?

Log in

No account? Create an account
Nuclear Propulsion: RIP - Коллектив Авторов "EugeneBo" [entries|archive|friends|userinfo]
Eugene

[ website | My Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Nuclear Propulsion: RIP [Oct. 28th, 2008|07:35 pm]
Eugene
[Tags|]

Технически, человечество уже лет как 20-40 умеет делать ядерные ракетные двигатели. Список концепций поражает разнообразием. Среди них есть перспективные и вполне даже проработанные, например:

Тепловой ядерный двигатель. С удивлением узнал, что в СССР он был даже построен и испытан. Знакомьтесь: РД-0410. Скорость истечения рабочего тела более 9 километров в секунду. США тоже вели разработки близкой темы -- см. проект NERVA.

Или вот
идейка -- использовать в качестве рабочего тела раствор солей плутония в воде. Изящно до красоты. И, кстати, производительность у такого двигателя может быть просто колоссальная.

Далее, импульсные ракеты, концептуально описанные в фантастике ещё 50-х годов. Потому как просты до безобразия. В частности, проект Орион.

Сегодня мало кто сомневается, что эти штуки работоспособны и могут летать. Не без инженерной доводки, конечно, но могут. У этих двигателей бешеные энергетические характеристики; на них возможны пилотируемые полёты по всей Солнечной Системе. Более того, такие полёты были теоретически возможны ещё в 70-х годах, благодаря простоте этих технологий.

Так за чем же дело? Почему не летаем?



Ограничение не в технике. Ограничение в нас.

Во-первых, защита экипажа от радиации. Требуется таскать с собой тяжеленные экраны. Или делать ракеты в сотни и тысячи метров длиной, чтобы "оттащить" реактор подальше от людей. Это, впрочем, ещё самая лёгкая из проблем. Другие хуже.

Выхлоп импульсных ракет жутко радиоактивен. Старт такого корабля с Земли эквивалентен взрыву тысяч килотонных бомб. Маленькой атомной войне. Кому нужна экспедиция на Марс, если радиоактивное заражение сделает необитаемым целую страну? А затем, "для красоты", на пару лет заразит и околоземную орбиту?

Да, для старта с Земли можно использовать двигатели химические. Но даже если забыть, что это зарубает эффективность всей затеи на порядок, остаётся другая проблема: падения и аварии. Представьте Чернобыльский реактор, влетающий в атмосферу в 100 километрах над землёй и засеивающий радиоактивным мусором полосу 50 на 1000 километров. Где-нибудь над Атлантикой, ага. Никто даже говорить не захочет о поддержке проекта, если вероятность подобной катастрофы составит 0.1% на запуск. И правильно, кстати, сделает.

Вот потому и сидим на Земле. Не оттого, что двигатели делать не умеем. Умеем, ещё как! Мы уже давно могли бы построить купола на Марсе и лаборатории на Меркурии... если бы не эта досадная "мелочь": смертельность радиации для всего живого. И для нас тоже.



"История пишется дохлыми зайцами".
linkReply

Comments:
[User Picture]From: chva
2008-10-29 07:06 am (UTC)
Доставлять радиоактивные и прочие материалы на орбиту орбитальным лифтом, а собирать уже там, на орбитальных стапелях!
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: ___lin___
2008-10-29 10:18 am (UTC)
Тут такое дело – или лифт или низкоорбитальная спутниковая группировка.
Одно из двух ;)
И еще, перед строительством лифта нужно очистить все орбиты ниже 36 тысяч от мусора… ИМХО не реально.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: paul_schultz
2008-10-29 07:30 am (UTC)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: npopok
2008-10-29 07:50 am (UTC)
если бы не эта досадная "мелочь"...

