perjantaina 29

työpöytä v4.2.1

Root NationНовиниIT-uutisiaNASA kehittää ydinrakettia, joka saavuttaa Marsin vain 45 päivässä

NASA kehittää ydinrakettia, joka saavuttaa Marsin vain 45 päivässä

-

Elämme uusiutuneen avaruustutkimuksen aikakautta, ja useat virastot suunnittelevat lähettävänsä astronautteja Kuuhun tulevina vuosina. Seuraavan vuosikymmenen aikana NASA ja Kiina lähettävät miehistöjä Marsiin, ja muut maat voivat pian liittyä niihin. Nämä ja muut tehtävät, jotka vievät astronautit matalan Maan kiertoradan (LOO) ja Maan ja Kuun järjestelmän ulkopuolelle, vaativat uusia teknologioita elämän tukemisesta ja säteilysuojauksesta energiaan ja propulsiojärjestelmään. Ja mitä tulee jälkimmäiseen, ydinlämpö- ja ydinsähköpropulsio (NTP/NEP) on tärkein haastaja voittoon!

Osana 2023 NASA:n Innovative Advanced Concepts (NIAC) -ohjelmaa NASA on valinnut ydinkonseptin ensimmäiseen kehitysvaiheeseen. Tämä uusi bimodaalisten ydinvoimaloiden luokka käyttää "roottorin kiihtyvyysaaltosykliä" ja voi lyhentää lentoajan Marsiin 45 päivään.

NASA
Bimodaalinen NTP/NEP-konsepti aaltoroottorin kiihtyvyyssyklillä

Ehdotuksen, nimeltään Bimodal NTP/NEP with Wave Rotor Acceleration Cycle, esitti professori Ryan Gosse, Floridan yliopiston hypersonics-ohjelman johtaja ja Florida Program for Applied Research in Engineering (FLARE) -ryhmän jäsen. Gossen ehdotus on yksi 14:stä NAIC:n tänä vuonna valitsemasta ensimmäisestä kehitysvaiheesta, joka sisältää 12 500 dollarin apurahan hankkeeseen liittyvien teknologioiden ja menetelmien kehittämiseen. Muita tarjontaa olivat innovatiiviset anturit, instrumentointi, valmistusteknologiat, tehojärjestelmät ja paljon muuta.

Ydinvoima tiivistyy pohjimmiltaan kahteen käsitteeseen, jotka molemmat perustuvat perusteellisesti testattuihin ja varmennettuihin teknologioihin. Nuclear Thermal Propulsion (NTP) sykli koostuu ydinreaktorista, joka lämmittää nestemäistä vetyä (LH2) ja muuttaa sen ionisoiduksi vetykaasuksi (plasma), joka sitten ohjataan suuttimien läpi työntövoiman luomiseksi. Tästä propulsiojärjestelmästä on tehty useita yrityksiä luoda testiversio, mukaan lukien projekti Rover, Yhdysvaltain ilmavoimien ja atomienergiakomission yhteinen hanke, joka käynnistettiin vuonna 1955.

У 1959 році NASA перейняло керівництво від ВПС США, і програма вступила в нову фазу, присвячену застосуванню в космічних польотах. Зрештою, це призвело до створення ядерного двигуна для ракетних транспортних засобів (NERVA) – ядерного реактора з твердою серцевиною, який успішно пройшов випробування. Із завершенням ери Apollo в 1973 році фінансування програми було різко скорочено, що призвело до її скасування ще до того, як були проведені будь-які льотні випробування.

NASA

Ydinsähköpropulsio (NEP) puolestaan ​​​​nojaa ydinreaktoriin, joka käyttää Hall-tehopotkuria (ionipotkuria), joka tuottaa sähkömagneettisen kentän, joka ionisoi ja kiihdyttää inerttiä kaasua (kuten ksenonia) työntövoiman luomiseksi. Tämän teknologian kehittämiseen kuuluu NASA:n Prometheus-projekti Nuclear Systems Initiativen (NSI) puitteissa.

