Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ядерний реактивно імпульсний двигун або зовнішній імпульсний плазмовий рушій є гіпотетичним методом руху космічного кора

Ядерний реактивно-імпульсний двигун

Ядерний реактивно-імпульсний двигун

Ядерний реактивно-імпульсний двигун або зовнішній імпульсний плазмовий рушій є гіпотетичним методом руху космічного корабля, який використовує ядерні вибухи для тяги. Він виник як проєкт «Оріон» за підтримки DARPA за пропозицією Станіслава Улям а в 1947 році. Новіші конструкції з використанням інерційного термоядерного синтезу були основою для більшості пізніших проєктів, включаючи проєкт «Дедал» і проєкт [en].

image
Концепція художника «базового» космічного корабля проєкту «Оріон», що працює на основі ядерної імпульсної тяги.

Історія

Лос-Аламос

Розрахунки для потенційного використання цієї технології були зроблені в лабораторії з кінця 1940-х до середини 1950-х років.

Проєкт Оріон

Докладніше: Оріон
image
Ядерний імпульсний рушій. Заряд вибухової речовини абляційно випаровує порох, відштовхуючи його від заряду та одночасно створюючи плазму з палива. Потім паливо вдаряється по пластині штовхача в нижній частині космічного корабля «Оріон», надаючи імпульс «штовхальної» енергії..

Проєкт «Оріон» був першою серйозною спробою сконструювати ядерну імпульсну ракету. Наприкінці 1950-х і на початку 1960-х років у General Atomics була розроблена конструкція з ідеєю реагування невеликих спрямованих ядерних вибухових речовин із використанням варіанту конструкції двоступеневої бомби (Теллера-Улама) проти великої сталевої пластини-штовхача, прикріпленої до космічного корабля з амортизаторами. . Ефективна спрямована вибухівка максимізувала передачу імпульсу, що призвело до питомих імпульсів у діапазоні 6000 секунд, або приблизно в тринадцять разів більше, ніж у головного двигуна космічного човника. З уточненням можна отримати теоретичний максимум 100 000 секунд (1 МН·с/кг). Тяги обчислювалися мільйонами тонн, що давало змогу будувати космічні кораблі розміром більше 8 × 106 тонн із матеріалів 1958 року.

Еталонний проєкт мав бути виготовлений зі сталі за типом конструкції підводного човна з екіпажем понад 200 чоловік і злітною масою апарата в кілька тисяч тонн. Ця одноетапна еталонна конструкція досягне Марса та повернеться з поверхні Землі за чотири тижні (порівняно з 12 місяцями для поточної еталонної місії НАСА з хімічним двигуном). Той самий корабель міг би відвідати супутники Сатурна протягом семимісячної місії (порівняно з місіями з хімічним двигуном приблизно дев'ять років). Помітні інженерні проблеми, які виникли, були пов'язані з екрануванням екіпажу та терміном служби штовхача.

Хоча система здавалася працездатною, проєкт було закрито в 1965 році, головним чином тому, що Договір про часткову заборону випробувань зробив його незаконним. Фактично, до договору США та Радянський Союз уже окремо підірвали загальну кількість щонайменше дев'яти ядерних бомб, у тому числі термоядерних, у космосі, тобто на висотах понад 100 кілометрів. Етичні проблеми ускладнили запуск такого корабля в магнітосфері Землі: розрахунки з використанням (спірної) лінійної безпорогової моделі радіаційного ураження показали, що опади від кожного зльоту призведуть до смерті приблизно від 1 до 10 осіб. У пороговій моделі такі надзвичайно низькі рівні тонкорозподіленого випромінювання не мали б жодних негативних наслідків, тоді як у моделях гормезису такі крихітні дози були б незначно корисними. Використання менш ефективних чистих ядерних бомб для досягнення орбіти, а потім більш ефективних, більш потужних і брудних бомб для подорожей значно зменшить кількість радіоактивних опадів, спричинених запуском із Землі.

Проєкт «Дедал»

Докладніше: Дедал

Проєкт «Дедал» — це дослідження, проведене між 1973 і 1978 роками Британським міжпланетним товариством (BIS) з метою розробки міжзоряного космічного корабля без екіпажу, який міг би досягти сусідньої зірки приблизно за 50 років. Над проєктом працювали десяток вчених та інженерів на чолі з Аланом Бондом. У той час дослідження термоядерного синтезу, здавалося, досягли великих успіхів, і, зокрема, термоядерний синтез з інерційним утриманням (ICF) виявився придатним для використання як ракетний двигун.

ICF використовує невеликі гранули термоядерного палива, як правило, дейтериду літію (6Li2H) з невеликим дейтерієвим/тритієвим тригером у центрі. Гранули кидають у реакційну камеру, де їх з усіх боків вражають лазери або інша форма випромінюваної енергії. Тепло, що виділяється променями, вибухово стискає гранулу до точки, де відбувається плавлення. У результаті виходить гаряча плазма та дуже малий «вибух» у порівнянні з бомбою мінімального розміру, яка потрібна для створення необхідної кількості поділу.

Для «Дедала» цей процес мав відбуватися у великому електромагніті, який утворював ракетний двигун. Після реакції, запаленої електронними променями, магніт направляв гарячий газ назад для тяги. Частина енергії була спрямована на роботу систем і двигуна судна. Щоб зробити систему безпечною та енергоефективною, «Дедал» мав працювати на паливі гелію-3, отриманому з Юпітера.

