Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

Автор Space books, 16.09.2020 09:54:02

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.


Вот моё художество.

Буксир двухступенчатый, ПН между ступеней.

Чёрное - корпуса для оборудования.

Синее - ионники.

Жёлтое - солнечные батареи.

На рисунке вид сверху, нос буксира смотрит в верхнюю часть монитора.

Задача - 500 кВт электрической мощности у орбиты Юпитера.

Мощность СБ на околоземной орбите - 12,5 МВт...

В кач-ве ионника возьму BHT8000

http://busek.com/index_htm_files/70000703A%20BHT-8000.pdf - ссылка на официальный сайт.

Уж больно мне он понравился. Такой двигатель везде пригодится, и разработка его аналога в Роскосмосе должно быть приоритетной задачей. В миссиях по исследованию дальнего космоса, судя по английской википедии, он уже применялся.

Имея 12,5 МВт на НОО можно запитать 1562 таких двигателя... Столько и будет на первой ступени буксира. УИ и тяга зависят друг от друга. Можно иметь 687 Ньютон тяги (тяга округлена с 0,449 до 0,44 Ньютон, т.к. мб не все двигатели включатся, часть сломается и т.д., короче с запасом) при УИ в 2210 секунд, или 505 Ньютон тяги при УИ в 3060 секунд. Масса двигательной установки первой ступени выходит в 39 тонн... Но я бы округлил до 37 тонн, т.к. ионники на месте не стоят и развиваются.

Имея 500 кВт можно запитать 62 таких двигателя. Это соответственно 27 Ньютон тяги при 2210 секунд УИ и 20 Ньютон при 3060 секундах УИ. Масса ДУ в таком случае будет 1550 кг.

Теперь СБ подсчитаю. 14 Ватт/кг на орбите Юпитера, это 35 тонн для 500 кВт на орбите Юпитера. Получается 11,72 Ватт на орбите Юпитера после 15 лет работы и деградации. Площадь батарей выходит в 42 662 м2, или прямоугольник 356 на 120 метров. ГЫ. 

То были основные СБ, мощность СБ первой ступени я ещё подсчитаю, но потом, там с характеристиками первой ступени ещё определяться и определяться.

МПН пусть будет в 25 тонн, груз + топливо для двигателей.

Итого выходит 37 тонн двигателей первой ступени + топливо первой ступени и её СБ, Х тонн + вторая ступень в 37 тонн + МПН в 25 тонн = 99 тонн + Х. Остановлюсь пожалуй на 120 тоннах стартовой массы, тогда на топливо и СБ первой ступени приходится около 21 тонн. Посчитаю затраты топлива первой ступени, а потом остаток массы переведу на СБ первой ступени.

А теперь профиль миссии:

Буксир собирается на НОО, получает МПН, потом включает первую ступень на полную мощность и начинает набирать вторую космическую. Набрав где-то 3100 м/с дельты, происходит разделение ступеней. Вторая ступень с модулем ПН даёт импульс и выходит на вторую космическую, а первая ступень остаётся на осень высокой эллиптической орбите, которую потом уменьшает за счёт собственных двигателей, запасов ксенона, СБ и 3100 м/с delta v.

Вторая ступень на орбите Юпитера совершает две манёвра, суммарно затрачивая 8570 delta v. После чего много лет случит там как электростанция на 500 кВт которая питает что-то страшное.

Думаю делать первую ступень многоразовой, а вторую - одноразовой.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 10:16:07Буксир из СБ это самая полная хрень.

Ядерный буксир не даёт абсолютно никаких преимуществ у орбиты Юпитера.

При ускорении в 0,0042083(3) м/с (двигатели в крейсерском режиме на 505 Ньютонах тяги,3060 секундах УИ и массе буксира в 120 тонн) понадобится 736 633,6 секунд для развития 3100 м/с delta v, или 8,5 дней... В принципе логично, учитывая Нуклону обещают 200 суток до луны при примерно в 25 раз меньшей тяговооружённости.

Вторая ступень будет иметь ускорение в 3,226e-4, и для развития 8570 delta v понадобится 26 567 000 секунд или 307 дней непрерывной работы двигателя.

Хотя мои прикидывания по топливу мне подсказывают, что буксир должен быть гораздо тяжелее, за счёт топлива, но тем не менее, 25 кратное превосходство в тяговооружённости позволяет творить гораздо более крутые вещи, чем ядерные реакторы.

Цитата: Просто Василий от 30.01.2021 17:31:48
Цитата: Astro Cat от 30.01.2021 16:54:13
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 30.01.2021 15:01:07Тогда почему Juno на СБ?

Потому что никаких ядерных буксиров нет и не будет в обозримой перспективе.
Будут.

Практика показывает, что когда в космонавтике обещают какой-то проект через 10+ лет - это туфта.

Тут кроме собственно ядерного реактора, который превосходит предшественников по ВСЕМ характеристикам в 2 и более раз нужны ещё:

Ангара

Восточный

Водородные технологии

Водородная же Ангара

Чтобы эти системы были достаточно надёжны

Чтобы не было кризиса

Чтобы сошлись все звёзды.

Сейчас даже какой-то картинки ПН нет, или примерной схемы того, что этой штукой вообще возить.

Ну разве что мифическая база на Каллисто.

Просто Василий

То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!
И если ты не откажешься после этого от своих убеждений, больше в эту ветку не фонтанируй.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?

Просто Василий

#567
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 13:13:53
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?
СБ отстой на орбите Юпитера и далее.
Что бы такую площадь СБ вывести нужен сверхтяж может даже два с большим ГО 7-10м. У тебя СБ дают 12 Мвт на орбите Земли а потом мощность резко падает, это же отстой! 
Для Нуклона подходит обычный тяжёлый носитель.
А с такой площадью как у тебя описано можно ХИ сделать на десятки мегаватт, либо реактор свечу Там уже удельная мощность будет не достижима для СБ.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Алексей Кириенко

#568
Буксир с "Эффективной СБ" это разумеется тоже вариант но вариант на ПРЯМО СЕЙЧАС. А вот в перспективе не очень.  "Километры СБ" строить и тащить за собой "по пустынным просторам солнечной системы"  это ИМХО малость перебор(Проще уж гарантировано "экологически чистый" солнечный парус развернуть и "абсолютно сэкономить"  на рабочем теле  ) а вот доработать реактор до более приличного отношения мааса/мощность вполне реально.

Например: Радиационная защита самого реактора и движка  как бы не очень то и нужна в принципе достаточно разместить ВСЮ полезную нагрузку и системы управления  на   достаточно длинном тросе и проблема исчезнет как "дым в вакууме ". Системы охлаждения ?  "А зачем?" Тупо берем СВЯЗКУ из нескольких блоков Реактор+Движок и запускаем их  по  очереди "раскаляя до бела",  а потом ожидая "естественного охлаждения под зонтиком" ...и вперед "Тройка-птица"!   

И это то что можно придумать "с ходу" и не будучи специалистом, а профи я уверен способны предложить много больше  .
.
Per aspera ad astra !

Просто Василий

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 13:13:53
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?
СБ тебе необходимо располагать перпендикулярно плоскости эклиптики, тем самым увеличивая вероятность попадания микрочастиц, а радиаторы необходимо располагать вдоль плоскости эклиптики.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Alex_II

Цитата: Просто Василий от 30.01.2021 15:32:09
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 30.01.2021 15:10:53Так там ведь даже у самых-самых перспективных космических реакторов срок службы около 7-10 лет, а с межпланетным полётами дай Бог 2-3 полёта совершить.
Реакторы на современных подводных лодках на весь срок службы рассчитаны 30-50 лет, в принципе нет ни каких фундаментальных физических проблем сделать так же на ядерном буксире.
Лодочные реакторы - с механическим преобразованием. У термоэмисмионника раньше цезий кончится, чем ресурс реактора...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Просто Василий

Цитата: Alex_II от 31.01.2021 15:45:19Лодочные реакторы - с механическим преобразованием. У термоэмисмионника раньше цезий кончится, чем ресурс реактора...
Так у Нуклона турбина будет, в будущем можно "по играть" с Термоакустикой, Термоэлектрикой, AMTEC или тем же обычным поршневым Стерлингом.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 15:37:23
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 13:13:53
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?
СБ тебе необходимо располагать перпендикулярно плоскости эклиптики, тем самым увеличивая вероятность попадания микрочастиц, а радиаторы необходимо располагать вдоль плоскости эклиптики.

СБ спокойно живут несмотря на микрочастицы и прочее, и даже на орбитах далёких планет они живут, а вот реакторы дохнут годика через 3, демонстрируя никакую удельную мощность.

Просто Василий

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 16:06:02
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 15:37:23
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 13:13:53
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?
СБ тебе необходимо располагать перпендикулярно плоскости эклиптики, тем самым увеличивая вероятность попадания микрочастиц, а радиаторы необходимо располагать вдоль плоскости эклиптики.

СБ спокойно живут несмотря на микрочастицы и прочее, и даже на орбитах далёких планет они живут, а вот реакторы дохнут годика через 3, демонстрируя никакую удельную мощность.
СБ демонстрирует на дальних орбитах никакую мощность.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 14:47:16СБ отстой на орбите Юпитера и далее.
А на практике ничем не уступает, и все миссии к этим планетам последние лет десять летают на СБ.



Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 14:47:16Что бы такую площадь СБ вывести нужен сверхтяж может даже два с большим ГО 7-10м. У тебя СБ дают 12 Мвт на орбите Земли а потом мощность резко падает, это же отстой! 


Зачем сверхтяж? Собирай на орбите! Это реактор получается моноблоком таким, что из отечественного только Ангара-А5В его поднимет.

И 25 кратное преимущество по тяговооружённости - это не отстой, это именно что преимущество.


Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 14:47:16Для Нуклона подходит обычный тяжёлый носитель.


Который появится не ранее 2028-го года.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 14:47:16А с такой площадью как у тебя описано можно ХИ сделать на десятки мегаватт, либо реактор свечу Там уже удельная мощность будет не достижима для СБ.

Нет чувак, 35 тонн - это ТЭМ + радиаторы и всё это на 500 кВт мощности, а те же 35 тонн - это много СБ на 12,5 МВт на НОО и 500 кВт на орбите Юпитера.

Удел реакторов на ближайшие лет 10-15 - 14 Ватт/кг, что для СБ никакой угрозы не представляет.

Просто Василий

Одна единственная Юнона летает. Ну выводите АМС с СБ площадью тысячи кВ.м на сверхтяжах, нормальные люди будут развивать ядерную энергетику в космосе(США, Россия, Китай), потому что знают преимущества ЯЭУ.
Пока мы говорим, уходит завистливое время: лови момент, как можно меньше верь будущему.

Цитата: Алексей Кириенко от 31.01.2021 15:15:37Буксир с "Эффективной СБ" это разумеется тоже вариант но вариант на ПРЯМО СЕЙЧАС. А вот в перспективе не очень.  "Километры СБ" строить и тащить за собой "по пустынным просторам солнечной системы"  это ИМХО малость перебор(Проще уж гарантировано "экологически чистый" солнечный парус развернуть и "абсолютно сэкономить"  на рабочем теле  ) а вот доработать реактор до более приличного отношения мааса/мощность вполне реально.


Так вот именно, что ПРЯМО СЕЙЧАС. Тут, как говорится, "вам шашечки или ехать?".


Цитата: Алексей Кириенко от 31.01.2021 15:15:37Например: Радиационная защита самого реактора и движка  как бы не очень то и нужна в принципе достаточно разместить ВСЮ полезную нагрузку и системы управления  на   достаточно длинном тросе и проблема исчезнет как "дым в вакууме ". Системы охлаждения ?  "А зачем?" Тупо берем СВЯЗКУ из нескольких блоков Реактор+Движок и запускаем их  по  очереди "раскаляя до бела",  а потом ожидая "естественного охлаждения под зонтиком" ...и вперед "Тройка-птица"!   


Как понимаю, несколько реакторов и пока один работает, другие охлаждаются? Удельная мощность системы падает.


Цитата: Алексей Кириенко от 31.01.2021 15:15:37И это то что можно придумать "с ходу" и не будучи специалистом, а профи я уверен способны предложить много больше  .


А на практике их хватает на дохнущий за 3 года реактор или красивые мультики о том, как мы в 30-х годах галактику покорим.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 16:18:05Одна единственная Юнона летает. Ну выводите АМС с СБ площадью тысячи кВ.м на сверхтяжах, нормальные люди будут развивать ядерную энергетику в космосе(США, Россия, Китай), потому что знают преимущества ЯЭУ.

Зачем сверхтяж? Стыкуй их себе на орбите на здоровье, благо удельная мощность там как у самых перспективных ЯЭУ.

КРоме Юноны ещё 2 миссии под СБ строятся для полёта в ближайшее время.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 16:10:01
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 16:06:02
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 15:37:23
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 31.01.2021 13:13:53
Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 12:25:44То что ты сейчас там на калякал, это полный звездец, показывающий что СБ на орбите Юпитера и далее, полный отстой!

Что 500 кВт ядерный реактор на орбите Юпитера весит 35-37 тонн, что 500 кВт СБ для Юпитера весит 35-37 тонн, вот только СБ работают в 2 раза дольше, а у орбиты Земли дают 12,5 МегаВатт.


Ну так кто тут отстой?
СБ тебе необходимо располагать перпендикулярно плоскости эклиптики, тем самым увеличивая вероятность попадания микрочастиц, а радиаторы необходимо располагать вдоль плоскости эклиптики.

СБ спокойно живут несмотря на микрочастицы и прочее, и даже на орбитах далёких планет они живут, а вот реакторы дохнут годика через 3, демонстрируя никакую удельную мощность.
СБ демонстрирует на дальних орбитах никакую мощность.
14 Ватт на кг массы, как у реакторов. Хотя нет, на практике реакторы таких параметров не достигали, они МБ достигнут через 10 лет упорного вливания бабла в это направление.

Цитата: Просто Василий от 31.01.2021 16:01:38
Цитата: Alex_II от 31.01.2021 15:45:19Лодочные реакторы - с механическим преобразованием. У термоэмисмионника раньше цезий кончится, чем ресурс реактора...
Так у Нуклона турбина будет, в будущем можно "по играть" с Термоакустикой, Термоэлектрикой, AMTEC или тем же обычным поршневым Стерлингом.

А теперь заставим всю это дичь работать лет 15 в режиме нон-стоп с каким-никаким КПД и при жёстких ограничениях по массе.