Molemmilla järjestelmillä on merkittäviä etuja perinteisiin kemiallisiin moottoreihin verrattuna, mukaan lukien korkeampi ominaisimpulssi (Isp), polttoainetehokkuus ja käytännössä rajoittamaton energiatiheys. Vaikka konseptit eroavat toisistaan ​​siinä, että ne tarjoavat yli 10 XNUMX sekunnin pituisen ominaisimpulssin, eli ne voivat ylläpitää työntövoimaa lähes kolme tuntia, työntövoiman taso on melko alhainen verrattuna perinteisiin raketteihin ja NTP: hin.

Sähkövoimalähteen tarve nostaa Gosse mukaan myös kysymyksen lämmön hajaantumisesta avaruuteen, jossa lämpöenergian muunnos on 30-40 % ihanteellisissa olosuhteissa. Ja vaikka NERVAn NTP-mallit ovat paras menetelmä miehitetyille lennolle Marsiin ja sen ulkopuolelle, tällä menetelmällä on myös ongelmia riittävien alku- ja lopullisten massa-osien tarjoamisessa korkean delta-purskeen tehtäviin.

Tästä syystä ehdotukset, jotka sisältävät molemmat liiketavat (bimodaaliset), ovat suositeltavia, koska niissä yhdistyvät molempien edut. Gossen ehdotus sisältää NERVA-kiinteän polttoaineen reaktoriin perustuvan bimodaalisen suunnittelun, joka antaisi 900 sekunnin ominaisimpulssin (Isp), mikä on kaksi kertaa kemiallisten rakettien nykyinen suorituskyky.

Gossen ehdottama sykli sisältää myös aaltopaineen tehostimen tai aaltoroottorin (WR), polttomoottoreissa käytettävän teknologian, joka käyttää imuilman puristusreaktion synnyttämiä paineaaltoja.

Yhdistettynä NTP-moottoriin WR käyttää painetta, joka syntyy lämmittämällä LH2-polttoainetta reaktorissa reaktiomassan puristamiseen edelleen. Kuten Gosse lupaa, tämä tarjoaa työntövoiman, joka on verrattavissa NERVA-luokan NTP-konseptiin, mutta käynnistysaika on 1400 2000-XNUMX XNUMX sekuntia. Yhdistettynä NEP-sykliin, Gosse sanoo, että himo kasvaa entisestään.

Mars

Jos käytetään perinteisiä moottoreita, miehitetty lento Marsiin voi kestää jopa kolme vuotta. Nämä tehtävät käynnistyvät 26 kuukauden välein, kun Maa ja Mars ovat lähimpänä etäisyyttä (ns. Marsin oppositio), ja ne viettävät vähintään kuudesta yhdeksään kuukautta kuljetuksessa.

45 päivän (kuusi ja puoli viikkoa) kauttakulku lyhentäisi koko tehtävän keston kuukausiin vuosien sijaan. Tämä vähentäisi huomattavasti Mars-lentoihin liittyviä pääriskejä, mukaan lukien säteilyaltistus, mikrogravitaatiossa vietetty aika ja niihin liittyvät terveysongelmat.

Voimalaitosten lisäksi on ehdotettu uusia reaktorimalleja, jotka tarjoaisivat vakaan virtalähteen pitkiin maatehtäviin, joissa aurinko- ja tuulivoimaa ei aina ole saatavilla.

Esimerkkejä ovat NASAn Sterling-tekniikkaa käyttävä kilowattireaktori (KRUSTY) ja fission/fuusiohybridireaktori, joka valittiin NASAn ensimmäiseen kehitysvaiheeseen NAIC 2023 -ohjelman puitteissa. Nämä ja muut ydinteknologiat voivat jonain päivänä mahdollistaa miehitettyjen lentojen suorittamisen Marsiin ja muihin paikkoihin syvässä avaruudessa. , ehkä nopeammin kuin uskommekaan!

Mielenkiintoista myös:

Kirjaudu
Ilmoita asiasta
vieras

0 Kommentit
Upotetut arvostelut
Näytä kaikki kommentit
Muut artikkelit
Tilaa päivityksiä

Viimeaikaiset kommentit

Suosittu nyt
0
Rakastamme ajatuksiasi, kommentoi.x