Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?

Русский мир

Сообщество 10931 участник
Заявка на добавление в друзья

Дотянет ли ядерный буксир до Марса?

3585 41 15

Дотянет ли ядерный буксир до Марса?

Журналист Александр Березин — о перспективах российского межпланетного буксира с ядерным двигателем.

Александр Березин

Последние несколько месяцев одно за другим появляются сообщения о межпланетном буксире с ядерным реактором и ионным двигателем, который с 2009 года разрабатывается совместно Роскосмосом и Росатомом. 21 марта были обнародованы и данные о первой приёмке тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) — стержней с топливом — для такого «космического» реактора.

В прессе этот проект часто подается как нечто невиданное. Как решающий прорыв, способный разрешить все проблемы человечества на пути к Марсу. Технические специалисты идут ещё дальше и говорят: «Космические ядерные энергодвигательные установки сейчас возможны только в России». Так ли это и зачем вообще нужен проект такого рода на фоне огромного количества обычных ракет, не связанных с опасностью запуска радиоактивных материалов в космос?

 

 

 

Сразу после первых пусков ракет на химическом топливе в 1950-х к их конструкторам по всем миру пришло понимание: далеко на таком виде транспорта в космос не забраться. Энергия, которую ракетные двигатели могут придать космическим аппаратам, связана с массой затрачиваемого топлива и квадратом скорости его истечения. «Химические» ракеты всех мыслимых типов не могут выбрасывать горящее топливо быстрее считаных километров в секунду. Поэтому в их стартовой массе топливо занимает от 95 процентов и более. Даже для полета к Луне пришлось создать ракету массой в тысячи тонн, что сделало экспедиции к ней безумно дорогими и по сути невоспроизводимыми по экономическим причинам. Более далёкие пилотируемые полёты на такой основе будут куда разорительнее.

Электрический ракетный двигатель (ЭРД) в этом плане куда перспективнее. Он способен разгонять ионизированные частицы реактивной струи до десятков километров секунду. Поэтому массу топлива, выбрасываемого в такую струю, можно понизить в десятки и более раз. Однако для работы ему требуется источник энергии, причём солнечные батареи для этого подходят слабо, поскольку их мощность падает пропорционально квадрату расстояния от Солнца и даже на орбите Марса они очень слабы. Из-за всего этого для полёта на большие расстояния логичнее сделать ставку на транспортные ядерные реакторы.

Фактически у человечества просто нет выбора: Homo Sapiens придётся или запускать в космос ядерный реактор, или отказаться от полётов на другие планеты, потому что чистая «химия» для этого технически непригодна. Вопрос стоит не в том, полетит ли корабль с ядерным реактором, а в том, когда это случится и чей флаг будет на его борту.

Всё это было достаточно очевидным уже в начале космической эры. Поэтому еще в 1960-х в СССР был проработан детальный проект межпланетного космического корабля с ядерным реактором мощностью 7 мегаватт на борту.

При помощи сверхтяжёлой ракеты на орбиту предполагалось вывести части для сборки реактора. Чтобы не перетяжелить корабль, защита от разлетающихся нейтронов планировалась только на корме двигателя, обращённой к обитаемому модулю с космонавтами («теневая защита»). Поскольку охладить реактор в космосе водой нельзя, для теплоотвода предполагалось использовать тонкие металлические радиаторы площадью в сотни метров. За реактором и радиаторами располагались модули с топливом для посадки и взлёта на другие планеты.

Политика убила советский «марсианский» проект. После того как Кеннеди начал лунную гонку, Хрущёв приказал переориентироваться на полёт к Луне, который в итоге так и не состоялся. Портативные реакторы использовались СССР только для обеспечения питания военных спутников.

Тем не менее научный задел по межпланетным кораблям никуда не делся, и в 2006 году Российская академия космонавтики имени К.Э. Циолковского выпустила книгу«Пилотируемая экспедиция на Марс», в которой обсчитывались возможные параметры межпланетных миссий. В ней делался логичный вывод, что ядерный буксир на ЭРД — лучший выбор для таких полётов, а нужная мощность его бортового реактора должна быть не меньше 15 мегаватт. В этом случае общая масса корабля на четырёх космонавтов не превысила бы 500 тонн (чуть больше, чем у МКС).

 

 

Комиссия по модернизации при президенте России в 2009 года утвердила что-то вроде демонстрационного образца атомного буксира. Вместо 15 мегаватт его реактор будет иметь всего лишь один мегаватт мощности. Он не сможет доставить людей на другую планету, но будет вполне пригоден для буксировки космических аппаратов с низкой околоземной орбиты к Луне и обратно.

Сам реактор предполагается довольно необычным (газофазным) и будет работать на быстрых нейтронах. Тепло от стержней ТВЭЛов с высокообогащенными соединениями урана будет отводить смесь гелия и ксенона. Затем нагретый газ-теплоноситель приведёт в действие турбину, вырабатывающую электроэнергию, а остаточное низкопотенциальное тепло рассеется через панельные радиаторы. Охлаждённый газ после этого вновь поступит в реактор, и цикл повторится снова.

Главный недостаток такого решения — это то, что урана-235 в топливной смеси будет не меньше 20 процентов. В случае аварии при взлёте он неизбежно попадёт в атмосферу. Впрочем, опасность такого сценария оценивается как умеренная. Главную угрозу при авариях реакторов представляет не сам уран, а быстроделящиеся продукты распада, которых космическая транспортный реактор просто не успеет отработать. Кроме того, мегаваттный реактор попросту очень мал, чтобы содержать значительную массу радиоактивного материала. Собственно, в советскую эпоху военные спутники с реакторами на борту ужепадали на Землю и катастрофического радиоактивного загрязнения из-за этого не произошло.

Кроме того, использование такого «заряженного» топлива приведёт к очень высокой рабочей температуре систем реактора. Материалы для его ТВЭЛов делают из специально созданного сплава на основе молибдена. При этом проектная стойкость нового материала позволит реактору непрерывно работать до 100 000 часов — достаточно, чтобы долететь до Плутона.

К 2017 — 2018 годах опытный образец реактора для глубокого космоса должен быть собран, а его системы испытаны в Сосновом Бору. К 2025 году проект, предположительно, будет готов к испытательному полёту.

Руководство Росатома не скрывает, что конечная цель космического буксира куда масштабнее полетов к Луне. Его глава прямо заявляет: «Сегодняшние космические установки позволяют долететь до Марса за полтора года без возможности вернуться обратно... Установка с ядерным двигателем позволит долететь до Марса за месяц-полтора и вернуться обратно». Быстрота в дальних космических полётах важна ещё и потому, что за год-два полёта космонавты, по расчётам, получат больше ионизирующей радиации, чем допускают сегодняшние нормы.

Отметим, что пока российские наработки по ядерному реактору находятся на переднем крае научно-технического развития. Американские госструктуры на данный момент испытывают трудности даже с обычными химическими ракетами. Опыты США в области ядерных космических двигателей хотя и стоили два миллиарда долларов, были свёрнуты ещё в 1970-х. На сегодня даже они не могут быть воспроизведены в сжатые сроки. Среди прочего, для этого требуется строительство масштабной инфраструктуры. С учётом типичной для США стоимости космических программ даже более скромных масштабов, трудно представить себе, что американские власти без давления извне решатся на реализацию чего-то подобного.

Хотя проект первого в истории межпланетного атомного буксира в данный момент строго укладывается в график, это, к сожалению, не гарантирует, что он когда-либо будет использован для полётов в дальний космос. Пока стоимость НИОКР по буксиру по мировым меркам ничтожна — 17 миллиардов рублей до 2018 года. США на разработку рядовой химической ракеты SLS уже потратили, по разным оценкам, от 11 до 19 миллиардов долларов.

Однако аппарат, создававшийся в контексте будущих полётов к Луне, может остаться невостребованным. На сегодняшний момент Роскосмос не планирует создания лунной базы в обозримом будущем. Остаётся полёт к Марсу, но для него требуется корабль с куда более мощным реактором. При переходе от НИОКР к постройке полномасштабного, а не экспериментального буксира расходы резко вырастут.

К тому же даже мегаваттный по мощности реактор для космического корабля и связанные с ним системы – сложное, многотонное изделие. Даже несмотря на то, что он намного дешевле любых других средств для дальних перелётов, его реализация потребует миллиардов долларов. Конечно, на фоне программы шаттлов, стоившей как полёты на Луну, эта цифра может показаться незначительной, однако и финансовые возможности России и США находятся на несоизмеримом уровне.

