США создадут космический корабль с ядерным двигателем

[AVS]

Президент США Джордж Буш намерен отдать распоряжение НАСА о создании космического корабля с ядерным двигателем, который сможет долететь до Марса всего за 2 месяца, пишет сегодня Times. Предполагается, что корабль сможет развивать скорость до 54 тыс. миль в час, что в три раза больше скорости обычного корабля.
Газета отмечает, что разработка нового космического аппарата вряд ли найдет понимание в других странах из-за опасения, что американцы воспользуются проектом, получившим пока неофициальное название "Прометей", в военных целях. Наиболее вероятным противником станет Китай, который может начать разработку собственного космического корабля с ядерным двигателем и тогда, как отмечает Times, начнется новая космическая гонка подобная той, что возникла во времена "холодной войны" между СССР и США.

Тем не менее, ученые выражают восторг от перспективы запуска аппаратов с ядерными двигателями, поскольку это открывает путь не только к полету человека на Марс, но и к строительству постоянной лунной станции, исследованию спутника Юпитера - Европы и запуску космического аппарата за переделы Солнечной системы, путешествие которого сможет длиться более десятилетия.

В свое время реализация проекта "Прометей" была отклонена в США как пережиток "холодной войны". Его поддержал отец нынешнего главы Белого дома перед началом войны в Персидском заливе в 1991г. Однако конгресс США, также как и рядовые американцы, тогда не разделил мнение президента. Неизвестно, как сейчас они отреагирует на инициативу властей, учитывая, что возможная военная операция в Ираке обойдется национальной казне как минимум в 200 млрд долл., пишет Times.

http://top.rbc.ru/index.shtml?/news/policy/2003/01/18/18110426_bod.shtml

[Karen]

Не укладывайте чемоданы на полет--последний абзац более реалистичный. Это только мечта, даже не реальности--опять дело ассигнования денег. Основное исследование, да, строение двигателя, теперь нет.

[Scyther]

Для науки использование космических кораблей с таким двигателем было бы очень полезным.
Но политике это совсем не подходит (к сожаленью  )
Что же будет если эти ракеты случайно будут падать на Китай?

[ing]

Добрый вечер. Я в 79 году закончил МАИ по специальности электроракетные двигатели, параллельная группа изучала ЯРД. Самыми интересными среди ЯРД мы считали проекты газофазных двигателей. "Прометей" если я не ошибаюсь импульсный ЯРД, его обсуждение давно идет на разных форумах. Лично я не верю в серьезность перспективы такого двигателя для пилотируемого аппарата. В любом случае вывод на орбиту необходимого колличества ядерных зарядов возможен только под международным контролем. И жаль только, что имея хороший задел наша страна может оказаться в стороне от этого проекта. ing

[Жданок Дмитрий]

Интерсно было бы посмотреть на схему такого двигателя, как он работает?

[ing]

Интерсно было бы посмотреть на схему такого двигателя, как он работает?

Какого? ing

[Жданок Дмитрий]

Прометей или упоминаемый Вами газофазный.

[ing]

Импульсный двигатель грубо можно представить, как массивный отражатель, а под ним взрывается небольшой ядерный заряд. потом еще и т.д..
В газофазном двигателе рабочее тело вород нагревается до 20 тыс. К в газофазном реакторе. Газофазный потому, что активная зона состоит из U²³³ в газовой фазе. Во время работы водород ( и некоторое колличество зоны, к сожалению) истекает через сопло, создавая тягу.
Есть еще третий тип ЯРД, двигатель с твердой зоной (например состоящей из шариковых ТВЭЛов).Прототипы таких двигателей реально отрабатывались. ing

[Жданок Дмитрий]

Большое спасибо за ответ! Конечно, газофазные реальнее создать, они и безопаснее. Только вот получается, что космическое пространство будет засоряться радиоактивными продуктами работы таких двигателей!

[ing]

космическое пространство будет засоряться радиоактивными продуктами работы таких двигателей!

Ответ на такие замечания уже звучал на форуме.
Опасения напрасны. Старт ЯРД осуществляется с достаточного удаления от Земли (чтобы продукты не могли попасть обратно на планету). Беспокоиться о межпланетном пространстве нет смысла, солнечный ветер все выметет. ing

[Stepa]

Я, наоборот, полагаю, что газофазные двигатели труднее создать, чем проект "Прометей" и, кажется,  упоминался когда-то такой же проект "Орион".

