 на 2023 рік NASA обрало ядерну концепцію для першої фази розробки.){kind=link}
Биз космостук изилдөөлөрдүн жаңыланган доорунда жашап жатабыз, бир нече агенттиктер жакынкы жылдарда Айга астронавттарды жөнөтүүнү пландаштырууда. Жакынкы он жылдыкта НАСА жана Кытай Марска экипаждарын жөнөтөт жана жакында аларга башка өлкөлөр да кошулушу мүмкүн. Бул жана башка миссиялар астронавттарды төмөнкү Жер орбитасынан (LOO) жана Жер-Ай тутумунан тышкары алып кете турган миссиялар жашоону колдоо жана радиациядан коргоодон баштап энергия жана кыймылга чейин жаңы технологияларды талап кылат. Ал эми акыркысына келгенде, ядролук жылуулук жана ядролук электр кыймылдаткычы (NTP/NEP) жеңишке негизги талапкер!
2023 NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) программасынын алкагында NASA өнүгүүнүн биринчи фазасы үчүн өзөктүк концепцияны тандап алды. Бимодалдык өзөктүк станциялардын бул жаңы классы "ротордун ылдамдатуу толкун циклин" колдонот жана Марска учуу убактысын 45 күнгө чейин кыскарта алат.
Толкун роторунун ылдамдатуу цикли менен Bimodal NTP/NEP деп аталган сунушту Флорида университетинин гиперсоника программасынын директору жана Флоридадагы инженериядагы прикладдык изилдөөлөр программасынын (FLARE) мүчөсү, профессор Райан Госсе алды. Госстун сунушу бул жылы NAIC тарабынан өнүктүрүүнүн биринчи фазасы үчүн тандалган 14 сунуштун бири болуп саналат, ага долбоор менен байланышкан технологияларды жана методдорду өнүктүрүүгө жардам берүү үчүн $12 грант камтылган. Башка сунуштарга инновациялык сенсорлор, приборлор, өндүрүш технологиялары, энергетикалык системалар жана башкалар кирет.
Ядролук энергетика негизинен эки түшүнүккө бөлүнөт, алардын экөө тең кылдат текшерилген жана тастыкталган технологияларга таянат. Ядролук жылуулук кыймылдаткычы (NTP) үчүн цикл суюк суутекти (LH2) ысытып, аны иондоштурулган суутек газына (плазмага) айландыруучу өзөктүк реактордон турат, ал андан кийин соплолордун жардамы менен тартылуу үчүн багытталат. Бул кыймылдаткыч системасынын, анын ичинде долбоордун сыноо версиясын түзүүгө бир нече аракеттер жасалды Rover, 1955-жылы башталган АКШнын Аскер-аба күчтөрү менен Атомдук энергия боюнча комиссиясынын биргелешкен долбоору.
1959-жылы НАСА АКШнын Аскердик Аба күчтөрүнөн өткөрүп алган жана программа космоско учууга арналган жаңы этапка кирген. Акыр-аягы, бул ракеталык унаалар үчүн өзөктүк кыймылга (NERVA) алып келди, катуу ядролук реактор ийгиликтүү сыналган. 1973-жылы Аполлон доору аяктагандан кийин, программаны каржылоо кескин кыскарып, кандайдыр бир учуу сыноолору жүргүзүлгөнгө чейин анын жокко чыгарылышына алып келди.
Ядролук электр кыймылдаткычы (NEP), экинчи жагынан, инерттүү газды (мисалы, ксенонду) иондоштуруучу жана ылдамдатуучу электромагниттик талааны пайда кылган Холл эффектиси (иондук түргүч) кубаты үчүн өзөктүк реакторго таянат. Бул технологияны өнүктүрүү аракеттери НАСАнын өзөктүк системалар демилгесинин (NSI) алкагындагы Prometheus долбоорун камтыйт.
Эки система тең салттуу химиялык кыймылдаткычтарга караганда олуттуу артыкчылыктарга ээ, анын ичинде жогорку өзгөчө импульс (Isp), күйүүчү майдын натыйжалуулугу жана энергиянын дээрлик чексиз тыгыздыгы. Концепциялар 10 миң секунддан ашык спецификалык импульсту камсыз кылгандыгы менен айырмаланса да, башкача айтканда, алар дээрлик үч саат бою күчтү кармап тура алат, бирок, кадимки ракеталарга жана NTPтерге салыштырмалуу түртүүнүн деңгээли кыйла төмөн.
Электр энергиясынын булагынын зарылдыгы, деп айтты Госсе, ошондой эле идеалдуу шарттарда жылуулук энергиясынын конверсиясы 30-40% түзгөн мейкиндикте жылуулуктун диссипациялоо маселесин козгойт. Ал эми NERVAнын NTP конструкциялары Марска жана андан тышкаркы жерлерге башкарылган миссиялар үчүн эң мыкты ыкма болсо да, бул ыкманын жогорку дельтадагы миссиялар үчүн адекваттуу баштапкы жана акыркы массаларын камсыз кылуу маселелери бар.
Ошондуктан кыймылдын эки ыкмасын камтыган сунуштарга артыкчылык берилет (бимодаль), анткени алар экөөнүн тең артыкчылыктарын айкалыштырат. Gosse сунушу NERVA катуу отун реакторунун негизинде бимодальдуу дизайнды камтыйт, ал 900 секунддук өзгөчө импульсту (Isp) камсыздайт, бул химиялык ракеталардан эки эсе көп.
Госсе сунуш кылган циклге ошондой эле толкун басымын көтөргүч же толкун ротору (WR) кирет, бул технология ичтен күйүүчү кыймылдаткычтарда колдонулган, ал абанын кысуу реакциясынан пайда болгон басым толкундарын колдонот.
NTP кыймылдаткычы менен жупташкан WR реакция массасын андан ары кысуу үчүн реактордогу LH2 отун ысытуудан пайда болгон басымды колдонот. Госсе убада кылгандай, бул NERVA классындагы NTP концепциясына окшош, бирок 1400-2000 секунданын ишке киргизүү убактысы менен күчтүн деңгээлин камсыз кылат. НЭП цикли менен айкалышканда, дейт Госсе, каалоолордун деңгээли ого бетер жогорулайт.
Кадимки кыймылдаткычтар колдонулса, адамдын Марска миссиясы үч жылга чейин созулушу мүмкүн. Бул миссиялар Жер менен Марс эң жакын аралыкта турганда (Марстык оппозиция деп аталган) 26 ай сайын ишке киргизилет жана транзитте кеминде XNUMX-XNUMX ай өткөрүшөт.
45 күндүк (алты жарым жума) транзит миссиянын жалпы убактысын жылдардын ордуна айларга кыскартат. Бул Марска миссиялар менен байланышкан негизги тобокелдиктерди, анын ичинде радиациянын таасирин, микрогравитацияда өткөргөн убакытты жана ага байланыштуу ден-соолук көйгөйлөрүн бир топ азайтат.
Электр станцияларынан тышкары, күн жана шамал энергиясы дайыма эле жеткиликтүү болбогон жерде узак мөөнөттүү жер үстүндөгү миссиялар үчүн туруктуу энергия менен камсыз кылуучу реактордун жаңы конструкциялары боюнча сунуштар бар.
Мисал катары НАСАнын Sterling Technology (KRUSTY) колдонгон киловатт реактору жана NAIC 2023 программасынын алкагында NASA өнүктүрүүнүн биринчи фазасы үчүн тандалып алынган Fission/Fusion гибриддик реактору кирет. Бул жана башка өзөктүк технологиялар бир күнү Марска жана башка терең мейкиндиктеги жерлерге адам башкарган миссияларды ишке ашырууга мүмкүндүк берет. , балким биз ойлогондон да эртерээк!
Ошондой эле кызыктуу: