Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Nicky]

Всяко реалистичнее, чем реакторы грядущих десятилетий.

Я не специалист, но мне кажется, что реактор имеет лучший потенциал для масштабирования без радикального вмешательства в платформу. Если делать вот прямо сейчас и под заданную планку, то панели выгоднее, но "на перспективу" развивать реакторную генерацию более умный выбор. Конечно и контуры охлаждения будут расти, но возможно их рост более выгодный по массе чем рост при масштабировании панелей. Возможно в охлаждении углядываются ещё какие-то инновации, в то время как в панелях разглядеть что-то новое нет компетенции.

Вы так говорите как будто уже есть опыт использования в космосе необслуживаемого реактора с тепловой мощностью в единицы мегаватт, газовой турбины с температурой рабочего тела 1500 К, насосов, конденсатора теплоносителя, электрогенератора на сотни киловатт,  силовой электроники.

[Верный Союзник с Окинавы]

Ну и в конце концов, если ты строишь оружейную платформу для лучевого оружия, то с реактором себя можно забронировать(зарефлектировать), а с панелями - нельзя

А то, что такая мысль не вертится среди прочих сумрачных идей - это совершенно не точно.

Только без радиаторов реактор сразу сдохнет, хорошо, если не со всем кораблём.

Вот была хорошая игра, аля KSP про реалистичные космические войны. Из источников энергии там были лишь ядерные (звездная система состояла из почти погибшей и очень тусклой звезды). И вся боёвка сводилась к тому, что надо просто поцарапать врагу радиатор и он труп, зажаривающий себя заживо.

В то же время потеря СБ не так критична - она означает лишь потерю мощности. И при попытке оторвать лепесток гибкой СБ от многотонного корабля, эта СБ просто оторвётся. Ну и новые СБ суть аморфный пластик, который не порождает осколков.

[Верный Союзник с Окинавы]

Всяко реалистичнее, чем реакторы грядущих десятилетий.

Я не специалист, но мне кажется, что реактор имеет лучший потенциал для масштабирования без радикального вмешательства в платформу. Если делать вот прямо сейчас и под заданную планку, то панели выгоднее, но "на перспективу" развивать реакторную генерацию более умный выбор. Конечно и контуры охлаждения будут расти, но возможно их рост более выгодный по массе чем рост при масштабировании панелей. Возможно в охлаждении углядываются ещё какие-то инновации, в то время как в панелях разглядеть что-то новое нет компетенции.

Есть "твёрдые" СБ, а есть гибкие.

Вот к примеру старые СБ, виден разброс в технологии, каждый кристалл обладает своим цветом:





Фото СБ модуля Заря и Спектра (станция Мир, фото с Endeavour STS-89)

Ещё эти кристаллы весьма хрупкие.

Но КПД у батарей из хрупких ячеек высок.

Есть гибкие СБ, они умеют сворачиваются в трубочку, просто раскладываются, не нуждаются в несущих конструкциях и системах раскладывания, но из-за меньшего КПД у них меньше мощность на м2. Однако, они гораздо легче, и потому имеют большую мощность на массу. Пригодные к использованию появились лишь недавно, обкатываются на МКС:





Обратите внимание на простоту системы раскладывания. Она похожа на свиток. Две трубы, соединены с помощью двух свёрнутых углепластиковых труб. На одной из труб стоит плита со всей управляющей и силовой электроникой и креплениями. Всё.

Дальнейшие направления развития понятны: повышать КПД гибких панелей, собственно гибкость (чтобы сворачивать в более плотные свитки), делать более их многослойными (СБ пропускают часть спектра, и лишь часть переводят в электричество), делать СБ более тонкими (тоньше - больше мощности на кг веса).

Собственно все эти работы планомерно идут, в отличии от ядерной темы, которая "перспективно" где-то там на бумаге лежит.

У реакторов проблема в том, что КПД тепловой машины зависит от разницы температур, а удельная мощность космического холодильника зависит от его температуры. У реактора есть некоторый предел максимально допустимой температуры, после которого он плавится. Потому разница температур может обеспечиваться за счёт понижения температуры радиатора. Однако, чем холоднее радиатор, тем он хуже охлаждает. И нужен радиатор гораздо больших размеров для охлаждения до более низких температур! И повышение КПД, с одной стороны, позволяет для той же мощности брать менее мощный реактор (а значит более лёгкий), но радиатор очень сильно тяжелеет. При обратной ситуации, когда берём горячий и лёгкий радиатор, КПД сборки падает в ноль и для той же мощности нужен очень мощный (большой и тяжёлый) реактор. Итого, как ни крути, система выходит тяжёлой  маломощной.

СБ ван лав.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Верный союзник Окинавы: Вот к примеру старые СБ, виден разброс в технологии, каждый кристалл обладает своим цветом:  

При чем тут технология и цвет? Кристаллы эти вообще своим цветом не обладают, а светятся отраженным. При этом они "тонкопленочные" и цвет получается так, как при отражении света от разлитого на воде бензина. А разные цвета получаются потому, что кристаллы эти располагаются из-за неровности панели слегка под разными углами к источнику света - Солнцу. От каждого кристалла свет отражается по своему и цвет получается разный. Чуть изменяется угол обзора и картина цветов тоже меняется. Конечно есть различия в отражающей поверхности от толщины "пленки". Чем она тоньше, тем в более сине-фиолетовую часть спектра смещается отраженный свет. Но эти отличия по сравнению с разными углами играют второстепенную роль.

[Верный Союзник с Окинавы]

Верный союзник Окинавы: Вот к примеру старые СБ, виден разброс в технологии, каждый кристалл обладает своим цветом: 

При чем тут технология и цвет? Кристаллы эти вообще своим цветом не обладают, а светятся отраженным. При этом они "тонкопленочные" и цвет получается так, как при отражении света от разлитого на воде бензина. А разные цвета получаются потому, что кристаллы эти располагаются из-за неровности панели слегка под разными углами к источнику света - Солнцу. От каждого кристалла свет отражается по своему и цвет получается разный. Чуть изменяется угол обзора и картина цветов тоже меняется. Конечно есть различия в отражающей поверхности от толщины "пленки". Чем она тоньше, тем в более сине-фиолетовую часть спектра смещается отраженный свет. Но эти отличия по сравнению с разными углами играют второстепенную роль.

Спасибо!

В любом случае, даже то что разные кристаллы ориентированы на солнце по-разному тоже нехорошо.

[Верный Союзник с Окинавы]

Интересный концепт из 70-х/80-х:

Суть такова: ядерный линкор, собираемый Шаттлами. Состоит из треугольного отсека с 6 шаттловскими баками, внутри реактор. Передний отсек имеет независимые радиаторы и несёт в себе экипаж и все важные системы. Командный отсек под своим брюхом имеет орбитер Шаттла, для спасения экипажа.

Сам экипаж восседает в жёлтой изолированной кабине.

Видна большая треугольная плита рад защиты.

Ну так что тут самое интересное: рад защита непрозрачно и может работать как непрозрачное зеркало лазера...



Т.е. посылать на врагов лучи добра и любви из кормы.

Идея прикольная, правда на практике там ооочень много подводных камней.

[Дмитрий Фёдоров]

Спец-спутник-минёр.

Так это надо подлететь сначала, к платформе-то. С лазером которая)

[Astro Cat]

Так это надо подлететь сначала, к платформе-то. С лазером которая)

Подлетит без проблем.У вас там че рота ОМОНА охраняет и стреляет во все что рядом в мирное время?

Глупости это все. Не будет никакой лазерной пулялки. Это болтовня для оправдания отсутствия реального ядерного буксира. Завтра еще что придумают. Потом еще.

[Alex_II]

Вы так говорите как будто уже есть опыт использования в космосе необслуживаемого реактора с тепловой мощностью в единицы мегаватт, газовой турбины с температурой рабочего тела 1500 К, насосов, конденсатора теплоносителя, электрогенератора на сотни киловатт,  силовой электроники.

А если не пытаться это сделать - такой опыт появится сам собою?

[telekast]

Вы так говорите как будто уже есть опыт использования в космосе необслуживаемого реактора с тепловой мощностью в единицы мегаватт, газовой турбины с температурой рабочего тела 1500 К, насосов, конденсатора теплоносителя, электрогенератора на сотни киловатт,  силовой электроники.

А если не пытаться это сделать - такой опыт появится сам собою?

Можно испытавать все по отдельности, постепенно: вывести на спутнике, смонтировать на МКС секцию радиатора, посмотреть, как он работает. Потом вкрячить на спутник турбину с генератором и ее потестить. Это будет/было бы много быстрее и дешевле. И уже после это все дружить с реактором, а не разом все новое пулять в космос с крайне высокими рисками отказов.
ИМХУ

[Quetzalcoatl]

Можно испытавать все по отдельности, постепенно: вывести на спутнике, смонтировать на МКС секцию радиатора, посмотреть, как он работает. Потом вкрячить на спутник турбину с генератором и ее потестить. Это будет/было бы много быстрее и дешевле. И уже после это все дружить с реактором, а не разом все новое пулять в космос с крайне высокими рисками отказов.
ИМХУ

Тут прикол в том, что по отдельности эти монструозные "новинки" не испытать. Ну, или это будет очень очень затратно. Например, ключевым элементом буксира является ионный двигатель ИД-500 (все остальное, и реактор и турбина нужны, чтобы создать мощность, которую этот движок потратит). Его заявляемые параметры: тяга 375-750 мН и удельный импульс 70000 м/с, коэффициент полезного действия (КПД) 0,75, мощность - до 35 кВт. Значит этот движок нужно запитать мощностью ~47 кВт. Где её взять в космосе? Нужно будет построить станцию с соответствующими СБ, которая будет сравнима по цене и срокам с Gateway PPE. У PPE, кстати, из 60 кВт мощности СБ 50 кВт идет на ионники. Не, Роскосмос это не потянет. ИМХО, этот Зевс - конкретная лесопилка и пеар. 

[telekast]

Можно испытавать все по отдельности, постепенно: вывести на спутнике, смонтировать на МКС секцию радиатора, посмотреть, как он работает. Потом вкрячить на спутник турбину с генератором и ее потестить. Это будет/было бы много быстрее и дешевле. И уже после это все дружить с реактором, а не разом все новое пулять в космос с крайне высокими рисками отказов.
ИМХУ

Тут прикол в том, что по отдельности эти монструозные "новинки" не испытать. Ну, или это будет очень очень затратно. Например, ключевым элементом буксира является ионный двигатель ИД-500 (все остальное, и реактор и турбина нужны, чтобы создать мощность, которую этот движок потратит). Его заявляемые параметры: тяга 375-750 мН и удельный импульс 70000 м/с, коэффициент полезного действия (КПД) 0,75, мощность - до 35 кВт. Значит этот движок нужно запитать мощностью ~47 кВт. Где её взять в космосе? Нужно будет построить станцию с соответствующими СБ, которая будет сравнима по цене и срокам с Gateway PPE. У PPE, кстати, из 60 кВт мощности СБ 50 кВт идет на ионники. Не, Роскосмос это не потянет. ИМХО, этот Зевс - конкретная лесопилка и пеар. 

Ионник можно и на земле испытать, в вакуумной камере. Как многие из них и испытавают, да и опыта по ионникам накоплено изрядно, там особых сюрпризов не ожидается. А вот именно радиаторы и турбоагрегат, то есть те новинки, по которым есть наибольшее кол-во вопросов испытать бы в космосе надо. Не полноразмерные ессно, а радиатор - одну секцию, скажем, турбину с генератором тоже мелкую. Получить данные по возможным нюансам и уже потом лезть в гигантизм, с внесенными поправками. Но да, это если по уму делать, а не как всегда.
ИМХУ

[Quetzalcoatl]

Ионник можно и на земле испытать, в вакуумной камере. Как многие из них и испытавают, да и опыта по ионникам накоплено изрядно, там особых сюрпризов не ожидается. А вот именно радиаторы и турбоагрегат, то есть те новинки, по которым есть наибольшее кол-во вопросов испытать бы в космосе надо. Не полноразмерные ессно, а радиатор - одну секцию, скажем, турбину с генератором тоже мелкую. Получить данные по возможным нюансам и уже потом лезть в гигантизм, с внесенными поправками. Но да, это если по уму делать, а не как всегда.
ИМХУ

В любом случае нужны космические аппараты с хорошей стоимостью и сроками постройки, чтобы провести испытания всех важных(критических, ключевых) компонентов буксира на НОО. Но их даже не планируют на отдаленное будущее. Поэтому на практике ничего не будет, будет пшик. 

[Дмитрий Фёдоров]

Глупости это все. Не будет никакой лазерной пулялки. Это болтовня для оправдания отсутствия реального ядерного буксира.

Так речь как раз о том что никому не нужен ядерный буксир без лазерной пулялки. Вернее, кому нужен - у тех денег нет. А у кого деньги есть - тому однозначно мирный буксир, если он не снежно белый, не имеет вертолётной площадки, и не плавает в тёплом море - до лампочки.

[Astro Cat]

Так речь как раз о том что никому не нужен ядерный буксир без лазерной пулялки. Вернее, кому нужен - у тех денег нет.

Это именно глупость и есть. Деньги одни и те же бюджетные. Других нет.

