Американская DARPA открыла конкурс на 2 и 3-й этапы программы DRACO по демонстрации ядерного ракетного двигателя в 2026 году
Новости
11 мая 2022
—
Художественное изображение возможного космического аппарата с ядерным ракетным двигателем DARPA
Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA) открыло конкурс на 2 и 3 этапы программы «Демонстрационная ракета для маневренных операций в пределах орбиты Луны» (DRACO), целью которой является демонстрация ядерной тепловой двигательной установки (ЯРД) на орбите в 2026 году.
Ожидается, что 2 и 3 этапы программы DRACO продлятся примерно три-четыре года. Цели второго этапа, который продлится 24 месяца, заключаются в завершении предварительного и детального проектирования демонстрационной системы, а также в создании и экспериментальной проверке системы ЯРД, насколько это возможно. Демонстрационная система будет построена для размещения ЯРД для проведения летных испытаний на полную мощность на орбите в рамках 3 этапа, который, как ожидается, продлится около 15 месяцев.
«Предложения должны обосновать способность предлагаемого подхода к достижению целей DRACO и сроков демонстрации полета в космосе в 2026 году», — говорится в объявлении DARPA от 4 мая, — «Соответственно, предложения по реактору и неядерным компонентам ЯРД должны использовать предыдущие работы по двигателям ЯРД, такие как программа Rover/NERVA. Разработка двигателя ЯРД с топливом HALEU (высокопробный низкообогащенный уран) с использованием данных по конструкции реактора Rover/NERVA и испытаниям двигателя поможет обеспечить хорошее понимание рисков, связанных с выбранным подходом к конструкции DRACO, и максимизирует вероятность успеха в желаемые сроки».
Крайний срок подачи ответов на запрос — 5 августа.
«Ожидается, что будет присуждена одна награда», — заявили в DARPA, — «Объем ресурсов, выделяемых в рамках данного конкурса, будет зависеть от качества полученных предложений и наличия средств.»
Программа DRACO направлена на обеспечение возможности проведения критически важных по времени миссий на огромные расстояния в окололунном пространстве, то есть между Землей и Луной.
Ранее в апреле 2021 года DARPA объявило о заключении контрактов на начальный 18-месячный этап программы DRACO:
- контракт стоимостью 22 млн долларов США на трек А, посвященный разработке реактора ЯРД, с General Atomics;
- и контракт стоимостью 2,5 млн долларов США на трек В, посвященный созданию демонстрационного маневренного космического аппарата, с Blue Origin.
В декабре 2020 года Белый дом издал меморандум, устанавливающий национальную стратегию для обеспечения разработки и использования космических ядерных энергетических и двигательных систем, включая системы ЯРД, которые могут питать космические аппараты для миссий, где альтернативные источники энергии недостаточны.
«Соединенные Штаты используют маневренные технологии для сохранения преимуществ на суше, море и в воздухе.
Однако в космосе маневрировать сложнее из-за ограничений двигательной установки», — сказал майор Натан Грейнер, руководитель программы DRACO в отделе тактических технологий DARPA, — «Для поддержания технологического превосходства в космосе Соединенным Штатам необходима опережающая технология двигательной установки, которую обеспечит программа DRACO».
Однако в космосе маневрировать сложнее из-за ограничений двигательной установки», — сказал майор Натан Грейнер, руководитель программы DRACO в отделе тактических технологий DARPA, — «Для поддержания технологического превосходства в космосе Соединенным Штатам необходима опережающая технология двигательной установки, которую обеспечит программа DRACO».Ядерные двигатели обеспечивают более высокую эффективность использования топлива по сравнению с химическими ракетами. Ядерная тепловая тяга подразумевает, что ядерный реактор будет нагревать жидкое топливо, например, водород, превращая его в газ, который расширяется через сопло для создания тяги и приведения в движение космического аппарата. Это потенциальная технология для полетов экипажей и грузов на Марс и научных миссий во внешнюю часть Солнечной системы, которая позволит осуществлять более быстрые и надежные полеты.
Поделиться
Отправить
Твитнуть
Отправить
Атомная энергия 2.
0: свежие публикацииНаучный портал «Атомная энергия 2.0» – самое крупное и наиболее посещаемое в Российской Федерации и странах СНГ прогрессивное цифровое СМИ атомной отрасли, выходящее в сотрудничестве со многими деловыми, научно-производственными, государственными, образовательными, общественными и экологическими организациями с 2008 года.
«Атомная энергия 2.0» развивается в виде открытой семантической системы управления ядерными знаниями и популяризирует ядерные, термоядерные, водородные, радиационные и экологические технологии и инновации в России и мире.
