Ядерный двигатель

[Mark]

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.

В принципе, если у нас есть комбинация супертяж с мощными кислородно-водородными ЖРД + буксир с мегаваттной ЯЭДУ, то ЯРД уже как бы и не нужен. Тягу, чтобы разгоняться у Земли и тормозиться у Марса нам дадут ЖРД. А для межпланетного перелёта - буксир. Такая "сладкая парочка" закроет все наши транспортно-энергетические потребности до середины столетия, а может, и до его конца.

Наверно МПД  двигател как VASIMR ( 4 двигатели 50 Мвт = 200 Мвт) лучшы чем ТЭМ 25 Мвт и 200 - 400 плазменых двигатели.

[pkl]

Лучше. Но его надо ещё сделать. И ещё вопрос: возможно ли эти мегаватты вписать в обтекатель "Протона" либо "Ангары"? Или надо будет устраивать на ОИСЗ кордебалет сиречь /орбитальную сборку/. Я бы, честно говоря, начал со скромной АМС со 100 кВт ЯЭДУ.

[Mark]

Лучше. Но его надо ещё сделать. И ещё вопрос: возможно ли эти мегаватты вписать в обтекатель "Протона" либо "Ангары"? Или надо будет устраивать на ОИСЗ кордебалет сиречь /орбитальную сборку/. Я бы, честно говоря, начал со скромной АМС со 100 кВт ЯЭДУ.

Я бы сказал что МПД двигател имеет перспектыву, у него лучшая концепция. Можна и сделат на 1Гвт и 350 км/с получыт.
А ТЭМ-25 Мвт очен тяжелыи- 125 Тонн, а 50 Мвт будет наверно уже 200 Тонн. Да, и таки носитель тоже будет и нужны. Тепер что Росатом делает ТЭМ- 3,5 Мвт будет на Протон или Ангару.

А VASIMR 50 Мвт наверно 25-40 Тонн.

[pkl]

Давайте дождёмся, когда сделают сабж. А потом посмотрим и посчитаем. :wink:

[Mark]

До Марса за две недели на топливе -  изотоп америций-242.
 

Новости науки  |  До Марса за две недели!
Исследователи из университета Бен-Гуриона в Израиле предложили новое средство, позволяющее космическому кораблю двигаться с рекордной скоростью. Для этого всего лишь нужно ускорять его с помощью продуктов термоядерной реакции в тонких металлических пленках америция-242м. Этот подход, будучи воплощен на практике, позволит сократить время полета от Земли до Марса с 8-10 месяцев всего до 2 недель. Йигал Ронен и его коллеги показали, что америций-242м способен поддерживать термоядерную реакцию в пленках толщиной менее одной тысячной миллиметра. Эти пленки подходят для относительно легких термоядерных реакторов, так как позволяют продуктам высокоэнергетической высокотемпературной термоядерной реакции улетучиваться, позволяя использовать их энергию для продвижения вперед. Более привычные вещества для ядерного реактора не позволяют этого добиться: уран-235 и плутон-239 требуют наличия больших топливных стержней, которые поглощают фрагменты, выделяющиеся в результате реакции. На недавней конференции, посвященной использованию ядерных реакторов в двигателях космических кораблей, нобелевский лауреат Карло Руббиа предложил использовать продукты термоядерной реакции для подогрева газа, который бы двигал корабль вперед. Ронен утверждает, что америций может использоваться или таким образом или в качестве топлива для специального генератора электричества. Кроме того, продукты реакции сами могут продвигать корабль вперед. "Пока существует большое количество неувязок, которые нужно преодолеть для того, чтобы америций-242м мог использоваться в космосе", - отмечает ученый, - "существует проблема производства достаточного количества топлива из плутона-241 или америция-241, которое осуществляется в несколько этапов и очень дорогостояще. Кроме того, пока не изучены вопросы применения этого топлива при нынешнем дизайне самого двигателя, системы дозаправки, охлаждения. Однако я уверен, что америций-242, в конце концов, будет применяться в космических путешествиях, потому что это единственное вещество, продукты термоядерной реакции которого могут использоваться для ускорения космического корабля".

Аккумулятор Новостей, 07.11.2001
Источник: KM.RU: Всемирные новости
 

Информаця из Nature web.ru  -22.01.2001

http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159336

[pkl]

Какое же это новое средство? Это же изотопный парус - его американцы предложили ещё в 60-х. Воз и ныне там.

[vlad7308]

Температура и давление у ЯРД близки к предельным, работают они, по сути, на износ, но продолжительность невелика - 15-20 мин максимум.

РД410 был расчитан на час работы
Последние NERVA'ы работали до 10 часов

а так в общем да..
зачем совмещать в одном реакторе энергетический и двигательный режимы - непонятно
если необходимы режимы высокой и малой тяги, то имхо проще и надежнее использовать два разных реактора
со всех точек зрения

[Mark]

Температура и давление у ЯРД близки к предельным, работают они, по сути, на износ, но продолжительность невелика - 15-20 мин максимум.