Объясню, в чем я вижу трудность. Как мы знаем, ядерный боеприпас (ЯБ) и ядерный реактор (ЯР) строятся на одинаковом принципе - поддержание высокого потока нейтронов через делящееся вещество. Существуют различные ухищрения - отражатели нейтронов, замедлители - они служат для того, чтобы быстрые нейтроны (1-5 МэВ), замедлялись до тепловых для деления изотопа U²³⁸. U²³⁵ и U²³³ делятся быстрыми нейтронами. Эти быстрые нейтроны берутся из самого процесса деления, спонтанного или вынужденного, не важно. Взрыв ЯБ происходит на разгоне цепной реакции деления быстрыми нейтронами, поэтому, кстати ни ВВЭР (водо-водяной ЯР), ни U²³⁸ никогда не взорвутся "ядерным" способом - один быстрыми нейтронами не делится, а в другом их просто нет - они замедляются водой. Вот РБМК (реактор с металлическим контуром большой мощности) может долбануть , у него в контуре натрий, и никагого замедления не происходит. По потоку нейтронов он отстает, конечно, от ЯБ. но с ВВЭР не сравнить. Но он тоже "чисто ядерным" способом не взрывается, просто выделение тепла - а оно происходит за счет рассеяния нейтронов на узлах крист. решетки окружающего делящееся вещество материала, очень велико из-за потока, который действительно может возрасти в сотни раз при "разгоне" реактора.
Но это все твердофазные ЯР. Вот какая главная трудность.
Средняя длина пробега L=1/(n*sigma). sigma = сечение, при данной энергии постоянно, и не зависит от n. n - концентрация делящихся ядер. В газе она будет во много раз меньше. sigma ~ 1e-24 см**2. n = rho / A * Na.
И так как темп энерговыделения зависит от L, то можно предположить, что газофазный реактор построить гораздо труднее, чем твердофазный. Поэтому можно сделать  камеру, окруженную обычным ЯР. В ней нейтронная плотность будет огромной, и инжектируя туда ионы U и раб. тело, можно получить большое энерговыделение и хороший теплообмен.
Но, может, я все преувеличиваю, и таких трудностей нет...

А так, маленькие шарики из кюрия и калифорния , быстро подрываются, раб. тело  испаряется, и мы летим. Проще

P.S. Извиняюсь за длинный и малопонятный местами пост.

[Alex P]

Добрый вечер. Я в 79 году закончил МАИ по специальности электроракетные двигатели, параллельная группа изучала ЯРД. Самыми интересными среди ЯРД мы считали проекты газофазных двигателей. "Прометей" если я не ошибаюсь импульсный ЯРД, его обсуждение давно идет на разных форумах.

 Речь вроде идет о радиоизотопном термоэлектрическим генераторе для выработки электроэнергии

Лично я не верю в серьезность перспективы такого двигателя для пилотируемого аппарата. В любом случае вывод на орбиту необходимого колличества ядерных зарядов возможен только под международным контролем.

 Не думаю, что США станут кого-то спрашивать или лучше так сказать:
международный контроль=контроль США (особенно после успешной войны с Ираком).

И жаль только, что имея хороший задел наша страна может оказаться в стороне от этого проекта. ing

 В нашем проекте полета на Марс насколько я помню предполагается использовать много маленьких электрических двигателей, которые получают энергию от солнечных батарей, коль пошла такая пьянка, то нам сам бог велел изменить проект и включить в качестве источника энергии или радиоизотопные  генераторы или даже просто обычный ядерный реактор.
 

[ing]

Как источник энергии для большого корабля пригоден реактор, просто из условия колличества элекричества.
Что касается многих маленьких двигателей, это реализация модульной схемы, из условия ресурса, надежности и главное обеспечения устойчивого рабочего режима, есть ограничения масштабного характера.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы пригодны лишь для маломощных устройств, а не как для маршевых двигателей. ing

[Alex P]

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы пригодны лишь для маломощных устройств, а не как для маршевых двигателей. ing

 Ну так в этом и весь смысл, разработать новое поколение pадиоизотопныx термоэлектрическиx генераторов, гораздо более мощных. По крайней мере так следует из сообщения на www.lenta.ru .
Конечно, ядерный реактор наверное был бы проще и дешевле, но НАСА за дешевизной никогда не гналась.

