Обсуждение космических программ
8,794,095 39,580
 

  Аладдин ( Слушатель )
19 апр 2021 23:56:22

Пентагон хочет запустить ядерную тепловую ракету через 4 года

новая дискуссия Новость  358

Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), научно-исследовательское подразделение Пентагона, финансирует строительство первой в мире ядерной тепловой двигательной установки (NTP - nuclear thermal propulsion) для космических кораблей.

В системе, которая называется «Демонстрационная ракета для высоко маневренных операций внутри лунной орбиты» (DRACO - Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), вместо традиционного ракетного топлива используется ядерное деление, что позволяет сконструировать более быструю и эффективную космическую двигательную установку. НАСА рассматривает NTP как систему, которая может доставить людей на Марс и дальше.

Ранее на этой неделе DARPA объявило, что выбрало General Atomics, Blue Origin и Lockheed Martin для создания DRACO. Цель - отправить DRACO на низкую околоземную орбиту в 2025 году. 

         

NTP - это концепция, которая существует уже давно. Министерство энергетики (DOE) объясняет принцип ее действия так:

Системы NTP работают путем прокачки жидкого топлива, скорее всего, водорода, через активную зону реактора. Атомы урана расщепляются внутри ядра и выделяют тепло в результате деления. Этот физический процесс нагревает топливо и превращает его в газ, который, расширяясь быстро, проходит через сопло для создания тяги.
NTP вдвое эффективнее химических ракет из-за того, что более легкие газы - конструкции NTP обычно используют водород - легче разгоняются. Химические ракеты производят более тяжелый водяной пар в качестве побочного продукта.
        


Ученые впервые предложили NTP еще в 40-х годах прошлого века. В 60-х годах НАСА и Комиссия по атомной энергии изучали использование ракет NTP по программе «Ядерный двигатель для ракетных транспортных средств» (NERVA), но отменили проект до того, как инженеры смогли построить работающую ракету. Виной всему беспокойство по поводу запуска на орбиту реактора с высокообогащенным ураном - или плутонием - и ощущение, что химические ракеты достаточно хороши для замедляющейся космической программы.
         
Но теперь время  NTP пришло.

Раньше перспектива взрыва космического корабля с ядерным двигателем во время взлета и рассеивания опасных радиоактивных материалов по США или, что еще хуже, по какой-либо другой стране, делала ядерную двигательную установку непригодной. Однако современные разработки опираются на более безопасный низкообогащенный уран, который нельзя превратить в оружие, если он попадет в чужие руки. Уран также не будет радиоактивным во время взлета, реактор включается только тогда, когда DRACO будет находиться на безопасном расстоянии в космосе и даже если корабль сойдет с орбиты, это займет столько времени (до эвентуального падения на Землю), что радиоактивность будет незначительной.
         
Пентагон также прилагает усилия для создания космических кораблей, которые смогут перемещаться в космосе быстрее, чем те, которые оснащены химическими двигателями. Как следует из названия, DARPA предполагает, что DRACO будет работать в основном в окололунном пространстве или в области пространства между Землей и Луной. Более высокое отношение тяги к массе NTP позволит космическим кораблям быстрее перемещаться по более широкому пространству космоса.

Если DRACO добьется успеха, его технологии можно будет использовать и в гражданском космическом секторе. НАСА считает, что NTP может сократить общую продолжительность полетов на Марс вдвое .
       
https://www.popularmechanics.c…ket-plans/
.
P.S. Концепция амеров разнится с российской концепцией реактора мегаваттного класса, производящего электричество для электро-ракетных двигателей. 
Тут водород будет использоваться как топливо не за счет химической реакции с кислородом, а за счет сильного нагревания в реакторе. 
Мне кажется, что согласно российской концепции масса топлива будет в разы меньше. 
Не знаю, как будет насчет тяги в одном и в другом случае. 
Отредактировано: Аладдин - 20 апр 2021 00:00:15
  • +0.14 / 8
  • АУ
ОТВЕТЫ (10)
 
 
  small__virus ( Слушатель )
20 апр 2021 12:25:15

"... меня терзают смутные сомнения..." (цы).
И вот какая мысля бродит в голове.
(Условно) - эффективность двигателя определяется скоростью истечения рабочего тела. Максимальная сейчас это для кислород-водород - 4 км/с. Скажите, какая принципиальная разница, если вы с этой схемы уберете весь кислород и классический двигатель, всунув туда проточный реактор (который еще и весит дохренища) и разгоняя водород до тех же 4 км/с? Объем рабочего тела от этого не меняется, не меняется полученный импульс, а вот геммороя знатно прибавляется.
Наш то давал скорость струи в 8км/с, и все равно, в серию не пошел.
  • +0.00 / 2
  • АУ
 
 
  mse ( Слушатель )
20 апр 2021 12:46:43

Даже не в этом дело. Температура горения кислорот-водорот, каг-бы не в разы выше, чем температура разрушения всяко-разных конструкцыонных матерьялов. Грубо, чтобы нагреть водорот до условных 3000градусов, чтобы он истёк с мегаскоростью, нагреватель должен иметь температуру сильно выше. Мож какие керамики уже придумали, ХЗ.
  • +0.16 / 11
  • АУ
 
 
 
  aspb ( Слушатель )
20 апр 2021 16:58:28

РД0410 никогда не испытывался в сборе, но по отчетам все внереакторные узлы и детали были отработаны полностью. 
Было проведено четыре огневых пуска реактора на газообразном водороде в диапазоне тепловых мощностей 24–63 МВт, температура водорода — 2500-2630 К.
  • +0.27 / 14
  • АУ
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
20 апр 2021 14:38:22

 
концепция блин ... вполне себе работающая NERVA у них концепцей называется  ... 
 
толиво там - делящиеся материалы, а водород - рабочее тело ... 
 
точно так же как и вода в жрд, а они обозвали его ненужный побочный продукт ...
 
масса топлива не является определяющим фактором ... Citius, Altius, Fortius!
  • +0.09 / 4
  • АУ
 
  Волжанин ( Слушатель )
21 апр 2021 16:38:56

У ядерного теплового двигателя удельный импульс раза в два выше, чем у реактивного химического.
А у электрореактивных (ионный, плазменный, ...) уже сейчас больше в 20 раз. А в дальнейшем будет ещё выше.
  • +0.20 / 10
  • АУ
 
 
  grizzly ( Слушатель )
23 апр 2021 01:11:48

Это да, только тяга уж больно маленькая Грустный
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
  Волжанин ( Слушатель )
23 апр 2021 21:01:26

Тяга у современных электрореактивных двигателей маленькая, потому что  раньше не было необходимости создавать такие двигатели с большой тягой.
Эти двигатели использовали в основном для корректировки орбит, получая энергию от солнечных панелей.
Мало энергии, малые манёвры - маленькие двигатели.
А теперь под задачу и двигатели разработают.
Что мешает сделать ускоритель частиц в виде трубы в 50 метров вдоль всего корабля?
В таком ускорителе в магнитном поле ионизированные частицы рабочего тела будут на выходе иметь скорость до 1000 км/сек. с приличной плотностью рабочего вещества, с тягой до килоньютона.
Пятница - можно и пофантазировать.
.
Кстати, всё придумано до нас.
Москва-Кассиопея
  • +0.14 / 9
  • АУ
 
 
 
 
  ps_ ( Слушатель )
23 апр 2021 23:08:20

Ну если уж мечтать, то можно сделать кольцевой ускоритель и гонять два пучка в противофазе в импульсном режиме и тогда скорость истечения может быть почти световой Хлопающий
  • +0.06 / 4
  • АУ
 
 
 
 
  grizzly ( Слушатель )
24 апр 2021 20:33:32

По сюжету "Заря" - фотонный звездолёт, так что колечко - это жилые отсеки Подмигивающий
В детстве этот фильм пересматривал несколько раз выронив челюсть.
Хотя по уму конструкция корабля совершенно безумная.
Хотя проект фотонного звездолёта в СССР прорабатывался и он выглядел совершенно иначе.


К тому же, авторы фантастики тех лет не знали, что продукт реакции аннигиляции - гамма-излучение, которое зеркалами не отражается.
  • +0.20 / 11
  • АУ
 
 
 
 
  Игорь_ ( Слушатель )
26 апр 2021 08:59:33

Всегда была необходимость в двигателях в большим удельным импульсом, но не было источника энергии, сейчас появился свет в конце тоннеля.
Все хотят двигатель массой 1 кг с тягой 1 тонна и скоростью истечения 1000 км/с Подмигивающий
Большая часть энергии идет на ионизацию рабочего тела а не на разгон.
Длинные трубы не нужны, если вы посмотрите на конструкцию ионных двигателей они плоские.
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
<< Неожиданный разбор визита Зели на украинском телевидении
Источник раскрыл подробности переговоров по Донбассу >>