[Nicky]

Вы так говорите как будто уже есть опыт использования в космосе необслуживаемого реактора с тепловой мощностью в единицы мегаватт, газовой турбины с температурой рабочего тела 1500 К, насосов, конденсатора теплоносителя, электрогенератора на сотни киловатт,  силовой электроники.

А если не пытаться это сделать - такой опыт появится сам собою?

И то верно. Пожелаем удачи Роскосмосу в его попытках и терпения любителям космонавтики. 

[WadiAra]

Ионник можно и на земле испытать, в вакуумной камере. Как многие из них и испытавают, да и опыта по ионникам накоплено изрядно, там особых сюрпризов не ожидается. А вот именно радиаторы и турбоагрегат, то есть те новинки, по которым есть наибольшее кол-во вопросов испытать бы в космосе надо. Не полноразмерные ессно, а радиатор - одну секцию, скажем, турбину с генератором тоже мелкую. Получить данные по возможным нюансам и уже потом лезть в гигантизм, с внесенными поправками. Но да, это если по уму делать, а не как всегда.
ИМХУ

Проработка на земле плюс численное моделирование позволит пропустить и/или сократить некоторые итерации. Как видим по мультикам, макетам и картинкам в процессе разработки в проект постоянно вносятся изменения. Мне с дивана видится, что 0.5 МВт это мощность как раз для прототипа - демонстратора технологии.
Любые аналогии конечно ложны, на мой взгляд дилетанта космические ядреные реакторы и СБ можно сравнить с парусом и паровыми машинами на море. Было время когда судно оснащенное только паровой машиной не могло превзойти в скорости чайный клипер, на его рабочей дистанции, сейчас же коммерческого парусного флота нет. Сначала будет нечто, по большинству параметров проигрывающее аналогичному по массе устройству оснащенному СБ, потом длинный тернистый путь развития. Потенциал у космических ядерных технологии есть и он очень не мал.

[Верный Союзник с Окинавы]

Так речь как раз о том что никому не нужен ядерный буксир без лазерной пулялки.

Ну тык лазерная пулялка проще реализуется за счёт СБ, тем более в околоземном прост-ве.

[Inti]

Хм. СБ на полмегаватта весили бы в пределах 6,7 тонн, вместе с системами раскладывания и прочим ливером.

КОНЦЕПЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СОЛНЕЧНОГО МЕЖОРБИТАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОРАКЕТНОГО БУКСИРА

Вполне возможно что если создавать аппарат исключительно как лунный буксир, или даже для полётов на Марс - то солнечные батареи были бы лучшим выбором. Однако для таких перелётов и химия примерно так же эффективна. Если отбросить все фантазии по поводу военного применения и ускоренных полётов к Марсу - то в ЛЮБОМ случае для полётов к Юпитеру, Сатурну и тем более дальше - нужен ядерный планетолёт, никакие солнечные батареи не обеспечат сравнимую энергетику. У Юпитера уже открыто 80 спутников, у Сатурна 82 - и только это является огромным полем для исследований (и открытий новых спутников имени Рогозина и т.п.). В отличие от СБ - ядерный аппарат будет универсально полезным по всей солнечной системе - и незаменим в дальнем космосе. Какой смысл дублировать усилия американцев, китайцев, индусов и европейцев затевая похожие проекты? Нет смысла их догонять, в науке только первенство имеет значение, значит надо делать то чем они не занимаются и получать результаты которые они с СБ получить не смогут.

[Верный Союзник с Окинавы]

то в ЛЮБОМ случае для полётов к Юпитеру, Сатурну и тем более дальше - нужен ядерный планетолёт, никакие солнечные батареи не обеспечат сравнимую энергетику.

Фиг там, обеспечивают. 

(и открытий новых спутников имени Рогозина и т.п.)

Давно открыты астрономами, ещё задолго до рогозина и космонавтики вообще.

В отличие от СБ - ядерный аппарат будет универсально полезным по всей солнечной системе

*Дорог и универсально бесполезен. Потому что даже при удаче в 2030-х годах, к тому моменту СБ раза в 2, а то и выше поднимут энергетику и саморазворачивающиеся панели станут абсолютным стандартом.

Какой смысл дублировать усилия американцев, китайцев, индусов и европейцев затевая похожие проекты?

Нет смысла их догонять, в науке только первенство имеет значение, значит надо делать то чем они не занимаются и получать результаты которые они с СБ получить не смогут.

Это НИОКРы на протяжении десятилетий с крайне призрачными и туманными результатами, классика жанра "шах и осёл". К тому моменту результатов десять раз перерисуют корабль/перепроектируют миссию не выйдя из стадии бумагомарания.