[ing]

Добрый вечер. По вашей ссылке найти ничего нельзя.
Впрочем и не требуется в свое время я делал рассчет и рисовал такую орбитальную электростанцию и хорошо представляю ее возможности. Всерьез кормить энергией ионные двигатели масианского корабля может только реактор с машинным преобразованием энергии ( например, газовая турбина или парогазовая). Собственно из-за отсутствия приличной энергетики на ближних маршрутах маршевые ионные двигатели не использовались. Для полета к Марсу нужны не киловатты и даже не десятки киловатт. Нужны единицы Мвт. ing

[Alex P]

Добрый вечер. По вашей ссылке найти ничего нельзя.

Точная ссылка : http://www.lenta.ru/world/2003/01/18/nsi/

[ing]

Я посмотрел ссылку, спасибо. Однако своего мнения не изменил. ТЕГи на киросиновой лампе во время войны могли обеспечить электричеством приемник, чтобы слушать информ бюро. Ионный двигатель должен получать электричество хорошо преобразуемое. Ему одновремено надо держать большие токи в разряде для ионизации рабочего тела при соответственно низких напряжениях и ускорять ионы высоким напряжением. И главное это мощность, скажем 1Мвт.
Очень неплохо могло бы получиться если в качестве источника тепла для машинного преобразователя использовать действительно изотопный источник на Ро²¹⁰, он альфа излучатель защита практически не нужна и хорошая энергетика даже потянет Мватты. Только у него период полураспада 0,5 года. Это существенно ограничивает тактику. Его нужно сделать и зарядить непосредственно перед полетом. Ну и очень высокая цена хотя кажущаяся простота подкупает. ing

[bob]

В детстве (если оно вообще было) в "счастливой совейской стране" по случайностии читал интересный перевод американской монографии "Электроракетные двигатели". Из текста следовало, что  существует несколько типов ЯРД: газофазные ("фузилер" и т. п. ), "ядерная лампа" - второе кольцо охлаждения реактора, выведенное наружу, и ионный двигатель, - американцы, ессно, отдавали предпочтение последнему. Советский наиболее продвинутый двигатель был продан США в 1991 году за незначительную оплату.

[ing]

Советский наиболее продвинутый двигатель был продан США в 1991 году за незначительную оплату.

То о чем вы говорите bob, ядерный реактор с шариковыми ТВЭЛами. Работа над ним ведется совместно, американцы платят, но результат является общим. Сам реактор, точнее технология ТВЕЛов принадлежит России. Реактор может быть использован для нагрева газа в режиме двигателя или энергоустановки с турбиной. При относительно низкой температуре зоны (ограниченой прочностью ТВЭЛов) высокий ймпульс в режиме двигателя может быть получен за счет использования Н₂. ing

[Alex P]

Официальная информация с сайта корпорация "Энергия":

http://www.energia.ru/energia/mars/nucl.html

Непонятно, почему нельзя возродить этот проект, коли реактор уже прошел испытания.

[ing]

Советский наиболее продвинутый двигатель был продан США в 1991 году за незначительную оплату.

То о чем вы говорите bob, ядерный реактор с шариковыми ТВЭЛами. Работа над ним ведется совместно, американцы платят, но результат является общим. Сам реактор, точнее технология ТВЕЛов принадлежит России. Реактор может быть использован для нагрева газа в режиме двигателя или энергоустановки с турбиной. При относительно низкой температуре зоны (ограниченой прочностью ТВЭЛов) высокий ймпульс в режиме двигателя может быть получен за счет использования Н₂. ing
То Alex P . По указаной вами сноске могу заметить лишь, то что с середины 80-х начались проблемы с финансированием. Тем не менее мы вкладывали в эти проекты такие деньги что и сегодня наш задел огромен.ing

[Alex P]

То Alex P . По указаной вами сноске могу заметить лишь, то что с середины 80-х начались проблемы с финансированием. Тем не менее мы вкладывали в эти проекты такие деньги что и сегодня наш задел огромен.ing

 Тем более, вместо того, чтобы прозябать на МКС, надо эти проекты срочно возрождать, а то тут появилось сообщение не lenta.ru, что теперь НАСА решает, кого из наших космонавтов пускать на МКС, а кого нет - глотать такое для нашего космического агенства должно быть очень унизительно.

[Karen]

...а то тут появилось сообщение не lenta.ru, что теперь НАСА решает, кого из наших космонавтов пускать на МКС, а кого нет...

Есть ссылка? Я не нашла.

[Alex P]

...а то тут появилось сообщение не lenta.ru, что теперь НАСА решает, кого из наших космонавтов пускать на МКС, а кого нет...

