proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
PRo Выставки
Testing&Control
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[24/12/2010]     Атомная энергия в освоении космоса

В этом году «ГНЦ РФ – ФЭИ» отметил 40-летие начала наземных энергетических испытаний реактора-преобразователя «ТОПАЗ» и запуска в космос ЯЭУ «БУК», ознаменовавших начало эры космической атомной энергетики. На ФЭИ была возложена роль научного руководителя при создании и испытаниях ЯЭУ «ТОПАЗ». Спустя сорок лет идея атомного ракетного двигателя обретает второе дыхание.



Первым ядерным реактором, применённым на космическом аппарате, был американский SNAP-10A (System of Nuclear Auxiliary Power) на борту аппарата Snapshot массой 440 кг, запущенный 3 апреля 1965 г. ракетой-носителем Атлас. Реактор был разработан компанией Boeing по заказу ВВС и Комиссии по атомной энергии США. Реактор на тепловых нейтронах использовал уран-235 в качестве топлива, гидрид циркония как замедлитель и натрий-калиевый расплав в качестве теплоносителя. Тепловая мощность реактора составляла около 40 кВт. Электрическая мощность, обеспечиваемая термоэлектрическим преобразователем составляла от 500 до 650 Вт. Реактор проработал 43 дня.

Советский термоэлектрический реактор-преобразователь «Ромашка» был впервые запущен в Институте атомной энергии («Курчатовский институт») 14 августа 1964 г. Реактор на быстрых нейтронах имел тепловую мощность 40 кВт и использовал в качестве топлива карбид урана. Термоэлектрический преобразователь на кремний-германиевых полупроводниковых элементах выдавал мощность до 800 Вт. Сергей Павлович Королёв намеревался использовать «Ромашку» на космических аппаратах в сочетании с импульсными плазменными двигателями. Испытания «Ромашки» закончились в середине 1966 года уже после смерти Королёва, но реактор так и не был использован в космосе.

Следующая ядерная энергетическая установка БЭС-5 «Бук» была использована на спутнике радиолокационной разведки «УС-А». Первый аппарат этой серии был запущен 3 октября 1970 г. с БайконураКосмос-367»). Сам «Бук» разрабатывавался с 1960 г. в НПО «Красная Звезда». В состав установки входил реактор на быстрых нейтронах БР-5А с тепловой мощностью 100 кВт. В качестве топлива использовался уран, в качестве теплоносителя — калий-натриевый расплав. От установки с выходной электрической мощностью 3 кВт питался бортовой радиолокатор бокового обзора. Всего с 1970 по 1988 г. было запущено 32 КА с этой установкой.

Следующей советской космической ядерной энергетической установкой стала ТЭУ-5 «Тополь» («Топаз-1»), впервые выведенная на орбиту 2 февраля 1987 г. в составе экспериментального КА «Плазма-А» («Космос-1818»). Работа над «Топазом» велась с 1960-х гг. Наземные испытания были начаты в 1970 г. Топливом в реакторе служил диоксид урана с 90% обогащением, теплоносителем калий-натриевый расплав. Реактор имел тепловую мощность 150 кВт, причём количество 235U в реакторе было снижено до 11,5 кг по сравнению с 30 кг в БЭС-5 «Бук».

В «Топазе» использовался термоэмиссионный преобразователь тепловой энергии в электрическую. Выходная электрическая мощность преобразователя составляла от 5 до 6,6 кВт. При расчётном ресурсе в один год, уже на втором КА «Плазма-А» («Космос-1867») «Топаз» проработал более 11 месяцев.

Реактор-преобразователь «Енисей» предназначался для работы в составе спутника телевизионного вещания «Экран-АМ», но этот проект был закрыт. Изделие представляло собой реактор, в активной зоне которого находились не традиционные тепловыделяющие элементы, а интегральные электрогенерирующие каналы. Они представляли собой «таблетки» диоксида урана, обогащённого до 96%, катод, анод, цезиевый канал и всю остальную «обвязку». Тепловая мощность «Енисея» была порядка 115-135 кВт, электрическая мощность 4,5-5,5 кВт. Теплоносителем являлся натрий-калиевый расплав.

В 1992 г. США приобрели в России две ЯЭУ «Енисей» («Топаз-2»). Один из реакторов предполагалось использовать в 1995 г. в «Космическом эксперименте с ядерно-электрической ДУ» (Nuclear Electric Propulsion Spaceflight Test Program). Однако в 1993 г. из-за сокращения бюджета было решено ограничиться только наземными испытаниями, а в 1996 г. проект был закрыт.


Возрождение космической атомной энергетики

Сегодня, в условиях модернизации и перехода на инновационный путь развития, космическая атомная энергетика снова становится актуальной. «Роскосмос» совместно с «Росатомом» предлагают разработать проект космического корабля, оснащенного ядерным ракетным двигателем мощностью более мегаватта для полетов к Луне и Марсу.