Научный портал «Атомная энергия 2.0“ – это открытое к сотрудничеству прогрессивное цифровое СМИ с элементами управления ядерными знаниями, семантического анализа и ценностного лидерства, ставящее своей целью решение ключевых социально-ориентированных задач фундаментальной системообразующей атомной отрасли:
– образования и общения широкой общественности и специалистов об инновационном развитии экологически устойчивых, эффективных и полезных ядерных и радиационных наук и технологий в России и мире,
– формирования популярного сообщества ученых, инноваторов, деловых, государственных, общественных и экологических лидеров, открыто поддерживающих их дальнейшее развитие и изучение,
– формирования популярного сообщества компаний и организаций, открыто обменивающихся передовым опытом, знаниями, культурой, возможностями, инновациями и инициативами,
– и поддержки и привлечения талантливой и амбициозной молодежи к реализации длительных и успешных профессиональных карьер в атомной и смежных индустриях.
Мы предлагаем Вашей организации стать одним из партнеров нашего просветительского проекта и получить уникальный пакет профессиональных коммуникационных и рекламных услуг.
Почему нужна атомная энергетика?
Космическая тяга: сможет ли Россия создать ядерный двигатель для ракет | Статьи
В России провели испытания системы охлаждения ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) — одного из ключевых элементов космического аппарата будущего, на котором можно будет совершать межпланетные полеты. Зачем в космосе нужен ядерный двигатель, как он работает и почему «Роскосмос» считает эту разработку главным российским космическим козырем, рассказывают «Известия».
История атома
Если положить руку на сердце, то со времен Королева ракеты-носители, используемые для полетов в космос, кардинальных изменений не претерпели. Общий принцип работы — химический, основанный на сгорании топлива с окислителем, остается прежним. Меняются двигатели, система управления, виды топлива.
Очень часто можно услышать, что нужен серьезный прорыв, разработка, способная заменить реактивный двигатель, чтобы повысить эффективность и сделать полеты к Луне и Марсу более реалистичными. Дело в том, что в настоящее время едва ли не большая часть массы межпланетных космических аппаратов, — это топливо и окислитель. А что если отказаться от химического двигателя вообще и начать использовать энергию ядерного двигателя?
двигатель
Сергей Павлович Королев, советский ученый, конструктор и главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР, основоположник практической космонавтики
Фото: РИА Новости
Идея создания ядерной двигательной установки не нова. В СССР развернутое постановление правительства по проблеме создания ЯРД было подписано еще в далеком 1958 году. Уже тогда были проведены исследования, показавшие, что, используя ядерный ракетный двигатель достаточной мощности, можно добраться до Плутона (еще не утратившего свой планетный статус) и обратно за шесть месяцев (два туда и четыре обратно), потратив на путешествие 75 т топлива..jpg)
Занимались в СССР разработкой ядерного ракетного двигателя, однако приближаться к реальному прототипу ученые стали только сейчас. Дело не в деньгах, тема оказалась настолько сложной, что ни одна из стран не смогла до сих пор создать работающий прототип, а в большинстве случаев всё заканчивалось планами и чертежами. В США проводились испытания двигательной установки для полета на Марс в январе 1965 года. Но дальше тестов KIWI проект NERVA по покорению Марса на ядерном двигателе не сдвинулся, да и был он значительно проще, чем нынешняя российская разработка. Китай поставил в свои планы космического развития создание ядерного двигателя поближе к 2045 году, что тоже очень и очень не скоро.
В России же новый виток работы над проектом ядерной электродвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса для космических транспортных систем начался в 2010 году. Проект создается силами «Роскосмоса» и «Росатома» совместно, и его можно назвать одним из самых серьезных и амбициозных космических проектов последнего времени.
Ядерное движение
На протяжении всего времени разработки в прессу просачиваются новости о готовности то одной, то другой части будущего ядерного двигателя. При этом в целом, кроме специалистов, мало кто представляет себе, как и за счет чего он будет работать. Собственно, суть космического ядерного двигателя примерно такая же, как и на Земле. Энергия ядерной реакции используется для нагрева и работы турбогенератора-компрессора. Если говорить проще, то ядерная реакция используется для получения электричества, практически точно так же, как и на обычной атомной электростанции. А уже при помощи электричества работают электроракетные двигатели. В данной установке это ионные двигатели высокой мощности.
двигатель
Испытание ионного двигателя
Фото: commons.wikimedia.org/Общественное достояние
В ионных двигателях тяга создается путем создания реактивной тяги на базе ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле.
Ионные двигатели есть и сейчас, они испытываются в космосе. Пока у них только одна проблема — практически все они имеют очень небольшую тягу, хоть и расходуют очень мало топлива. Для космических путешествий такие двигатели — прекрасный вариант, особенно если решить проблему получения электричества в космосе, что и сделает ядерная установка. К тому же работать ионные двигатели могут достаточно долго, максимальный срок непрерывной работы самых современных образцов ионных двигателей составляет более трех лет.
