Silnik kosmiczny, który ma ujarzmić moc atomu. Koncepcja na zlecenie NASA

31 października 2020, 05:37
SoloRocket_NoLogo-2
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Amerykańska firma Ultra Safe Nuclear Technologies, będąca spółką zależną Ultra Safe Nuclear Corporation z Seattle w stanie Waszyngton - zadeklarowała ukończenie zamówionej koncepcji bezpiecznego napędu nuklearnego dla systemów nośnych, stworzonej z myślą o międzyplanetarnej eksploracji kosmicznej NASA. Zadanie realizowano w ramach badań finansowanych przez amerykańską agencję kosmiczną nad jądrowymi systemami napędowymi umożliwiającymi dotarcie do najbliższych nam obiektów Układu Słonecznego - Księżyca i Marsa.

Zaprojektowany napęd ma charakteryzować się potencjałem wytwarzania wystarczająco dużego ciągu, aby o ponad połowę skrócić czas trwania przelotu na Księżyc. Jak deklarują przedstawiciele USNC-Tech, z ich dotychczasowych pomiarów i obliczeń wynika, że silnik nuklearny ich projektu może generować ponad dwukrotnie większy impuls właściwy, niż oferują to współczesne najefektywniejsze napędy rakietowe (bazujące na procesie spalania chemicznego materiału pędnego). Bezpieczne uzyskiwanie tak wysokich osiągów mają umożliwić istniejące pasywne rozwiązania zapewniające kontrolowany i izolowany przebieg reakcji jądrowej.

"Nasz silnik wykorzysta pełnię potencjału, jaki oferują nam sprawdzone technologie, eliminuje podatności na awarie z poprzednich koncepcji NTP (nuklearnych silników rakietowych – przyp. red.) i oferuje impuls właściwy ponad dwukrotnie większy niż w przypadku systemów chemicznych" – deklaruje dr Michael Eades, główny inżynier w Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech). "Chcemy przewodzić wysiłkom zmierzającym do otwierania nowych granic w kosmosie i robić to szybko oraz bezpiecznie" - zapewnia.

Silnik USNC-Tech, według podawanych parametrów projektu, miałby pozwolić na wykonanie przelotu na Marsa w ciągu zaledwie trzech miesięcy i zapewnić liczony w godzinach, a nie dniach transport na powierzchnię Księżyca. Zamysłem jest w tym przypadku przyspieszenie realizacji planów budowy stacji badawczej na jego powierzchni.

image
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Jak przedstawiają to autorzy koncepcji, osiągnięcie oczekiwanych rezultatów mają umożliwiać ich silnikowi NTP współcześnie notowane postępy w projektowaniu paliw jądrowych i pasywnych metod ich zabezpieczania. Część z nich firma USNC deklaruje jako swoje własne innowacje, wśród których wyszczególnia patent kapsułkowego wkładu paliwowego (Fully Ceramic Micro-encapsulated fuel, FCM™), obejmującego granulat uranowy w płaszczu ceramicznym (TRISO) zamknięty w gęstej matrycy z węgliku krzemu. We wnętrzu każdej pojedynczej frakcji tego materiału paliwowego (granulatu) znajduje się niewielkie jądro z nisko wzbogaconego uranu (High-assay low-enriched uranium - HALEU).

Rozwiązanie uważane jest za wyjątkowo korzystniejsze dla funkcjonowania reaktorów wysokotemperaturowych - nie tylko tych naziemnych, ale jak ma okazać się niebawem, także tych kosmicznych. Przemawiać za tym ma przede wszystkim poprawiona charakterystyka bezpieczeństwa działania oraz elastyczność w dostosowaniu do wymogów inżynieryjnych konstrukcji. Samo FCM pozwoli natomiast, w razie zastosowania na statkach kosmicznych, łatwiej chronić astronautów oraz ich środowisko pracy przed niebezpiecznym promieniowaniem. Sam reaktor ma być łatwo konfigurowalny i zdatny do funkcjonowania w warunkach mikrograwitacji.

image
Ilustracja: Ultra Safe Nuclear Corporation [usnc.com]

Co istotne, napęd ma korzystać z materiału paliwowego, który jest produkowany w zakładach wyspecjalizowanych w wytwarzaniu paliwa na potrzeby pracujących współcześnie elektrowni atomowych. Decydując się na wykorzystanie tego silnika, przedstawiciele NASA nie musieliby inwestować zatem w rozwój niezależnej infrastruktury produkcyjnej i transportowej. "Kluczem do projektu USNC-Tech jest świadome nakładanie się technologii reaktorów naziemnych i kosmicznych" – wyjaśnia dr Paolo Venneri, dyrektor generalny USNC-Tech. "To pozwala nam wykorzystać postęp w technologii jądrowej i infrastrukturze systemów naziemnych i zastosować je w naszych reaktorach kosmicznych" - zapewnił dalej.

Zaprojektowane z myślą o rozwoju komercyjnym, systemy NTP firmy USNC-Tech mają oferować te korzyści nie tylko podmiotom rządowym, jak NASA czy Departament Obrony USA. Koncern zapowiada, że otworzy nowe możliwości biznesowe, jak szybkie usługi przewozu globalnego z użyciem nuklearnych systemów nośnych na trajektoriach suborbitalnych (z przelotem pozaatmosferycznym).

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 35
Bloger Pirx
sobota, 31 października 2020, 21:37

Koncepcja z lat 60-tych. Zarówno w USA jak i ZSRR zbudowano wtedy działające silniki jądrowe wykorzystujące wodór jako pednik. Impuls właściwy był rzędu 900 sekund. Jak na pół wieku postęp technologiczny w tej dziedzinie jest żenująco niski.

Oregon
środa, 4 listopada 2020, 00:25

Niestety masz rację.

Kowalskiadam154
sobota, 31 października 2020, 12:57

Jak wygrają Demoraci to NASA może zapomnieć o atomowych napędach

AB
sobota, 31 października 2020, 12:07

Nic nowego. Wystarczy odkurzyć amerykańskie projekty z lat sześćdziesiątych zeszłego wieku KIWI i NERVA. Tylko, że do tego, trzeba by pogonić Zielonych na drzewo.

Szczery do bolu
sobota, 31 października 2020, 20:18

Racej projekt pluton

Davien
sobota, 31 października 2020, 21:22

Pluton to miał być silnik do pocisków manewrujących i rakiet.

Dr. Antoni Jarmuż
niedziela, 1 listopada 2020, 22:11

Pluton juz od dawna jest uznawany za planete karłowatą.

AB
sobota, 31 października 2020, 23:12

Pogodzę Was. Guglnijcie sobie M-19 Gurkolyot. Koncept napędzanego ciekłym wodorem radzieckiego samolotu strumieniowego, dopalanego radioaktywnymi spalinami, a po osiągnięciu granic atmosfery, włączający silnik atomowy typu NERVA. Dzięki temu mamy SSTO wynoszący za jednym lotem na orbitę czterdzieści ton. Przy ówczesnej, a i pewnie przy dzisiejszej technice, raczej nieosiągalne, ale przyjemnie pomarzyć. :)

Yzk
sobota, 31 października 2020, 19:20

Nie zielonych tylko węglarzy i ropniaków, którzy drżą na myśl o konkurencji atomowej

Jacek
niedziela, 1 listopada 2020, 21:53

Zieloni to zamykają elektrownie atomowe, np w Niemczech.

Litokala
niedziela, 1 listopada 2020, 20:21

Taaa, bo stracą na rakietach na węgiel

Tweets Space24