Аэрогели будут использоваться для стабилизации ядерного топлива в новых ракетных двигателях. (xmk238 / Getty Images)
В последнее время кажется, что новых идей для перемещения в космосе пруд пруди. Помимо типичного спора между солнечными парусами и химическим двигателем, существует потенциальный третий путь – ядерный ракетный двигатель.
Хотя мы обсуждали их здесь, во Вселенной сегодня, ранее, Институт передовых концепций НАСА предоставил грант компании Positron Dynamics для разработки нового типа ракетного двигателя с фрагментами ядерного деления (FFRE). Это может обеспечить баланс между мощностью химических двигателей и долговечностью солнечных парусов.
FFRE сами по себе не являются новой концепцией, но многим из них приходится преодолевать огромные технические препятствия, прежде чем их можно будет считать полезными. Их преимущества, такие как высокий удельный импульс и чрезвычайно высокая плотность мощности, компенсируются их недостатками, такими как необходимость сложной формы левитации плазмы.
Позитронная динамика надеется нарушить этот баланс, используя два отдельных прорыва, полученных из других областей исследований. Первым новым подходом было бы поместить делящийся материал в сверхлегкий аэрогель. Вторым будет внедрение сверхпроводящего магнита для удержания этих частиц деления.
В FFRES, по сути, используется тот же ядерный процесс, который приводит в действие энергетические атомные станции на Земле. Однако вместо того, чтобы вырабатывать только электричество, они также генерируют тягу, и при этом очень большую тягу.
Однако нецелесообразно отправлять в космос целый брусок уранового топлива, такого, которое используется в реакторах деления здесь, на Земле.
Встраивание самого топлива в одно из самых легких известных веществ, используемых человеком, решает эту проблему.
Аэрогели - это необычайно воздушные материалы, которые выглядят воздушными, когда их кто-то держит, как на первом изображении выше. Встраивание в них частиц топлива для реакции деления было бы удобным способом удерживать топливо вместе, в то же время позволяя общей конструкции быть достаточно легкой, чтобы ее можно было поднять на орбиту.
Однако структура самих аэрогелей не будет способствовать удержанию фрагментов деления, когда они распадаются. Для этого потребуется огромная внешняя сила, в которую входит сверхпроводящий магнит.
Сверхпроводящие магниты обычно используются в экспериментальных термоядерных установках, где они используются для удержания плазмы, необходимой для нагрева термоядерного топлива, но которая в противном случае разрушила бы любой обычный материал. Учитывая весь интерес к исследованиям в области термоядерного синтеза в последнее время, мощные магниты также привлекают дополнительное внимание исследователей.
Добавление одного к FFRE позволило бы инженерам направлять все осколки деления в одном направлении, эффективно превращая их в вектор тяги. У этого есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что осколки не позволяют разрушить другие части двигателя.
Пока все это очень теоретично, поскольку предстоит преодолеть еще много препятствий. Но это именно то, для чего нужен NIAC – финансировать проекты на ранней стадии и пытаться их игнорировать.
Возможно, когда-нибудь FFREs сможет достичь того уровня скорости и топливной экономичности, о котором мечтают многие ученые-ракетчики.
Эта статья была первоначально опубликована Universe Today . Прочитайте оригинальную статью.
Оставить комментарий:
0 comments:
Всегда рады услышать ваше мнение!