Если посмотреть на схему, можно заметить, что ядерная энергия начинает свою полезную работу совсем не сразу. Сначала нагревается теплообменник, затем вырабатывается электричество, оно уже используется для создания тяги ионного двигателя. Увы, более простым и эффективным образом использовать ядерные установки для движения человечество пока не научилось.
В СССР запускались спутники с ядерной установкой в составе комплекса целеуказания «Легенда» для морской ракетоносной авиации, но это были совсем маленькие реакторы, а их работы хватало только на выработку электричества для повешенных на спутник приборов.
Советские космические аппараты имели мощность установки в три киловатта, сейчас же российские специалисты работают над созданием установки с мощностью более мегаватта.
Проблемы космического масштаба
Естественно, что проблем у ядерной установки в космосе гораздо больше, чем на Земле, и самая главная из них — это охлаждение. В обычных условиях для этого используется вода, очень эффективно поглощающая тепло двигателя. В космосе же сделать это нельзя, и ядерным двигателям требуется эффективная система охлаждения — причем тепло от них нужно отводить во внешнее космическое пространство, то есть делать это можно только в виде излучения. Обычно для этого в космических кораблях используются панельные радиаторы — из металла, с циркулирующей по ним жидкостью теплоносителем. Увы, такие радиаторы, как правило, имеют большой вес и габариты, кроме того, они никак не защищены от попадания метеоритов.
В августе 2015 года на авиасалоне МАКС была показана модель капельного охлаждения ядерных энергодвигательных систем.
В ней жидкость, рассеянная в виде капель, пролетает в открытом космическом пространстве, охлаждается, а затем снова собирается в установку. Только представьте себе огромный космический корабль, в центре которого гигантская душевая установка, из которой вырываются наружу миллиарды микроскопических капель воды, летят в космосе, а затем засасываются в огромный раструб космического пылесоса.
Совсем недавно стало известно, что капельная система охлаждения ядерной двигательной установки была испытана в земных условиях. При этом система охлаждения — это важнейший этап в создании установки.
Фото: mipt.ru
Схема капельной системы охлаждения для ядерных энергодвигательных систем
Теперь дело за тем, чтобы испытать ее работоспособность в условиях невесомости и уже только после этого систему охлаждения можно будет пробовать создать в размерах, требуемых для установки. Каждое такое успешное испытание по чуть-чуть приближает российских специалистов к созданию ядерной установки.
Ученые спешат изо всех сил, ведь считается, что вывод ядерного двигателя в космос сможет России помочь вернуть лидерские позиции в космосе.
Ядерная космическая эра
Допустим, это получится, и уже через несколько лет в космосе начнет свою работу ядерный двигатель. Чем это поможет, как это можно будет использовать? Для начала стоит уточнить, что в том виде, в котором ядерная двигательная установка существует сегодня, она может работать только в космическом пространстве. Взлетать с Земли и садиться в таком виде она не может никак, тут пока без традиционных химических ракет не обойтись.
А зачем в космосе? Ну слетает человечество до Марса и Луны быстро, и всё? Не совсем так. В настоящее время все проекты орбитальных заводов и фабрик, работающих на орбите Земли, стопорятся из-за отсутствия сырья для работы. Нет смысла строить что-либо в космосе до тех пор, пока не найден способ выводить на орбиту большое количество требуемого сырья, например металлической руды.
Но зачем поднимать их с Земли, если можно, наоборот, привезти из космоса.
В том же поясе астероидов в Солнечной системе есть просто огромные запасы различных металлов, в том числе и драгоценных. И вот в таком случае создание ядерного буксира станет просто палочкой-выручалочкой.
двигатель
Астероид Психея является одним из самых загадочных объектов в Солнечной системе, содержит огромные запасы различных металлов
Фото: Global Look Press/Ferrari
Привезти на орбиту огромный платино- или золотосодержащий астероид и начать его разделывать прямо в космосе. По расчетам специалистов такая добыча с учетом объема может оказаться одной из наиболее выгодных.
А есть ли менее фантастическое применение ядерному буксиру? Например, с его помощью можно развозить по нужным орбитам спутники или привозить в нужную точку пространства космические аппараты, например на лунную орбиту. В настоящее время для этого используются разгонные блоки, например российский «Фрегат». Они дорогие, сложные и одноразовые.
Ядерный буксир сможет подхватывать их на низкой околоземной орбите и доставлять куда необходимо.
Аналогично и с межпланетными путешествиями. Без быстрого способа доставлять грузы и людей на орбиту Марса шансов начать колонизацию просто нет. Ракеты-носители нынешнего поколения будут делать это очень дорого и долго. До сих пор длительность полета остается одной из самых серьезных проблем при полете к другим планетам. Выдержать месяцы полета на Марс и обратно в закрытой капсуле космического корабля — задача не из простых. Ядерный буксир сможет помочь и тут, существенно сократив это время.
Необходимо и достаточно
В настоящее время всё это выглядит фантастикой, но до тестирования прототипа, как утверждают ученые, остаются считаные годы. Главное, что требуется, это не только завершить разработку, но и сохранить в стране необходимый уровень космонавтики. Даже при падении финансирования должны продолжать взлетать ракеты, строиться космические аппараты, работать ценнейшие специалисты.
двигатель
Фото: Global Look Press/Roscosmos
Иначе один атомный двигатель без соответствующей инфраструктуры делу не поможет, для максимальной эффективности разработку будет очень важно не просто продать, но использовать самостоятельно, показав все возможности нового космического транспортного средства.
Пока же всем жителям страны, не завязанным на работе, остается только посматривать на небо и надеяться, что у российской космонавтики всё получится. И ядерный буксир, и сохранение нынешних возможностей. В другие исходы и верить не хочется.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
В «Роскосмосе» задумались о создании ракетоплана с ядерным двигателем
https://ria.ru/20190306/1551577510.html
В «Роскосмосе» задумались о создании ракетоплана с ядерным двигателем
В «Роскосмосе» задумались о создании ракетоплана с ядерным двигателем — РИА Новости, 03.03.2020
В «Роскосмосе» задумались о создании ракетоплана с ядерным двигателем
Предприятия ракетно-космической отрасли при разработке перспективной техники должны ориентироваться на создание принципиально новых систем, включая такие, как.
.. РИА Новости, 03.03.2020
2019-03-06T04:01
2019-03-06T04:01
2020-03-03T13:43
наука
роскосмос
россия
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1551577510.jpg?1583232215
МОСКВА, 6 мар — РИА Новости. Предприятия ракетно-космической отрасли при разработке перспективной техники должны ориентироваться на создание принципиально новых систем, включая такие, как ракетопланы с ядерной двигательной установкой, говорится в предложении «Роскосмоса» (копия имеется в распоряжении РИА Новости), составленном по итогам совещания по перспективам создания многоразовой ракетно-космической техники.Разработка новой техники, отмечается в документе, должна вестись, в том числе, с использованием опыта создания корабля «Буран», «Бор», крылатых ступеней «Байкал» и МРКС для ракеты «Ангара».Ранее сообщалось, что резидент фонда «Сколково» компания «Исон» разрабатывает проект многоразового ракетоплана, предназначенного для полетов в атмосфере и космосе на гиперзвуковых скоростях.
Предполагается, что аппарат сможет летать на высотах до 160 километров при скоростях семь махов или выводить космические аппараты на орбиту высотой до 500 километров. Каждый такой гиперзвуковой аппарат рассчитан не менее чем на 50 полетов. Позднее в распоряжении РИА Новости появилось изображение модели этого беспилотника.Также сообщалось, что в России с 2010 года выполняется проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Над двигателем работает предприятие «Роскосмоса» Центр имени Келдыша вместе с предприятиями «Росатома». Применение ядерного двигателя в космических аппаратах прорабатывает другое предприятие ракетно-космической отрасли — КБ «Арсенал». Ранее госкорпорация «Роскосмос» в одном из своих видео продемонстрировала концептуальный облик нового космического аппарата с ядерной энергоустановкой.Ядерная энергетика в освоении космического пространства нашей страной используется не впервые. В период с 1970 по 1988 год в СССР был осуществлен запуск 32 космических аппаратов с термоэлектрической ядерной энергоустановкой, а в период с 1960 по 1980 год разработан и прошел испытания на Семипалатинском полигоне ядерный ракетный двигатель.
США который год ведут испытания собственного ракетоплана X-37. Ранее глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин не исключил, что этот аппарат может быть носителем оружия. Помимо того, разработку ракетоплана Dream Chaser ведет американская коммерческая компания Sierra Nevada.В 2018 году президент Владимир Путин рассказал о создании Россией ряда новейших ударных средств сдерживания, включая крылатую ракету неограниченной дальности с ядерной двигательной установкой «Буревестник».
https://ria.ru/20181207/1547569776.html
россия
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.
html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
роскосмос, россия
Наука, Роскосмос, Россия
МОСКВА, 6 мар — РИА Новости. Предприятия ракетно-космической отрасли при разработке перспективной техники должны ориентироваться на создание принципиально новых систем, включая такие, как ракетопланы с ядерной двигательной установкой, говорится в предложении «Роскосмоса» (копия имеется в распоряжении РИА Новости), составленном по итогам совещания по перспективам создания многоразовой ракетно-космической техники.
«Планирование перспективных разработок многоразовых космических систем должно также включать в себя рассмотрение принципиально новых компоновок, таких как ракетопланы с ядерной двигательной установкой. Подобные системы могут в будущем изменить рынок космических средств выведения и создать новые рыночные ниши», — говорится в документе.
