Есть такое выражение «проклятие формулы Циолковского». Означает оно что для полётов в космос нужно много ракетного топлива, которое в основном тратится на перевозку топлива. Получается замкнутый круг, в части реактивного движения не разрываемый даже антиматерией. Как оказалось, антиматерия обладает такими же гравитационно-инерциальными свойствами как и обычная материя, поэтому даже двигатель Бассарда с использованием антивещества всё равно будет тратить большую часть своей тяги на разгон и торможение топлива из антивещества.
Любое топливо сначала создать и закачать в баки ракеты. Даже в случае использования Луны в качестве «топливного завода» например для выработки гелия-3 для термоядерного двигателя, способного выдавать удельный импульс от 10 000 секунд до 4 000 000 секунд и разгонять космический корабль до 10 000 км/сек, всё равно топливо надо поднять на окололунную орбиту. К тому же есть одна неприятна особенность - у «скоростных» ракетных двигателей малая тяга, что требует ОЧЕНЬ длительного разгона для достижения расчётной скорости.
К сожалению, даже в качестве рабочих демонстраторов термоядерных двигателей у нас нет. Есть ионные двигатели всех видов, но они требуют прорву электроэнергии для работы, для выработки которой нужно как то сбрасывать избыточное тепло в вакууме, а даже проект «Нуклон» /Зевс предусматривает 700 квадратных метров радиаторов, что бы из 1, 9 мегаватта тепловой мощности получить 470 киловатт мощности электрической. При снижении КПД процесса преобразования тепло/электричество площадь радиаторов ещё вырастет, как и их вес.
В общем, и в случае ионных двигателей получается тупик - доступные нам процессы получения электроэнергии необходимой для полётов мощности (мегаватты, а ещё лучше ДЕСЯТКИ мегаватт для полёта с людьми) требуют использования систем охлаждения, которые будут весить больше, чем всё остальное оборудование космического корабля вместе взятое. Возможно - в разы или в десятки раз больше. Собрать такой «летающий радиатор» на орбите Земли пока не представляется возможным. Вопрос же надёжности такой системы даже оценить пока нельзя.
Что делать? Как использовать самый мощный из доступных на сегодняшний день источник энергии - ядерный реактор деления? Способный выдать нужные нам мегаватты, но исключительно тепла. Ответ достаточно очевиден - снимать десятки мегаватт тепла с реактора рабочим телом, которое разогреваясь и создаст нужную тягу. Схема РД-0410? Не совсем, хотя принцип тот же.
Сейчас в России создан ядерный двигатель крылатой ракеты «Буревестник», работающий на принципе создания тяги нагревом забортного воздуха в теплообменнике на жидком металле компактного ядерного реактора. Тепловая мощность, по открытом данным, составляет 768 киловатт, что позволяет нагревать воздух в рабочей камере двигателя до 850 градусов Цельсия, что вполне хватает для полёта на маршевой скорости 270-300 метров в секунду.
Для «космического» использования ядерный двигатель «Буревестника» необходимо изменить так, что бы в качестве рабочего тела можно было использовать самую обычную воду. Указанные 768 киловатт позволят испарять в одну секунду примерно 300 килограмм воды, а пар и создаст реактивную тягу.
Конечно, удельный импульс такого «ядерного парового двигателя» будет весьма низок, что потребует большого количества воды. Где её взять? Не с Земли же её тащить.
В готовом виде - на ледяных планетоидах Главного пояса астероидов.
Можно даже не «добывать» воду на астероидах, в почти нулевой гравитации перекачивая её в баки космического корабля.
Сам водно-ледяной астероид и будет космическим кораблём.
К нему надо пристыковать двигательный блок на основе «парового ядерного двигателя», надёжно закрепить и растапливая водяной лёд, закачивать полученную таким образом воду в ядерный двигатель.
Тепло для того что бы топить лёд, даст ядерный реактор - через вспомогательный контур охлаждения. Ледяной астероид радиусом в двести метров состоит из 33 миллионов кубометров воды и в тоннах весит столько же. Даже используя для реактивной тяги всего 20% его массы, а именно 6, 6 МИЛЛИОНА тонн воды, можно обеспечить непрерывную работу одного двигателя, аналогичного по мощности КР «Буревестник» в течении
6 600 000/0, 3 = 22 000 000 секунд
Или 254 дня непрерывного разгона. Набранной скорости хватит, что бы отправить получившийся «корабль» за пределы Солнечной системы, фактически «сняв» астероид с орбиты вокруг Солнца, добавив к его орбитальной скорости нужную «дельта V». На существующей уровне технологий, без всякого «термояда».
{"document": [{"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Есть такое выражение «проклятие формулы Циолковского». Означает оно что для полётов в космос нужно много ракетного топлива, которое в основном тратится на перевозку топлива. Получается замкнутый круг, в части реактивного движения не разрываемый даже антиматерией. Как оказалось, антиматерия обладает такими же гравитационно-инерциальными свойствами как и обычная материя, поэтому даже "}, {"type": "string", "attributes": {"href": "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B7%D0%B2%D1%91%D0%B7%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%91%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B0"}, "string": "двигатель Бассарда"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": " с использованием антивещества всё равно будет тратить большую часть своей тяги на разгон и торможение топлива из антивещества."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Любое топливо сначала создать и закачать в баки ракеты. Даже в случае использования Луны в качестве «топливного завода» например для выработки гелия-3 для "}, {"type": "string", "attributes": {"href": "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C"}, "string": "термоядерного двигателя"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ", способного выдавать удельный импульс от 10 000 секунд до 4 000 000 секунд и разгонять космический корабль до 10 000 км/сек, всё равно топливо надо поднять на окололунную орбиту. К тому же есть одна неприятна особенность - у «скоростных» ракетных двигателей малая тяга, что требует ОЧЕНЬ длительного разгона для достижения расчётной скорости."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "К сожалению, даже в качестве рабочих демонстраторов термоядерных двигателей у нас нет. Есть ионные двигатели всех видов, но они требуют прорву электроэнергии для работы, для выработки которой нужно как то сбрасывать избыточное тепло в вакууме, а даже "}, {"type": "string", "attributes": {"href": "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D1%83%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD_(%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81)"}, "string": "проект «Нуклон» /Зевс "}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "предусматривает 700 квадратных метров радиаторов, что бы из 1, 9 мегаватта тепловой мощности получить 470 киловатт мощности электрической. При снижении КПД процесса преобразования тепло/электричество площадь радиаторов ещё вырастет, как и их вес."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В общем, и в случае ионных двигателей получается тупик - доступные нам процессы получения электроэнергии необходимой для полётов мощности (мегаватты, а ещё лучше ДЕСЯТКИ мегаватт для полёта с людьми) требуют использования систем охлаждения, которые будут весить больше, чем всё остальное оборудование космического корабля вместе взятое. Возможно - в разы или в десятки раз больше. Собрать такой «летающий радиатор» на орбите Земли пока не представляется возможным. Вопрос же надёжности такой системы даже оценить пока нельзя."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Что делать? Как использовать самый мощный из доступных на сегодняшний день источник энергии - ядерный реактор деления? Способный выдать нужные нам мегаватты, но исключительно тепла. Ответ достаточно очевиден - снимать десятки мегаватт тепла с реактора рабочим телом, которое разогреваясь и создаст нужную тягу. Схема "}, {"type": "string", "attributes": {"href": "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-0410"}, "string": "РД-0410"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "? Не совсем, хотя принцип тот же."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Сейчас в России создан ядерный двигатель крылатой ракеты «Буревестник», работающий на принципе создания тяги нагревом забортного воздуха в теплообменнике на жидком металле компактного ядерного реактора. Тепловая мощность, по открытом данным, составляет 768 киловатт, что позволяет нагревать воздух в рабочей камере двигателя до 850 градусов Цельсия, что вполне хватает для полёта на маршевой скорости 270-300 метров в секунду."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Для «космического» использования ядерный двигатель «Буревестника» необходимо изменить так, что бы в качестве рабочего тела можно было использовать самую обычную воду. Указанные 768 киловатт позволят испарять в одну секунду примерно 300 килограмм воды, а пар и создаст реактивную тягу."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Конечно, удельный импульс такого «ядерного парового двигателя» будет весьма низок, что потребует большого количества воды. Где её взять? Не с Земли же её тащить."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "В готовом виде - на ледяных планетоидах Главного пояса астероидов."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Можно даже не «добывать» воду на астероидах, в почти нулевой гравитации перекачивая её в баки космического корабля."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Сам водно-ледяной астероид и будет космическим кораблём."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "К нему надо пристыковать двигательный блок на основе «парового ядерного двигателя», надёжно закрепить и растапливая водяной лёд, закачивать полученную таким образом воду в ядерный двигатель."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Тепло для того что бы топить лёд, даст ядерный реактор - через вспомогательный контур охлаждения. Ледяной астероид радиусом в двести метров состоит из 33 миллионов кубометров воды и в тоннах весит столько же. Даже используя для реактивной тяги всего 20% его массы, а именно 6, 6 МИЛЛИОНА тонн воды, можно обеспечить непрерывную работу одного двигателя, аналогичного по мощности КР «Буревестник» в течении"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "6 600 000/0, 3 = 22 000 000 секунд"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Или 254 дня непрерывного разгона. Набранной скорости хватит, что бы отправить получившийся «корабль» за пределы Солнечной системы, фактически «сняв» астероид с орбиты вокруг Солнца, добавив к его орбитальной скорости нужную «дельта V». На существующей уровне технологий, без всякого «термояда»."}], "attributes": []}], "selectedRange": [1570, 1570]}
Комментарии 0