Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Ядерная энергия в космонавтике  (Прочитано 45449 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Belll

  • *****
  • Сообщений: 1 898
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от Belll
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #20 : 05 Фев 2011 [21:17:01] »
Речь идет не о газофазном или каком-либо еще ЯРД. Предлагается создать ядерную энергетическую установку для питания блока ЭРД.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Оффлайн Marlin

  • ****
  • Сообщений: 456
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от Marlin
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #21 : 06 Фев 2011 [16:02:45] »
Игры с металлическими теплоносителями на подводных лодках закончились крахом. Их просто заморозили  и разогреть уже не смогли.

Оффлайн Mars

  • *****
  • Сообщений: 2 496
  • Благодарностей: 10
    • Сообщения от Mars
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #22 : 06 Фев 2011 [16:43:10] »
http://vfk1.narod.ru/JACU.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/NERVA
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D0%BD%D0%B0_%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85_%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%85

Спасибо! Интересный материал, особенно вот это удивило:

Цитата
Инциденты

    * 21 апреля 1964 года при неудачной попытке запуска американского навигационного спутника «Транзит-5В» с ядерной энергетической установкой SNAP-9A на борту, находившиеся в ней 950 граммов плутония-238 (около 17000 Ки)[нет в источнике] рассеялись в земной атмосфере, вызвав существенное повышение естественного радиационного фона[1].
    * 18 мая 1968 года в ходе выведения на орбиту метеорологического спутника «Нимбус-В» с ядерной энергетической установкой SNAP-19B2 на борту потерпела катастрофу американская ракета-носитель «Тор-Аджена-Д». Благодаря прочности конструкции аппарата он не разрушился. Позднее он был найден и поднят на борт корабля американского ВМФ. Радиоактивного загрязнения мирового океана не произошло.
    * 17 апреля 1970 года при возвращении на Землю Apollo-13 лунная посадочная ступень, отстреленная вместе с плутониевым энергоисточником, содержащим 44500 Ки плутония-238, вошла в атмосферу над южной частью Тихого океана и, приземлившись к югу от островов Фиджи, затонула на глубине 6 тыс. метров в желобе Тонга. Никаких попыток к подъему генератора не предпринималось, так как точное его местонахождение неизвестно.[источник не указан 224 дня]
    * 25 апреля 1973 года вследствие выхода из строя двигательной установки запуск советского спутника радиолокационной разведки с ядерной энергетической установкой на борту завершился неудачей. Аппарат не был выведен на расчётную орбиту и упал в Тихий океан.
    * 12 декабря 1975 года сразу после выхода на орбиту вышла из строя система ориентации советского спутника радиолокационной разведки «Космос-785» с ядерной энергетической установкой на борту. Началось хаотичное вращение аппарата, что грозило его падением на Землю. Активная зона реактора была успешно отделена и переведена на орбиту захоронения, где и находится в настоящее время.
    * 24 января 1978 года в северо-западных районах Канады упал советский спутник радиолокационной разведки «Космос-954» с ядерной энергетической установкой на борту. При прохождении плотных слоёв земной атмосферы произошло разрушение спутника и поверхности Земли достигли лишь некоторые его фрагменты. Произошло незначительное радиоактивное загрязнение поверхности.
    * 28 апреля 1981 года на советском спутнике радиолокационной разведки «Космос-1266» с ядерной энергетической установкой на борту зафиксирован выход из строя бортового оборудования. Активная зона реактора была успешно отделена и переведена на орбиту захоронения, где и находится в настоящее время.
    * 7 февраля 1983 года в пустынных районах Южной Атлантики упал советский спутник радиолокационной разведки «Космос-1402» с ядерной энергетической установкой на борту. Конструктивные доработки после предыдущей аварии позволили отделить активную зону от термостойкого корпуса реактора и предотвратить компактное падение обломков. Тем не менее, было зафиксировано незначительное повышение естественного радиационного фона.
    * Апрель 1988 года — вышел из под контроля советский спутник радиолокационной разведки «Космос-1900» с ядерной энергетической установкой на борту. Космический аппарат медленно терял высоту, постепенно приближаясь к Земле. 30 сентября, за несколько дней до расчётного момента входа в плотные слои атмосферы, сработала аварийная защитная система и активная зона реактора была успешно отделена и переведена на орбиту захоронения.
    * 4 июля 2008 года, согласно данным NASA[2], произошла фрагментация спутника «Космос-1818» на орбите. Предположительно, отделившиеся фрагменты сферической формы в количестве около 30 — капли металлического теплоносителя из разрушившегося по какой-то причине контура охлаждения реактора.

