Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Водитель]

Интересно, а что народ может сказать о VASIMR?

В августе 2019 года очередной прототип VX-200SS продемонстрировал тягу в 5,4 Н (540 граммов тяги) на мощности 200 кВт и при удельном импульсе в диапазоне от 50 до 300 км/c, на порядок больше ионных двигателей.

Получается что мегаваттный буксир сможет выдать 27 Н. Последняя новость об этом движке была такая что они провели тест на выносливость и вроде как около 100 часов получилось его гонять - https://news.satnews.com/2021/07/22/ad-astras-vasimr-plasma-rocket-champions-high-power-endurance-test/ - я так понял что главная сложность испытаний в том что нужен вакуум. Непонятно, сколько он в натуре будет способен проработать.

Есть ли у России что-то аналогичное?

Что это тот же ионнник вид сбоку. Тысячи км/с импульса с граммами тяги. Долго и печально. В ионнники, плазменники, магнитоплазменники, роторные магнитоплазменники для межпланетных перелётов не верю. Их неторопливость невозможно никак исправить.

Можно, подводя тераватты. Вот только такой источник энергии будет много весить...

Вот толку от ионника с тягой как у F-1, если его источник энергии весит как Ямато?

Это само собой разумеется, люди в теме "в теме" и расписывать не стал.

Если угодно можно поменять тягу на ускорение, чтобы от масштабирования уйти.

Сути не меняет.

[Alexandr_A]

Что вы имеете ввиду под холодильником?

Я не знаю какого именно типа холодильные установки лучше подойдут. Возможно это будут гибриды разных типов компрессионные, абсорбционные и другие. Факт то что у сверхпроводников очень крутая зависимость критического тока от температуры значит выгодно охлаждать скажем не до 100 К а до 10 К не смотря на затраты.

[Верный Союзник с Окинавы]

Что вы имеете ввиду под холодильником?

Я не знаю какого именно типа холодильные установки лучше подойдут. Возможно это будут гибриды разных типов компрессионные, абсорбционные и другие. Факт то что у сверхпроводников очень крутая зависимость критического тока от температуры значит выгодно охлаждать скажем не до 100 К а до 10 К не смотря на затраты.

А зачем вам вообще сверхпроводники? МБ окажется проще от них отказаться. И сделать провода под высоким напряжением и малой силой тока (привет, ЛЭП).

А вообще, по идее сверхпроводимость резко уменьшает тепловой нагрев проводника. Тепловая работа тока линейно зависит от напряжения (закон Джоуля-Ленца).

Просто запихнуть их в ЭВТИ, со временем они остынут, вплоть до пары-тройки Кельвинов.

[Верный Союзник с Окинавы]

Прикольная идея для СБ и экономии фотоэлементов. Применяется давно и успешно.

[Nicky]

0

Что вы имеете ввиду под холодильником?

Я не знаю какого именно типа холодильные установки лучше подойдут. Возможно это будут гибриды разных типов компрессионные, абсорбционные и другие. Факт то что у сверхпроводников очень крутая зависимость критического тока от температуры значит выгодно охлаждать скажем не до 100 К а до 10 К не смотря на затраты.

Каким способом забирать тепло от сверхпроводников абсолютно неважно. Важно только куда его девать.
Тепло в космосе может быть рассеяно только излучением,  эффективность передачи тепла излучением пропорциональна четвёртой степени температуры тела. Так что или горячие радиаторы или большие, как на МКС.
На МКС в качестве теплоносителя в радиаторах используется аммиак. Чтобы рассеять 70 кВт тепловой энергии используются радиаторы площадью 500 м2 и массой 6 тонн (это масса радиаторов, без насосов, аммиака и всего остального добра). (на фото 6 штук снизу)

[Alexandr_A]

А зачем вам вообще сверхпроводники? МБ окажется проще от них отказаться. И сделать провода под высоким напряжением и малой силой тока (привет, ЛЭП).

А вообще, по идее сверхпроводимость резко уменьшает тепловой нагрев проводника. Тепловая работа тока линейно зависит от напряжения (закон Джоуля-Ленца).

Просто запихнуть их в ЭВТИ, со временем они остынут, вплоть до пары-тройки Кельвинов.

Выше писали про использование сверхпроводников в термоядерном реакторе. Эвти там конечно внутри реактора будет. А главное что требуется это максимальный ток и компактность самих соленоидов. От системы охлаждения требуется определенная хладопроизводительноть при минимальном весе.
Все тоже самое потребуется и для ядерного реактора с прямым использованием энергии осколков. Однако этот вариант воплотить в железе куда проще чем любой термояд.
Могут быть какие-то еще системы где потребуются подобные холодильники. Для научных спутников например.

[Nicky]

0

А зачем вам вообще сверхпроводники? МБ окажется проще от них отказаться. И сделать провода под высоким напряжением и малой силой тока (привет, ЛЭП).

А вообще, по идее сверхпроводимость резко уменьшает тепловой нагрев проводника. Тепловая работа тока линейно зависит от напряжения (закон Джоуля-Ленца).

Просто запихнуть их в ЭВТИ, со временем они остынут, вплоть до пары-тройки Кельвинов.

Все тоже самое потребуется и для ядерного реактора с прямым использованием энергии осколков. Однако этот вариант воплотить в железе куда проще чем любой термояд.

А что значит "с прямым использованием энергии осколков"? 

[Alexandr_A]

Каким способом забирать тепло от сверхпроводников абсолютно неважно. Важно только куда его девать.
Тепло в космосе может быть рассеяно только  эффективность передачи тепла излучением пропорциональна четвёртой степени температуры тела. 

Так я об этом и говорю. Прямое охлаждение большого потока до 4 К потребует гигантских размеров радиаторов. В случае же с холодильником (или тепловой насос как правильно) температура радиатора может быть сотни кельвинов. А теперь возведите эту разницу в четвертую степень и прикиньте размер. То что при этом придется рассеять больше энергии из-за КПД здесь мало влияет. А на МКС просто забили на эффективность или там не требуются низкие температуры в серьезных масштабах.

[Alexandr_A]

0

А зачем вам вообще сверхпроводники? МБ окажется проще от них отказаться. И сделать провода под высоким напряжением и малой силой тока (привет, ЛЭП).

А вообще, по идее сверхпроводимость резко уменьшает тепловой нагрев проводника. Тепловая работа тока линейно зависит от напряжения (закон Джоуля-Ленца).

Просто запихнуть их в ЭВТИ, со временем они остынут, вплоть до пары-тройки Кельвинов.

Все тоже самое потребуется и для ядерного реактора с прямым использованием энергии осколков. Однако этот вариант воплотить в железе куда проще чем любой термояд.

А что значит "с прямым использованием энергии осколков"?

Смотрите ffre. Например вот такой вариант https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2005-4460
В общем случае такой двигатель или реактор получается когда делящийся материал распределен в пространстве так что осколки выходят из зоны не теряя энергию. Делящийся материал остается холодным.

[Nicky]

0

Каким способом забирать тепло от сверхпроводников абсолютно неважно. Важно только куда его девать.
Тепло в космосе может быть рассеяно только  эффективность передачи тепла излучением пропорциональна четвёртой степени температуры тела.

Так я об этом и говорю. Прямое охлаждение большого потока до 4 К потребует гигантских размеров радиаторов. В случае же с холодильником (или тепловой насос как правильно) температура радиатора может быть сотни кельвинов. А теперь возведите эту разницу в четвертую степень и прикиньте размер. 

А зачем прикидывать? Я же написал вам размер радиаторов с температурой сотни кельвинов на МКС. 500 м2 для рассеивания 70 кВт тепловой энергии.

[Верный Союзник с Окинавы]

Каким способом забирать тепло от сверхпроводников абсолютно неважно. Важно только куда его девать.
Тепло в космосе может быть рассеяно только  эффективность передачи тепла излучением пропорциональна четвёртой степени температуры тела.

Так я об этом и говорю. Прямое охлаждение большого потока до 4 К потребует гигантских размеров радиаторов. В случае же с холодильником (или тепловой насос как правильно) температура радиатора может быть сотни кельвинов. А теперь возведите эту разницу в четвертую степень и прикиньте размер. То что при этом придется рассеять больше энергии из-за КПД здесь мало влияет. А на МКС просто забили на эффективность или там не требуются низкие температуры в серьезных масштабах.

Опять же, что и как вы хотите охлаждать? Для любых трезвых и актуальных задач хватит связки ЭВТИ и Heat sink.







На первой картинке Миллиметрон, с запуском в 2029 году на Ангаре-А5В, на второй картинке LUVOIR, который кое-как запихали в SLS.

[Верный Союзник с Окинавы]

Короче, перед тем, как уходить в дебри с холодильниками на 1-10 Кельвинов, надо найти задачи, чтобы

Тепловыделение было большим.

Тепловыделение было постоянным.

И была необходимость в сверхпроводниках.

[Alexandr_A]

Опять же, что и как вы хотите охлаждать? Для любых трезвых и актуальных задач хватит связки ЭВТИ и Heat sink.

На первой картинке Миллиметрон, с запуском в 2029 году на Ангаре-А5В, на второй картинке LUVOIR, который кое-как запихали в SLS.

Короче, перед тем, как уходить в дебри с холодильниками на 1-10 Кельвинов, надо найти задачи, чтобы

Тепловыделение было большим.

Тепловыделение было постоянным.

И была необходимость в сверхпроводниках.

Хладопроизводительность этих радиаторов с эвти ничтожна. Если где-то их хватает типа для охлаждения сенсоров которые не выделяют тепла и все хорошо то в реакторах к сожалению гарантирован серьезный нагрев свехпроводников как и в любых установках с мощными СП магнитами. Например детекторы частиц высоких энергий требуют максимально возможного магнитного поля. В прошлом был один такой космический аппарат с полем 1 Т на постоянных магнитах и уже тогда хотели на 10 Т с СП магнитами но в итоге отказались из-за больших затрат и не только денежных.
.

[Верный Союзник с Окинавы]

Хладопроизводительность этих радиаторов с эвти ничтожна. Если где-то их хватает типа для охлаждения сенсоров которые не выделяют тепла и все хорошо то в реакторах к сожалению гарантирован серьезный нагрев свехпроводников как и в любых установках с мощными СП магнитами. Например детекторы частиц высоких энергий требуют максимально возможного магнитного поля. В прошлом был один такой космический аппарат с полем 1 Т на постоянных магнитах и уже тогда хотели на 10 Т с СП магнитами но в итоге отказались из-за больших затрат и не только денежных.

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы. Они решают эту проблему.

[cross-track]

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы.

аккумуляторы холода?

[Верный Союзник с Окинавы]

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы.

аккумуляторы холода?

Берёшь бак с твёрдым вещ-вом.

Твёрдое в-во плавится/испаряется в пределах своего бака, поглощая тепло.

Фишка в том, что переход из состояния в состояние требует энергии/выделяет энергию. 

Есть т.н теплота плавления/кипения. Чтобы расплавить твёрдый предмет, его нужно не только нагреть, но и подвести энергию. Это можно осуществить и без изменения температуры!

Вот к примеру, как упаковывают для перевозок жидки гелий?

Холодильник не везде поместится, поэтому нужно выкручиваться.

Берут и ставят бак с гелием в баню из жидкого азота. Снаружи по-любому температура выше температуры кипения азота. Азот вскипает, выпаривается, забирая при этом энергию от окружающей среды (бака с гелием). И гелий при этом не плавится.

Можно добавить вот такой аккумулятор и вуаля. Можно некоторое время работать, пока рабочее тело не нагреется. Потом остужаешь его в тени. Вернее оно само остужается излучением.

Благо для научных исследований можно обойтись малым временем работы.

А если установка на НОО/ОС, то можно просто подвозить рабочее тело какими-нибудь Шаттлами/Прогрессами, и не париться.

[cross-track]

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы.

аккумуляторы холода?

Берёшь бак с твёрдым вещ-вом.

Твёрдое в-во плавится/испаряется в пределах своего бака, поглощая тепло.

Фишка в том, что переход из состояния в состояние требует энергии/выделяет энергию.

Есть т.н теплота плавления/кипения. Чтобы расплавить твёрдый предмет, его нужно не только нагреть, но и подвести энергию. Это можно осуществить и без изменения температуры!

Вот к примеру, как упаковывают для перевозок жидки гелий?

Холодильник не везде поместится, поэтому нужно выкручиваться.

Берут и ставят бак с гелием в баню из жидкого азота. Снаружи по-любому температура выше температуры кипения азота. Азот вскипает, выпаривается, забирая при этом энергию от окружающей среды (бака с гелием). И гелий при этом не плавится.

Можно добавить вот такой аккумулятор и вуаля. Можно некоторое время работать, пока рабочее тело не нагреется. Потом остужаешь его в тени. Вернее оно само остужается излучением.

Именно что нужно этот аккумулятор как-то периодически охлаждать. Так что головная боль с охлаждением никуда не исчезнет.

[Верный Союзник с Окинавы]

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы.

аккумуляторы холода?

Берёшь бак с твёрдым вещ-вом.

Твёрдое в-во плавится/испаряется в пределах своего бака, поглощая тепло.

Фишка в том, что переход из состояния в состояние требует энергии/выделяет энергию.

Есть т.н теплота плавления/кипения. Чтобы расплавить твёрдый предмет, его нужно не только нагреть, но и подвести энергию. Это можно осуществить и без изменения температуры!

Вот к примеру, как упаковывают для перевозок жидки гелий?

Холодильник не везде поместится, поэтому нужно выкручиваться.

Берут и ставят бак с гелием в баню из жидкого азота. Снаружи по-любому температура выше температуры кипения азота. Азот вскипает, выпаривается, забирая при этом энергию от окружающей среды (бака с гелием). И гелий при этом не плавится.

Можно добавить вот такой аккумулятор и вуаля. Можно некоторое время работать, пока рабочее тело не нагреется. Потом остужаешь его в тени. Вернее оно само остужается излучением.

Именно что нужно этот аккумулятор как-то периодически охлаждать. Так что головная боль с охлаждением никуда не исчезнет.

Исчезнет, т.к. он сам себя охлаждает.

Любое тело с температурой выше абсолютного нуля излучает тепловое излучение, на что тратится энергия. Тепловая.

В тени в космосе тела будут охлаждаться за милую душу.

[cross-track]

Есть heat sink'и, ака тепловые аккумуляторы.

аккумуляторы холода?

Берёшь бак с твёрдым вещ-вом.

Твёрдое в-во плавится/испаряется в пределах своего бака, поглощая тепло.

Фишка в том, что переход из состояния в состояние требует энергии/выделяет энергию.

Есть т.н теплота плавления/кипения. Чтобы расплавить твёрдый предмет, его нужно не только нагреть, но и подвести энергию. Это можно осуществить и без изменения температуры!

Вот к примеру, как упаковывают для перевозок жидки гелий?

Холодильник не везде поместится, поэтому нужно выкручиваться.

Берут и ставят бак с гелием в баню из жидкого азота. Снаружи по-любому температура выше температуры кипения азота. Азот вскипает, выпаривается, забирая при этом энергию от окружающей среды (бака с гелием). И гелий при этом не плавится.

Можно добавить вот такой аккумулятор и вуаля. Можно некоторое время работать, пока рабочее тело не нагреется. Потом остужаешь его в тени. Вернее оно само остужается излучением.

Именно что нужно этот аккумулятор как-то периодически охлаждать. Так что головная боль с охлаждением никуда не исчезнет.

Исчезнет, т.к. он сам себя охлаждает.

Любое тело с температурой выше абсолютного нуля излучает тепловое излучение, на что тратится энергия. Тепловая.

В тени в космосе тела будут охлаждаться за милую душу.

Так и радиатор сам себя охлаждает. В этом смысле аккумулятор холода - это тот же радиатор. Возьмите радиатор в два раза больше по площади, и вам не нужен будет аккумулятор.

[Верный Союзник с Окинавы]

Так и радиатор сам себя охлаждает. В этом смысле аккумулятор холода - это тот же радиатор. Возьмите радиатор в два раза больше по площади, и вам не нужен будет аккумулятор.

Нужно охлаждать до нескольких градусов Кельвина.