РД410 был расчитан на час работы
Последние NERVA'ы работали до 10 часов

а так в общем да..
зачем совмещать в одном реакторе энергетический и двигательный режимы - непонятно
если необходимы режимы высокой и малой тяги, то имхо проще и надежнее использовать два разных реактора
со всех точек зрения

Да, два разные реактора делают конструкцю проще.

а- энергетический реактор работает до 15 лет
б- двигательный реактор- твердофазный или ещо лучше газофазный- можна доволно после 2-4 полетов на Марс заменить.

[Mark]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.Васимир - тот же ЭРДУ. Только электрика идет не от реактора а от СБ АС МКС.
Учитывая возможности энергопотребления от АС МКС возможности Васимира - микроскопичны.
Такое двигло надо запитывать минимум от мегаваттного реактора.

Интересно что ранне сказал Лопота, выступая на форуме инновационных технологий «ИнфоСпейс» в Москве - 2010  Март.

«Технологии химические в будущем будут использоваться только для "подскока" в околоземное пространство, а для полетов в дальний космос — ядерные двигатели», — сказал глава РКК «Энергия».
Ранее он заявлял, что ядерные и электрореактивные двигатели для космических кораблей будут гораздо эффективнее для полетов в дальний космос, чем применяемые сейчас химические.

[Mark]

1. ВЫБОР И СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОРЕАКТИВНЫХ. ДВИГАТЕЛЕЙ МЕГАВАТТНОГО КЛАССА. ДЛЯ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ПОЛЁТОВ ...
21 июн 2012 .

Цитата, 5 страница :

Энергоустановка запитывает 16 ионных ЭРД , работающих на ксеноне, кажды 1 м в диаметре. Значение уделного импульса двигателя достигает 7000 с . Электрическа мощность установки превышает 1 мВт.


http://www.kubmntk.ru/electrojetengine.pdf

[KBOB]

До Марса за две недели на топливе -  изотоп америций-242.
 

Новости науки  |  До Марса за две недели!
....
америций-242, в конце концов, будет применяться в космических путешествиях, потому что это единственное вещество, продукты термоядерной реакции которого могут использоваться для ускорения космического корабля".

Аккумулятор Новостей, 07.11.2001
Источник: KM.RU: Всемирные новости
 

Информаця из Nature web.ru  -22.01.2001

http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1159336

 :lol:
Был раньше проект MITEE - MIniature ReacTor EnginE, но умер.  :cry:

[pkl]

Температура и давление у ЯРД близки к предельным, работают они, по сути, на износ, но продолжительность невелика - 15-20 мин максимум.

РД410 был расчитан на час работы
Последние NERVA'ы работали до 10 часов

Сейчас проверил, уточнил. У РД-0410 ресурс - 1 час работы. :oops: Но это не принципиально. ЯЭУ должны работать 7-10 лет как минимум.

а так в общем да..
зачем совмещать в одном реакторе энергетический и двигательный режимы - непонятно
если необходимы режимы высокой и малой тяги, то имхо проще и надежнее использовать два разных реактора
со всех точек зрения

Куда проще конструктивно реализовать два отдельных изделия, специализирующихся на своих режимах работы, нежели одну универсальную установку. Я сейчас всё боле прихожу к выводу, что общего у ЯРД и ЯЭДУ только то, что они ядерные. Важно также то, что у них, видимо, разные области применения. ЯРД - это для разнонных блоков и пилотируемых экспедиций. ЯЭДУ - скорее для беспилотных грузовых буксиров.

[pkl]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.Васимир - тот же ЭРДУ. Только электрика идет не от реактора а от СБ АС МКС.
Учитывая возможности энергопотребления от АС МКС возможности Васимира - микроскопичны.
Такое двигло надо запитывать минимум от мегаваттного реактора.

Интересно что ранне сказал Лопота, выступая на форуме инновационных технологий «ИнфоСпейс» в Москве - 2010  Март.

«Технологии химические в будущем будут использоваться только для "подскока" в околоземное пространство, а для полетов в дальний космос — ядерные двигатели», — сказал глава РКК «Энергия».
Ранее он заявлял, что ядерные и электрореактивные двигатели для космических кораблей будут гораздо эффективнее для полетов в дальний космос, чем применяемые сейчас химические.

Ну а потом изучили, посчитали... хотя, на мой взгляд тфЯРД - это следующий этап после буксира.

[Mark]

pkl писал(а):

Ну а потом изучили, посчитали... хотя, на мой взгляд тфЯРД - это следующий этап после буксира.

Наверно так и будет - чтобы лететь к Марсу  туда и обратно за 2-4 месяца.

[pkl]

Я уже давно ношусь с двухпусковой схемой марсианской экспедиции: сначала летит ядерный буксир с посадочными аппаратами, герметичным марсоходом, жилыми модулями, реактором, кораблём для аварийного возвращения и лишь затем - "минимальный" пилотируемый КК /жилой модуль + возвращаемый аппарат/, стартующий с помощью разгонных блоков с ЯРД. Последний можно запустить по энергетически неоптимальной "быстрой" траектории, чтобы долетел за 3-4 мес.

[Mark]

Я уже давно ношусь с двухпусковой схемой марсианской экспедиции: сначала летит ядерный буксир с посадочными аппаратами, герметичным марсоходом, жилыми модулями, реактором, кораблём для аварийного возвращения и лишь затем - "минимальный" пилотируемый КК /жилой модуль + возвращаемый аппарат/, стартующий с помощью разгонных блоков с ЯРД. Последний можно запустить по энергетически неоптимальной "быстрой" траектории, чтобы долетел за 3-4 мес.

Да, ест много вариантов. Ну все зависит от энергии и эффективности использования этой энергии в двигателе.

[pkl]

Ну, если у нас активная зона мощностью > 1 МВт, то можно и помечтать.

Кроме того, в случае пилотируемой экспедиции играют роль и надёжность, безопасность, время.

[Mark]

Ну, если у нас активная зона мощностью > 1 МВт, то можно и помечтать.

Кроме того, в случае пилотируемой экспедиции играют роль и надёжность, безопасность, время.

Если будут после 2030 плазменые двигатели тягу 3-5 кг кажды и 250 кВт, то будет у ТЭМ-25 Мвт тяга до 500 кг.
А ето очен много ! А что будет за 80 лет ?

[pkl]

А какова будет масса ТЭМ-25? Сколько времени ну будет разгоняться? ЯРДы смогут вытолкнуть модуль куда быстрее.

[Mark]

А какова будет масса ТЭМ-25? Сколько времени ну будет разгоняться? ЯРДы смогут вытолкнуть модуль куда быстрее.

Масса ТЭМ-25 будет 125 тонн.
Масса топлива до 250 тонн, ну стоимость Ксеона ето серёзны проблем. Розработки топлива идут.
Для МПДУ двигателя нужен Аргон.

Разгон вокруг Земли на ТЭМ- 25 = 8-12 днеи.
Разгон вокруг Земли , 500 двигатели ЕРД-50 , 15 Мвт и сумарычна тяга 60 кг = 100 днеи ( концепця лет 1998- 2006 ).

Для сравниеня разгон VASIMR и 12 МВт :

Перспективы. Для демонстрации преимуществ двигателя VASIMR был проведен расчет возможного сценария пилотируемой экспедиции к Марсу. При этом суммарная мощность кластера из трех двигателей и атомного реактора считалась равной 12 МВт. На рисунке показан вариант возможной архитектуры такого корабля. В нем баки с водородом используются в качестве эффективной противорадиационной защиты.



188-тонный пилотируемый корабль покидает околоземную орбиту (LEO) 6 мая 2018 года и доставляет полезную нагрузку массой 60.8 тонн на Марс за 115 дней. (Сейчас рекорд минимального времени полета к Марсу, равный 131 суткам, принадлежит американскому КА Mariner 7, стартовавшему 27.03.1969 и пролетевшему около планеты 05.08.1969 - примечание редактора). При этом в течение первых 30 дней происходит разгон по раскручивающейся спирали вокруг Земли, а затем, через 85 дней полета по гелиоцентрической траектории, происходит первая встреча с Марсом, при которой экипаж совершает посадку. Еще через 131 день корабль второй раз встречается с Марсом и по снижающейся спирали в течение 7 дней выходит на околомарсианскую орбиту, ожидая возвращения экипажа.

На первом этапе (раскручивающаяся спираль) двигатели работают при постоянном удельном импульсе ISP = 3000 с, что соответствует режиму максимальной тяги. После этого ISP и тяга изменяются по оптимальному графику, обеспечивая прибытие корабля к Марсу с относительной скоростью 6.8 км/с. На рисунке показан график изменения ISP. В течение всего полета поддерживается постоянная максимальная мощность.

Сценарий возвращения аналогичен. Разгон по раскручивающейся спирали вокруг Марса занимает только 4 дня, благодаря уменьшившемуся весу корабля и меньшей гравитации. После этого полет к Земле происходит в течение тех же 85 дней. Экипаж совершает посадку, а корабль либо остается на высокой орбите, либо отправляется на Солнце или уходит из Солнечной системы

Как я уже писал, всё зависит от енерги, так что  VASIMR из 4 двигатели  50 Мвт ( 200 Мвт) будет лучше.