Разработка новой техники, отмечается в документе, должна вестись, в том числе, с использованием опыта создания корабля «Буран», «Бор», крылатых ступеней «Байкал» и МРКС для ракеты «Ангара».
Ранее сообщалось, что резидент фонда «Сколково» компания «Исон» разрабатывает проект многоразового ракетоплана, предназначенного для полетов в атмосфере и космосе на гиперзвуковых скоростях. Предполагается, что аппарат сможет летать на высотах до 160 километров при скоростях семь махов или выводить космические аппараты на орбиту высотой до 500 километров. Каждый такой гиперзвуковой аппарат рассчитан не менее чем на 50 полетов.
Позднее в распоряжении РИА Новости появилось изображение модели этого беспилотника.
Также сообщалось, что в России с 2010 года выполняется проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Над двигателем работает предприятие «Роскосмоса» Центр имени Келдыша вместе с предприятиями «Росатома». Применение ядерного двигателя в космических аппаратах прорабатывает другое предприятие ракетно-космической отрасли — КБ «Арсенал». Ранее госкорпорация «Роскосмос» в одном из своих видео продемонстрировала концептуальный облик нового космического аппарата с ядерной энергоустановкой.
7 декабря 2018, 07:49Наука
Эксперт рассказал о заимствовании США космических технологий СССР и России
Ядерная энергетика в освоении космического пространства нашей страной используется не впервые. В период с 1970 по 1988 год в СССР был осуществлен запуск 32 космических аппаратов с термоэлектрической ядерной энергоустановкой, а в период с 1960 по 1980 год разработан и прошел испытания на Семипалатинском полигоне ядерный ракетный двигатель.
США который год ведут испытания собственного ракетоплана X-37. Ранее глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин не исключил, что этот аппарат может быть носителем оружия. Помимо того, разработку ракетоплана Dream Chaser ведет американская коммерческая компания Sierra Nevada.
В 2018 году президент Владимир Путин рассказал о создании Россией ряда новейших ударных средств сдерживания, включая крылатую ракету неограниченной дальности с ядерной двигательной установкой «Буревестник».
Планы США вывести на орбиту атомный космический корабль к 2026 году
Эта технология может сократить количество полетов на Марс на несколько месяцев и помочь американским спутникам уклоняться от атак.
Эта статья представляет собой выпуск журнала Future Explored, еженедельного справочника по технологиям, меняющим мир. Вы можете получать подобные истории прямо на свой почтовый ящик каждое утро четверга, подписавшись по номеру здесь .
Ракетная технология, предложенная НАСА более 50 лет назад, может стать будущим космических путешествий.
Это называется ядерным тепловым двигателем (NTP), и оно может значительно сократить время в пути до удаленных пунктов назначения, одновременно увеличивая гибкость запуска и , делая космические полеты более безопасными для астронавтов.
Это также может сделать спутники менее уязвимыми для вражеских атак — и США планируют продемонстрировать это в космосе к 2026 году. отпускание насадки воздушного шара, который вы наполнили воздухом — когда воздух выходит из отверстия, он отправляет воздушный шар в противоположном направлении. Тяга – это сила, движущая воздушный шар.
Большинство ракетных двигателей создают тягу, комбинируя топливо (например, жидкий водород) с окислителем (например, жидкий кислород) и воспламеняя смесь. Это создает газ, который затем вытесняется из сопла двигателя, толкая ракету в противоположном направлении. Однако
Химические ракетные двигатели — не единственный вариант.
Ядерные тепловые двигательные установки мощнее и вдвое эффективнее химических ракетных двигателей.
В 1950-х годах НАСА приступило к изучению систем NTP, которые используют ядерное деление — процесс расщепления атомов — для производства тепла, необходимого для преобразования жидкого топлива в газ и создания тяги.
В настоящее время эти системы не предназначены для запуска космических кораблей с поверхности Земли — для этого будет использоваться химическая ракета, — но они имеют огромные преимущества для путешествий в космосе.
Системы NTP более мощные и в два раза эффективнее химических ракетных двигателей, а это означает, что они могут производить вдвое большую тягу, чем химические ракеты, используя такое же количество топлива.
Эксперты полагают, что они могут сократить время, необходимое ракете для достижения Марса, на 25% (сокращение времени полета примерно на два месяца), что уменьшит воздействие на астронавтов таких угроз, как космическая радиация, микрогравитация и скука.
youtube.com/embed/U1g2aSj9ZTc?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Двигатели NTP также сделают полеты на Марс более гибкими.
Из-за того, что топливо очень тяжелое, единственное окно для запуска химической ракеты с экипажем на Марс — идеальное совпадение орбит Земли и Марса, что происходит только раз в 26 месяцев.