&emdash; человеческая натура, которая вместо жестокого радиоактивного фашистко-тоталитарного прогресса выбрала обезьяньи игры: акции-финансы-выборы, объединённые нации, нобелевские премии мира... бр-рр-р-р.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: ___lin___
2008-10-29 10:04 am (UTC)
Из твердофазного ЯРД выносятся жалкие доли процента делящегося материала.
Загрязнение меньше чем от ТЭЦ.
Правда тяга все же не очень (в отношении к массе – хуже, чем у ЖРД, реактор и защита тяжелы), посему можно использовать только на верхних ступенях и разгонных блоках.
Хотя был проект ”гурколета” с ЯРДом…
На одной конференции (кажется Королевских чтениях) было завялено, что при неограниченном финансировании летный экземпляр ЯРД может быть создан только через 10 лет. Так что готовых двигателей нет совсем.
Насчет катастроф. Если на высоте километров 60 хотя – бы… то не страшно совсем.
Спутники с реакторами падали – и ничего. А уж ядерных испытаний в атмосфере сколько проводилось. Реатор ЯРДа намного меньше реактора АЭС и не загрязнен как Чернобыльский (его вот-вот должны были останавливать и извлекать отходы IMHO).
По поводу старта пульсовика – опять же, ядерных испытаний были десятки.
Где-то считали статистику по крупным (десятки тысяч тонн) пульсовикам – 4 человека на земле отдадут свои жизни за его старт (в смысле статистики, увеличения количества раковых больных и т.д.). Сколько человек отдают свои жизни за плохую новость показанную по ТВ? (увеличение кол-ва сердечных заболеваний и т.д.).
Насчет пульсовиков проблема в другом – не понятно, возможно ли вообще создать демпфирующие системы нужных параметров. Есть мнения, что нельзя.
В любом случае надо проводить геномодификацию людей для лучшей переносимости космической радиации.
По моим прикидкам, отработав на поверхности луны две недели в скафандре (вне базы) – получаешь лучевую болезнь (легкую, даже лысеть не начнешь :) ). Это же никуда не годится!
При полете Земля-Венера-Земля в специально спроектированном корабле (компоновка, построение ориентации, специальные спальные места и т.д.) в год спокойного Солнца – доза очень близкая к лучевой болезни. На границе допустимого.
Хотя… нормы для солдат во время ядерной войны немного другие ;) А тут все же не туристы, а солдаты экспансии…
В общем, проблема есть, и не столько от ЯРД…
И решаться она должна не только с технической стороны…
IMHO основная проблема в отсутствие мотивации к освоению космоса.
Нашли бы на Луне ”минерал бессмертия” или ”сверхсредство от морщин” – и из стран не принадлежащих ”золотому миллиарду” уже бы стартовали пульсовики…
А тысячи рабочих на луне возводили – бы инфраструктуру, и всем было - бы наплевать на то, что после ”командировки”, некоторые из них выташнивали свои внутренности…
Нет кнута и пряника. Нет пинка для освоения, нет приманки! А любопытство утоляется за счет зондов…
Слишком забуржуазилось человечество… не хочет умирать в пустоте за стремление к горизонту.
И я, в том числе, не готов лететь в один конец на Марс…. Не готов, например, лет 20-30 работать на каторжных работах, чтобы мои внуки начали осваивать солнечную системы.
Плохо…
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2008-10-29 07:59 pm (UTC)
>"Спутники с реакторами падали – и ничего" -- ну, всё-таки там реакторы были не гигаваттных мощностей. Куда меньше делящегося материала.

>"По поводу старта пульсовика – опять же, ядерных испытаний были десятки" -- заражения от испытаний всё-таки довольно локализованы... к тому же, нам же не один-единственный пульсовик запускать надо, правда? Значит, ещё на порядок заражение увеличится.

Но в общем я согласен. Конечно, в более полном смысле ограничение -- это отсутствие сильной мотивации. Так или иначе, но если летать к звёздам (или хотя бы к планетам), то менять в первую очереь надо людей. И психологию, и тела.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: gans2
2008-10-29 06:05 pm (UTC)

Хорошо!

Потому что лететь все равно придется. Но живые люди полетят только не готовые, терраформирование планеты и астероиды-аркологи. Как клиенты пересенных на "вечный" носитель разумов их удачливых предков.