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 9 330
  • Благодарностей: 759
    • Сообщения от библиограф
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #23 : 07 Фев 2011 [08:23:18] »
 Наивный оптимизм прогнозов полувековой давности сегодня вызывает умиление:
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/spaceage/04.htm

Оффлайн MARS9

  • *****
  • Сообщений: 647
  • Благодарностей: 4
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MARS9
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #24 : 07 Фев 2011 [19:02:34] »
Цитата
Assuming an alpha of 20 kg/kW, Zubrin said, means that a reactor that generates 200 megawatts would weigh 4,000 tons. (By contrast, the VASIMR mission architectures with the 39-day travel times had assumed an overall mission mass of approximately 600 tons.)
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?  ::)

Оффлайн juseppe

  • *****
  • Сообщений: 1 205
  • Благодарностей: 33
  • Meganezia über alles! ;-)
    • Сообщения от juseppe
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #25 : 07 Фев 2011 [21:00:46] »
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?
1) Критическая масса делящегося вещества.
2) Масса замедлителя для критической массы.
3) Масса систем охлаждения.
4) Масса биозащиты (она должна иметь некую толщину, не зависящую почти от мощности, и не из самых лёгких материалов; например, 1000-кратное ослабление гамма-лучей свинцом требует удельной массы ~220 г/см2 - метровый куб придётся укрывать 10-15-ю тоннами свинца).
5) Масса конструкции (высокие давления и температуры).
6) Космический реактор должен выдерживать старт - минимум 3-4 g.

Оффлайн Marlin

  • ****
  • Сообщений: 456
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от Marlin
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #26 : 07 Фев 2011 [21:11:30] »
Мне кажется что ещё и для того, чтобы защитить реактор от окружающей среды. Процесс должен быть управляемым ,а тут всяческие излучения.

Оффлайн Прохожий

  • *****
  • Сообщений: 1 930
  • Благодарностей: 13
  • Галактоходы вперед!
    • Сообщения от Прохожий
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #27 : 07 Фев 2011 [21:15:40] »

Так что над этим вопросом думают очень давно.........

Оффлайн gary256

  • **
  • Сообщений: 65
  • Благодарностей: 3
  • Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни - неизвестно
    • Сообщения от gary256
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #28 : 07 Фев 2011 [23:43:55] »
Цитата
Наивный оптимизм прогнозов полувековой давности сегодня вызывает умиление:
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/spaceage/04.htm

Да, это жесть!
===============
Программа 2001 г. будет включать разработку термоядерных ракетных двигателей с газофазной активной зоной (прямого и непрямого действия), но в ограниченных масштабах.
...
Разработка фотонных ракетных двигателей для межзвездных полетов станет очередной задачей научных исследований. К рассматриваемому времени в лабораториях, находящихся на земной орбите, будут испытываться фотонные ракетные системы с газовым лазером и ядерным реактором.
===============


Оффлайн MARS9

  • *****
  • Сообщений: 647
  • Благодарностей: 4
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MARS9
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #29 : 08 Фев 2011 [13:48:27] »
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?
1) Критическая масса делящегося вещества.
2) Масса замедлителя для критической массы.
3) Масса систем охлаждения.
4) Масса биозащиты (она должна иметь некую толщину, не зависящую почти от мощности, и не из самых лёгких материалов; например, 1000-кратное ослабление гамма-лучей свинцом требует удельной массы ~220 г/см2 - метровый куб придётся укрывать 10-15-ю тоннами свинца).
5) Масса конструкции (высокие давления и температуры).
6) Космический реактор должен выдерживать старт - минимум 3-4 g.
Если так плохо обстоит дела то как вообще планировался полет на Марс с ядерным реактором? Выходит что та огромная энергия которая выделяется при ядерном распаде мы использовать не можем....

Оффлайн Golossvyshe

  • *****
  • Сообщений: 8 539
  • Благодарностей: 528
    • Сообщения от Golossvyshe
    • Будущее будет светлым, или его не будет вовсе
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #30 : 08 Фев 2011 [14:10:37] »
Цитата
Assuming an alpha of 20 kg/kW, Zubrin said, means that a reactor that generates 200 megawatts would weigh 4,000 tons. (By contrast, the VASIMR mission architectures with the 39-day travel times had assumed an overall mission mass of approximately 600 tons.)
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?  ::)
Абсолютно несуразные цифры получаются оттого, что рассматривается вариант пилотируемого полёта.

Между тем изначально идея была вполне здравой. ЭРД с реактором обеспечил бы АМС характеристики, недоступные схемам с ЖРД. Технологический уровень защиты от нейтроннного излучения для сравнительно небольшого приборного отсека при использовании наиболее эффективных материалов (полиэтилен с гадолинием-157) обеспечивает экран массой всего несколько тонн. Это в проектах 1970-х, а при нынешнем уровне электроники, вероятно, уложились бы и в сотни кг.  При этом не нужны мегаваттные мощности. Аппарат запускался бы "Протоном" или "Арианом", без всякого монтажа на орбите и прочей фантастики.

Увы, кто не успел, тот опоздал. За прошедшие годы "традиционнные" АМС выполнили почти все задачи, под которые имело бы смысл строить такие аппараты. Вон "Мессенджер" и "Даун" последний хлеб отнимают.
Пожалуй, меркурианский ровер - последнее, на что можно надеяться. Если и эту труднейшую задачу удастся решить традиционными методами, идея окончательно захиреет.
« Последнее редактирование: 08 Фев 2011 [14:23:06] от Golossvyshe »

anovikov

  • Гость
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #31 : 08 Фев 2011 [14:12:44] »
20 килограмм на киловатт это курам насмех, намного меньше даже коммерчески доступных и летающих систем с солнечными батареями даже учитывая затенение.

Оффлайн MARS9

  • *****
  • Сообщений: 647
  • Благодарностей: 4
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MARS9
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #32 : 08 Фев 2011 [14:52:14] »
Цитата
Assuming an alpha of 20 kg/kW, Zubrin said, means that a reactor that generates 200 megawatts would weigh 4,000 tons. (By contrast, the VASIMR mission architectures with the 39-day travel times had assumed an overall mission mass of approximately 600 tons.)
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?  ::)
Абсолютно несуразные цифры получаются оттого, что рассматривается вариант пилотируемого полёта.

Между тем изначально идея была вполне здравой. ЭРД с реактором обеспечил бы АМС характеристики, недоступные схемам с ЖРД. Технологический уровень защиты от нейтроннного излучения для сравнительно небольшого приборного отсека при использовании наиболее эффективных материалов (полиэтилен с гадолинием-157) обеспечивает экран массой всего несколько тонн. Это в проектах 1970-х, а при нынешнем уровне электроники, вероятно, уложились бы и в сотни кг.  При этом не нужны мегаваттные мощности. Аппарат запускался бы "Протоном" или "Арианом", без всякого монтажа на орбите и прочей фантастики.

Увы, кто не успел, тот опоздал. За прошедшие годы "традиционнные" АМС выполнили почти все задачи, под которые имело бы смысл строить такие аппараты. Вон "Мессенджер" и "Даун" последний хлеб отнимают.
Пожалуй, меркурианский ровер - последнее, на что можно надеяться. Если и эту труднейшую задачу удастся решить традиционными методами, идея окончательно захиреет.
Понятно, спасибо :)
А над меркурианском роверем уже работают или это пока желание?

Оффлайн Golossvyshe

  • *****
  • Сообщений: 8 539
  • Благодарностей: 528
    • Сообщения от Golossvyshe
    • Будущее будет светлым, или его не будет вовсе
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #33 : 08 Фев 2011 [15:06:37] »
А над меркурианском роверем уже работают или это пока желание?
Это надо Михаила Грехова спрашивать или Belll :) Я до сих пор натыкался лишь на мечталки. Если ли реальные проекты хотя бы на стадии эскизного проектирования, мне неизвестно. :(

anovikov

  • Гость
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #34 : 08 Фев 2011 [18:57:05] »
Да забейте вы на эти ядерные двигатели: как ни крути а выходит что для более-менее актуальных задач космических миссий разумного будущего они не нужны. Меркурианский ровер тоже обойдется без них, там Солнце вон как светит! И можно использовать очень высокоэффективные солнечные батареи рассчитанные на концентрированный солнечный свет - потому что он там и есть концентрированный - и снимать пару киловатт мощности с квадратного метра.

Что касается прогнозов 1960 года, не сбылись они по элементарной причине: оказалось что лететь-то нам некуда. В те времена уверенность в обитаемости Венеры и Марса и наличии там если не разумной, то высокоорганизованных высших форм жизни были практически повсеместной, и была уверенность что планеты практически готовы к колонизации - ну максимум, условия будут как в Антарктиде или Сахаре. Уже к началу 70-х стало ясно что это не так, Солнечная система почти наверяка необитаема, а если и обитаема - то на уровне простейших микрооргазизмов да и то в далеких дырах типа спутников Юпитера, и делать людям на планетах нечего. На "потоптаться" хватило и Луны. Первые "Маринеры" и "Викинги" "закрыли" пилотируемые полеты в далекий космос - может быть, навсегда.

