 |
| Навигация |
|
|
|
|
|
|
| Журнал |
|
|
|
|
|
|
| Атомные Блоги |
|
|
|
|
|
|
| PRo IT |
|
|
|
|
|
|
| Подписка |
|
|
|
|
|
|
| Задать вопрос |
|
|
|
|
|
|
| Наши партнеры |
|
|
|
|
|
|
| PRo-движение |
|
|
|
|
|
|
| PRo Погоду |
|
|
|
|
|
|
| Сотрудничество |
|
|
|
|
|
|
| Время и Судьбы |
|
|
|
|
| |
Re: Дежурный по сайту (Всего: 0)
от на 03/05/2020 | "Вместо водорода можно использовать другие материалы. Гелий и
углекислый газ, аргон и просто перегретый водяной пар. Почему именно
водород? "
У водорода минимальная масса атома и значит максимальная среднеквадратичная скорость движения молекул:
V = (3*R*T/M)^(1/2)
R = 8,31 универсальная газовая постоянная;
T = в Кельвинах;
M = молярная масса в килограммах на моль;
При подстановке температуры плавления вольфрама 3680 Кельвинов и молярной массы жидкого водорода 0,002 получаются 6774 метра в секунду. При подстановке молярной массы 0,001 получается 9580 м/с. Высокий процент диссоциированного на отдельные атомы водорода получается в факеле ракеты за счёт ряда ноу-хау.
Гелий может пригодиться в небольшом количестве для добавки в поток водорода. Вариант: для накачки ТВЭЛов, через металлические оболочки которых он быстро диффундирует при температурах выше 2000 градусов. Для теплопередачи, то есть снижения градиента температуры по радиусу ТВЭЛа, возможно это позволит также увеличить стойкость оболочек ТВЭЛ в потоке водорода.
Жидкий гелий кипит при 4,2 Кельвинах и его непросто хранить.
Жидкий водород кипит при 20 Кельвинах. Многие металлические сплавы для корпуса бака ракеты для него не годятся т.к. становятся хрупкими, поэтому его на первых порах забраковал Илон Маск.
Жидкий кислород замерзает при 50 и кипит при 90 Кельвинах /при 1 атмосфере/. Жидкий метан хранить ещё легче: замерзает при 90,7 и кипит при 111,6 Кельвинах /1 Атм/. Керосиновая ракета в принципе может оказаться "заморожена" если хранить заправленные баки полтора года при полёте на Марс. Напротив, у жидких кислорода и метана даже при полном выравнивании температур есть небольшой интервал, где оба материала жидкие. Илон Маск даже это предусмотрел.
Предусмотрел также то обстоятельство, что Starship собственной заправленной массой 1320 тонн, с тягой 6 двигателей 1200 тонн, способен взлететь с поверхности Марса. Там ускорение силы тяжести 40% земного. И разогнаться выше его второй космической скорости (5 км/сек) для самостоятельного возврата на Землю.
"Масса реактора при тысячах тонн рабочего тела не имеет значение. "
Соотношение тяги к собственному весу 82 для РД-170, 136 для двигателя НК-33, 170 для метан-кислородного двигателя Raptor как цель техзадания к которой стремятся, и 180 для двигателя Merlin ракеты Falcon-9.
При таких показателях масса цилиндрического топливного бака оказывается в разы больше чем двигатель, если баки достаточно прочные выдержать перегрузки в несколько единиц "g" при выходе на орбиту.
Нужно стремиться к сравнимым показателям, уровня 1:100 по сравнению с массой рабочего тела. Порядка 45 тонн на двигатель можно выделить, максимум 90, при 4500 тоннах водорода, чтобы двигатель плюс топливный бак были раза в 2 - 3 легче чем полезный груз. На каждую 1000 тонн водорода образуется 1 килограмм осколков деления и допустимы не более 5 кг Pu239 стартовой загрузки. Порядка 1 кг на тонну графита, остальное - вольфрам-184 /оболочки ТВЭЛов/ и корпус выдерживающий 100 - 200 Атмосфер.
Сегодняшние мировые запасы У-5 превышают запасы П-9.
Да это верно, после освоения центрифужной технологии урана-235 оказалось на порядок больше чем плутония-239 в арсеналах сверхдержав.
Вместе с тем, плутоний в перспективе доступен в количестве сравнимом с ураном-238 при быстрых реакторах. Благодаря высокому сечению в резонансе 0,3 эВ, возможно в одноразовом включении выжигать его реакцией деления 20% и более /вплоть до 50%/ складывая при этом количество, нужное для нагрева бака с жидким водородом не очень большой величины.
"двигателей на звездолета должен быть не один десяток. "
Достаточны 4 двигателя отрабатывающие по очереди. Один - разгон с орбиты Земли, второй - торможение на орбиту Марса, третий - разгон с орбиты Марса на Землю, четвёртый - резервный.
Если удастся сделать ЯРД компактным, появляется вариант набирать корабль из стандартных модулей: бак жидкого водорода 1000 тонн, диаметром 20 длиной 50 метров, с ЯРД в котором из загрузки 5 кг выжигается 1 кг плутония.
куда полетим на ядерном сопле? Где есть в космосе ещё другая Земля Обетованная?
По всей Солнечной Системе.
В первую очередь к кольцу астероидов и к Марсу как цели более наглядной для общественности. Астероиды расположены дальше, однако долететь туда и обратно легче чем к Марсу: у них почти нет гравитации. Цели: добыча металлов платиновой группы и редкоземельных, а также создание долговременных баз. Астероид может быть насквозь перекопан, пропущен через 3D-принтер и превращён в космический корабль.
Есть мнение, что развитой цивилизации в кольце астероидов гораздо удобнее, чем в окрестностях Солнца где зародилась жизнь. Малый объём окрестностей Солнца пронизывается всеми кометами, которые создали кратеры на всех планетах и периодически делали массовые вымирания видов на Земле. Вдалеке от Солнца - пространство огромное а скорости комет малы. Возможно, в веществе замороженных астероидов есть всё необходимое для работы и жизни, даже водород в химических соединениях.
"Тема
межпланетного звездолета интересная, но это просто амбиции - сделать
то, что другие не делали."
Если ничего не делать - через 10 лет США, Евросоюз и Япония, а возможно ещё и некоторые другие страны, начнут пилотируемые полёты к Луне и Марсу, многолетние пилотируемые экспедиции к астероидам, через 20 лет сделают их массовой регулярной практикой. Неужели допустимо, чтобы Россия оказалась в стороне от этого процесса, непричастной к прогрессу?
|
[ Ответить на это | Администратор ] |
|
|