А пока
Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс"

http://grani.ru/Society/Science/m.25883.html
Интересная картинка получилась - 1 зиверт или 100 бэр(биологических эквивалентов рентгена) за три года.
0,5 зиверта за раз -
http://rian.ru/society/20061211/56733537.html
"Он сообщил, что говорить об остром лучевом поражении организма человека можно при получении радиоактивной дозы облучения свыше 0,5 зиверт".
То есть сразу умереть не получится, будут мучатся.
"При дозах от 1 до 2 зиверт врачи-радиологи считают, что у пятой части пострадавших возможен летальный исход. При дозах свыше 7 зиверт процент выживающих равен нулю" - это все разовые дозы. Растянутое на 3 года дает 0,01 Зиверт в день. Или 0,34 Зиверта в год.
"В соответствии с федеральным законом РФ от 09.01.96 «О радиационной безопасности населения», допустимая доза облучения с целью диагностики составляет 15 мЗв/год."
"Естественное фоновое ионизирующее излучение обычно варьируется вблизи
2,4 мЗв/год"
0,34/0,015 дает 23 нормы. За двадцать дней хапается норма.
И это в среднем по больнице. Вспышки на Солнце и прочие ГКЛ легко умножат все это. Но самое страшное - все это гамма лучи и протоны и тяжелые ионы высоких энергий. Фольгой и зонтиком от этого не закрытся.

Предельно допустимая доза в течение жизни — от 1 до 4 зиверт (1 для молодых женщин, 4 для пожилых мужчин).
По данным Mars Radiation Environment Experiment, доза на орбите вокруг Марса — в среднем 22 микрогрей в день или 0,08 грей в год, что эквивалентно 0,52 зиверта в год. При солнечных протонных вспышках доза подскакивает до

(!!)500 — 30000(!!) микрогрей в день. Вспышки происходят раз в несколько месяцев, энергия протонов при них более 10 МэВ.

Доза, получаемая в экспедиции на Марс, из расчёта 6 месяцев на полёт туда, 18 месяцев на планете, 6 месяцев обратно:
В период солнечного минимума 1,14 Зв, в т. ч. 0,73 в полёте и 0,41 на Марсе
В период солнечного максимума 0,46 Зв, в т. ч. 0,28 в полёте и 0,18 на Марсе
По другой оценке: 0,675 Зв при максимуме и 1,25 при минимуме.

(Reply) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2008-10-29 08:04 pm (UTC)

Re: Хорошо!

При достаточной мощности двигателей проблема радиации в полёте решается. Закатать жилые помещения под толстый свинец, да магнитным полем "одеть" для отклонения заряженных протонов. Конечно, это лишние сотни тонн... но при достаточной мощности двигателей что нам сотня тонн?

Кстати, странно, в оценке указана меньшая доза в период солнечного максимума, и наоборот. Нет ли опечатки?
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: gans2
2008-10-30 03:18 pm (UTC)

Re: Хорошо!

мопед не мой :-)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: gans2
2008-10-29 06:25 pm (UTC)
"только на готовые, терраформированные планеты"
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: indrik
2008-10-30 12:08 pm (UTC)
>Во-первых, защита экипажа от радиации. Требуется таскать с собой тяжеленные экраны. Или делать ракеты в сотни и тысячи метров длиной, чтобы "оттащить" реактор подальше от людей.

Для защиты экипажа от радиации потребуются не тяжеленные экраны, а огромные ёмкости с водой. Биологическая защита атомного реактора - это огромные бочки, наполненные водой. Свинцовые экраны не защищают от нейтронов (основного поражающего фактора), свинцовые экраны могут защитить только от гамма-излучения.
(Reply) (Thread)
From: insane_reader
2015-01-06 02:16 am (UTC)

защита экипажа от радиации

Вместо воды полиэтилен или пропилен,жидкий аммиак или жидкий водород
(Reply) (Parent) (Thread)
From: insane_reader
2015-01-06 02:44 am (UTC)

Мухи отдельно, котлеты отдельно.

Использовать ракеты с ЯРД без защиты от радиации для доставки на орбиту грузов не боящихся облучения.
Межпланетные корабли собирать на орбите как орбитальную станцию.
Площадка для запуска ракет с ЯРД Южный полюс - не заселён.
А если ещё разберутся,что за ферменты защищают ДНК тараканов и скорпионов от высоких доз радиации, то возможно будет какая-нибудь энзимная или генноинженерная защита.

В космосе форма межпланетного корабля не зависит от аэродинамики, поэтому модули с ядерным реактором и ЯРД можно закрепить далеко от жилых и прочих боящихся облучения модулей на фермах или штангах.

Edited at 2015-01-27 11:09 pm (UTC)
(Reply) (Thread)