Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Ядерная установка МВт класса в космосе: какие у неё м. б. проблемы?

Грустный Роджер [357K] более года назад

Тут намедни уже был вопрос про ядерный двигатель мегаваттного класса, но я сейчас о другом. Не о том, когда появится, и даже не о двигателе.

Ясен пень, что по мере освоения космоса, особенно дальнего космоса - а освоение предполагает коммерческое использование того, что мы осваиваем, - понадобятся источники энергии значительной мощности. Солнечные панели - это хорошо и просто, но хлопотно и малоэффективно, особенно, опять же, вдали от Солнца, потому как закон обратных квадратов, зараза такая, сильно эту эффективность снижает.

Реальной альтернативой солнечным панелям уже сейчас может быть ядерная энергетическая установка, ведь достаточно компактные и достаточно мощные реакторы в наличии имеются.

Так вот, вопрос: какие проблемы надо будет решить при их применении в космосе? И какая из них, на ваш просвещённый взгляд, самая серьёзная?

бонус за лучший ответ (выдан): 15 кредитов
3

Так вот, вопрос: какие проблемы надо будет решить при их применении в космосе? И какая из них, на ваш просвещённый взгляд, самая серьёзная?

Маневрирование мощностью. Не маневры в пространстве, а маневры с мощностью. У атомных реакторов есть большой минус в том, что их трудно перенастраивать на другую мощность. По этой причине все АЭС до сих пор используются для покрытия базовой составляющей суточного энергопотребления, но не для пиковой. И даже атомные подлодки во время похода имеют свой реактор всегда включенным. Это дизель или электромотор можно выключить и через 10-15 минут снова запустить в работу. С реактором так не получится. Как только его останавливают, начинается так называемое ксеноновое отравление реактора, когда накапливающийся изотоп ксенона с большим сечением поглощения нейтронов препятствует быстрому запуску реактора в работу. Приходится выжидать несколько недель, пока ксенон не выгорит более-менее полно.

С реактором космического назначения будет такая же волынка. Пока космический корабль до цели не добрался и реактор постоянно работает на какой-то одной мощности, проблем не будет. Но вот корабль наконец цели достиг. Значит, реактор нужно выключать. И начнется ксеноновое отравление. Две или даже три недели после выключения реактор запустить снова в работу будет практически не возможно. А откуда тогда брать энергию на работу всяких устройств?

И даже после этих двух-трех недель запускать реактор на расстоянии окажется крайне трудно из-за задержки радиосигнала. Дело в том, что развал ядра урана на осколки носит вероятностный характер и потому изотопный состав всякой накопившейся дряни внутри урановой таблетки каждый раз совершенно иной, чем был ранее. Для запуска реактора с таким составом требуется очень опытный персонал, знающий все тонкости ядерных реакций и умеющий предвидеть последствия своих действий. А запускать реактор на расстоянии, когда сигналу требуется пара часов, чтобы дойти до аппарата, весьма опасно: реакция может пойти не туда, а персонал среагировать не успеет. Если же брать человека на борт, для него надо предусмотреть огромное количество систем жизнеобеспечения.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Грустный Роджер [357K]
1) А зачем выключать реактор, когда добрались до места? Ну добрались и добрались, реактор продолжает работать, тупо сбрасывая энергию в окружающую среду.
2) Я специально подчеркнул в вопросе, что речь не о полётах в космосе, а об освоении космоса. То есть в первую очередь именно о каких-то коммерческих предприятиях, которые потребляют энергию более-менее постоянно.
 более года назад
IGOR PROKHOROV [12.1K]
Ядерный реактор вырабатывает тепло, которое преобразуется турбиной и генератором в электричество с эффективностью около 50%. Остальные 50% нужно сбросить в космос путем излучения, а это очень неэффективный способ теплосъема. Когда корабль достигает цели, на работу его устройств и антенн требуется заметно меньше электроэнергии, чем тратилось ранее на создание реактивной тяги. Если оставить реактор на той же самой мощности, тогда в космос придется сбрасывать уже не 50%, а заметно больше, может быть 70-80%. Но радиаторы настроены на сброс 50%.
Если же делать радиаторы очень большими, тогда львиная доля вырабатываемой электроэнергии станет тратиться на то, чтобы прокачать теплоноситель через такой радиатор. Это вообще самая большая проблема космического корабля: сброс избыточного тепла в окружаюшее пространство.
 более года назад
комментировать
1

Космическая ядерная энергетика — сегодняшняя актуальная тема. Не является новой идея создания для межпланетных полётов ядерной двигательной установки. По прорывным важным направлениям отечественной техники и ядерной науки ведутся сегодня серьезные работы. Опираясь на существенные знания, которые были накоплены за многие десятилетия успешной реализации отечественной атомной программы, а также колоссальный опыт, атомную энергетику активно развивает в наши дни Россия.

Совместным проектом групп ученых , входящих в состав «Росатома» и «Роскосмоса» а также предприятий, является ЯЭДУ. Это ядерная энерго двигательная установка, которая проектировалась для космического аппарата, уровня мегаваттного класса. В 2009-м были начаты работы по созданию установки. Речь идет о создании с целью полета полётов в дальний космос ядерного двигателя. Сегодня имеются существенные проблемы в этом деле. О них пишут СМИ.

Сложную систему охлаждения ЯЭДУ уровня мегаваттного класса успешно уже испытали российские учёные. Для этого схему отвода тепла принципиально совершенно изобрели наши российские учёные. Однако заключается проблема в том, что сгорает после выполнения поставленной задачи этот, расходующий в полете гигантское количество топлива, одноразовый аппарат. Это весьма дорого. Задача стоит создать экономичное многоразовое транспортное средство в космосе, который десятки лет можно использовать в космическом пространстве.

Другой проблемой является безопасность для окружающей среды этой ядерной энергодвигательной установки. Технологию утилизации, отработавших свой ресурс ЯЭДУ, ученым еще только предстоит решить, чтобы после выхода из строя аппараты отправлялись на «орбиту захоронения».

0

Основной проблемой такой установки является то, что она толком никому ни для чего не нужна.

1 мегаватт это очень много для оборудования (не металлургию же на марсе строить) и очень мало для двигателя (250 грамм керосина в секунду это и есть мегаватт).

Плюс к этому - огромная по меркам космической техники масса. Плюс опасность в момент выведения на высокую орбиту.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация