вообще никто не рассматривает, т.к. в их случае речь шла бы о тысячах тонн.
В отчете, где говорится о FFRE на плутонии? Не удивительно.
Цитата: SONY от 18.04.2023 01:47:06Ну да, конечно... Открываем статью Результаты измерения содержания изотопов актинидов, неодима, цезия и глубины выгорания в образце высоковыгоревшего топлива ВВЭР-1000 разрушающими методами (https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=rbjkhp) и видим, что плутония-239 в отработанном топливе 6180 г/тонну, а америция-242 (хоть это и не указано в публикации прямо, но речь про 242m, т.к. америций-242 распадается чрезвычайно быстро, вообще не накапливаясь в весовых количествах) - 2,0 г/тонну. Причём плутоний-239 составляет 42,47% от всего плутония, а америций-242 - 0,22%.
Мне правда нужно объяснять, почему изотоп, которого нарабатывается в тысячи раз меньше, и который составляет долю процента в изотопном составе элемента, производить в десятки тысяч, а не в десять, раз сложнее?..
В ВВЭР-1000 в обычном топливе так и должно быть. А для производства трансплутониевых изотопов в обычных реакторах, нужны как минимум специальные сборки топлива содержащие только нужные изотопы. Существуют оптимальные цепочки как например из урана-238 получить калифорний-251. Грубо говоря изотоп с номером 239 облучают одним потоком нейтронов, а 250 другим и длительность облучения для каждой такой сборки своя.
Все эти сложности давно изучены и даже близко не стоят с полётом человека на Плутон.
Цитата: Странник270 от 14.04.2023 19:32:02Итак, предположим выделили деньги на пилотируемый полет к Плутону для всестороннего изучения. Верхний лимит бюджета не ограничен. Какие должны быть параметры корабля и тип двигательной установки для данного полета исходя из современного уровня техники?
И подвопрос: за какое минимальное время можно туда долететь на современных технологиях?
Странник, сколько уже можно про пилотируемый полёт к Плутону? Вы такую тему на Астрофоруме создали. Вы хоть её посещаете? Там все всё уже сказали.
Цитата: SONY от 18.04.2023 01:47:06Нет никаких вариантов не подвергать америций-242m нейтронному облучению, избежав его выгорания, он неизбежно образуется прямо в реакторе, в потоке нейтронов, а потому тут же начинает выгорать.
Непрерывная "онлайн" переработка в растворных реакторах или жср. Полученный конечный изотоп извлекается почти сразу. И кроме того, каждый промежуточный изотоп может извлекаться и направляться в отдельную петлю реактора, туда где оптимальный для конкретной реакции спектр нейтронов.
Цитата: pkl от 19.04.2023 00:39:08Цитата: Странник270 от 14.04.2023 19:32:02Итак, предположим выделили деньги на пилотируемый полет к Плутону для всестороннего изучения. Верхний лимит бюджета не ограничен. Какие должны быть параметры корабля и тип двигательной установки для данного полета исходя из современного уровня техники?
И подвопрос: за какое минимальное время можно туда долететь на современных технологиях?
Странник, сколько уже можно про пилотируемый полёт к Плутону? Вы такую тему на Астрофоруме создали. Вы хоть её посещаете? Там все всё уже сказали.
Посещаю, просто пока смотрю мнения и там и там.
Там народ уже высказался, тема ушла в флуд. И почему тема про пилотируемые полёты здесь? Есть же специальный раздел
Цитата: pkl от 20.04.2023 10:53:25Там народ уже высказался, тема ушла в флуд. И почему тема про пилотируемые полёты здесь? Есть же специальный раздел
Ну я пока не увидел здесь чего-либо именно про пилотируемость (обсуждение СЖО на столько лет, например, чем занять экипаж и т.д.), пока здесь больше про то, как в принципе долететь туда и вернуться обратно за приемлемое для пилотируемого полета время.