Медуза

image
Концептуальна схема двигуна космічного корабля Medusa, що показує: (A) капсулу з корисним навантаженням, (B) механізм лебідки, (C) додатковий основний трос, (D) троси та (E) парашутний механізм.
image
Послідовність роботи рухової установки «Медуза». На цій діаграмі показана послідовність роботи космічного корабля з силовою установкою «Медуза» (1) Починається в момент спрацьовування вибухового імпульсу, (2) Коли вибуховий імпульс досягає купола парашута, (3) штовхає купол, прискорюючи його від вибуху, як космічний корабель використовує основний трос за допомогою лебідки, виробляючи електрику, коли вона висувається, і прискорює космічний корабель, (4) І, нарешті, лебідкою повертається космічний корабель вперед до навісу та використовує надлишок електроенергії для інших цілей.

Конструкція «Медуза» має більше спільного з сонячними вітрилами, ніж зі звичайними ракетами. Він був розроблений Джондейлом Солемом у 1990-х роках і опублікований у журналі Британського міжпланетного товариства (JBIS).

Космічний корабель «Медуза» розгорне перед собою велике вітрило, прикріплене незалежними тросами, а потім запустить ядерну вибухівку вперед, щоб вибухнути між ним і вітрилом. Вітрило прискорюватиметься плазмою та фотонним імпульсом, викидаючи троси, як коли риба тікає від рибалки, генеруючи електрику на «котушці». Космічний корабель використовував би частину виробленої електроенергії, щоб намотатися на вітрило, постійно плавно прискорюючись під час руху.

У оригінальному дизайні кілька тросов, підключених до кількох двигунів-генераторів. Перевага перед одинарним тросом полягає у збільшенні відстані між вибухом і тросом, таким чином зменшуючи пошкодження троса.

Для важких корисних навантажень продуктивність можна покращити, скориставшись перевагами місячних матеріалів, наприклад, обернувши вибухівку місячним каменем або водою, які раніше зберігалися в стабільній точці Лагранжа.

«Медуза» працює краще, ніж класична конструкція «Оріона», тому що її вітрило перехоплює більше вибухового імпульсу, хід амортизатора набагато довший, а основні конструкції знаходяться в натязі, тому можуть бути досить легкими. Кораблі типу «Медуза» могли б видавати питомий імпульс від 50 000 до 100 000 секунд (від 500 до 1000 кН·с/кг).

Медуза стала широко відома публіці в документальному фільмі ВВС «На Марс атомною бомбою: Таємна історія проєкту Оріон». Короткометражний фільм демонструє концепцію художника про те, як працює космічний корабель «Медуза», «кидаючи бомби у вітрило, яке стоїть попереду».

Проєкт Longshot

[en] був спонсорованим НАСА дослідницьким проєктом, який здійснювався спільно з Військово-морською академією США наприкінці 1980-х років. У певному сенсі Longshot був розвитком основної концепції «Дедал», оскільки він використовував ICF з магнітною воронкою. Ключова відмінність полягала в тому, що вони вважали, що реакція не може живити як ракету, так і інші системи, і натомість включили звичайний ядерний реактор потужністю 300 кВт для роботи корабля. Додаткова вага реактора дещо знизила продуктивність, але навіть з використанням палива LiD він зможе досягти сусідньої зірки Альфа Центавра за 100 років (приблизна швидкість 13 411 км/с, на відстані 4,5 світлового року, що еквівалентно 4,5 % швидкості світла).

Ядерна реакція, каталізована антиречовиною

У середині 1990-х років дослідження в Університеті штату Пенсільванія привели до концепції використання антиматерії для каталізації ядерних реакцій. Антипротони реагували б усередині ядра урану, вивільняючи енергію, яка розбиває ядро на частини, як у звичайних ядерних реакціях. Навіть невелика кількість таких реакцій може запустити ланцюгову реакцію, для підтримки якої в іншому випадку знадобився б набагато більший об'єм палива. У той час як «нормальна» критична маса для плутонію становить близько 11,8 кілограмів (для кулі зі стандартною щільністю), для реакцій, які каталізуються антиречовиною, це може бути менше одного грама.

Було запропоновано кілька конструкцій ракет, які використовують цю реакцію, деякі з яких використовуватимуть реакції поділу для міжпланетних місій, а інші з використанням ядерного поділу (фактично дуже маленька версія бомб Оріона) для міжзоряних місій.

Магнітоінерційний термоядерний синтез

image
Концептуальне зображення космічного корабля, який летить за допомогою термоядерного синтезу на фоні Марса.

НАСА профінансувало MSNW LLC і Університет Вашингтона в 2011 році для вивчення та розробки термоядерної ракети в рамках програми НАСА Innovative Advanced Concepts NIAC.

