Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Бертикъ]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

Всё технологии важны, нужны, но есть ли смысл, если мы не собираемся пока дальше Юпитера что-то тяжёлое закидывать.

Предлагаете закупить ROSA у американцев? Или потратить N лет на разработку собственных аналогичных?

[Veter753]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

И там и там электрическая мощность?

Да

Это в мечтах?
КПД у тэм в космосе 30%
При мегавате электро, тепловая мощность должна быть 3 Мега.
Там в 10 тон не уложиться.
Тут уже много раз писали что у реакторов в космосе энерговооружение 25-30 Вт на кг максимум.
У сБ в разы лучше.

[MIRNbIY]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

И там и там электрическая мощность?

Да

Это в мечтах?
КПД у тэм в космосе 30%
При мегавате электро, тепловая мощность должна быть 3 Мега.
Там в 10 тон не уложиться.
Тут уже много раз писали что у реакторов в космосе энерговооружение 25-30 Вт на кг максимум.
У сБ в разы лучше.

у СБ где лучше? у земли? а у марса какое будет? а у Юпитера? Надеюсь Вы понимаете, что чем дальше, тем эффективность СБ падает.

[ОАЯ]

Я сторонник мощных энергостанций, ядерных, термоядерных... Но предположим, что микро метеоритная опасность существует. Раз в N дней корабль прошивает один микрометеорит. Что опаснее для энергетики - выход из строя одной ячейки на квадратно километровой панели СБ или повреждение всего ядерного реактора одной сквозной дыркой?

[Георгий]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

И там и там электрическая мощность?

Да

Это в мечтах?
КПД у тэм в космосе 30%
При мегавате электро, тепловая мощность должна быть 3 Мега.
Там в 10 тон не уложиться.
Тут уже много раз писали что у реакторов в космосе энерговооружение 25-30 Вт на кг максимум.
У сБ в разы лучше.

По тэму - мегаватт и 10 тн - из вики.
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B5%D0%B3%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0

Rosa -с их родного сайта.
https://brand.redwirespace.com/wp-content/uploads/2022/03/redwire-roll-out-solar-array-flysheet.pdf

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

И там и там электрическая мощность?

Да

Это в мечтах?
КПД у тэм в космосе 30%
При мегавате электро, тепловая мощность должна быть 3 Мега.
Там в 10 тон не уложиться.
Тут уже много раз писали что у реакторов в космосе энерговооружение 25-30 Вт на кг максимум.
У сБ в разы лучше.

у СБ где лучше? у земли? а у марса какое будет? а у Юпитера? Надеюсь Вы понимаете, что чем дальше, тем эффективность СБ падает.

Естественно я понимаю, поэтому сразу написал про полёты не дальше Юпитера.
И ещё не написал про возможность дополнительного освещения СБ хоть зеркалами, хоть лазером, в крайнем случае.

[Георгий]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн, и комплект солнечных панелей ROSA выдаст столько же для такого же веса (100-120 Вт/кг).

Всё технологии важны, нужны, но есть ли смысл, если мы не собираемся пока дальше Юпитера что-то тяжёлое закидывать.

Предлагаете закупить ROSA у американцев? Или потратить N лет на разработку собственных аналогичных?

Аналогичные солнечные технологии никогда не помешают. Всё равно придётся пилить. Особенно в складывающейся обстановке. 

Как и яэу. 

Но обе работы на перспективу, причем СБ можно ещё и на Земле использовать. 

Вообще в этих Rosa сб как бы фишка скорее в их лёгкости - конструкционный вопрос , а не супер-пупер ячейки.

[SONY]

Хм, то есть тэм выдаёт 1000 кВт при весе 10 тн

Нет, он не выдаёт 1000 кВт.

есть ли смысл, если мы не собираемся пока дальше Юпитера что-то тяжёлое закидывать.

Мощность солнечных батарей в районе орбиты Юпитера в 27 раз ниже, чем в районе орбиты Земли.

Даже в районе пояса астероидов (если ориентироваться на орбиту Цереры) мощность солнечных батарей в 7-8 раз ниже, чем в районе Земли.
Солнечные батареи не подходят для питания сколько-нибудь мощных потребителей дальше Марса (там, к слову, мощность солнечных батарей составляет 43% от земной).

[SONY]

КПД у тэм в космосе 30%
При мегавате электро, тепловая мощность должна быть 3 Мега.
Там в 10 тон не уложиться.
Тут уже много раз писали что у реакторов в космосе энерговооружение 25-30 Вт на кг максимум.

Проектные технические характеристики 10-модульной ЯЭУ (рис. 3) с ТРП на быстрых нейтронах, из 19 ЭГП, следующие:
• генерируемая ТРП электрическая мощность, кВт 630;
• полезная электрическая мощность
– на номинальном режиме, кВт 550;
– в режиме длительного энергоснабжения потребителей, кВт 100...150;
• ресурс на номинальном режиме, ч 16 000;
• ресурс в режиме длительного энергоснабжения, лет до 5;
• длина, м 14,6;
– в т. ч. холодильника-излучателя 8;
• максимальный диаметр, м 3,8;
• поверхность холодильника-излучателя, м2 88;
• полная масса ЯЭУ, кг 6 900;
в т. ч.:
– термоэмиссионный реактор-преобразователь 1 920;
– радиационная защита 965;
– система охлаждения 1 700;
– система электроснабжения 1 390;
• удельная масса, кг/кВт 12,55.

https://www.energia.ru/ktt/archive/2013/03-2013/03-03.pdf

Хорошо отработанная технология термоэмиссионных преобразователей позволяет получить ~80 Вт/кг.
По последнему проекту Нуклон/Зевс должен давать 470 кВт с энергоустановки массой 7,0 тонн. Это весьма близко к параметрам, указанным в цитате выше.

[SONY]

о предположим, что микро метеоритная опасность существует. Раз в N дней корабль прошивает один микрометеорит. Что опаснее для энергетики - выход из строя одной ячейки на квадратно километровой панели СБ или повреждение всего ядерного реактора одной сквозной дыркой?

Микрометеориты не прошивают насквозь даже иллюминатор космического корабля, не то, что реактор.
Вы не можете просматривать это вложение.

[Андрюха]

о предположим, что микро метеоритная опасность существует. Раз в N дней корабль прошивает один микрометеорит. Что опаснее для энергетики - выход из строя одной ячейки на квадратно километровой панели СБ или повреждение всего ядерного реактора одной сквозной дыркой?

Микрометеориты не прошивают насквозь даже иллюминатор космического корабля, не то, что реактор.
Вы не можете просматривать это вложение.

Я сторонник мощных энергостанций, ядерных, термоядерных... Но предположим, что микро метеоритная опасность существует. Раз в N дней корабль прошивает один микрометеорит. Что опаснее для энергетики - выход из строя одной ячейки на квадратно километровой панели СБ или повреждение всего ядерного реактора одной сквозной дыркой?

Там наверное астероид нужен, а не микрометеорит. Так от такого и земные АЭС не защищены.

[Георгий]

Хорошо отработанная технология термоэмиссионных преобразователей позволяет получить ~80 Вт/кг.

в режиме длительного энергоснабжения потребителей, кВт 100...150;

• полная масса ЯЭУ, кг 6 900;

Где 80 Вт/кг ? интересна длительная мощность, а не пиковая.

Пиковая, наверное, за счет тепловой инерции, но так же можно и солнечные батареи облучать дополнительным светом, пока не достигнут температуры отказа.

[Георгий]

не выдаёт 1000 кВт.

[th]Технические параметры[/th]

[th]Реактор[/th] РУГК и РУОО[1] [th]Теплоноситель[/th] гелий 78 % - ксенон 22%[2] [th]Топливо[/th] уран [th]Тепловая мощность[/th] 3,8 МВт[2] [th]Электрическая мощность[/th] 1 МВт [th]Система преобразования энергии[/th] турбомашинная [th]Суммарное время работы[/th] 100 000 часов [th]Максимальная температура рабочего тела[/th] 1200—1500 К(1227 С)[2] [th]Сумарная масса установки[/th] 7 т[3] А там https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B5%D0%B3%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0 что написано? Мощность солнечных батарей в районе орбиты Юпитера в 27 раз ниже, чем в районе орбиты Земли. подсветка зеркалом или лазером

[SONY]

Где 80 Вт/кг ? интересна длительная мощность, а не пиковая.

полезная электрическая мощность
- на номинальном режиме, кВт 550
...
ресурс на номинальном режиме, ч 16 000

Если для вас 16 000 часов - это такой короткий пик "наверное, за счет тепловой инерции", то право даже не знаю, о чём с вами разговаривать...

[SONY]

А там https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B5%D0%B3%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0 что написано?

Устаревшая на 10 лет информация там написана.

подсветка зеркалом или лазером

Если у нас есть возможность развернуть зеркало площадью во многие квадратные километры, то куда как проще и надёжнее развернуть сразу солнечную батарею. Только вот мы таких конструкций разворачивать не умеем, а потому зеркало ничего не меняет.

Ну а подсвечивать лазером Юпитер с Земли (как я понимаю) - это вообще ненаучная фантастика: 1 ГВт 532 нм лазер, пропущенный через Extremely Large Telescope, в районе орбиты Юпитера даст пятно диаметром 13 км, т.е. с плотностью мощности 7,5 Вт/м^2. Для сравнения, плотность мощности солнечного света у Юпитера составляет где-то 50 Вт/м^2.

[Георгий]

Где 80 Вт/кг ? интересна длительная мощность, а не пиковая.

полезная электрическая мощность
- на номинальном режиме, кВт 550
...
ресурс на номинальном режиме, ч 16 000

Если для вас 16 000 часов - это такой короткий пик "наверное, за счет тепловой инерции", то право даже не знаю, о чём с вами разговаривать...

А это что ? - - в режиме длительного энергоснабжения потребителей, кВт 100...150; 

есть возможность развернуть зеркало площадью во многие квадратные километры

а фокусировать нельзя?

[Шлангенциркуль]

Если у нас есть возможность развернуть зеркало площадью во многие квадратные километры, то куда как проще и надёжнее развернуть сразу солнечную батарею. Только вот мы таких конструкций разворачивать не умеем, а потому зеркало ничего не меняет.

Ну вот, не мешало бы научиться. Это представляется более перспективным, чем многодекадные мантры "У нас есть ТЭМ".

[SONY]

А это что ? - - в режиме длительного энергоснабжения потребителей, кВт 100...150; 

А это - "ресурс в режиме длительного энергоснабжения, лет до 5".

Если что, 5 лет - это 43 830 часов.
Установка может давать 550 кВт 16 000 часов, а 150 кВт - 43 830 часов.

а фокусировать нельзя?

Так чтобы фокусировать и нужны огромные площади...

Ну вот, не мешало бы научиться. Это представляется более перспективным, чем многодекадные мантры "У нас есть ТЭМ".

Ну да, лучше многдекадные мантры "у нас есть солнечные батареи площадью в десятки тысяч квадратных метров".

Научиться разворачивать гигантские конструкции ни чуть не проще, чем делать ядерные энергоустановки. Только при этом ядерные энергоустановки одинаково эффективны что у Земли, что у Плутона, причём при любой ориентации, имеют большую жёсткость и малый момент инерции, а потому никак не мешают управлять аппаратом. А солнечные батареи чем дальше - тем хуже, причём сильно хуже, требовательны к ориентации точно на Солнце, при больших площадях приобретают огромный момент инерции в комплекте с ничтожной жёсткостью, что делает нетривиальной задачу их поворота.

[Спросить]

Проблема ЯЭДУ "Зевз" что ядерный реактор используется только как источник электроэнергии, причём с очень низким КПД около 24%. В Солнечных батареях КПД до 40%, для создания такой же электрической мощности у земли достаточно 1000 м2 батарей (35x35 метров).
При таком низком КПД реактора как источника электроэнергии, главным преимуществом реактора перед Солнечными батареями, становится прямой нагрев рабочего тела до ионизации (термоионизация), минуя стадию выработки электроэнергии и СВЧ-ионизации.
То есть если реактор будет термоионизировать Литий-6, а электроэнергию будет тратить только его на ускорение. Тогда общий КПД реактора вырастет, и вырастет и тяга, при сохранении достаточно высокого УИ.
Причём Литий-6, имеет как низкую массу, так и низкую энергию ионизации, ниже чем у ксенона. При этом при поглощении нейтрона Литий-6, он распадется на гелий и водород, которые после распада лития также ионизированы.
ЯЭДУ с термоионизаций лития-6, будет совмещать в себе высокую тягу РД-0410 и большой УИ ионных двигателей.

[MIRNbIY]

Проблема ЯЭДУ "Зевз" что ядерный реактор используется только как источник электроэнергии, причём с очень низким КПД около 24%. В Солнечных батареях КПД до 40%, для создания такой же электрической мощности у земли достаточно 1000 м2 батарей (35x35 метров).
При таком низком КПД реактора как источника электроэнергии, главным преимуществом реактора перед Солнечными батареями, становится прямой нагрев рабочего тела до ионизации (термоионизация), минуя стадию выработки электроэнергии и СВЧ-ионизации.
То есть если реактор будет термоионизировать Литий-6, а электроэнергию будет тратить только его на ускорение. Тогда общий КПД реактора вырастет, и вырастет и тяга, при сохранении достаточно высокого УИ.
Причём Литий-6, имеет как низкую массу, так и низкую энергию ионизации, ниже чем у ксенона. При этом при поглощении нейтрона Литий-6, он распадется на гелий и водород, которые после распада лития также ионизированы.

Простите, а при какой температуре происходит процесс термоионизации? До какой температуры адерный реактор нагревает рабочее тело? Вы же не про термоядерный реактор пишите?

[Спросить]

Проблема ЯЭДУ "Зевз" что ядерный реактор используется только как источник электроэнергии, причём с очень низким КПД около 24%. В Солнечных батареях КПД до 40%, для создания такой же электрической мощности у земли достаточно 1000 м2 батарей (35x35 метров).
При таком низком КПД реактора как источника электроэнергии, главным преимуществом реактора перед Солнечными батареями, становится прямой нагрев рабочего тела до ионизации (термоионизация), минуя стадию выработки электроэнергии и СВЧ-ионизации.
То есть если реактор будет термоионизировать Литий-6, а электроэнергию будет тратить только его на ускорение. Тогда общий КПД реактора вырастет, и вырастет и тяга, при сохранении достаточно высокого УИ.
Причём Литий-6, имеет как низкую массу, так и низкую энергию ионизации, ниже чем у ксенона. При этом при поглощении нейтрона Литий-6 распадется на гелий и водород с выделением энергии.

ЯЭДУ с термоионизаций лития-6, будет совмещать в себе высокую тягу РД-0410 и большой УИ ионных двигателей.

Формально "температура ионизации" водорода, соответствующая энергии 13.6 эВ, очень велика - около 158000 К, однако ионизация водорода наступает значительно раньше, начиная с температур около 3000 К, и к 10000 К водород полностью ионизован.

Энергия ионизации лития всего 5.39 эВ, это означает что он ионизируется прям с температуры кипения 1500 К, и к 3500 К он полностью ионизирован. При этом Литий имеет второй нейтронный канал ионизации, чего нет как у водорода, так и у ксенона.
Если реактор не сможет нагревать Литий-6 до необходимых 3500 К, то вместо Лития-6 можно использовать Калий, Рубидий, Цезий, которые имеют как меньшие энергии ионизации, так меньшие температуры кипения. Например Рубидий имеет температуру кипения около 800 С, и энергию ионизации 4,17 эВ, то есть при 3000К он полностью ионизован.