 

 

 

Практически все наблюдатели серьёзно сомневаются в том, что у России, находящейся сегодня не в лучшей экономической «форме», могут найтись ресурсы для строительства и полноценного использования ядерного буксира. Напомним, сегодня Роскосмос получает в год меньше бюджетных средств, чем ФСИН. Даже в советское время, когда ситуация с финансированием космоса была несколько лучше, высшее политическое руководство так и не решилось на строительство такого аппарата.

В 2015 году вице-премьер Рогозин прямо озвучил сходную точку зрения: «Надо разобраться, зачем нам лететь на Луну и Марс. Амбиции полезны, но сейчас надо деньги экономить». Определённо, если страна, экономящая деньги, рассматривает полёт на Марс как «амбиции», а не как осмысленную научную задачу, реализации такого полёта на практике можно и не дождаться.

В момент старта программы в 2009 году затраты на неё не казались такой уж серьёзной проблемой. Один из функционеров NASA — Эдвард Кроули прямо говорил, что возможно некое сотрудничество между США и Россией, например, с целью совместного полёта к Марсу на российском ядерном буксире. Понятно, что в случае, если бы США взяли на себя значительную часть расходов, российская сторона смогла бы вывести его на орбиту и подготовить к полёту. В конце концов, именно по такой схеме («ваши деньги — наши ракеты») американские астронавты, пока не имеющие своих кораблей, попадают на МКС. Что мешает скопировать этот подход в отношении межпланетных перелётов?

К сожалению, на сегодня перспективы сотрудничества Россия — США весьма и весьма туманны. В силу известного противостояния, обострившегося с 2014 года, сейчас за океаном людей увольняют с работы просто за добрые слова о российских ракетных двигателях. Как в таких условиях можно ждать сотрудничества на куда более важном направлении, не вполне ясно.

Добавлю, что дело не только о чисто политическом противостоянии. Значительная часть американских элит считает Россию чем-то вроде огромного хуссейновского Ирака, автократией в стадии упадка и загнивания. Для нас это звучит скорее забавно, однако для западного мира это совершенно нормальная позиция. Всё это делает сомнительным тесное сотрудничество, которое необходимо для того, чтобы реализовать полёт к Марсу.

Таким образом, вполне продуманный и наиболее реалистичный из существующих проектов средств дальних космических полётов имеет серьёзный недостаток: у него не просматривается понятных источников финансирования. Россия может создать и испытать экспериментальный атомный космический буксир в запланированный срок, но хватит ли у неё после этого средств на самостоятельные дальние космические полёты — на данный момент не очевидно.

http://lifenews.ru/news/193277

Источник: lifenews.ru
Теги: космос
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (42)

Илья И.

комментирует материал 29.03.2016 #

Вы бы для начала смастерили бы хоть что-нибудь...
А то одни сказки и печаль...

no avatar
николай поляк-брагинский

отвечает Илья И. на комментарий 29.03.2016 #

Еще в 70-х в СССР был готов и испытан двигатель "Фобос", причем, не хуже, если не лучше, чем американский "Нерва". Тогда планировался подход, при котором рабочее тело грелось в активной зоне и выбрасывалось через сопло.

no avatar
Шеврон

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 29.03.2016 #

В 70хх пендося закинули Вояджеры* в космос, они до сих пор работают.

Совок за это время сгинул..
Пуйляндия не в лучшем виде.

Крах путинизма, путиномики обнуляют, сказки Марса кремля. .

user avatar
николай поляк-брагинский

отвечает Шеврон на комментарий 30.03.2016 #

Ваша злоба - не доказательство того, что техника не работает. А Вояджер был один запущен - их не много.

no avatar
ПOЛлукс

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 22.01.2017 #

"А Вояджер был один запущен - их не много. "

Их два )))

user avatar
николай поляк-брагинский

отвечает ПOЛлукс на комментарий 22.01.2017 #

Вы правы, их было два. Столько запустили для повышения надежности решения поставленной задачи. Ядерный двигатель для него не пытались использовать в силу большой длительности полета и сложности прогнозирования активной траектории.

no avatar
николай поляк-брагинский

отвечает ПOЛлукс на комментарий 24.01.2017 #

У нас эти работы небыли опубликованы. Наши прямоточные двигатели были сделаны еще в 70-х годах 20-го века. А недавно были опубликованы сведения о российском плазменном двигателе с реактором в качестве источника питания.

no avatar
ПOЛлукс

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 24.01.2017 #

"У нас эти работы небыли опубликованы"

Но вам конечно доложили ))

"А недавно были опубликованы сведения о российском плазменном двигателе с реактором в качестве источника питания."