У ракеті використовується магнітно-інерційний термоядерний синтез для створення ракети з термоядерним синтезом прямої тяги. Магнітні поля змушують великі металеві кільця згортатися навколо дейтерієво-тритієвої плазми, запускаючи синтез. Енергія нагріває та іонізує металеву оболонку, утворену подрібненими кільцями. Розпечений іонізований метал викидається із сопла магнітної ракети на високій швидкості (до 30 км/с). Повторення цього процесу приблизно щохвилини дало б рух космічному кораблю. Реакція термоядерного синтезу не є самопідтримуваною і потребує електричної енергії для вибуху кожного імпульсу. Оскільки вимоги до електроенергії становлять від 100 до 1000 кВт (у середньому 300 кВт), конструкції включають сонячні панелі для виробництва необхідної енергії.

Стиснення фольгованого вкладиша створює термоядерний синтез у належному енергетичному масштабі. Експеримент для підтвердження концепції в Редмонді, штат Вашингтон, полягав у використанні алюмінієвих вкладишів для стиснення. Однак остаточна конструкція полягала в тому, щоб використовувати літієві вкладиші.

Експлуатаційні характеристики залежать від коефіцієнта посилення енергії синтезу, досягнутого реактором. Очікувалося, що приріст становитиме від 20 до 200, а середнє значення — 40. Вищі прирости виробляють вищу швидкість вихлопу, вищий питомий імпульс і менші вимоги до електроенергії. У таблиці нижче наведено різні характеристики продуктивності для теоретичного 90-денного переміщення на Марс із посиленням 20, 40 і 200.

Імпульсний двигун ділення-синтезу

Імпульсна установка на основі ядерного синтезу (Pulsed Fission-Fusion, PuFF) заснована на принципах, подібних до магнітно-інерційного термоядерного синтезу. Вона спрямована на вирішення проблеми надзвичайної напруги, спричиненої захисною оболонкою двигуном, схожим на Оріон, шляхом викиду плазми, отриманої з невеликих паливних гранул, які піддаються автокаталізу. реакції поділу та синтезу, ініційовані Z-пінчем. Це теоретична рухова система, досліджена в рамках програми NIAC Університетом Алабами в Хантсвіллі. По суті, це термоядерна ракета, яка використовує конфігурацію Z-pinch, але в поєднанні з реакцією ділення для прискорення процесу термоядерного синтезу.

Паливні гранули PuFF діаметром приблизно 1 см, складаються з двох компонентів: дейтерієво-тритієвого (D-T) циліндра плазми, що називається мішенню, яка зазнає термоядерного синтезу, та навколишньої оболонки U-235, яка зазнає поділу, охопленого літієвий вкладиш. Рідкий літій, який виконує роль сповільнювача, заповнює простір між циліндром D-T і урановою оболонкою. Через рідкий літій проходить струм, утворюється сила Лоренца, яка потім стискає D-T плазму в 10 разів у так званому Z-пінчу. Стиснута плазма досягає критичності і вступає в реакції синтезу. Однак приріст енергії термоядерного синтезу (Q) цих реакцій набагато нижчий за беззбитковість (Q < 1), що означає, що реакція споживає більше енергії, ніж виробляє.

У конструкції PuFF швидкі нейтрони, що вивільняються в результаті початкової реакції синтезу, викликають поділ в оболонці U-235. Результуюче тепло змушує оболонку розширюватися, збільшуючи швидкість її імплозії на ядро ​​D-T і стискаючи його далі, вивільняючи більше швидких нейтронів. Вони знову посилюють швидкість поділу в оболонці, роблячи процес автокаталітичним. Є надія, що це призведе до повного згоряння як ядерного, так і термоядерного палива, що зробить PuFF більш ефективним, ніж інші концепції ядерного імпульсу. Подібно до магнітно-інерційної термоядерної ракети, продуктивність двигуна залежить від ступеня збільшення коефіцієнта посилення термоядерного синтезу цілі D-T.

Один «імпульс» складається з впорскування паливної гранули в камеру згоряння, її споживання через серію реакцій поділу-синтезу і, нарешті, викиду вивільненої плазми через магнітне сопло, таким чином створюючи тягу. Очікується, що для виконання одного імпульсу знадобиться лише частка секунди.