Было бы зачем лететь - если не общаться с марсианами, то хотя бы изучать принципиально другой растительный и животный мир, что однозначно вызвало бы революцию в биологии, медицине и еще куче наук - полетели бы, и правда летали бы на Марс по 70 косарей за билет (с учетом инфляции это поллимона где-то).

Оффлайн Azteckium

  • *****
  • Сообщений: 573
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от Azteckium
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #35 : 09 Фев 2011 [06:21:37] »
Между тем изначально идея была вполне здравой. ЭРД с реактором обеспечил бы АМС характеристики, недоступные схемам с ЖРД. Технологический уровень защиты от нейтроннного излучения для сравнительно небольшого приборного отсека при использовании наиболее эффективных материалов (полиэтилен с гадолинием-157) обеспечивает экран массой всего несколько тонн. Это в проектах 1970-х, а при нынешнем уровне электроники, вероятно, уложились бы и в сотни кг.  При этом не нужны мегаваттные мощности. Аппарат запускался бы "Протоном" или "Арианом", без всякого монтажа на орбите и прочей фантастики.

Гм, а с эффективностью системы "замедлитель-поглотитель" ознакомлены? И с ценой на Gd157 ?
Нейтроны, конечно, неприятны, но основное, все же гамма, а там только масса, и никак не "несколько тонн"

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 738
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #36 : 09 Фев 2011 [12:15:02] »
Может ли кто либо разбирающийся в вопросе прокомментировать сие заявление?
Думаю, это очередная заявка на попил. Воспринимаю только так почти все наши государственные проекты...
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн Птыц

  • *****
  • Сообщений: 781
  • Благодарностей: 8
    • Сообщения от Птыц
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #37 : 09 Фев 2011 [17:13:45] »
Цитата
Assuming an alpha of 20 kg/kW, Zubrin said, means that a reactor that generates 200 megawatts would weigh 4,000 tons. (By contrast, the VASIMR mission architectures with the 39-day travel times had assumed an overall mission mass of approximately 600 tons.)
Почему вообще ядерный реактор так тяжелый?  ::)

А почему он должен быть легким? ;)
Это же ядерная электростанция. Возьмите двигатель автомобиля. Для лучших образцов – около 1 кг/кВт. Посмотреть можно здесь. При этом без учета топлива и баков; окислитель находится прямо в атмосфере, и нет проблем с теплоотводом.
В той же статье можно посмотреть удельный вес спортивной машины. Это в лучшем случае 3 кг/кВт при существенно более низкой надежности, чем требуется.

Если так плохо обстоит дела то как вообще планировался полет на Марс с ядерным реактором?

Планировался полет с использованием твердофазного ядерного ракетного двигателя. Посмотрите, например, здесь. А это совсем не тоже самое, что электростанция + электрореактивные двигатели. ;)

Выходит что та огромная энергия которая выделяется при ядерном распаде мы использовать не можем....

Почему, можем. Только удельная мощность у ядерной электростанции такая же, если не хуже, чем у тепловой. Потому что ядерная электростанция – просто новая разновидность тепловой электростанции. ;)

Оффлайн IceTechno

  • *****
  • Сообщений: 837
  • Благодарностей: 9
    • Сообщения от IceTechno
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #38 : 09 Фев 2011 [17:39:15] »
мне кажется ядерный двигатель для космоса не настолько хорош чтобы им заниматся, т.е. не дает никакого прорыва, вот еслибы сначала на земле а потом в космосе построить термоядерный, тогда да.

Оффлайн Птыц

  • *****
  • Сообщений: 781
  • Благодарностей: 8
    • Сообщения от Птыц
Re: Ядерная энергия в космонавтике
« Ответ #39 : 09 Фев 2011 [17:49:42] »
20 килограмм на киловатт это курам насмех, намного меньше даже коммерчески доступных и летающих систем с солнечными батареями даже учитывая затенение.

Рассмотрим реально летающую систему – МКС.
Каждая солнечная батарея весит более 2,400 фунтов (более 1080 кг) и вырабатывает 32.8 киловатт. Итого около 33 кг/кВт. А если принять во внимание то, что сегмент вместе с двумя батареями весит 31-35 тысяч фунтов (включая систему наведения на Солнце и панели охлаждения – электронику все равно приходится охлаждать), а декларируемая в последнее время мощность с 8-ю батареями – 80-120 кВт, то не все так радужно как кажется. Удельная масса более 500 кг/кВт.

Ссылки: 1, 2, 3.