Цитата: Asteroid от 20.04.2023 11:12:51Цитата: pkl от 20.04.2023 10:53:25Там народ уже высказался, тема ушла в флуд. И почему тема про пилотируемые полёты здесь? Есть же специальный раздел
Ну я пока не увидел здесь чего-либо именно про пилотируемость (обсуждение СЖО на столько лет, например, чем занять экипаж и т.д.), пока здесь больше про то, как в принципе долететь туда и вернуться обратно за приемлемое для пилотируемого полета время.
Тема заявлена как пилотируемый полёт. А раз так, то должна быть в соответствующем разделе. Или в разделе про Перспективы. Если же говорить о принципах, то в принципе нельзя. И остаётся открытым вопрос, зачем вообще посылать туда людей, особенно в свете того, что есть более актуальные цели куда ближе.
Цитата: Alexandr_A от 19.04.2023 00:59:46Непрерывная "онлайн" переработка в растворных реакторах или жср. Полученный конечный изотоп извлекается почти сразу.
Нет, извлечение изотопа невозможно.
Извлекается
элемент, а не изотоп. В случае производства плутония-239 извлекают нептуний. В случае производства урана-233 извлекают протактиний. В случае производства америция-242m или калифорния-251 извлекать нечего, т.к. конечный продукт и сырьё для его производства - это один и тот же элемент. Мы можем выделить примесь 0,01% другого элемента, но выделить примесь 0,01% другого изотопа (а вы же хотите быстро извлекать, до наработки значительных количеств) невозможно.
Цитата: pkl от 20.04.2023 13:04:56Если же говорить о принципах, то в принципе нельзя.
В принципе можно. И мы тут даже спорим о том, какая из
нескольких концепций лучше с этим справляется.
https://habr.com/ru/articles/743732/
Цитировать...
Удобное окно полета к Сатурну откроется в 2046 году и работающую термоядерную ракету планируют создать к этому сроку. Если так и случится, человек откроет дверь в космическое пространство с ноги.
Цитата: ZOOR от 26.06.2023 08:31:53Удобное окно полета к Сатурну откроется в 2046 году и работающую термоядерную ракету планируют создать к этому сроку
Заявляет какой-то noname из интернета. Ссылок на источники информации, что кто-то собирается создавать ракету для полёта на Сатурн во время этого окна, он не приводит.
Цитата: Dulevo от 16.04.2023 18:02:29Есть еще солнечный парус.
Но это в один конец. Для пилотируемого все-таки предполагается возвращение.
Везти с собой ISRU с ядерными реактором для наработки топлива из льда.
Возвращаться на химии.
Вначале разворачиваем возле Земли СКЭС и разгонные лазеры, ими отправляем к Плутону батарею ядерных электростанций и лазеров. Притормозить возле Плутона они могут магнитными парашютами.
А потом отправляем пилотируемую экспедицию, которую околоплутоновые лазеры вначале затормозят при прибытии, а потом отправят в обратный путь к Земле.
При возвращении к Земле парусник будет остановлен встречным излучением околоземных лазеров.
В общем, на Плутоне и объектах пояса Койпера и облака Оорта можно обкатать схему межзвездных полетов.
Был проект термоядерного взрыволёта с подрывом мишеней лазерами внутри магнитной ловушки.
https://ushastyi.livejournal.com/90687.html (https://ushastyi.livejournal.com/90687.html)
Цитата: Дмитрий Инфан от 11.07.2023 06:34:35Был проект термоядерного взрыволёта с подрывом мишеней лазерами внутри магнитной ловушки.
Мощность лазеров должна быть очень большой ну и масса всего этого хозяйства.Не вариант.
Реалистичных варианта ПМСМ два.ЯЭРДУ и взрыволет типа "Орион".
Nuclear fusion rocket breakthrough – SatNews (https://news.satnews.com/2023/07/06/nuclear-fusion-rocket-breakthrough/)
В 2025 собираются начать тестировать. в 2027 - демонстрация в космосе.
К Сатурну - за 2 года.