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
Eytu
czwartek, 5 listopada 2020, 20:39

Napęd przyszłości w kosmosie to moze być akcelerator cząstek - np wodoru. Trzeba ukształtować drogę jego przyspieszania aby miał czas na osiągnięcie wielkich prędkości. Być może helikalny tor i w pewnym momencie ("ostatnia prosta") wypuszczenie atomu w przestrzeń kosmiczną. Trzeba nałożyć na ten akcelerator drugi "na stos" - tak aby atomy były wyrzucane równolegle (Tylko jeden akcelerator będzie kręcił się jak bączek). Dołączony do tego reaktor termonuklearny. Oraz na zewnątrz olbrzymi divertor. TAk aby łapał podczas podróży wodór z przestrzeni kosmicznej- pędnik.

ciekawy
niedziela, 8 listopada 2020, 02:07

Ok, a atomy wodoru jak będziesz przyspieszał?

Eytu
sobota, 7 listopada 2020, 08:52

PS. Nałożenie tylko dwóch "krążków" - akceleratorów bedzie miało wadę. Powstanie nierównomierny ciąg, który będzie stale przekrzywiał statek kosmiczny/ satelitę. Dlatego "niestety" tych akceleratorów ( "krążków") musi być co najmniej 8 . Bateria/rząd dwoch akceleratorów najniższych - atomy wypuszczane po zewnątrz, kolejny stos - akceleratory wypuszczają atomy po wewnątrz, kolejny po wewnątrz, i na końcu po zewnątrz. Może też być konfiguracja wew/ zew/ zew/ wew.

Eytu
środa, 11 listopada 2020, 11:11

Ps2. Pobieranie wodoru za pomocą divertora można pominąć. Prawdopodobnie jest mało kompletnych atomów w przestrzenii kosmicznej. Lepiej byłoby opracować specjalne urządzenie do "łapania" protonów z promieniowania kosmicznego. Ponieważ mają one bardzo duże prędkości i wykazują się bardzo różnymi energiami oraz dochodzą z różnych kierunków dobrze byłoby zbudować kulistą czaszę. Należałoby zbudować coś, co w swojej zasadzie działania przypomina ogniwo fotowoltaiczne. Z tą różnicą że ogniwo reaguje na fotony pozbawione masy. Protony posiadają masę. I to jest cała różnica , że trzeba te cząstki przenieść do "zespołu napędowego".

Olo
niedziela, 1 listopada 2020, 20:03

napęd ma korzystać z materiału paliwowego, który jest produkowany w zakładach wyspecjalizowanych w wytwarzaniu paliwa na potrzeby pracujących współcześnie elektrowni atomowych - a czyich zakładach? Przecież ani w USA ani w Kanadzie nie ma już takich zakładów. Są natomiast w Rosji.

Davien
środa, 4 listopada 2020, 18:49

Niezłe bajki ale jakos USA nie ma problemów z produkcja takich rzeczy, podobnie Europa, a Rosji trzeba było płacić by był w stanie utylizowć swoje odpady:)

Ukulele
poniedziałek, 2 listopada 2020, 07:40

Wkrótce rosyjskich zakładów nie będzie. Będą natomiast w USA i innych krajach

Wojtek
niedziela, 1 listopada 2020, 13:26

A więc co? - czyżby technologia napędu UFO w mikroskali?

ciekawy
wtorek, 3 listopada 2020, 16:37

Gdzie miałeś okazję oglądać napęd UFO?

Andy
czwartek, 5 listopada 2020, 00:08

Naped UFO nikt jeszcze nie ogladal.

andrzeju jak ci na imię?
czwartek, 5 listopada 2020, 15:02

Wojtek oglądał. W przeciwnym razie chyba by nie porównywał, co?

Gość H.
poniedziałek, 2 listopada 2020, 23:12

Napęd UFO nie opiera się na odrzucie przez dysze .

Fox Mulder
niedziela, 8 listopada 2020, 02:08

Skąd wiesz na czym opiera się napęd UFO? Widziałeś w trakcie porwania?

Eytu
niedziela, 1 listopada 2020, 12:19

Ten silnik jądrowy przydałby się do zasilania satelitów na silnik jonowy. Efektywność wykorzystania pędnika, oraz możliwość wieloletniego zasilania w energię elektryczną przyspieszaczy jonów. I będzie można złapac Voyagera 1 i wyhamować lot, aby nie trafił w ręce kosmitów ( żart - promieniowanie elektromagnetyczne ( radiowe) już dawno zdradziło naszą obecność ewentualnym kosmitom :-) ).

Eytu
wtorek, 3 listopada 2020, 17:16

PS. Do produkcji prądu z rozkładu promieniotwórczego można użyć wielu silników Stirlinga podłączonych do prądnic. 3 warstwy silników. Ponieważ silnik cieplny ma ograniczoną sprawnosc ( silnik Carnota) ciepło wydalane z jednego silnika byłoby energią do kolejnej warstwy silników, az do oddania ciepła za pomocą promieniowania podczerwonego w kosmos.

niedziela, 1 listopada 2020, 13:44

Rosja zaczęła budować atomowo jonowy holownik. Co z tego wyjdzie zobaczymy.

ROTFL
poniedziałek, 2 listopada 2020, 20:34

Powiedz lepiej jak cos skonczy. No chyba ze skonczy tak jak z Su57. To bylo widac...

Eytu
niedziela, 1 listopada 2020, 19:27

Nic o tym nie wiem. Ale wiem, że budują militarne zastosowania bez silnika jonowego - 9M730 Buriewiestnik. I coś im nie poszło, bo zginęło kilku konstruktorów.

yaro
niedziela, 1 listopada 2020, 21:11

No nie wiesz, budują go w zakładach w Petersburgu ... można już obejrzeć było pierwsze zdjęcia z montażu na hali produkcyjnej ....

Davien
poniedziałek, 2 listopada 2020, 14:59

Czyli jak zwykle zwykłe CGI:))

GB
niedziela, 1 listopada 2020, 18:32

To co zwykle, czyli nic.

konkretny
niedziela, 1 listopada 2020, 07:45

Czy Chiny już budują jego prototyp ? Tak tylko pytam, z ciekawości ...

Hhh
niedziela, 1 listopada 2020, 10:58

Chiny już miały prototyp zanim NASA pomyślała o zrobieniu oryginalu

Veritas
wtorek, 3 listopada 2020, 01:29

A jaktam em-drive? Już wiezie Tajkonautów na Marsa?

Tweets Space24