На Международном астронавтическом конгрессе-2010 глава ФКА «Роскосмос» А.Н.Перминов заявил о том, что «попытки улучшить характеристики существующих двигательных систем бесперспективны…Сколько бы специалисты всего мира по ракетным двигателям не трудились, возможный максимальный эффект будет исчисляться долями процентов. Из существующих ракетных двигателей, будь это жидкостные или твердотопливные, "выжато" все, и попытки увеличения тяги, удельного импульса просто бесперспективны". Значительное увеличение этих параметров способны обеспечить только ядерные энергодвигательные установки (ЯЭДУ).

"ЯЭДУ дают увеличение в разы. На примере полета к Марсу - сейчас надо лететь 1,5-2 года туда и обратно, а можно будет слетать за 2-4 месяца. Альтернатива таким двигательным установкам может появиться только в будущем. На сегодняшний день в науке таких альтернатив нет".

На создание и испытания транспортной космической системы с ядерным двигателем, по мнению Перминова, потребуется 17 млрд рублей и девять лет работы. На эскизный и технический проекты ЯЭДУ с изготовлением и испытанием агрегатов и систем необходимо 3 млрд рублей, еще 250 млн - на эскизный проект транспортно-энергетического модуля (ТЭМ). 4,5 млрд рублей требуются на наземную отработку ЯЭДУ. Наиболее затратным этапом (9 млрд) является создание ТЭМ на основе ЯЭДУ. Сюда входят наземные и летные испытания транспортно-энергетического модуля.

Генеральный конструктор, президент ракетно-космической корпорации «Энергия» Виталий Лопота на заседании Межведомственной рабочей группы по инновационному законодательству при администрации  Президента РФ сообщил о том, что летный вариант космической платформы с ядерной энергетической  установкой Россия может иметь к 2015-2018 гг.                

В.Лопота представил также концепцию универсального космического аппарата военного назначения, подготовленную российскими ракетными инженерами. Это будет аппарат с ядерной энергетической установкой мощностью 150-500 мВт. Он позволит наблюдать за территориями и воздушным пространством, обеспечивать информационное превосходство, в том числе, и в ходе вооруженных конфликтов, а также преимущество в указании целей и управлении. «Он также будет способен решать и задачи поражения». По расчетам специалистов, масса такого КА составит порядка 20 тонн, ресурс - 10-15 лет.

В 2011 г. планируется начать работу по созданию стандартизированных модулей атомных силовых установок для космических аппаратов. Первые запуски реакторов мощностью от 150 до 500 кВт надеяться осуществить в 2020 г.

Разработка ядерных энергосистем мегаваттного класса для пилотируемых космических кораблей имеет решающее значение для сохранения конкурентоспособности России в космической отрасли, в том числе, в исследованиях Луны и Марса. Корпорация "Энергия" работает также над концепцией атомного космического буксира, который позволит более чем в два раза сократить количество расходов на выведение грузов на орбиту.

Российские специалисты утверждают, что они готовы завершить строительство первого такого космического корабля уже в 2012 г. Таким образом, можно утверждать, что стратегический потенциал в области космической атомной энергетики в России сохранился.

На встрече с ведущими российскими учеными в области космонавтики в октябре 2009 г.  президент РФ Дмитрий Медведев дал зеленый свет строительству космического корабля с ядерной силовой установкой и пообещал для финансирования этих работ найти 600 млн долл. В своем распоряжении от 29.12.2009 г. Правительство РФ планировало выделить в 2010 г. 500 млн рублей на проект создания космического корабля с ядерным двигателем. Из этой суммы на "создание транспортно-энергетического модуля на основе ЯДЭУ мегаваттного класса" «Росатом»  должен получить 430 млн рублей, «Роскосмос» - 70 млн рублей.                  

 Анатолий Коротеев, директор Центра им. Келдыша, которому поручена разработка ЯДЭУ для длительных космических полетов, сообщил, что в случае утверждения и финансирования, проект может быть реализован к 2018 г.: 2012 г. отводится на разработку технического проекта и компьютерное моделирование всей системы, в 2015 г. может быть произведена отработка ядерной двигательной установки, а в 2018 г. можно будет приступить к созданию модуля.

Реализация проекта «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерных энергодвигательных установок мегаваттного класса» потребует, как и в советские времена, кооперации многих организаций. За «Росатомом» закреплено направление, касающееся разработки реакторной установки для транспортно-энергетического модуля. Головным разработчиком модуля является ФГУП «Исследовательский центр им. М.В. Келдыша»,  генеральным конструктором - РКК «Энергия».  Соисполнители – ОАО «НИКИЭТ». ФГУП «НИИ НПО «Луч», ФГУП «ГНЦ РФ ФЭИ», РНЦ «Курчатовский институт» и другие. Проект реализуется в рамках президентской программы по модернизации и технологическому развитию экономики России. Уже утверждено техническое задание на разработку реакторной установки ЯДЭУ и транспортно-энергетического модуля. Выбран тип реактора – высокотемпературный, газоохлаждаемый, на быстрых нейтронах, мощностью 3-3,5 МВт (тепловых). Реализация проекта обеспечит снижение стоимости выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза по сравнению с жидкостными ракетными двигателями.

Советские ядерные двигатели малой мощности

Идея применения ядерных двигателей на космических аппаратах не нова. Решение о разработке ядерных ракетных двигателей в СССР в 1960-е гг. принимали еще академики Келдыш, Курчатов и Королев.

Данные разработки велись не только в России, но и в США, с прицелом на создание нового вооружения. На орбитах работало немало спутников радиолокационной разведки, оснащенных подобными двигателями малой мощности, которые, в частности, следили за подводными лодками с ядерными энергоустановками на борту. Позже были достигнуты договоренности о запрете полетов спутников с такими двигателями, но для международной экспедиции к Луне и Марсу в исследовательских целях соглашения, по мнению инициаторов проекта, могут быть пересмотрены.

СССР накопил большой опыт в этой области и в течение трех десятилетий запустил на космическую орбиту более трех десятков спутников-разведчиков.

«У идеи космического полета с силовой ядерной установкой отличные перспективы, и если Россия сможет совершить прорыв в этой области, то она станет в будущем главным участником любых международных программ по исследованию глубокого космоса», считает эксперт в области космонавтики А.Ионин. Прорыв в области ядерных силовых установок смог бы вернуть Россию в первые ряды стран, занимающихся космическими исследованиями. Это также сделало бы Россию незаменимым партнером в будущих международных космических программах. На фоне продвижения США в области реализации программы следующего поколения космических челноков, а также запуска ракеты Ares 1-X, Россия могла бы воспользоваться плодами победы в этой области.


Американские проекты ракет на ядерном приводе

В 1958 г. американская коорпорация «General Atomics», занимавшаяся коммерческими ядерными реакторами, начала работу над проектом "Orion", нацеленным на создание ракеты на ядерном приводе для межзвездных путешествий.  В ноябре 1959 г. ученые испытали опытный образец двигателя на стометровой высоте. Несмотря на обнадеживающие результаты, NASA отказазалось от их использования. Работа над проектом "Орион" продолжалась до 1963 г., до момента подписания договора о запрещении ядерных испытаний в атмосфере.

По проекту NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application, начало в 1956 г.) предполагалось построить два пилотируемых корабля с ЯРД, которые в начале 1980-х гг. доставили бы 12 американских астронавтов на Марс и возвратили их назад на Землю. В ходе реализации проекта были опробованы модели экспериментальных ядерных реакторов Kivi, Phoebus, PEWEE и NF-1. В 1968 г. состоялись стендовые испытания прототипа ракетного мотора XE Prime мощностью 1100 МВт. Однако в 1972 г. программу закрыли, сочтя ее чересчур дорогой и практически ненужной.

В последней четверти XX века NASA больше не занималось разработкой ЯРД. К идее ЯРД NASA вернулось в 2003 г. Новый проект назвали «Prometheus». На первой стадии его реализации должны быть получены экспертные оценки возможности создания компактного реактора для питания электроракетных двигателей нового поколения.

Российские ядерно-энергетические установки

Россия в этом направлении продвинулась намного дальше остальных стран. Детально разработана конструкция российских межпланетных кораблей. Ядерный ракетный двигатель в СССР был реально построен и испытан, а число спутников серии «Космос» с ядерными энергетическими установками перевалило за три десятка.

Работы по созданию КАЭС для мощных радиотехнических спутников - космических радиолокационных станций и телетрансляторов - продолжались до начала перестройки. С 1970 по 1988 г. в космос было запущено около 30 радиолокационных спутников с ядерно-энергетическими установками „Бук“ с полупроводниковыми реакторами-преобразователями и два — с термоэмиссионными установками „Топаз“. „Бук“ - это  быстрый реактор мощностью до 100 кВт. Полная загрузка высокообогащённого урана составляла около 30 кг. Тепло из активной зоны передавалось жидким металлом — эвтектическим сплавом натрия с калием полупроводниковым батареям. Электрическая мощность достигала 5 кВт. Временной ресурс — 1–3 месяца.

Установку „Бук“ под научным руководством ФЭИ разрабатывали специалисты ОКБ-670, а затем — НПО „Красная звезда“. Ракету-носитель для вывода спутника на орбиту разрабатывал КБ „Южмаш“.

В термоэмиссионной ядерно-энергетической установке „Топаз“ использовался тепловой реактор мощностью до 150 кВт. Полная загрузка урана составляла около 12 кг. Основой реактора были тепловыделяющие элементы —цепочки термоэлементов: катод — „напёрсток“ из вольфрама или молибдена, заполненный окисью урана, анод — тонкостенная трубка из ниобия, охлаждаемая жидким натрий-калием. Электрическая мощность установки доходила до 10 кВт.

Первый лётный образец — спутник „Космос-1818“ с установкой „Топаз“ вышел на орбиту 2 февраля 1987 г. и безотказно проработал полгода. Второй спутник — „Космос-1876“ был запущен через год. Он отработал на орбите в два раза дольше.
 «Буки» и «Топазы» использовались при создании всепогодной системы наблюдения за надводными целями на всей акватории мирового океана и выдачи целеуказания с передачей на носители оружия или командные пункты - система морской космической разведки и целеуказания (МКРЦ) «Легенда» (1978 г.). МКРЦ “Легенда” включала два типа космических аппаратов: спутник с бортовой радиолокационной станцией и ядерной энергетической установкой «УС-А», а также спутник с космической станцией радиотехнической разведки «УС-П», оснащенный солнечной энергетической установкой.

ЯЭУ «Бук» использовалась для питания бортовой радиолокационного комплекса, обеспечивавший обнаружение и сопровождение морских целей в любую погоду и время суток, входящего в состав КА «УС-А». Последний пуск космического аппарата типа «УС-А» состоялся в 1988 г. Из-за запрета использования КА с ЯЭУ на низких орбитах производство КА типа «УС-А» было прекращено.



В конце 1980-х гг. ПО «Арсенал» разработало и провело летно-конструкторские испытания экспериментального КА «Плазма-А» с новой ядерной энергоустановкой «Топаз». Высокий КПД и другие уникальные свойства этой ЯЭУ позволяют удовлетворить самые высокие требования к будущим космическим системам. Достигну­тый в орбитальных космических полетах годовой ресурс бортовых ЯЭУ стал мировым рекордом, долгое время принадлежавшим нашей стране.

Сообщение о разра­ботке советской ядерной энергетической ус­тановки «Топаз» (рис. 1) на симпози­уме по космической энергетике в США и Международной конференции по атомной энергии в Женеве в 1971 г. стало для американских специалистов полной неожиданностью. Создание подобной энергетической установки открыло важную страницу в использовании атомной энергии для длительных межпланетных полетов.

Рис.    1.    Энергетический   модуль бортовой ЯЭУ:
1 - реактор с блоками гидридциркониевого замедлителя
2, 6 - блок радиационной за­щиты
3, 9, 12 - силовая рама несущей кон­струкции
4 – распределительный механизм исполнительных  органов  СУЗ
5 – газовая емкость (бак для гелия)
7, 8 - приводы орга­нов автоматического управления реактором и
регулирующих стержней системы ядерной безопасности
10 - компенсационный   бак
11 - электромагнитный   насос   жидкометаллического контура системы охлаждения

В работах по созданию отечественных космических ЯЭУ, принимал участие ЦНИИ конструкторских материалов «Прометей» как ведущий научный центр в области реакторного материаловедения.

Материалы для «Топаза»

Работы по научно-техническому сопровождению и материаловедческому обеспечению проекта проводились под научным руководством академика И.В.Горынина. Ведущими ис­полнителями работ были Ю.И.Звездин, Н.Н.Грибов, А.Я. Борисов, Ю. В. Соломко, В. А. Яковлев, И. Н. Синя­ков, И. А. Повышев и многие другие специалисты.


Об исследованиях в области конструкционных материалов для КЯЭУ рассказываtт группа специалистов ЦНИИ КМ «Прометей»:  И.А.Повышев, И.Н.Синяков.


С целью проработки конструкторских и техно­логических решений для создания опытных образцов космических ЯЭУ был выполнен цикл исследований по разработке и промышленному освоению высокотехнологичных основных и сварочных материалов с комплексом свойств, отвечающих требованиям эксплуатации космической техники. Были проведены фундаментальные науч­ные исследования по обеспечению работоспособности и эксплуата­ционной надежности конструкционных материалов, в том числе, коррозионно-механические, прочностные и тепловые расчеты приме­нительно к условиям эксплуатации ядерного транспортно-энергетического мо­дуля орбитальных и межпланетных космических аппаратов.

Были решены задачи по созданию, освоению промышленного произ­водства и аттестации конструкционных сталей и сплавов для базовых систем бортовых реакторных установок, в том числе, вопросы комплексной радиационной защиты и ядерной безопасности всей космической ЯЭУ. Решены проблемы со­вместимости материала оболочек ТВЭЛ активной зоны с топливной компози­цией и гидридциркониевым замедлителем, вопросы обеспечения эксплуатацион­ной надежности исполнительных механизмов СУЗ органов управления реакто­ром и высокотемпературных электромагнитных насосов для прокачки жидко-металлического теплоносителя. Проведена оценка ре­сурсных характеристик силовых несущих конструкций, подшипниковых узлов трения в вакууме и других бортовых технологических систем всей структурно-функциональной схемы реакторного, агрегатного и приборного отсеков.

Экстремальные условия эксплуатации

Задача по созданию требуемых конструкционных материалов осложнялась экстремальными условиями работы реакторного и технологического оборудо­вания в составе космической ядерной энергетической установки (КЯЭУ). Не­обходимо было разработать и освоить высокотехнологичный свариваемый материал, обеспечивающий:

- требуемую работоспособность в усло­виях длительного взаимодействия с жидкометаллическим теплоносителем (эв­тектическим сплавом 78%Na и 22%К),

- высокое сопротивление ползучести,

- низкие водородопроницаемость и испаряемость при рабочих температурах (до 700оС) в условиях космического вакуума.

В связи со сжа­тыми сроками, отведенными на создание космических ЯЭУ, приходилось совмещать лабораторные исследования с промышленным освоением материалов наиболее перспективных композиций. В результате проведенных опытно-промышленных работ на предприятиях страны был освоен целый ряд марочных коррозионно-стойких сталей и сплавов, отвечающих требованиям космической тех­ники: ЭИ-484 (08Х14Н14В2М2-ВД). ЭП-485 (12Х15Н28В2М4Б-ВД), ЭП-486 (Х20Н72М4БЮ-ВД) и ЭП-502 (10Х18Н10Т-ВД).

 Наиболее широкое приме­нение в сварных конструкциях КЯЭУ нашла хромоникелевая сталь аустенитного класса марки ЭП-502 вакуумно-дуговой выплавки, обладающая хорошей свариваемостью, обеспечивающая высокую технологичес­кую прочность металла шва при всех видах сварки тонкостенных элементов и узлов бортового оборудования. При этом основной металл и сварные со­единения соответствовали всем требованиям по уровню длительной прочности и ползучести, а также радиационной стойкости в условиях реак­торного облучения и воздействия коррозионно-активных рабочих сред жид-кометаллического контура системы охлаждения энергетического модуля (рис. 1).

 Исследования водородопроницаемости конструкционных материалов показали, что использова­ние современных материаловедческих подходов достаточно надежно обеспе­чивает высокую работоспособность тонкостенных стальных оболочек чехлования тепловыделяющих и гидридных сборок с предельно низкой утечкой водорода из высокотемпературных металлогидридных систем (гидридциркониевый замедлитель нейтронов, блок радиационной зашиты из гидрида лития и др.) бортовой реакторной установки.

Наряду с работами по созданию коррозионно-стойких свариваемых сталей и сплавов для энергетического модуля КЯЭУ были выполнены исследования по выбору жаропрочных конструкционных материалов для высокотемпе­ратурной части реакторного блока. Для обеспечения надежного пи­тания бортовой аппаратуры и стабильности выходных характеристик электрогенерирующего канала, работающего в условиях воздействия высоких температур (до 1600оС), глубокого вакуума и нейтронного облучения, были разработаны и освоены промышленностью перспективные композиции на основе сплавов молибдена, ниобия и вольфрама (сплавы типа СМ, СБ, СВ). Полученные материалы нашли применение в космической ядерной энерге­тике при создании новых поколений бортовых АЭУ.

Большинство исследовательских разработок и научно-технических реше­ний, полученных в ходе этих пионерских работ, выполненных на уровне лучших мировых достижений, были защищены патентами и авторскими свидетельствами СССР и РФ. Выполненный специалистами «Прометея» сложней­ший комплекс работ по научно-техническому сопровождению и материаловедческому обеспечению создания первых в мире КЯЭУ транс­портного назначения, стал серьезным вкладом российских ученых-материаловедов в решение задачи по технологическому освоению космоса, вклю­чая и предстоящие пилотируемые полеты на Луну и к Марсу.


Подготовила Т.Девятова

В статье использованы материалы с сайтов машиностроительного завода «Арсенал», AtomInfo.Ru (интервью Ю.С.Юрьева), «Новости космонавтики», Пресс-службы ГНЦ РФ-ФЭИ, БГ-Знание.Ру (Ю. Я. Ставиский) и др. СМИ, НТЖ «Вопросы материаловедения» №2 (42)ЦНИИ КМ «Прометей».
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Малая энергетика
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Малая энергетика:
Ядерные энергетические установки в космосе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.8
Ответов: 10


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 31 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 24/12/2010
К сожалению, в статье обойден вниманием вопрос радиатора-охладителя. При к.п.д. термоэлектрических преобразователей 2-3% почти всю тепловую мощность , выделившуюся в реакторе, нужно излучить в космос. При тепловой мощности реактора 10 МВт площадь излучателя составит сотни квадратных метров. Конструкция, материалы, технологии - все пока не понятно. Нужны новые идеи.


[ Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 24/12/2010
Увы! Это так! А при использовании газовых турбин ,температура охладителей еще ниже и соотношение мощность/ площадь еще хуже.
Кроме того, высокие  рабочие температуры термоэмиссионных преобразователей сокращают ресурс  энергетической установки.
Единственный выход,совместить выработку электроэнергии и получение тяги.Тогда рабочее тело ,отнявшее часть тепла с реактора ,совершает работу в турбогенераторе,затем перегревается для получения оптимального импульса и выбрасывается через сопло в космос. Тут возможны компактные решения на гигаватты!. Но на орбитах таким монстрам делать нечего!А на межпланетных трассах нужно еще найти куда девать электрическую мощность на борту.
Словом, вопросов больше ,чем ответов!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 26/12/2010
Правильно ли я понял, что Вы предлагаете что то вроде гибрида МГД-генератора и реактивного двигателя?


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 27/12/2010
Ну,тип генератора может быть любым ,в том числе и МГД.Хотя по ресурсу,и многим другим заморочкам МГД экзотика удаленного будущего.
  Гораздо проще ,надежнее и,главное,уже отработано,это использовать обыкновенные турбины на перегретом водороде,охлаждающем реактор,при приемлемых температурах от сотен  до 1000-градусов Кельвина.А вот выхлоп турбины направлять на охлаждение активной высокотемпературной зоны реактора 2500-3500 градусов.и,либо непосредственно направлять в сопло лаваля,либо,используя полученную электроэнергию ,повышать температуру этой струи в плазмотронах для увеличения импульса. Даже в самом примитивном случае такой двигатель в разы превосходит по параметрам химический. На трассах земля -марс  и на трассе орбита земли -орбита луны,как тягач ,просто нет другой альтернативы!Ионники не в счет,они до сего дня экзотика,а элементы предлагаемого девайса испытаны с неплохими результатами еще в начале 60х годов прошлого века!.Я не говорю о турбогенераторах.Рабочее тело такого двигателя -водород. даже при температуре нагрева равной температуре кислородно-водородного двигателя почти  в 10раз превосходит последний по удельному импульсу за счет малой молекулярной массы рабочего тела  .Безо всякой особой экзотики по материалам! Да и тяга подобных двигателей может быть весьма велика! от единиц ньютон до десятков килоньютон вплоть до стартовой тяги ракеты .Ресурс может достигать сотен и тысяч часов непрерывной работы!
Я считаю,что в рабочих полетах на Марс  с полезными нагрузками в сотни тонн только такие двигатели имеют будущее.Да и корабли могут при этом быть ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ И МНОГОРАЗОВЫЕ..


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 27/12/2010
Насчет стартовой тяги, по моим расчетам, все же перебор! Не очень понятно - как хранить жидкий водород длительное время в баках межпланетного аппарата. По крайней мере, такого опыта нет. Но, конечно, прямой двигатель лучше электрического - не нужны радиаторы.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 27/12/2010
Конечно,стартовая тяга велика и параметры реактора запредельны.Но при старте с Марса могла бы пригодиться.Но там проблема в защите экипажа от радиоактивности реактора. В космосе необходимая мощность реактора до 25 мегаватт,Тягу двигателей 0,1-10Тонн ,потребный импульс ДУ (5000-15000)пусть баллистики скажут! Я считаю,для полетов на Марс и окрестности ,достаточно тяги около тонны для корабля массой 1000 тонн. За пару недель   можно достичь приличных скоростей ,сократив время полета до недель.Еще один плюс малой тяги-двигатели можно дублировать,повышая надежность миссии.
Водород можно хранить и в газообразном состоянии ,для большого пузыря сказывается масштабный фактор,а для малых устройств в виде гидридов ,растворов водорода в углеводородахили аммиаке.Это задача инженерная .


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 27/12/2010
Я думаю, что сесть такому кораблю на Марс с баками, заполненными водородом, совершенно невозможно. Вообще сейчас пилотируемый полет на Марс - это билет в один конец. Другое дело, что если создать на Марсе колонию, то можно производить водород из марсианской воды (а воды там целые замерзшие океаны). В этом случае все задачи на порядок облегчаются.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 27/12/2010
Посадка крупных кораблей не предусматривается.Только от орбиты до орбиты! А посадка челнока по-ракетному и взлет ,это отдельная задача.Ядерные двигатели могли бы решить и эту задачу,но радиация !Будем ждать появления новых принципов перемещения в пространстве.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 24/12/2010
Однако, концепции межплпанетных полётов в России нет.
По детски как то всё. Ми атомный моторчик смастерим ,нас все полюбят и пригласят!Это вам не шапито, и не лохов в ём разводить.Янки хоть ракетные электродвигатели и реактор к ним создают для межпланетного крейсера. А в России в железе не сделать,так хоть бумаги показать и промоделировать. Вот и ИПМ для того пристегнули. Разводчики лохов. Однако в том же ИПМ Келдыша уже много лет разрабатывается ЯЭУ на инерционном термоядерном синтезе с урановым усилением, которая идеально подходит для межпланетного кресера.как ЯЭУ и двигатель. На таком крейсере за несколько месяцев и до Плутона долететь не проблема! Крейсер -не ракетка! Его сразу надо пректировать вместительным, удобным, многоразовым кораблём.Но это цель для людей разумных и развивающихся.
А для русских сейчас, как сказал их говорун -прязядент 
медведев, главное -жить достойно в смысле питания ,одежды и выпивки. 


[ Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 24/12/2010
за несколько месяцев и до Плутона долететь не проблема....

А я думаю,проблема!
Считать надо! В пределах средней школы! За пару месяцев к плутону,это скорости за 1000 км в сек ! А количество урана для этого -сотни тонн!!! ,Стоит ли овчинка выделки?
Жаль,что академики не поднимаются выше простых  инженерных знаний.
А, разрабатываемая много лет ЯЭУ, не означает,что она будет работать вообще! Не мешайте людям деньги зарабатывать!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
Уран то 238! Источники читать надо,писатель!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
Ты запусти хоть один такой микротермоядерный взрыв, да еще с усилением на уране 238 ,читатель! Потом поговорим,лет через 50,когда блеф этот виден станет школьникам.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 30/12/2010
А ты писатель поди на страничку ИПМ до почитай.А в космосе это всё проще,чем на Земле. И ИТС и ЛТС и просто каскадный генератор  14 Мэв нейтронов смастерить для деления урана 238. Так что не кизди на дождик,и так сыро!Ты наверное плохо учился в школе? Хехе!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
На любом крейсере энергии можно выработать не более того количества,которое  можно выбросить с борта в космос. А это количество ограничено либо запасом бросового теплоносителя ,либо разумной площадью радиатора.
Это не подлодка с океаном холода за бортом и не атмосферный самолет  . Здесь вакуум! Идеальный теплоизолятор.
Для перемещения в космосе на крейсерах нужна новая наука с новыми принципами.А их-то ,увы,нет!
А пока,маломощные ритэги или реакторы с тепловой мощностью до сотен киловатт и электрическим  кпд 1,5-3%.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
Очень странно, что автор не упомянул выдающихся специалистов в этой области Игоря Ильича Бондаренко, Виктора Яковлевича Пупко, Эдвина Александровича Стумбура и Владимира Александровича Малыха из ФЭИ. Это делали по оборонной необходимости. Только все-таки не понятно зачем на Марс-то пилотируемый полет? Чемоданы с баблом вывозить? А если все это мегаватное добро ухнется сверху куда-нибудь на Барвиху или на резиденцию нашего "всего" в Сочи. Ведь БУК падал в Канаду. Нет, это наш главный модернизатор очень поторопился. Не готовы мы к реализации таких чрезвычайно опасных проектов. Нет материалов,старые  технологии развалены, новые не созданы.


[ Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
Атомно-космические илюзии...

Для серьезных задач освоения космоса как то еще при СССР сгоряча и по молодости получил ориентировочное значение нижнего порога массы крейсера - чуть более 200.000 тонн. Это с расчетом использования технологий V  уклада. Такое значение массы аппарата прдполагает следующие минимально-неизбежные условия:
1. Сборка космосе с применением новых сварочных технологий и новых слойно-пористых керамитов, легких, но СВАРИВАЕМЫХ сваркой. Такой технологии пока нет.
2. Старт и начальоне ориентирование - там же, коль монтажники буду все это ваять - соответствено все надо делать в защитном магнитном поле Земли.
3. Движок - перебрал все возможные на то время варианты и НИЧЕГО не удовлетворило жестким ограничениям. Реакторные технологии при всей их квантово-физической замороченности - на последнем месте. Реактивные движки на дальние пространства не годятся - массы топлива не хватит. Там есть свои траекторные заморочки по графитации.
Ну много еще чего такого дрянного в этой теме... ну был выпорот за инженерную дерзость академиками, поддержал только романтик Шкловский, который дружил с д.ф.м.н. Дивари. Ну а с Дивари я был знаком лично когда то.

Такие дела, а вот год назад из англоязычной литературы технической вытряхнул цифру 400.000 тонн для крейсера на Марс по схеме туда-обратно, порадовало, что  хоть в порядке не ошибся (наверно в одну сторону считал - туда...:). Но ясной программы по космосу у России нет и при либералах ее не будет точно, не те пока ориентры (вернее ориентиров вообще нет).
Романтика все это.

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 25/12/2010
И какие же движки Вы тогда выбрали?
И зачем именно 200 000-400 000тонн?Это и для моря многовато,эсминец ,например 2-4 тыс тонн,а круизный лайнер 50   тыс тонн,столько же авианосец,так это из 2хсантиметровой стали ,а броненосцы имели толщину бортов 80! сантиметров стали! А космический крейсер ,это магний ,люминий,
кальций,литий итд.
А романтик Шкловский,как многие академики, не понимал ничего в инженерных делах ,да и в науке был так себе,каждые десять лет переиздавал свою популярную книжку про космос и каждые 10 лет сведения в ней менялись на противоположные,согласно открытиям практической космонавтики.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 26/12/2010
По поводу движка для крейсера.Есть принцип! Для малых аппаратов может создавать тягу в доли ньютона ,а для больших крейсеров тяга может достигать тонн!Нужны натурные испытания,никакой мистики и сверхединичных устройств,Все в пределах современных знаний и технологий.
может работать на орбите земли или любой планеты.А так же в далеком космосе.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 26/12/2010
Не спешите хаять идею! Вот найдут американские роботы на Марсе залежи воды и урана, а на Земле катаклизм укрепится, вот тогда и начнут богатеи крейсер строить для себя любимых! Не долго ждать осталось!Дожить бы, да поржать вволю над вами - идиотами! Во бля покатуха будет,когда они вас тут оставят ,на перегреваемой планете.
И вы будете друг друга мочить за удобный для жизни кусок суши. А таких кусков будет всё меньше и меньше!Лепота!
Во тогда ваш прагматичный индивидуализм(по Медведеву Д.А.) и проявится. Хе хе!


[ Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 28/12/2010
А вы собираетесь улететь, вас богатеи с собой заберут ? Если вы к ним не относитесь, зачем ерничаете.Трагично, что Россия сдает одну за другой позиции во всем, вот это то и горько. Но надо искать выход, а не издеваться над собой . Ищите и обрящете.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 28/12/2010
А мне ,милее в Антарктиде жить,чем на Марсе! На путешествия в космосе Природа запрет наложила,и носиться по Космосу с ядерным гамма-нейтронным фонарем  на хвосте не лучшая идея!Телепортация! Вот, альтернатива!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 29/12/2010
Как ни странно это звучит,но только мировая ядерная война спасёт человечество и заставит людей по другому относиться друг к другу и к обществу! Только через гибель миллиардов и великие страдания уцелевших и выживших человечество поймёт простую истину,что надо быть людьми а не зверями друг к другу. Космос не спасёт подлецов. Космос - место для развития объединённого человечества,причём весьма враждебное и опасное! А объединиться человечество сможет только после ядерной войны!Объединиться,или сгинуть навсегда.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 29/12/2010
Ну да, то есть нужно всех угробить, а ужо потом... Не проще ли просто пинка дать козлам!!! Причем, просто пинка под зад. Вот ещё раз увижу этого козла Щедровицкого где-нибудь, просто подойду сзади и жопу ему напинаю! Максимум, что грозит - статья за хулиганство,  но уважения в отрасли будет - океан!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 29/12/2010
Ошибаетесь,ошибаетесь. Жопа у него деревянная, а глаза оловянные, а вот вы под статью про хулиганку не попадете, вам покушение на жизненно важный орган припаяют. Нужно ли это?


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 29/12/2010
Дать под зад,на словах ,каждый может.Если человек серьезный ,то у него охрана Вам накостыляет до инвалидности и ей даже статьи не будет!
  Господа! У вас там,в России,есть один честный человек! Мухин Юрий Игнатович. Поддержите его в вопросе референдума насчет ответственности власти перед народом. Может, что и сдвинется на Руси.Нам тут из-за кордона просто больно смотреть,как его, попирая и Законы россии и здравый смысл власть утюжит,как буд-то на дворе не 21 век ,а мрачные годы царизма!
Конечно,это Ваше внутренне дело,но все же!Ведь ничего не надо менять,только один закон,и Россию зауважают.
И подлецы  поутихнут. И все переменится в лучшую сторону. Но вам,господа,это в лом? Ну и живите как есть,пока негры Родину Честных Людей строят(БУРКИНА ФАСО,так переводится)


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 30/12/2010
Вот найдут американские роботы на Марсе залежи воды и урана...

-Не найдут! Там все до Вас съедено,а альены на землю перебрались! Остались ,может,развалины да окаменелости.
Следующаяя на очереди Венера!,Вот там ,пока, все есть!
Правда тепло  слишком,но дело это поправимое


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 30/12/2010
Какой вы мужчинка смелый! Но стрёмно с вас! Есть в вас что-то венерическое!


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 04/01/2011
Да! Но ,не боитесь! Не скоро  полетим на Венеру,комментарии(комментаторы)закончились!
 Что касается реальности,то низкий поклон разработчикам ритэгов и буков за их 1,5-3 процента,без них и этого не было бы! Все остальное- пустые  фантазии


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2011
Наукой надо заниматься господа-товарищи, наукой! А не ждать, что кто-то за вас придумает. Все что написано в статье (да и во всех статьях в интернете) по поводу КЯЭУ - все это вчерашний день. Сегодня в России (за янков говорить не буду) есть и новые технологии, и новые материлы (принципиально новые!) способные, в частности, сделать намного эффективнее защиту КЯЭУ, и самое главное, на порядок легче! А то, что вы об этом не знаете...  Крепче спать будете. Так что создание межпланетных крейсеров - это вполне реально. И деньги на это выделены, и возможности есть.


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2011
Что то мне подсказывает внутри, что американцы идею сверх быстрых перелётов с орбиты на орбиту всё равно раньше нас реализуют, Будь то солнечными батареями с ЭРД или солнечным парусом... А мы как всегда построим, испытаем, погордимся ...и закроем! (Мне Н1, Спираль, Энергия-Буран, МАКС, об этом намекают)


[
Ответить на это ]


Re: Атомная энергия в освоении космоса (Всего: 0)
от Гость на 14/10/2012
ну и где проект ? общественость требует альбом или хотя бы первый и последний лист этого альбома


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.17 секунды
Рейтинг@Mail.ru