не плазменном, а ионном. такие движки США использует давным давно.

user avatar
николай поляк-брагинский

отвечает ПOЛлукс на комментарий 24.01.2017 #

Я работа рядом и знал, что делается. А насчет ионного двигателя, то и у нас он давно разработан и докладывали о нем на конференции в КУАИ в 1974 году. Уже тогда его использовали на одном из ИСЗ (не помню каком). В наше время опубликована идея связи такого двигателя с ядерным реактором и использование такой связки в качестве маршевого двигателя при полете на планеты.

no avatar
ПOЛлукс

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 24.01.2017 #

Ионный двигатель является первым хорошо отработанным на практике типом электрического ракетного двигателя. Концепция ионного двигателя была выдвинута в 1917 году Робертом Годдардом[7], а в 1954 году Эрнст Штулингерruen детально описал эту технологию, сопроводив её необходимыми вычислениями[8].

Первый функционирующий ионный электростатический двигатель (создан в США в NASA John H. Glenn Research Center at Lewis Field) был построен под руководством Гарольда Кауфманаruen в 1959 году. В 1964 году прошла первая успешная демонстрация ионного двигателя в суборбитальном полёте (SERT I)[1]. Двигатель успешно работал в течение запланированной 31 минуты. В 1970 году прошло испытание, призванное продемонстрировать эффективность долговременной работы ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II)[9].

В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1 (первый запуск двигателя — 10 ноября 1998 г.). Следующими аппаратами стали европейский лунный зонд Смарт-1, запущенный 28 сентября 2003 года[10], и японский аппарат Хаябуса, запущенный к астероиду Итокава в мае 2003 года

user avatar
николай поляк-брагинский

отвечает ПOЛлукс на комментарий 24.01.2017 #

Я писал о том, что было у нас. И вообще, по своей специализации (РД - микро энергетика), я несколько знаком с этими вопросами - спасибо за исторический экскурс.

no avatar
Legion 22

отвечает Шеврон на комментарий 18.04.2016 #

В 70хх пендося закинули Вояджеры* в космос, они до сих пор работают.
Совок за это время сгинул..

Вояджеры еще будут лететь очень долго, а пиндосня вместе с еще одной мировой гнидой ангичанами сгинет ))))

user avatar
купол

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 03.04.2016 #

И что??

user avatar
Гацкий Безя

отвечает николай поляк-брагинский на комментарий 14.01.2017 #

ещё в 60-е годы были разработаны баллистические ракеты с ядрёным двигателем... просто их побоялись испытывать

no avatar
Бульдозерист Колымский

комментирует материал 29.03.2016 #

Я верю, друзья, караваны ракет помчат нас вперед от звезды до звезды... И на Марсе будут яблони цвести...

no avatar
Сергей Малыгин

комментирует материал 29.03.2016 #

Ещё в 50--е годы писали о двигателях на атомном реакторе. Он способен достичь Луны за часы, а Марса -за дни. Но это в перспективе.

no avatar
купол

отвечает Сергей Малыгин на комментарий 03.04.2016 #

Ага конечно,видимо разогнавшись до субсветовой!! Полный бред,ни сейчас ни тогда таких технологии не было.

user avatar
Петр Великий

комментирует материал 29.03.2016 #

но хватит ли у неё после этого средств на самостоятельные дальние космические полёты — на данный момент не очевидно.
_____________________________________
А что, трудно напечатать?
Хохоту подобно положение, когда все есть,
нет только бумажек..
Кстати, тут некто Макаров из ГосДуры
считает, что бумажек сиих в России - как грязи..
http://maxpark.com/community/2100/content/5143772#comment_79468674

no avatar
Алексей Хохлов

отвечает Петр Великий на комментарий 29.03.2016 #

Петя, ты посмотри на эту раскоряку - http://rg.ru/pril/article/67/85/48/1000.jpg
На чём её в космос выводить вообще непонятно!
Для неё новый носитель создавать надо.

no avatar
Петр Великий

отвечает Алексей Хохлов на комментарий 29.03.2016 #

Леша, а куда деваться..
На примусах далеко не улетишь.
А такие носители надо собирать вне Земли.
И как бы пригодилась бы Лунная База
со своими "свечными заводиками"..
А ядреные двигатели будут совершенствоваться.
Уж больно примитивный принцип работы
они сейчас используют..

no avatar
Шеврон

отвечает Петр Великий на комментарий 30.03.2016 #

В кремле нонче мечтатели оффшоров, забугорья..
Так что.. не до Луны, Марса.

user avatar
Демьян Богатый

комментирует материал 29.03.2016 #

"
«Вишь ты, — сказал один другому, — вон какое колесо! что ты думаешь, доедет то колесо, если б случилось, в Москву или не доедет?»
— «Доедет», — отвечал другой.
«А в Казань-то, я думаю, не доедет?» — «В Казань не доедет», — отвечал другой. Этим разговор и кончился
"
(С) Н.В.Гоголь.

no avatar
Voyager MM

комментирует материал 29.03.2016 #

Комментарий удален его автором

no avatar
Voyager MM

комментирует материал 29.03.2016 #

"который с 2009 года разрабатывается совместно Роскосмосом и Росатомом"

- боже мой, какая х...ня... Обычная пропаганда для быдло-электората. Дескать, "мы по прежнему впереди планеты всёй". У нас бюджет режут по всем статьям - а вы про космический буксир. И тем более - не для коммерческих, а для фундаментальных (т.е. не дающих непосредственной прибыли) исследований.

У нас промышленность дохнет день за днём - а вы о космосе.

Если цена на нефть упадёт ещё раза в два - то станет вопрос, о том, что будем жрать, а не о том, на чём лететь на Марс.

no avatar
Виктор Демидов

отвечает Voyager MM на комментарий 29.03.2016 #

С одной стороны, Вы правы, безусловно. Но с другой
Как слова в песне из кинофильма "Блондинка за углом":
Не позволяй себе гореть
мечтой не настоящей:
Чтобы душою не стареть
Смотри на небо чаще.

no avatar
ДымДымычМитинВА

комментирует материал 31.03.2016 #

Россия может создать и испытать экспериментальный атомный космический буксир в запланированный срок, но хватит ли у неё после этого средств на самостоятельные дальние космические полёты — на данный момент не очевидно.
--------------
Космос, это хорошо, но сейчас нужны инженеры, которые откажутся от денег, тормозящих развитие науки и выгонят из правительства всех псевдо экономистов.
Вот тогда станет всем всё очевидно.

no avatar
купол

комментирует материал 03.04.2016 #

Вообще статья полное вранье и антинаучный бред.

user avatar
Виктор Дубовицкий

комментирует материал 14.01.2017 #

https://ru.wikipedia.org/wiki/РД-0410

РД-0410 (Индекс ГРАУ — 11Б91, известен также как «Иргит» и «ИР-100») — первый и единственный советский ядерный ракетный двигатель. Был разработан в конструкторском бюро «Химавтоматика», Воронеж.

В РД-0410 был применён гетерогенный реактор на тепловых нейтронах, замедлителем служил гидрид циркония, отражатели нейтронов — из бериллия, ядерное топливо — материал на основе карбидов урана и вольфрама, с обогащением по изотопу 235 около 80 %. Конструкция включала в себя 37 тепловыделяющих сборок, покрытых теплоизоляцией, отделявшей их от замедлителя. Проектом предусматривалось, что поток водорода вначале проходил через отражатель и замедлитель, поддерживая их температуру на уровне комнатной, а затем поступал в активную зону, где охлаждал тепловыделяющие сборки, нагреваясь при этом до 3100 К. На стенде отражатель и замедлитель охлаждались отдельным потоком водорода.

Реактор прошёл значительную серию испытаний, но ни разу не испытывался на полную длительность работы. Внереакторные узлы были отработаны полностью.

no avatar
Futuriter

комментирует материал 24.01.2017 #

Ядерный буксир потерял финансирование в прошлом году, и теперь Росатом делает реактор для него в инициативном порядке. Но когда будет готов к запуску... Думаю, когда нефть будет больше $300 за баррель...

user avatar
Ио Хот

комментирует материал 02.03.2017 #

Это как всегда бывает.
Если эта тема имеет двойное назначение, тогда денег дадут.
Шойгу с Рогизиным одобрят.
Жду срача на тему: "опять за счет пенсий".

no avatar

Читайте также в новостях

×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com

Перейти на мобильную версию newsland