Эффективность системы NTP означает, что ей потребуется гораздо меньше топлива, чем химической ракете, чтобы добраться до Марса, и объем урана едва ли размером с шарик. Полеты могли происходить даже тогда, когда Земля и Марс не находились в оптимальном положении благодаря мощному двигателю, что является хорошей новостью, если вы не можете ждать два года для пополнения запасов или спасения.
«Если бы вы отправили людей на Марс с помощью химической ракеты, вам пришлось бы ждать… пока Марс и Земля снова не окажутся в одном и том же месте [чтобы вернуться]», — Джон Хорак, заведующий кафедрой аэрокосмической политики Нила Армстронга в Университет штата Огайо, сообщил Space Times.
«[Система NTP] позволит вам приходить и уходить, когда вам угодно, так сказать, вместо того, чтобы ждать, пока небесная механика выстроится», — добавил он.
На космическом корабле NTP у астронавтов будет возможность прервать полет на Марс через несколько месяцев после начала путешествия, а не за несколько дней.
НАСА также планирует оснастить химическую ракету с экипажем достаточным количеством топлива, чтобы добраться до Марса с по . Топливо для обратного пути нужно было либо отправить на Красную планету заранее, либо создать из ресурсов на Марсе.
Большая часть топлива химической ракеты расходуется в начале миссии, чтобы вырваться из-под земного притяжения и разогнаться до крейсерской скорости.
Это означает, что через несколько дней у направляющегося к Марсу космического корабля с химической двигательной установкой не будет достаточно топлива, чтобы вернуться на Землю, если экипажу потребуется прервать миссию.
На космическом корабле NTP астронавты могли прервать путешествие даже через несколько месяцев.
Ранний чертеж ядерного теплового двигателя. Кредит: НАСА
Что нового?
Ранние исследования НАСА в области ядерных двигателей были остановлены в 1972 году из-за сокращения бюджета и изменения приоритетов, но в последние годы интерес к этой технологии снова начал расти.
«Сегодняшние достижения в области материалов, возможностей тестирования и разработки реакторов побуждают НАСА оценивать [NTP] как привлекательный вариант 21-го века для продвижения пилотируемых миссий по исследованию Марса и других направлений в дальнем космосе», — писало НАСА в 2018 году.
В июле 2021 года НАСА и Министерство энергетики заключили с американскими компаниями три контракта на сумму около 5 миллионов долларов каждый на разработку реакторов для систем NTP, которые однажды можно будет использовать для миссий с экипажем на Марс или научных миссий в части внешней солнечной системы.
«Эти контракты на проектирование являются важным шагом на пути к осязаемому аппаратному обеспечению реактора, которое однажды может привести к новым миссиям и захватывающим открытиям», — сказал Джим Рейтер, заместитель администратора Управления космических технологий НАСА.
Двигатели DRACO могут дать спутникам США возможность быстро уклоняться от атак противоспутникового оружия.
НАСА работает с BWX Technologies над разработкой топлива NTP, в котором используется низкообогащенный уран вместо высокообогащенного урана, что позволит сократить расходы и снизить риски распространения.
Он также работает с DARPA над программой DRACO. В рамках этого проекта («Демонстрационная ракета для маневренных прилунных операций») разрабатываются двигатели NTP для использования в космосе между Землей и Луной.
DARPA в настоящее время собирает предложения для фаз 2 и 3 программы с целью демонстрации системы NTP на орбите в 2026 году. В случае успеха двигатель DRACO однажды может дать спутникам США возможность быстро уклоняться от атак анти- спутниковое оружие.
«Чтобы сохранить технологическое превосходство в космосе, Соединенным Штатам требуется передовая двигательная технология, которую предоставит программа DRACO», — сказал Натан Грейнер, руководитель программы в отделе тактических технологий DARPA.
Художественная интерпретация космического корабля, оборудованного NTP. Предоставлено: DARPA
Итог
Если программа DRACO сможет продемонстрировать технологию NTP в 2026 году, возможно, вскоре спутники, на которые мы полагаемся для связи, защиты и многого другого, будут питаться от систем и лучше защищены от атаки.
Однако, хотя сокращение времени полета снизит подверженность астронавтов многим космическим угрозам, оснащение пилотируемого космического корабля ядерным реактором сопряжено с определенными рисками.
«Думаю, его нужно будет облететь несколько раз… прежде чем кто-нибудь продаст билеты».
Джефф Шихи
Запуская космический корабль NTP в космос на борту традиционной химической ракеты, НАСА сводит к минимуму вероятность причинения вреда людям во время старта, но затраты и другие факторы, связанные с запуском химической ракеты, по-прежнему будут применяться к миссии.
.
НАСА также необходимо спроектировать космический корабль для защиты астронавтов от самого ядерного реактора — это можно сделать, используя передовые материалы для защиты их от радиации или размещая жилые помещения как можно дальше от него.
В конечном счете, НАСА захочет сделать все возможное, чтобы обеспечить безопасность систем, а это означает годы исследований двигателей NTP, прежде чем мы увидим какие-либо миссии с экипажем, оснащенные ими.
«Никто еще не летал на ядерных двигателях, — сказал CNN в 2021 году Джефф Шихи, главный инженер Управления космических технологий НАСА.
Будем рады услышать от вас! Если у вас есть комментарий к этой статье или совет для будущей статьи о Freethink, напишите нам по адресу [электронная почта защищена] .
ядерная тепловая двигательная установка Archives — SpaceNews
ядерная тепловая двигательная установка
Дэвид Стейтц —
Поскольку НАСА, наконец, запускает первую миссию системы космического запуска, Америка не вкладывает средства в важнейшие космические двигательные технологии, необходимые для отправки астронавтов на Марс.
Из журнала МарсНАСАядерная электрическая двигательная установкаядерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
Отдел оборонных инноваций объявил 17 мая, что он выбрал Ultra Safe Nuclear Corp. и Avalanche для разработки малых космических кораблей с ядерной установкой для демонстраций в космосе, запланированных на 2027 год.
Коммерческий Военный DIUядерная энергетикаядерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны 4 мая опубликовало запрос предложений для следующего этапа демонстрации космического корабля с ядерной силовой установкой.
Военный DARPAядерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
Фред Кеннеди, бывший чиновник Пентагона и опытный космический руководитель, объявил 22 марта, что он возглавляет новый стартап по коммерциализации ядерных тепловых ракетных двигателей.
Коммерческий Фред Кеннедиядерный тепловой двигательСандра Эрвин —
Майкл Лихи, директор Управления тактических технологий DARPA, сказал, что ядерная силовая установка может дать американским военным преимущество перед врагами, сделав спутники более маневренными и менее уязвимыми для атак.
Военный DARPADoDЯдерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
На прошлой неделе подразделение оборонных инноваций объявило конкурс на поставку малых ядерных двигателей для космических миссий за пределами околоземной орбиты.
Военный DIUядерная энергетикаядерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
Космические аппараты с малыми ядерными реакторами могут быть использованы для военных миссий в дальнем космосе, сообщил заместитель командующего космическими силами США 28 июля.
Гражданский Военный ДАРПАНАСАЯдерная тепловая двигательная установкаКосмические силыДжефф Фауст —
Комитет по ассигнованиям палаты представителей принял 15 июля законопроект о расходах, который оставляет нетронутым общее финансирование НАСА, но изменяет формулировку, касающуюся системы посадки человека и ядерной тепловой тяги.
Гражданский Политика и политика Палата представителейHuman Landing SystemNASANASAбюджетная ядерная тепловая двигательная установкаSLSSOFIAДжефф Фауст —
НАСА выбрало три команды компаний для проведения концептуальных исследований ядерных тепловых двигателей (NTP) при планировании финансирования аналогичных исследований ядерных наземных энергетических систем.
Джон М. Горак —
Сегодня у нас есть уникальная возможность сделать более доступной всю Солнечную систему, включая стратегически важный район космоса, окружающий Землю и Луну.
Из журнала ДАРПАНАСАЯдерная тепловая двигательная установкаСандра Эрвин —
DARPA заключило контракт с General Atomics на сумму 22 миллиона долларов на разработку небольшого ядерного реактора для космических двигателей.
Гражданский Военный Луна DARPAGeneral Atomicsядерная тепловая двигательная установкаДжефф Фауст —
НАСА должно продолжать «агрессивное» развитие технологий космических ядерных двигателей, если агентство хочет использовать их для пилотируемых полетов на Марс в следующие два десятилетия, говорится в отчете комитета национальных академий.
Джефф Фауст —
16 декабря Белый дом опубликовал новую директиву о космической политике, призванную служить стратегической дорожной картой для развития космической ядерной энергетики и двигательных технологий.
Политика и политика Национальная космическая политикаядерная энергетикаядерная тепловая двигательная установкаБелый домДжефф Фауст —
Неопределенное общее финансирование и указание Конгресса на увеличение финансирования конкретных проектов могут создать давление на программу космических технологий НАСА, предупредил представитель агентства 1 сентября.
Гражданский Политика и политика НАСАядерная тепловая двигательная установкакосмическая технологияДжефф Фауст —
Пересмотренная политика утверждения запуска космических аппаратов с ядерными энергетическими установками является последней мерой, направленной на поддержку более широкого использования ядерных энергетических систем на орбите и за ее пределами.
Джефф Фауст —
Благодаря финансированию Конгресса и поддержке промышленности технология ядерных тепловых двигателей продвигается вперед для потенциального использования в будущих миссиях НАСА в дальний космос, хотя остается неясным, как она вписывается в исследовательскую архитектуру агентства.
Гражданский Коммерческий Выставка космических технологий ядерная тепловая двигательная установкавоенных США хотят продемонстрировать новые ядерные энергетические системы в космосе к 2027 году
Художественная иллюстрация сверхбезопасной ядерной батареи в космосе во время испытательного полета для подразделения оборонных инноваций США. (Изображение предоставлено DIU) Добавьте подразделение оборонных инноваций в постоянно растущий список правительственных организаций США, активно продвигающих свою работу в области ядерной энергетики.
Организация, которая стремится подготовить военных к использованию появляющихся коммерческих продуктов, 17 мая объявила о двух контрактах на прототипы, «чтобы продемонстрировать следующее поколение ядерных двигателей и мощности для космических кораблей». Конечная цель — демонстрация орбитального полета в 2027 году, говорится в заявлении представителей DIU .
Контракты были переданы двум компаниям, Ultra Safe Nuclear и Avalanche Energy, на демонстрацию ядерных двигателей и энергетических возможностей малых космических кораблей, которые будут работать в окололунном (Земля-Луна) пространстве. (Стоимость контрактов не раскрывается в пресс-релизе.)
Это часть того, что военные США уделяют пристальное внимание окололунной деятельности, чтобы следить за коммерческой и правительственной деятельностью, которая будет активизироваться там в ближайшие десятилетия, включая международную деятельность НАСА. возглавил программу Artemis, целью которой является отправка людей на Луну в 2020-х годах.
Связанный: Самые опасные концепты космического оружия
Американские военные заинтересованы в наблюдении за окололунным пространством, поскольку правительственная и коммерческая деятельность в этом секторе увеличивается. (Изображение предоставлено НАСА)Если все пойдет по плану, Ultra Safe Nuclear продемонстрирует EmberCore, заряжаемую ядерную радиоизотопную батарею, полезную для движения и питания.
«Эта радиоизотопная система «следующего поколения» сможет масштабироваться до уровня мощности, в 10 раз превышающего уровень плутониевых систем, и обеспечивать более 1 миллиона киловатт-часов (кВтч) энергии всего за несколько килограммов топлива», — заявил ДИУ.
Орбитрон Avalanche Energy стремится улавливать ионы синтеза в электростатических полях с помощью магнетрона, чтобы удерживать электроны ближе к их ядрам (атомным ядрам), чем это обычно возможно.
«В результате термоядерного горения затем образуются энергетические частицы, которые генерируют либо тепло, либо электричество, которые могут питать высокоэффективную двигательную установку», — заявил DIU.
«По сравнению с другими концепциями синтеза, устройства Orbitron перспективны для космических приложений, поскольку они могут быть уменьшены в размерах и позволяют использовать их как двигательную установку и источник энергии».
Истории по теме:
Еще одна военная организация, ищущая окололунные ядерные технологии, — это Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA). 4 мая организация объявила о своей готовности приступить к реализации проекта по проектированию, разработке и сборке ядерного теплового ракетного двигателя для ожидаемого демонстрационного полета на околоземную орбиту к 2026 году9.0003
Предложения предназначены для поддержки программы DARPA «Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций» (DRACO), целью которой является разработка системы ядерного теплового двигателя (NTP) для использования в космосе Земля-Луна.
NTP использует реакторы деления для нагрева водорода или другого топлива и запускает их из сопел для создания тяги, создавая отношение тяги к массе в 10 000 раз выше, чем у электрических двигательных установок. Это также лучше, чем химические ракеты, поскольку двигательная эффективность (удельный импульс) NTP примерно в два-пять раз выше, написали официальные лица DARPA в описании программы DRACO .
НАСА также изучает НПТ. Такие системы могли бы доставить астронавтов на Марс вдвое быстрее, чем нынешние двигательные установки (что заняло бы от шести до девяти месяцев). Бюджетный запрос НАСА на 2023 финансовый год, еще не одобренный Конгрессом, включает 15 миллионов долларов для поддержки ядерных двигателей, и НАСА также сотрудничает в проекте DRACO.
Подпишитесь на Элизабет Хауэлл в Твиттере @howellspace (открывается в новой вкладке) . Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom (открывается в новой вкладке) и на Facebook (открывается в новой вкладке) .
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Элизабет Хауэлл, доктор философии, является штатным корреспондентом на канале космических полетов с 2022 года. Она была автором статей для Space.com (открывается в новой вкладке) в течение 10 лет до этого, с 2012 года. Как гордый Trekkie и канадец, она также занимается такими темами, как разнообразие, научная фантастика, астрономия и игры, чтобы помочь другим исследовать вселенную. Репортажи Элизабет с места событий включают в себя два запуска пилотируемых космических кораблей из Казахстана, три миссии шаттлов во Флориде и встроенные репортажи с моделируемой миссии на Марс в Юте. Она имеет докторскую степень. и магистр наук. получил степень бакалавра космических исследований в Университете Северной Дакоты и степень бакалавра журналистики в Карлтонском университете в Канаде.