Есть ссылка? Я не нашла.

http://www.lenta.ru/russia/2003/01/23/cosmonauts/

[Fatal Error]

Конечно, газофазные реальнее создать, они и безопаснее.

См. http://engine.avias.com/issues/05/page41.html - 1 часть
http://engine.avias.com/issues/06/page12.html - 2 часть
Весьма поучительная статья.

[Stepa]

Примерно так я себе его и представлял - обычный ЯР создает необходимый нейтронный поток в камере сгорания. Но алюминий 4 девятки  - это слишком.  

[ing]

Не знаю, что там создадут штаты, а вот это делают японцы.
http://news.battery.ru/theme/science/?id=86030
Напомню: 10000 час. ~ 1год.  ing

[ivanij]

К тому времени как ув.ing. окончил МАИ я уже успел три с половиной года отработать в одной конторе, занимавшейся подобными установками. Они, между прочим, были вполне реальными и действующими, правда, это были не двигатели. Вот одна из таких установок и была продана в США в 1991 году. Правда, без описания технологии, если не ошибаюсь, и даже без соответствующей "начинки". Об этом прямо заявил  Генеральный конструктор, открытое появление которого на экране ТВ привело меня тогда буквально в шок. Вот и всё, что я могу об этом сказать. Я уже давно не работаю в этой фирме, поэтому не считаю для себя этичным входить в дальнейшие подробности.

[starboy]

  В "Ломоносове" номер 4, писали о термоядерном двигателе... Там нужна очень высокая температура, но учёные уже близки к ней... Я думаю, что это более перспективней, чем ядерный двигатель... Всё-таки запасы рабочего тела - это самый важный аргумент...  

[Letun]

>starboy
> В "Ломоносове" номер 4, писали о термоядерном >двигателе... Там нужна очень высокая >температура, но учёные уже близки к ней... Я >думаю, что это более перспективней, чем >ядерный двигатель... Всё-таки запасы рабочего >тела - это самый важный аргумент...  

  В "Ломоносове" ерунда написана, автор вполне безграмотен в термояде.
  По ТЯРД смотрите относительно полный обзор на

http://za-nauku.mipt.ru/Hardcopies/2003/1637/cosmo21-tne.esp

и

 http://za-nauku.mipt.ru/Hardcopies/2003/1638/tyard.esp


  плюс  дискуссии на космическом форуме авиабазы (airbase.ru/forums)

[Fredagar]

Тему UP, в дополнение к Российской версии.

А толку-то?   Воз и ныне там, распил бабла продолжается.

[anovikov]

Ну советский ЯРД не слишком то отличается от американской "нервы" начала 70-х, и в 25 раз меньше по мощности (но на 10% лучше по удельному импульсу, 910 вместо 800 с небольшим секунд, что в общем-то, важно).

Реально из-за низкой удельной тяги и большой массы (что предполагает, что для осмысленного использования размер разгоняемого КА должен быть очень большим, и двигатель можно использовать только на орбите т.к. ускорение мало) областей применения для него нет. Потому что нет РН способных вывести нагрузку в сотни тонн, и нет таких нагрузок. Кроме того, для применения на орбите электрореактивные двигатели лучше - ускорение совсем мало, но АМС все равно летают месяцами и годами, так что не беда, уже даже перелет к Луне только на двигателях малой тяги был произведен - а удельный импульс намного выше достижимого для ядерного двигателя. Так что областей применения реально нет.

[Fredagar]

Ну советский ЯРД не слишком то отличается от американской "нервы" начала 70-х...

Вот это и смешно -- как можно 30 лет к ряду водить за нос общественность? Как Штирлиц, ей-Богу...

[Александр Хороших]

Ну советский ЯРД не слишком то отличается от американской "нервы" начала 70-х, и в 25 раз меньше по мощности (но на 10% лучше по удельному импульсу, 910 вместо 800 с небольшим секунд, что в общем-то, важно).

Отличался и довольно сильно. Как по конструкции ТВЭЛ-ов и реактора в целом, так и по удельному импульсу. НЕРВА-2 должна была иметь тягу в 100 тонн, форсированный РД-0410 - порядка 40 тонн.

[anovikov]

А мощность тогда какая же у него должна была быть?

Phoebus-2A был рассчитан на 5 гигаватт, и успешно работал на 4.1 гигаватта. По удельному импульсу он давал 800-870 секунд. Это тяга 50-60 тонн. Кстати, это самый мощный ядерный реактор в истории - РБМК-1500 на Игналинской АЭС был рассчитан на те же 5 гигаватт, но на практике работает на 4.