Энергетические системы спутников и космических аппаратов

Олег Грановский

Модератор
Команда форума
#1
NASA отказалось от проекта радиоизотопного генератора Стирлинга:
http://lenta.ru/rubrics/science/cosmos

Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) США отказалось от разработки улучшенного радиоизотопного генератора Стирлинга (ASRG), сообщает Planetary News. Такие генераторы, использующие энергию распада плутония-238, позволили бы космическим аппаратам совершать полеты в глубоком космосе. Поводом для закрытия проекта стало сокращение финансирования ряда космических программ NASA.

Еще одним поводом для закрытия проекта стали увеличившиеся объемы поставок плутония-238, необходимого для работы уже существующих радиоизотопных генераторов. Все оборудование и данные исследований по проекту ASRG будут переданы в Центр исследований Гленна для дальнейшей разработки и изучения технологии Стирлинга. При этом в целом проект больше не будет приоритетным на ближайшие несколько лет. ...
 

Олег Грановский

Модератор
Команда форума
#2
США впервые за 30 лет получили замену плутонию-238 из России:
http://lenta.ru/news/2015/12/23/plutonium238/

Окриджская национальная лаборатория в США впервые за последние 30 лет наработала плутоний-238. Получено 50 граммов вещества. Ранее этот радиоактивный изотоп, используемый в межпланетных миссиях, Соединенные Штаты закупали у России. Об этом сообщается на сайте лаборатории.

Образец оксида плутония-238 произведен в виде порошка и уже может использоваться в качестве источника тепла для космических программ НАСА. Таким образом, Окриджская национальная лаборатория продемонстрировала свою способность обеспечить США дорогим радиоактивным изотопом.

Производство плутония-238 начнется в штате Айдахо. Полученные образцы радиоактивного изотопа будут отправлены на хранение в Лос-Аламосскую национальную лабораторию.

В настоящее время в распоряжении США имеется 35 килограммов плутония-238, из которых требованиям НАСА удовлетворяет половина. Этого достаточно, чтобы обеспечить радиоизотопными источниками энергии две-три космические миссии агентства, запланированные на вторую половину 2020 годов.

При существующем финансировании от Министерства энергетики США (около 15 миллионов долларов в год) Окриджская национальная лаборатория гарантировала, что нарастит производство плутония-238 с 300-400 граммов до 1,5 килограмма в год.

В США наработка плутония-238 стартовала в 2013 году в Окриджской национальной лаборатории.

В 1992 году Соединенные Штаты подписали с Россией договор о закупке изотопа для своих космических программ. Соглашение предусматривало закупку плутония-238 массой от 10 до 40 килограммов и перестало действовать в 2009 году из-за реформ в российской ядерной отрасли.

Производство плутония-238 в США было остановлено в конце 1980-х годов. До этого его получали на заводе в Южной Каролине.

Чтобы получить этот изотоп, нептуний-237 смешивают с оксидом алюминия с образованием смеси с высокой плотностью гранул, помещают в реактор, где смесь подвергается облучению, превращается в нептуний-238 и затем — в плутоний-238. Впоследствии для отделения плутония-238 от нептуния-238 смесь растворяют и химическим путем получают первый изотоп (в форме оксида).
 

Олег Грановский

Модератор
Команда форума
#3
«Росатом» изготовил опытную партию «космического» ядерного топлива:
http://lenta.ru/news/2016/03/22/rosatom/

Госкорпорация «Росатом» изготовила опытную партию «космического» ядерного топлива. Корпорацией были созданы тепловыделяющие элементы (твэлы) для не имеющего аналогов в мире проекта транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки. Об этом сообщает РИА Новости.

Предполагается, что в 2018 году «Росатом» представит опытный образец ядерного реактора для этого космического двигателя. Приемка опытной партии твэлов прошла на предприятии топливной компании «Росатома» ТВЭЛ «Машиностроительный завод».

Проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса осуществляется с 2010 года. Целью проекта является обеспечение России лидирующих позиций в области разработки высокоэффективных энергетических комплексов космического назначения. Технические решения, заложенные в проект, реализуемый совместно «Росатомом» и «Роскосмосом», позволят решать широкий спектр задач, в том числе — по программам исследования Луны и дальних планет.

«Росатом» объединяет более 350 предприятий и научно-технических организаций атомной отрасли России. Выручка компании за рубежом в 2015 году составила 6,3 миллиарда долларов, портфель зарубежных заказов на десятилетний период превысил 110 миллиардов долларов. Российская корпорация на конец 2015 года занимала первое место в мире по числу проектируемых и строящихся атомных энергоблоков, количество которых составляет 31 единицу. Госкорпорация обеспечивает 33 процента выработки электроэнергии в европейской части России.

Росатом занимает лидирующее положение на мировом рынке ядерных технологий, занимая первое место в мире по количеству одновременно сооружаемых АЭС за рубежом, второе место в мире по запасам урана и третье место по объему его добычи.
 

Олег Грановский

Модератор
Команда форума
#4
В России назначили сроки летных испытаний ядерной космической установки:
https://lenta.ru/news/2016/04/26/nuclear/

В России назначены сроки проведения летных испытаний ядерной космической энергодвигательной установки. Об этом, как сообщает ТАСС, журналистам сообщил директор атомного центра материаловедческого профиля «Институт реакторных материалов» (город Заречный, Свердловская область) Дмитрий Марков.

Первые испытания установки в космосе назначены на 2020-е годы. «Установка мегаваттного класса позволяет формировать мощные электроядерные двигатели, которые до серьезных, хороших скоростей могут разгонять межпланетные аппараты», — сказал Марков.

В ближайшее время планируется создать стенд для проведения наземных испытаний установки. К настоящему моменту в «Институте реакторных материалов» завершены тестирования тепловыделяющих элементов для нее. Аналогичные элементы используются в полноценных реакторах.

Программа по созданию новой ядерной космической энергодвигательной установки началась в 2008 году при участии Росатома и Роскосмоса. Ее целью заявлено создание ядерных агрегатов для путешествий в далекий космос, которые позволили бы за короткий промежуток времени достигнуть других планет.

В марте глава госкорпорации Росатом Сергей Кириенко в ходе выступления в Совете Федерации заявлял о возможности космического корабля с ядерным двигателем долететь до Марса за один-полтора месяца и совершить при этом множество маневров.

В период с 1970 по 1988 год в СССР был осуществлен запуск 32 космических аппаратов с термоэлектрической ядерной энергоустановкой. Ядерный ракетный двигатель разработан и прошел испытания на Семипалатинском полигоне в период с 1960 по 1980 год.

Современные межпланетные станции преодолевают расстояние между Землей и Марсом (в наиболее благоприятный период) более чем за полгода. Например, миссия Mars Science Laboratory, в ходе которой на поверхность Красной планеты был доставлен самый тяжелый рукотворный объект (ровер Curiosity), заняла 254 дня.
 

Progressor

Модератор
Команда форума
#8
Нарушающий законы физики двигатель получил признание ученых
https://lenta.ru/news/2016/11/21/emdrive/
Пока что не признание, а публикация в рецензируемом журнале, что в принципе уже неплохо.

Кстати, если речь идет о металлическом ведре с диэлектрической крышкой и электромагнитным излучением внутри (СВЧ), то эту систему/полость нельзя считать замкнутой, так что название статьи не по делу.

Но публикация важна, так как критики теперь имеют возможность писать про что-то конкретное.
 
#9
Кстати, если речь идет о металлическом ведре с диэлектрической крышкой и электромагнитным излучением внутри (СВЧ), то эту систему/полость нельзя считать замкнутой, так что название статьи не по делу.
Ну может они это ведро во время эксперимента изолировали от внешних воздействий. Не думаю, что рецензенты не обращали внимание на этот момент.
 
#10
После прочтения статьи и околостатейных комментариев у меня создалось впечатление, что Harold White (главный фигурант этого отчёта) и все его Eagleworks - Это фрики от future propulsion systems, которые хитрым образом получили грант от NASA и занимаются всякой фантастической фигнёй, типа "двигателя Алькубьерре". Ну вот теперь и Ведро с гайками "протестировали"...
Особенно доставляет раздел статьи (discussion), в которой пытаются натянуть на мизерный полученный дефет тяги (1.2mN/kW - это эффект давления комара на грунт, при этом расходующего энергию, как электрочайник) - псевдофизическую теорию (одну из многочисленных нелокальных теорий скрытых переменных в КМ). И ни одной формулы - сплошная "вода".
Я, ничтоже сумняшеся, думал что все теории скрытых переменных давно сдохли, ещё при фон-Неймане. :)
 
#11
После прочтения статьи и околостатейных комментариев у меня создалось впечатление, что Harold White (главный фигурант этого отчёта) и все его Eagleworks - Это фрики от future propulsion systems, которые хитрым образом получили грант от NASA и занимаются всякой фантастической фигнёй, типа "двигателя Алькубьерре". Ну вот теперь и Ведро с гайками "протестировали"...
Особенно доставляет раздел статьи (discussion), в которой пытаются натянуть на мизерный полученный дефет тяги (1.2mN/kW - это эффект давления комара на грунт, при этом расходующего энергию, как электрочайник) - псевдофизическую теорию (одну из многочисленных нелокальных теорий скрытых переменных в КМ). И ни одной формулы - сплошная "вода".
Я, ничтоже сумняшеся, думал что все теории скрытых переменных давно сдохли, ещё при фон-Неймане. :)
Вот зачем всю малину испортил, я уже мечтал о своем звездолете еще до 2035 года, а ты....;(
 
#12
Вот зачем всю малину испортил, я уже мечтал о своем звездолете еще до 2035 года, а ты....;(
Так это не я - это Бритва Оккама лишает нас самых увлекательных и мистических вариантов, связанных с нарушением всяких законов сохранения. ;)
А так-то вобще безумных идей навалом. :)
 
#13
https://www.upi.com/Defense-News/20...-for-spacecraft-reactor-design/7131501770619/
NASA taps BWXT for spacecraft reactor design
BWXT Nuclear Energy Inc. is to draw up conceptual designs for a nuclear thermal propulsion reactor for the National Aeronautics and Space Administration.

The propulsion reactor design would be in support for a possible future manned mission to Mars.
...
The contract awarded BWXT Nuclear Energy is worth $18.8 million.

Work will involve the initial reactor conceptual design, initial fuel and core fabrication development, licensing support for initial ground testing, and engine test program development.

The reactor would be part of a nuclear thermal propulsion rocket engine to propel a spacecraft from Earth orbit to Mars and back. BWXT said its reactor design is based on low-enriched uranium fuel.

Work on the program will begin immediately, the company said, and is expected to continue through 2019, subject to the exercise of contract options and provision of annual congressional funding.
http://www.newsadvance.com/work_it_...cle_8133d4b2-7849-11e7-8219-9bfce04e071a.html
"The reactor would be part of a nuclear thermal propulsion rocket engine designed to propel a spacecraft from Earth orbit to Mars and back," the company said.

"BWXT’s reactor design is based on low enriched uranium fuel. Nuclear thermal power for spaceflight has a number of advantages over chemical-based designs, primarily providing higher efficiency and greater power density resulting in lower propulsion system weight. This would contribute to shorter travel times and lower exposure to cosmic radiation for astronauts."

 
#14
Специалисты NASA испытали новый ионный двигатель X-3, разработанный исследователями из Мичиганского университета. Устройство побило несколько рекордов, в том числе достигло максимальных на данный момент мощности, тяги и рабочего тока, сообщаетcя на сайте Space.com.
http://rus.delfi.lv/news/daily/nauka/v-nasa-uspeshno-ispytali-ionnyj-dvigatel.d?id=49347827
 
#18
С реакторами все намного хуже.
Причем проблемы там не только технического, но в основном политического и социального свойства.
 
#19
Ну так реакторы тоже в процессе...
Конечно расходовать over 100 kW для тяги в 5 ньютонов - это не очень эффективная трата электроэнергии. Но не забываем, что солнечный свет халявный и нелимитированный, в отличие от реактивной массы. Если прикинуть, что на земной орбите 10 м² солнечных панелей дадут 1 кВт, то для обеспечения двигателя энергией придется панелей на 30-40 тонн поднять. А если говорить про орбиту Марса, то вдвое больше.

Казалось бы ядерный реактор здесь выигрывает. Но там также есть место с огромными потерями эффективности - преобразование тепла в электричество. Паровую турбину в космос не отправить, более-менее эффективный цикл тепло-механика-электричество не сработает. Придется прямое термопреобразование использовать, с КПД хуже 5%. Подсказать, сколько будет весить в твоем реакторе радиатор для сброса 2 МВт тепла?