Див. також

Примітки

  1. Bonometti, Joseph A.; P. Jeff Morton. External Pulsed Plasma Propulsion (EPPP) Analysis Maturation (PDF). Nasa Marshall Space Flight Center. Процитовано 24 грудня 2008.
  2. History of Project Orion. The Story of Orion. 2008–2009.
  3. Nance, JC (December 1966). . Annals of the New York Academy of Sciences. 140 (1): 396—406. Bibcode:1966NYASA.140..396N. doi:10.1111/j.1749-6632.1966.tb50975.x. S2CID 85148140. Архів оригіналу за 9 липня 2021. Процитовано 2 липня 2021. Research discussed in this paper was sponsored by Air Force Special Weapons Center, Kirtland Air Force Base, New Mexico, Air Force Systems Command, USAF, under Contract AF29(601)-6214.
  4. General Dynamics Corp. (January 1964). Nuclear Pulse Vehicle Study Condensed Summary Report (General Dynamics Corp.) (PDF). U.S. Department of Commerce National Technical Information Service. Процитовано 24 грудня 2008.
  5. Dyson, George (2003). Project Orion : the atomic spaceship, 1957-1965. London: Penguin. ISBN . OCLC 51109229.
  6. Heyes та ін. (1 October 2006). Authors' reply. British Journal of Radiology. 79 (946): 855—857. doi:10.1259/bjr/52126615. Процитовано 27 March 2008.
  7. Aurengo та ін. (30 March 2005). Dose-effect relationships and estimation of the carcinogenic effects of low doses of ionizing radiation (PDF). Académie des Sciences & Académie nationale de Médecine. CiteSeerX 10.1.1.126.1681. оригіналу за 14 April 2022. Процитовано 27 March 2008.
  8. Project Daedalus: Demonstrating the Engineering Feasibility of Interstellar Travel – BIS Shop. bis-space.com. Процитовано 14 квітня 2024.
  9. The Daedalus Starship. Damn Interesting (амер.). Процитовано 14 квітня 2024.
  10. Gilster, Paul (2004). Centauri Dreams: Imagining and Planning Interstellar Exploration. Copernicus Books, Atlanta Book Company. с. 86. ISBN .
  11. Solem, J. C. (June 1994). Nuclear explosive propulsion for interplanetary travel: Extension of the Medusa concept for higher specific impulse. Journal of the British Interplanetary Society. 47 (6): 229—238. Bibcode:1994JBIS...47..229S. ISSN 0007-084X.
  12. Solem, J. C. (2000). . Journal of the British Interplanetary Society. 53 (1): 362—370. Bibcode:2000JBIS...53..362S. Архів оригіналу за 27 лютого 2019. Процитовано 20 вересня 2022.
  13. Sykes, Christopher (26 березня 2003), To Mars by A-Bomb: The Secret History of Project Orion (Documentary), Jaromir Astl, Jeremy Bernstein, Arthur C. Clarke, Ed Creutz, British Broadcasting Corporation, процитовано 4 червня 2021
  14. Archived at Ghostarchive and the : Stevens, Nick (2014), The Medusa: An advanced nuclear pulse spacecraft (англ.), процитовано 4 червня 2021
  15. Beals, Keith A. та ін. Project Longshot An Unmanned Probe To Alpha Centauri (PDF). NASA. Процитовано 14 березня 2011.
  16. Hall, Loura (13 липня 2017). Nuclear Propulsion Through Direct Conversion of Fusion Energy. NASA.
  17. Slough, J.; Kirtley, D. (2011). Nuclear Propulsion based on Inductively Driven Liner Compression of Fusion Plasmoids (PDF). AIAA Aerospace Sciences Conference.
  18. Slough, John; Pancotti, Anthony; Kirtley, David; Pihl, Christopher; Pfaff, Michael (30 вересня 2012). (PDF). NASA. с. 1—31. Архів оригіналу (PDF) за 31 липня 2022. Процитовано 20 вересня 2022.
  19. Pancotti, A.; Slough, J.; Kirtley, D. (2012). Mission Design Architecture for the Fusion Driven Rocket (PDF). AIAA Joint Propulsion Conference.
  20. Boyle, Alan (5 квітня 2013). Scientists develop fusion rocket technology in lab – and aim for Mars. NBC News.
  21. Adams, Robert, B. (2013). Pulsed Fission-Fusion (PuFF) – Phase I Report (PDF). Nasa.gov. (PDF) оригіналу за 14 квітня 2022. Процитовано 7 лютого 2021.
  22. Adams, Robert, B. The Pulsed Fission-Fusion (PuFF) Concept for Deep Space Exploration and Terrestrial Power Generation (PDF). Nasa.gov. (PDF) оригіналу за 14 квітня 2022.
  23. Winterberg, Friedwart (2000). Autocatalytic fission–fusion microexplosions for nuclear pulse propulsion. Acta Astronautica. 47 (12): 879—883. Bibcode:2000AcAau..47..879W. doi:10.1016/S0094-5765(00)00136-3 — через Elsevier Science Direct.
  24. Adams, Robert, B. (2014). Developing the Pulsed Fission-Fusion (PuFF) Engine. Propulsion and Energy Forum.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Yadernij reaktivno impulsnij dvigun abo zovnishnij impulsnij plazmovij rushij ye gipotetichnim metodom ruhu kosmichnogo korablya yakij vikoristovuye yaderni vibuhi dlya tyagi Vin vinik yak proyekt Orion za pidtrimki DARPA za propoziciyeyu Stanislava Ulyam a v 1947 roci Novishi konstrukciyi z vikoristannyam inercijnogo termoyadernogo sintezu buli osnovoyu dlya bilshosti piznishih proyektiv vklyuchayuchi proyekt Dedal i proyekt en Koncepciya hudozhnika bazovogo kosmichnogo korablya proyektu Orion sho pracyuye na osnovi yadernoyi impulsnoyi tyagi IstoriyaLos Alamos Rozrahunki dlya potencijnogo vikoristannya ciyeyi tehnologiyi buli zrobleni v laboratoriyi z kincya 1940 h do seredini 1950 h rokiv Proyekt Orion Dokladnishe Orion Yadernij impulsnij rushij Zaryad vibuhovoyi rechovini ablyacijno viparovuye poroh vidshtovhuyuchi jogo vid zaryadu ta odnochasno stvoryuyuchi plazmu z paliva Potim palivo vdaryayetsya po plastini shtovhacha v nizhnij chastini kosmichnogo korablya Orion nadayuchi impuls shtovhalnoyi energiyi Proyekt Orion buv pershoyu serjoznoyu sproboyu skonstruyuvati yadernu impulsnu raketu Naprikinci 1950 h i na pochatku 1960 h rokiv u General Atomics bula rozroblena konstrukciya z ideyeyu reaguvannya nevelikih spryamovanih yadernih vibuhovih rechovin iz vikoristannyam variantu konstrukciyi dvostupenevoyi bombi Tellera Ulama proti velikoyi stalevoyi plastini shtovhacha prikriplenoyi do kosmichnogo korablya z amortizatorami Efektivna spryamovana vibuhivka maksimizuvala peredachu impulsu sho prizvelo do pitomih impulsiv u diapazoni 6000 sekund abo priblizno v trinadcyat raziv bilshe nizh u golovnogo dviguna kosmichnogo chovnika Z utochnennyam mozhna otrimati teoretichnij maksimum 100 000 sekund 1 MN s kg Tyagi obchislyuvalisya miljonami tonn sho davalo zmogu buduvati kosmichni korabli rozmirom bilshe 8 106 tonn iz materialiv 1958 roku Etalonnij proyekt mav buti vigotovlenij zi stali za tipom konstrukciyi pidvodnogo chovna z ekipazhem ponad 200 cholovik i zlitnoyu masoyu aparata v kilka tisyach tonn Cya odnoetapna etalonna konstrukciya dosyagne Marsa ta povernetsya z poverhni Zemli za chotiri tizhni porivnyano z 12 misyacyami dlya potochnoyi etalonnoyi misiyi NASA z himichnim dvigunom Toj samij korabel mig bi vidvidati suputniki Saturna protyagom semimisyachnoyi misiyi porivnyano z misiyami z himichnim dvigunom priblizno dev yat rokiv Pomitni inzhenerni problemi yaki vinikli buli pov yazani z ekranuvannyam ekipazhu ta terminom sluzhbi shtovhacha Hocha sistema zdavalasya pracezdatnoyu proyekt bulo zakrito v 1965 roci golovnim chinom tomu sho Dogovir pro chastkovu zaboronu viprobuvan zrobiv jogo nezakonnim Faktichno do dogovoru SShA ta Radyanskij Soyuz uzhe okremo pidirvali zagalnu kilkist shonajmenshe dev yati yadernih bomb u tomu chisli termoyadernih u kosmosi tobto na visotah ponad 100 kilometriv Etichni problemi uskladnili zapusk takogo korablya v magnitosferi Zemli rozrahunki z vikoristannyam spirnoyi linijnoyi bezporogovoyi modeli radiacijnogo urazhennya pokazali sho opadi vid kozhnogo zlotu prizvedut do smerti priblizno vid 1 do 10 osib U porogovij modeli taki nadzvichajno nizki rivni tonkorozpodilenogo viprominyuvannya ne mali b zhodnih negativnih naslidkiv todi yak u modelyah gormezisu taki krihitni dozi buli b neznachno korisnimi Vikoristannya mensh efektivnih chistih yadernih bomb dlya dosyagnennya orbiti a potim bilsh efektivnih bilsh potuzhnih i brudnih bomb dlya podorozhej znachno zmenshit kilkist radioaktivnih opadiv sprichinenih zapuskom iz Zemli Proyekt Dedal Dokladnishe Dedal Proyekt Dedal ce doslidzhennya provedene mizh 1973 i 1978 rokami Britanskim mizhplanetnim tovaristvom BIS z metoyu rozrobki mizhzoryanogo kosmichnogo korablya bez ekipazhu yakij mig bi dosyagti susidnoyi zirki priblizno za 50 rokiv Nad proyektom pracyuvali desyatok vchenih ta inzheneriv na choli z Alanom Bondom U toj chas doslidzhennya termoyadernogo sintezu zdavalosya dosyagli velikih uspihiv i zokrema termoyadernij sintez z inercijnim utrimannyam ICF viyavivsya pridatnim dlya vikoristannya yak raketnij dvigun ICF vikoristovuye neveliki granuli termoyadernogo paliva yak pravilo dejteridu litiyu 6Li2H z nevelikim dejteriyevim tritiyevim trigerom u centri Granuli kidayut u reakcijnu kameru de yih z usih bokiv vrazhayut lazeri abo insha forma viprominyuvanoyi energiyi Teplo sho vidilyayetsya promenyami vibuhovo stiskaye granulu do tochki de vidbuvayetsya plavlennya U rezultati vihodit garyacha plazma ta duzhe malij vibuh u porivnyanni z bomboyu minimalnogo rozmiru yaka potribna dlya stvorennya neobhidnoyi kilkosti podilu Dlya Dedala cej proces mav vidbuvatisya u velikomu elektromagniti yakij utvoryuvav raketnij dvigun Pislya reakciyi zapalenoyi elektronnimi promenyami magnit napravlyav garyachij gaz nazad dlya tyagi Chastina energiyi bula spryamovana na robotu sistem i dviguna sudna Shob zrobiti sistemu bezpechnoyu ta energoefektivnoyu Dedal mav pracyuvati na palivi geliyu 3 otrimanomu z Yupitera Meduza Konceptualna shema dviguna kosmichnogo korablya Medusa sho pokazuye A kapsulu z korisnim navantazhennyam B mehanizm lebidki C dodatkovij osnovnij tros D trosi ta E parashutnij mehanizm Poslidovnist roboti ruhovoyi ustanovki Meduza Na cij diagrami pokazana poslidovnist roboti kosmichnogo korablya z silovoyu ustanovkoyu Meduza 1 Pochinayetsya v moment spracovuvannya vibuhovogo impulsu 2 Koli vibuhovij impuls dosyagaye kupola parashuta 3 shtovhaye kupol priskoryuyuchi jogo vid vibuhu yak kosmichnij korabel vikoristovuye osnovnij tros za dopomogoyu lebidki viroblyayuchi elektriku koli vona visuvayetsya i priskoryuye kosmichnij korabel 4 I nareshti lebidkoyu povertayetsya kosmichnij korabel vpered do navisu ta vikoristovuye nadlishok elektroenergiyi dlya inshih cilej Konstrukciya Meduza maye bilshe spilnogo z sonyachnimi vitrilami nizh zi zvichajnimi raketami Vin buv rozroblenij Dzhondejlom Solemom u 1990 h rokah i opublikovanij u zhurnali Britanskogo mizhplanetnogo tovaristva JBIS Kosmichnij korabel Meduza rozgorne pered soboyu velike vitrilo prikriplene nezalezhnimi trosami a potim zapustit yadernu vibuhivku vpered shob vibuhnuti mizh nim i vitrilom Vitrilo priskoryuvatimetsya plazmoyu ta fotonnim impulsom vikidayuchi trosi yak koli riba tikaye vid ribalki generuyuchi elektriku na kotushci Kosmichnij korabel vikoristovuvav bi chastinu viroblenoyi elektroenergiyi shob namotatisya na vitrilo postijno plavno priskoryuyuchis pid chas ruhu U originalnomu dizajni kilka trosov pidklyuchenih do kilkoh dviguniv generatoriv Perevaga pered odinarnim trosom polyagaye u zbilshenni vidstani mizh vibuhom i trosom takim chinom zmenshuyuchi poshkodzhennya trosa Dlya vazhkih korisnih navantazhen produktivnist mozhna pokrashiti skoristavshis perevagami misyachnih materialiv napriklad obernuvshi vibuhivku misyachnim kamenem abo vodoyu yaki ranishe zberigalisya v stabilnij tochci Lagranzha Meduza pracyuye krashe nizh klasichna konstrukciya Oriona tomu sho yiyi vitrilo perehoplyuye bilshe vibuhovogo impulsu hid amortizatora nabagato dovshij a osnovni konstrukciyi znahodyatsya v natyazi tomu mozhut buti dosit legkimi Korabli tipu Meduza mogli b vidavati pitomij impuls vid 50 000 do 100 000 sekund vid 500 do 1000 kN s kg Meduza stala shiroko vidoma publici v dokumentalnomu filmi VVS Na Mars atomnoyu bomboyu Tayemna istoriya proyektu Orion Korotkometrazhnij film demonstruye koncepciyu hudozhnika pro te yak pracyuye kosmichnij korabel Meduza kidayuchi bombi u vitrilo yake stoyit poperedu Proyekt Longshot en buv sponsorovanim NASA doslidnickim proyektom yakij zdijsnyuvavsya spilno z Vijskovo morskoyu akademiyeyu SShA naprikinci 1980 h rokiv U pevnomu sensi Longshot buv rozvitkom osnovnoyi koncepciyi Dedal oskilki vin vikoristovuvav ICF z magnitnoyu voronkoyu Klyuchova vidminnist polyagala v tomu sho voni vvazhali sho reakciya ne mozhe zhiviti yak raketu tak i inshi sistemi i natomist vklyuchili zvichajnij yadernij reaktor potuzhnistyu 300 kVt dlya roboti korablya Dodatkova vaga reaktora desho znizila produktivnist ale navit z vikoristannyam paliva LiD vin zmozhe dosyagti susidnoyi zirki Alfa Centavra za 100 rokiv priblizna shvidkist 13 411 km s na vidstani 4 5 svitlovogo roku sho ekvivalentno 4 5 shvidkosti svitla Yaderna reakciya katalizovana antirechovinoyu U seredini 1990 h rokiv doslidzhennya v Universiteti shtatu Pensilvaniya priveli do koncepciyi vikoristannya antimateriyi dlya katalizaciyi yadernih reakcij Antiprotoni reaguvali b useredini yadra uranu vivilnyayuchi energiyu yaka rozbivaye yadro na chastini yak u zvichajnih yadernih reakciyah Navit nevelika kilkist takih reakcij mozhe zapustiti lancyugovu reakciyu dlya pidtrimki yakoyi v inshomu vipadku znadobivsya b nabagato bilshij ob yem paliva U toj chas yak normalna kritichna masa dlya plutoniyu stanovit blizko 11 8 kilogramiv dlya kuli zi standartnoyu shilnistyu dlya reakcij yaki katalizuyutsya antirechovinoyu ce mozhe buti menshe odnogo grama Bulo zaproponovano kilka konstrukcij raket yaki vikoristovuyut cyu reakciyu deyaki z yakih vikoristovuvatimut reakciyi podilu dlya mizhplanetnih misij a inshi z vikoristannyam yadernogo podilu faktichno duzhe malenka versiya bomb Oriona dlya mizhzoryanih misij Magnitoinercijnij termoyadernij sintez Konceptualne zobrazhennya kosmichnogo korablya yakij letit za dopomogoyu termoyadernogo sintezu na foni Marsa NASA profinansuvalo MSNW LLC i Universitet Vashingtona v 2011 roci dlya vivchennya ta rozrobki termoyadernoyi raketi v ramkah programi NASA Innovative Advanced Concepts NIAC U raketi vikoristovuyetsya magnitno inercijnij termoyadernij sintez dlya stvorennya raketi z termoyadernim sintezom pryamoyi tyagi Magnitni polya zmushuyut veliki metalevi kilcya zgortatisya navkolo dejteriyevo tritiyevoyi plazmi zapuskayuchi sintez Energiya nagrivaye ta ionizuye metalevu obolonku utvorenu podribnenimi kilcyami Rozpechenij ionizovanij metal vikidayetsya iz sopla magnitnoyi raketi na visokij shvidkosti do 30 km s Povtorennya cogo procesu priblizno shohvilini dalo b ruh kosmichnomu korablyu Reakciya termoyadernogo sintezu ne ye samopidtrimuvanoyu i potrebuye elektrichnoyi energiyi dlya vibuhu kozhnogo impulsu Oskilki vimogi do elektroenergiyi stanovlyat vid 100 do 1000 kVt u serednomu 300 kVt konstrukciyi vklyuchayut sonyachni paneli dlya virobnictva neobhidnoyi energiyi Stisnennya folgovanogo vkladisha stvoryuye termoyadernij sintez u nalezhnomu energetichnomu masshtabi Eksperiment dlya pidtverdzhennya koncepciyi v Redmondi shtat Vashington polyagav u vikoristanni alyuminiyevih vkladishiv dlya stisnennya Odnak ostatochna konstrukciya polyagala v tomu shob vikoristovuvati litiyevi vkladishi Ekspluatacijni harakteristiki zalezhat vid koeficiyenta posilennya energiyi sintezu dosyagnutogo reaktorom Ochikuvalosya sho pririst stanovitime vid 20 do 200 a serednye znachennya 40 Vishi prirosti viroblyayut vishu shvidkist vihlopu vishij pitomij impuls i menshi vimogi do elektroenergiyi U tablici nizhche navedeno rizni harakteristiki produktivnosti dlya teoretichnogo 90 dennogo peremishennya na Mars iz posilennyam 20 40 i 200 Impulsnij dvigun dilennya sintezu Impulsna ustanovka na osnovi yadernogo sintezu Pulsed Fission Fusion PuFF zasnovana na principah podibnih do magnitno inercijnogo termoyadernogo sintezu Vona spryamovana na virishennya problemi nadzvichajnoyi naprugi sprichinenoyi zahisnoyu obolonkoyu dvigunom shozhim na Orion shlyahom vikidu plazmi otrimanoyi z nevelikih palivnih granul yaki piddayutsya avtokatalizu reakciyi podilu ta sintezu inicijovani Z pinchem Ce teoretichna ruhova sistema doslidzhena v ramkah programi NIAC Universitetom Alabami v Hantsvilli Po suti ce termoyaderna raketa yaka vikoristovuye konfiguraciyu Z pinch ale v poyednanni z reakciyeyu dilennya dlya priskorennya procesu termoyadernogo sintezu Palivni granuli PuFF diametrom priblizno 1 sm skladayutsya z dvoh komponentiv dejteriyevo tritiyevogo D T cilindra plazmi sho nazivayetsya mishennyu yaka zaznaye termoyadernogo sintezu ta navkolishnoyi obolonki U 235 yaka zaznaye podilu ohoplenogo litiyevij vkladish Ridkij litij yakij vikonuye rol spovilnyuvacha zapovnyuye prostir mizh cilindrom D T i uranovoyu obolonkoyu Cherez ridkij litij prohodit strum utvoryuyetsya sila Lorenca yaka potim stiskaye D T plazmu v 10 raziv u tak zvanomu Z pinchu Stisnuta plazma dosyagaye kritichnosti i vstupaye v reakciyi sintezu Odnak pririst energiyi termoyadernogo sintezu Q cih reakcij nabagato nizhchij za bezzbitkovist Q lt 1 sho oznachaye sho reakciya spozhivaye bilshe energiyi nizh viroblyaye U konstrukciyi PuFF shvidki nejtroni sho vivilnyayutsya v rezultati pochatkovoyi reakciyi sintezu viklikayut podil v obolonci U 235 Rezultuyuche teplo zmushuye obolonku rozshiryuvatisya zbilshuyuchi shvidkist yiyi imploziyi na yadro D T i stiskayuchi jogo dali vivilnyayuchi bilshe shvidkih nejtroniv Voni znovu posilyuyut shvidkist podilu v obolonci roblyachi proces avtokatalitichnim Ye nadiya sho ce prizvede do povnogo zgoryannya yak yadernogo tak i termoyadernogo paliva sho zrobit PuFF bilsh efektivnim nizh inshi koncepciyi yadernogo impulsu Podibno do magnitno inercijnoyi termoyadernoyi raketi produktivnist dviguna zalezhit vid stupenya zbilshennya koeficiyenta posilennya termoyadernogo sintezu cili D T Odin impuls skladayetsya z vporskuvannya palivnoyi granuli v kameru zgoryannya yiyi spozhivannya cherez seriyu reakcij podilu sintezu i nareshti vikidu vivilnenoyi plazmi cherez magnitne soplo takim chinom stvoryuyuchi tyagu Ochikuyetsya sho dlya vikonannya odnogo impulsu znadobitsya lishe chastka sekundi Div takozhYaderni reaktori na kosmichnih aparatah Elektrichnij raketnij dvigun Ionnij dvigun Yaderna elektrorushijna ustanovka Yaderna silova ustanovka Yadernij raketnij dvigun StelaratorPrimitkiBonometti Joseph A P Jeff Morton External Pulsed Plasma Propulsion EPPP Analysis Maturation PDF Nasa Marshall Space Flight Center Procitovano 24 grudnya 2008 History of Project Orion The Story of Orion 2008 2009 Nance JC December 1966 Annals of the New York Academy of Sciences 140 1 396 406 Bibcode 1966NYASA 140 396N doi 10 1111 j 1749 6632 1966 tb50975 x S2CID 85148140 Arhiv originalu za 9 lipnya 2021 Procitovano 2 lipnya 2021 Research discussed in this paper was sponsored by Air Force Special Weapons Center Kirtland Air Force Base New Mexico Air Force Systems Command USAF under Contract AF29 601 6214 General Dynamics Corp January 1964 Nuclear Pulse Vehicle Study Condensed Summary Report General Dynamics Corp PDF U S Department of Commerce National Technical Information Service Procitovano 24 grudnya 2008 Dyson George 2003 Project Orion the atomic spaceship 1957 1965 London Penguin ISBN 0 14 027732 3 OCLC 51109229 Heyes ta in 1 October 2006 Authors reply British Journal of Radiology 79 946 855 857 doi 10 1259 bjr 52126615 Procitovano 27 March 2008 Aurengo ta in 30 March 2005 Dose effect relationships and estimation of the carcinogenic effects of low doses of ionizing radiation PDF Academie des Sciences amp Academie nationale de Medecine CiteSeerX 10 1 1 126 1681 originalu za 14 April 2022 Procitovano 27 March 2008 Project Daedalus Demonstrating the Engineering Feasibility of Interstellar Travel BIS Shop bis space com Procitovano 14 kvitnya 2024 The Daedalus Starship Damn Interesting amer Procitovano 14 kvitnya 2024 Gilster Paul 2004 Centauri Dreams Imagining and Planning Interstellar Exploration Copernicus Books Atlanta Book Company s 86 ISBN 978 0387004365 Solem J C June 1994 Nuclear explosive propulsion for interplanetary travel Extension of the Medusa concept for higher specific impulse Journal of the British Interplanetary Society 47 6 229 238 Bibcode 1994JBIS 47 229S ISSN 0007 084X Solem J C 2000 Journal of the British Interplanetary Society 53 1 362 370 Bibcode 2000JBIS 53 362S Arhiv originalu za 27 lyutogo 2019 Procitovano 20 veresnya 2022 Sykes Christopher 26 bereznya 2003 To Mars by A Bomb The Secret History of Project Orion Documentary Jaromir Astl Jeremy Bernstein Arthur C Clarke Ed Creutz British Broadcasting Corporation procitovano 4 chervnya 2021 Archived at Ghostarchive and the Stevens Nick 2014 The Medusa An advanced nuclear pulse spacecraft angl procitovano 4 chervnya 2021 Beals Keith A ta in Project Longshot An Unmanned Probe To Alpha Centauri PDF NASA Procitovano 14 bereznya 2011 Hall Loura 13 lipnya 2017 Nuclear Propulsion Through Direct Conversion of Fusion Energy NASA Slough J Kirtley D 2011 Nuclear Propulsion based on Inductively Driven Liner Compression of Fusion Plasmoids PDF AIAA Aerospace Sciences Conference Slough John Pancotti Anthony Kirtley David Pihl Christopher Pfaff Michael 30 veresnya 2012 PDF NASA s 1 31 Arhiv originalu PDF za 31 lipnya 2022 Procitovano 20 veresnya 2022 Pancotti A Slough J Kirtley D 2012 Mission Design Architecture for the Fusion Driven Rocket PDF AIAA Joint Propulsion Conference Boyle Alan 5 kvitnya 2013 Scientists develop fusion rocket technology in lab and aim for Mars NBC News Adams Robert B 2013 Pulsed Fission Fusion PuFF Phase I Report PDF Nasa gov PDF originalu za 14 kvitnya 2022 Procitovano 7 lyutogo 2021 Adams Robert B The Pulsed Fission Fusion PuFF Concept for Deep Space Exploration and Terrestrial Power Generation PDF Nasa gov PDF originalu za 14 kvitnya 2022 Winterberg Friedwart 2000 Autocatalytic fission fusion microexplosions for nuclear pulse propulsion Acta Astronautica 47 12 879 883 Bibcode 2000AcAau 47 879W doi 10 1016 S0094 5765 00 00136 3 cherez Elsevier Science Direct Adams Robert B 2014 Developing the Pulsed Fission Fusion PuFF Engine Propulsion and Energy Forum

Дата публікації:
Топ