НАСА призвало разрабатывать космические ядерные реакторы
За фееричными обещаниями Илона Маска освоить Красную планету как-то померкли более основательные планы NASA по пилотируемым марсианским миссиям. Но американское космическое агентство последовательно развивает соответствующие проекты. Из последнего: оно заказало у своих дочерних структур, а также сторонних организаций анализ существующих и перспективных разработок в области космической ядерной энергетики.
Соответствующий объемный отчет опубликован на портале Национальных академий наук, инженерии и медицины (NASEM). Печатная копия стоит 45 долларов (около 3300 рублей), а бесплатный PDF-файл можно скачать после регистрации. В публикации ведущие эксперты ракетно-космической отрасли приводят свое авторитетное мнение по двум ключевым вопросам: тепловые ядерные ракетные двигатели (NTP, ЯРД) и ядерные силовые установки для электроракетных двигателей (NEP).
Оба этих направления деятельности в той или иной мере прорабатывались и даже воплощались «в металле», но для марсианских миссий этого недостаточно. Напомним, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) планирует высадить людей на Красной планете около 2039 года. Этому будет предшествовать пилотируемый облет Марса или его спутника Фобоса в 2033 году. Вроде бы времени предостаточно, однако эксперты считают, что если не принять меры, лететь придется на химических ракетах и сильно ограничивать программу миссий. Весь отчет пронизан одной мыслью: без увеличения финансирования и «агрессивного» темпа разработок ядерные реакторы колонизаторам Марса не помогут никак.
Можно подумать, что NASA и сопутствующие американские ведомства просто в очередной раз пытаются убедительно выпросить у политиков и общественности расширение финансирования. В какой-то степени это так, но, с другой стороны, все запросы вполне обоснованы. Если абстрагироваться от точки зрения «им просто денег больше надо», в отчете есть много полезных и разумных рассуждений. Особенно интересно почитать мнение зарубежных специалистов ракетно-космической отрасли на фоне многолетней эпопеи с разработкой ядерного космического буксира в России. Итак, в отчете выделяются сразу несколько фундаментальных трудностей в разработке каждого из направлений.
С точки зрения простоты конструкции NTP — безусловный лидер в сфере космических ядерных технологий. По сути, это обычный тепловой ракетный двигатель, в котором рабочее тело (обычно водород) нагревается не химической реакцией с окислителем, а протекая через активную зону атомного реактора. Схема всей установки обманчиво примитивна: газ из бака попадает на тепловыделяющие сборки, нагревается и расширяется, а затем с огромной скоростью истекает из сопла. Подобные установки даже проходили тестирование в прошлом веке, а некоторые были готовы к вводу в эксплуатацию. Но не срослось.
Для создания мощных, безопасных и долговечных ЯРД нужно решить всего-то одну проблему. А точнее, придумать такие материалы, которые выдержат необходимые температуры в активной зоне. Как правило, эффективность подобных двигателей максимальна при нагреве водорода до 2700 градусов Кельвина. В зависимости от конструкции это значение колеблется между 2,5 и тремя тысячами градусов. И в этом направлении материаловедения пока глухо: либо единичные экспериментальные разработки, либо провалы на испытаниях.
Дополнительной головной боли добавляет вопрос тестов таких двигателей — на дворе уже далеко не экзальтированные космической гонкой 1960-е, выбросы тысяч кубометров радиоактивных газов в атмосферу нынче граждане не потерпят нигде. Так что и со стендами придется что-то придумывать — либо проводить испытания сразу в космосе. Наконец, остается проблема хранения водорода на протяжении всего путешествия к Марсу и обратно. Этот газ в жидком состоянии диффундирует во многие материалы и будет покидать бак через микропоры в материале стенок, да и довольно быстро испаряется.
Фактически NEP (Nuclear electric propulsion) — именно то направление, которым идут подрядчики «Роскосмоса». Ядерный реактор, как и на Земле, просто вырабатывает энергию, а ее уже расходуют невероятно эффективные электрические ракетные двигатели (ЭРД). Да, в этом варианте тяга будет смехотворной, зато ее можно поддерживать хоть всю дорогу — рабочего тела расходуется очень мало. А удельный импульс, главная мера эффективности реактивных двигателей, у ЭРД просто запредельно высокий по сравнению с химическими «коллегами».
С ядерными реакторами в космосе все еще сложнее. У NASA и российских инженеров есть опыт разработки и эксплуатации таких энергетических установок на орбите. Но для межпланетного путешествия их мощность потребуется поднять на пару порядков — с единиц или десятков киловатт на мегаватты. А это совершенно новые сложности с системами охлаждения, обеспечения безопасности и преобразования тепловой энергии в электричество.
Немного особняком в отчете стоит вопрос «поверхностных» реакторов, то есть тех, что будут питать базы на Луне или Марсе, если солнечных панелей недостаточно. Ну или для необходимой мощности фотоэлектрические преобразователи просто невозможно подвезти из-за слишком больших габаритов. Это направление признано приоритетным по трем причинам. Во-первых, уже есть доказавший свою работоспособность проект Kilopower, который можно масштабировать. Это компактный ядерный реактор с двигателями Стирлинга электрической мощностью до 10 киловатт. Во-вторых, такие установки нужны для лунной программы «Артемида», которая развернется раньше. Ну, и, в-третьих, работы по «поверхностным» реакторам косвенно продвинут и NEP, поскольку во многом могут быть унифицированы.
Да, по мнению американских специалистов, ядерные энергетические установки — если не необходимый, то крайне желательный элемент пилотируемых марсианских миссий. И аргументы в пользу этой точки зрения весьма сильны. Как минимум астронавтам не придется подвергаться повышенным дозам космического излучения по полгода: атомный космический буксир способен добраться до Марса за полтора-два месяца. А это сокращает время всего полета туда-обратно более чем вшестеро или дает больше времени для работы на поверхности Красной планеты.
Но есть и весьма неприятные нюансы, обусловленные опытом. Лидером по использованию ядерных реакторов в космосе по праву можно считать Советский Союз. Он же — абсолютный рекордсмен по числу опасных инцидентов со спутниками, имевшими немалые количества радиоактивных материалов на борту. В результате неполадок с такими аппаратами СССР, пусть и ненароком, но все-таки забросал кусками высокообогащенного урана-235 северо-запад Канады и остров Вознесения. А некоторые околоземные орбиты на высотах между 760 и 860 километрами еще несколько сотен лет будут нежелательны для размещения там любых спутников: на них находятся металлические капельки теплоносителя из реактора аппарата «Космос-1818» диаметром до 30 миллиметров.
Легко понять, почему все разработки в этой области идут так медленно — к ним предъявляются еще более строгие требования по безопасности конструкции, чем обычно в ракетно-космической отрасли. И даже если все теоретические и экспериментальные данные покажут надежность ядерных реакторов для дальних полетов, не факт, что их будут массово использовать. В современном обществе крайне сильны антиатомные настроения, так что мысль поместить подобную энергетическую установку на ракету мало кому понравится.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - ...
Последние аномальные новости

Белую сферу видели над Миссури

Вся сложная аэробная жизнь на Земле умрет

Выделяющие метан микроорганизмы прекрасно переносят полеты в космосе

Дикари прокляли своего шоумена и тот умер

Загадочные огни были зафиксированы над Токио

Клонированию исполнилось 20 лет

На Солнце снова что-то взорвалось

НЛО замечен над Нью-Мексико

НЛО замечен около корабля Dragon

НЛО наблюдал за открытием аэропорта

Нострадамус предсказал ключевые исторические события

Ответили на ключевой вопрос о происхождении жизни

Признаки того, что вы ясновидящий

Прошел первый ураган космической плазмы

Создали искусственные серебристые облака

Странное волосатое существо запрыгнуло на крышу дома

Утерянный рецепт быстрого превращения трупов в камень

Цилиндрический НЛО на фоне Луны

Что-то тестируют в Зоне 51

Ясновидящий рассказал о будущем, о геополитике и о войне

Ученые научили бактерии вырабатывать электричество

Уличные цветочные вазоны. Правила ухода и выращивания

Из чего сделан ваш коврик для йоги

Гигантский инопланетный корабль над Флоридой

Женщина заправила машину и разбогатела

Загадка ледниковых мышей

Загадка морских кораблей, найденных в пустыне

Загадочный муравьиный круг смерти

ИИ научился писать курсовые работы для студентов

Люди видели вторжение пришельцев

Метеорит взорвался над Великобританией

Множество необычных структур нашли на границе земного ядра

Новая пандемия будет совершенно другая

Опасны ли сети 5G и стоит ли их бояться

Протопланетный диск обнаружили у молодой звезды

Роберта Кеннеди убил загипнотизированный киллер

Случай полного спонтанного исцеления от СПИДа

Тайные смыслы и математика в книгах Астрид Линдгрен

Торнадо из комаров над Аргентиной

Удивительный и загадочный Плутон

Хирурги успешно пересадили голову человека

Что видят люди, не различающие цифр

Чупакабру убили рядом со станицей Терновская

Древняя гробница посреди пустыни

Есть ли жизнь в атмосфере холодного карлика

Загадочный Луганский стоунхендж

Как ищут таинственную Девятую планету

Какую энергию собирали города XIX века

Куб Боргов крутится возле нашего Солнца

Лондон оккупировали крысы

Может ли сдвиг полюсов вызвать избыточный снег

НЛО выпускает дроны-разведчики

НЛО заметили над Украиной

Нострадамус - неоднозначный провидец

Огромный НЛО пролетает на фоне Луны

Отыскали близкую к Солнцу горячую суперземлю

Пандемия предотвратила сдвиг полюсов

Пациента спасли от смерти 15 банок пива

Пентагон провел первые испытания по сбору энергии в космосе

Почему наши вены синие, если кровь в них красная

Скелеты гигантов из Румынии

Сразу два редких явления в небе Гавайев

Странную волну объяснили слиянием экзотических бозонных звезд

Аренда автокранов в Липецке

Атмосферу Титана воссоздали в лаборатории

Город Шахты пылает из-за проклятия Южного креста

Десятки белых сфер замечены во Флориде

Древние сооружения найдены на дне Атлантического океана

Древние тайны Бурятии и Байкала

Женщина нашла загадочное существо у себя в саду

Инопланетяне тестируют силы вторжения

История внеземного вмешательства в земные дела

Как были доставлены камни для Стоунхенджа

Колонизация Проксима Центавра не возможна

Кот вернулся к хозяйке через 14 лет

Лунные пещеры изучат роем роботов

Матрицу подозревают в том, что она умеет шутить

Над Россией заметили загадочные полосы

НЛО в небе над Липецком

НЛО замечен на закате в Австралии

НЛО летит над швецким лесом

НЛО пролетел над домами в Испании

Оранжевый НЛО над Чили

Открыли земплеподобную экзопланету

Пилот снял два НЛО над Мексикой

Работавшие 8 лет вместе подруги оказались родными сестрами

Странные объекты запечатлела камера марсохода

Странный НЛО над Нью-Джерси

Суперпродукты для продления жизни

Тайна долины каменных кувшинов

Таинственная смерть Фрэнка Олсона

Флот НЛО замечен над Флоридой

Флот НЛО сопровождает пассажирский самолет

Яркие шары пролетели над Луизианой

В Гёттингене потеплело на 42 градуса за неделю

В спальню женщины-политика залетел НЛО

Два одинаковых снимка кажутся разными

Двухголовый ребенок родился в Черновцах

Женщина встретила снежного человека в английском парке

За гранью времени. Что было до Большого взрыва

Загадочные невероятно мощные космические взрывы

Золотые самородки Марса

Как сделать иммунную систему сильнее

Коллапс человечества произойдет с вероятностью в 90%

Кувшины великанов

Метеорит подпирал дверь сарая 30 лет

Мир вступает в темные времена

Мужчина полтора года вводил сперму себе в вены

Нашли способ отслеживать потерянные частицы

Необычное дело лунатика-убийцы

Нибиру может оказаться планетой из тёмной материи

Новый уровень квантовой телепортации

Пилот утверждает, что видел НЛО. ФБР уже в курсе

Планета земного типа обнаружена на орбите вокруг близлежащей звезды

Разработан новый принцип передачи данных 5G

Раскрыта тайна кричащей мумии

Семья 9 лет ожидала Конца света в подвале

Старый телевизор полтора года лишал интернета целую деревню

Тайна прямоугольного айсберга

ЦРУ пыталось сделать кошек-шпионов

Черные дыры могут зарождаться из темной материи

Что будет, если вдруг исчезнет Луна

Чупакабра из Беленького разорвала теленка

Ясновидящий считает, что финансовая катастрофа будет в июле

Бедные рыбаки нашли мертвого кита и разбогатели

Блогер нашёл нечто рядом с Чернобыльской АЭС

В Мозамбике люди видят страшные сны

В мозгу людей с шизофренией заметили необычные нейроны

В Швейцарии начали строительство Матрицы

В Швеции нашли недавно упавший метеорит

ВВС США испытают авиационный лазер

Видео с Марса оказалось подделкой

Вместо глобального потепления человечество ждет малый ледниковый период

Гигантского мотылька нашли в Австралии

Женщина покрасила волосы и стала фиолетовой

Загадочная надпись на картине Крик

Зачем НЛО воруют земную воду

Ингредиенты для жизни нашли в формации возрастом 3,5 млрд лет

Испытали аэротакси полетами в морозную погоду

Как объяснить феномен полтергейста

Какое будущее предсказывали пророки России

Карты несуществующих земель

Ковид-паспорта предложили ввести в Европе

Крымский радиотелескоп больше не будет посылать сигналы в космос

На марсианском метеорите вырастили бактерии

На парашюте марсохода нашли зашифрованное послание

Первая церковь искусственного интеллекта закрылась

Привидение затаскивает малыша под кровать

Пыль подтвердила одну из гипотез гибели динозавров

Согласно пророчеству война на Ближнем Востоке начнется во времена пандемии

Солнечный зонд снял уникальное явление на Венере

У слизевика обнаружен разум

Участники группы Дятлова могли иметь при себе оружие

Участники группы Дятлова могли погибнуть из-за взрыва фотоосветительной бомбы

Самые частые поломки техники Apple. Где лучше проводить ремонт девайсов

Бывший глава ЦРУ обвинил Хрущева в смерти Кеннеди

Внутри акулы нашли детеныша с человеческим лицом

Вода может быть обнаружена на всех планетах галактики

Встреча истребителя с НЛО

Загадочное существо с тремя глазами нашли на берегу

Загадочный дом недалеко от Сиднея

Инопланетяне используют адрес-посредник для передачи сигналов

Кто бомбит озоновый слой Земли

Кто отправил на Землю титановые сферы с черной жидкостью

Метеорит заставил подумать, что началась ядерная война

Мужчина 15 лет следил за тремя женщинами

Мужчина выловил рыбу с человеческими зубами

Мужчина прислушался к предсказанию и разбогател

НЛО сняли в Калифорнии

Разгадали код да Винчи

Рогатый мужчина раздвоил язык и закрасил глазные яблоки

Родился щенок с шестью лапами

Сигнал с Проксимы Центавра был точно направлен на телескоп Паркс

Странные исчезновения Ханны Эпп

Хиллари Клинтон напишет книгу о мировом заговоре

Американская летающая тарелка 1959 года

Битва за Ковчег Завета в Эфиопии

Гидрометцентр обещает европе кровавые дожди

Голос призрачного ребенка взывает о помощи из зеркала

Дискообразный НЛО влетел в выпуск новостей

Жуткий олень с глазными яблоками, заросшими шерстью

Имплантировали крохотный человеческий мозг в мышь

Как могут выглядеть инопланетяне с научной точки зрения

Климатическое и тектоническое оружие

Математику сочли расизмом в Орегоне

Мужчина с 90% поражением легких вылечился от коронавируса

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика