18

Aerojet Rocketdyne испытала новый твердотопливный двигатель для МБР

Успешные испытания нового твердотопливного ракетного двигателя провела американская компания Aerojet Rocketdyne. Видео испытаний опубликовано 12 мая на странице компании в Twitter.


Двигатель, называемый MCAT Demo (Missile Components Advanced Technologies Demonstration), разрабатывается в рамках контракта с Исследовательской лабораторией ВВС США.


«Конструкция двигателя состоит из корпуса, изготовленного из современного композитного углеграфитового материала, недорогостоящей форсунки и высокоэнергетического твердого топлива с длительным сроком хранения», — говорится в видеоролике.


«Успешные испытания MCAT Demo позволят будущим межконтинентальным баллистическим ракетам (МБР) ВВС США увеличить эффективность при уменьшении цены», — сказал глава Отдела двигателей Исследовательской лабораторией ВВС США Джейсон Моссман.


Компания Aerojet Rocketdyne образована в 2013 году в результате слияния компаний Aerojet и Pratt & Whitney Rocketdyne, занимавшихся разработкой и производством ракетных двигателей в США с середины XX века.


ИА Красная Весна

Дубликаты не найдены

-11
И чё?
раскрыть ветку 1
+4
Ни чё, пендосы тоже на месте не сидят
ещё комментарии
Похожие посты
37

Китайские космические стартапы провели испытания двигателей для будущих ракет

Очередное огневое испытание кислород-метанового двигателя JD-1 провела китайская частная космическая компания iSpace 19 мая. Видео теста опубликовано на странице компании в социальной сети Weibo.


Время работы двигателя тягой 15 тонн составило 200 секунд. Двигатель будет использоваться на первой и второй ступенях будущей двухступенчатой ракеты Hyperbola-2.


Ракета Hyperbola-2 со стартовой массой 90 тонн будет способна выводить на низкую околоземную орбиту до 1900 кг полезной нагрузки. Планируется, что первая ступень ракеты, оснащенная девятью двигателями JD-1, будет осуществлять реактивную посадку для повторного использования.


Ранее, 13 мая, другой китайский стартап LandSpace провел огневые испытания кислород-метанового двигателя TQ-12 тягой 80 тонн. Четыре двигателя TQ-12 будут установлены на первую ступень двухступенчатой ракеты Zhuque-2. Данная ракета массой 216 тонн будет способна выводить до 4000 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту.


ИА Красная Весна


Испытания JD-1

Испытания TQ-12

Показать полностью 1
38

Rocket Lab тестирует новый двигатель HyperCurie для спутниковой платформы Photon Lunar

Компания Rocket Lab в настоящее время занимается тестированием нового двигателя, который она разработала для своего будущей спутниковой платформы Photon Lunar. Сообщивший об этом гендиректор Rocket Lab Питер Бек (Peter Beck) поделился изображением этого двигателя, названного hyperCurie.

Rocket Lab тестирует новый двигатель HyperCurie для спутниковой платформы Photon Lunar Electron, Rocket Lab, Частная космонавтика, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Как следует из его названия, hyperCurie представляет собой эволюцию двигателя Curie. Последним в настоящее время оснащена третья ступень ракеты Electron, используемой Rocket Lab для отправки полезных грузов на орбиту.


Двигатель hyperCurie будет использоваться в спутниковой платформе Photon Lunar, разрабатываемой Rocket Lab для доставки небольших полезных грузов на Луну, Марс, Венеру и даже за их пределы.


Rocket Lab получила в феврале контракт NASA на доставку полезного груза на Луну. Лунная миссия NASA включает создание на следующем этапе окололунной орбитальной станции Lunar Gateway, которая станет ключевым элементом для будущих исследований естественного спутника Земли и долгосрочных миссий на другие планеты.

Rocket Lab тестирует новый двигатель HyperCurie для спутниковой платформы Photon Lunar Electron, Rocket Lab, Частная космонавтика, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Ранее в начале этого месяца Бек поделился подробным эскизом космического аппарата Photon Lunar с подключённым двигателем hyperCurie. В отличие от Curie, в новом двигателе используются электрические насосы для повышения производительности и увеличения тяги.

источник 3dnews / techcrunch

Показать полностью 1
33

Firefly Aerospace провела квалификационные испытания ракетного двигателя Reaver

Firefly Aerospace опубликовала в twitter видео квалификационных испытаний кислородно-керосинового двигателя Reaver для своей легкой ракеты Firefly Alpha.

Двуступенчатая ракета Firefly Alpha массой 54 т будет способна выводить до 1000 кг полезного груза на низкую околоземную орбиту. Четыре двигателя Reaver суммарной тягой 736 кН будут установлены на первую ступень.

67

Японская компания Interstellar Technologies испытала двигатель для новой ракеты

Огневые испытания прототипа двигателя для новой ракеты провела японская частная космическая компания Interstellar Technologies 30 марта. Видео испытания опубликовано 31 марта на канале YouTube компании.

Для испытаний использовался тестовый стенд компании, расположенный на космодроме на острове Хоккайдо. Огневые испытания прошли в рамках контракта с Министерством экономики, торговли и промышленности Японии.


Кислородно-метановый двигатель тягой 60 кН будет использоваться на разрабатываемой ракете ZERO, предназначенной для вывода на орбиту малых спутников. ZERO будет выводить до 100 кг полезного груза на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км.


Компания Interstellar Technologies была основана в 2005 году японским предпринимателем Такафуми Хори для создания дешевой космической ракеты. 30 июля 2017 года компания провела неудачное испытание своей первой ракеты MOMO-1. Впоследствии компания осуществила еще три попытки суборбитального запуска ракеты MOMO, лишь один из которых был удачным.


ИА Красная Весна

228

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели.

Всем чертовски интересно, когда и на чём мы повезём к Марсу саженцы яблонь и картошку. Об этом регулярно просят рассказать журналисты, из рассказов они делают свои заметки и репортажи, при этом часть информации неминуемо теряется (см. рис. 1).

В общем, после очередного сюжета в телевизоре учёный совет Института ядерной физики предписал мне написать про плазменные двигатели популярно. Не то, чтобы я был специалистом по космосу, у меня даже Kerbal Space Program не установлена, но что-то слышал. Будем надеяться, знатоки донесут подробностей.

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Очевидный момент: маршевый двигатель нужен космическому аппарату, чтобы изменять его скорость. Двигатель может быть тяговитым, может быть экономичным, может иметь приемлемую мощность. Как обычно, нужно выбрать два пункта из трёх.

Если отложить в сторону аэродинамические и гравитационные потери, скорость космического корабля можно определить по формуле Циолковского. Она есть в школьном курсе, поэтому я рискну и вставлю её в текст. Это последняя формула в посте, не торопитесь его закрывать. Здесь V — скорость аппарата, V_1 — скорость реактивной струи, M_1 — масса «сухого» корабля, M_2 — масса, выброшенная в реактивной струе:

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Логарифм — функция весьма неприятная, поскольку растёт медленно. Чтобы разогнать аппарат до скорости, равной скорости реактивной струи, две трети стартовой массы должно быть занято рабочим телом. Если потребуется разогнаться до вдвое большей скорости, нужно выбросить 5/6 массы; втрое — 95%. То есть, мы выбрасываем почти всё, что везём. Чтобы жить было легче, скорость реактивной струи должна быть по возможности большой.

NB: при разговоре о ракетных двигателях правильнее говорить об удельном импульсе, то есть, величине импульса (m·dV), полученной за счёт выбрасывания единицы массы рабочего тела (dm). Сферически и в вакууме, при идеальной конструкции двигателя, эта величина будет совпадать с направленной скоростью струи. Если силу тяги измерять в Ньютонах, то удельный импульс измеряется в м/с; если использовать килограммы-силы — то в секундах (нужно метры в секунду разделить на 9.8 м/с²).

Тяга двигателя — вещь простая, это удельный импульс, умноженный на выброшенную за секунду массу. Хочешь больше тяги — жги больше!

Полезная мощность из тяги и удельного импульса получается автоматически — перемножением и делением пополам. Хотите экономно расходовать массу — или снижайте тягу (разгон будет долгим), или повышайте мощность.

Хороший химический двигатель может дать удельный импульс (в м/с), несколько больший, чем скорость звука в сгорающем топливе. Можно вывернуться наизнанку, но двигатель на кислороде и керосине не даст больше 335 с (3350 м/с), а на водороде и кислороде — 430 с (4300 м/с). Возможность расходовать пару тонн топлива в секунду позволяет с их помощью красиво и эпично стартовать с поверхности Земли [1, 2]. Но речь идёт о гигаваттах и тоннах в секунду.

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост
Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Для старта с Земли нужно набрать (с учётом потерь) около 10 км/с, для перехода с низкой опорной орбиты на геостационарную или для полёта к Луне/Марсу потребуется 4–8 км/с [3]. И то, и другое — слишком много для химических двигателей. Но пока лифты, катапульты и фонтаны остаются научной фантастикой, альтернативы химическому топливу для вывода на орбиту всё равно нет.

Выше начинаются варианты. Можно повышать температуру вещества, чтобы скорость звука и истечения стала выше (вещество станет плазмой) либо ускорять частицы в электрическом и магнитном полях (вещество должно быть, опять-таки, плазмой).

В этот момент мы добираемся до электроракетных двигателей в целом и плазменных в частности. Речь здесь идёт про удельный импульс в районе 1–10 тысяч секунд (10–100 км/с) и мощность... В общем, сколько найдётся.

Если мощность фиксирована, наиболее удобное соотношение удельного импульса и тяги диктуется задачей. Для быстрого прохождения радиационных поясов полезен двигатель с бо́льшей тягой (а также меньшим импульсом и быстрой тратой рабочего тела), для марша до Юпитера эффективен высокий удельный импульс (и малая тяга с копеечным ускорением, которое может длиться месяцами на одном баке).

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Из летающих сегодня космических аппаратов самым мощным является МКС с солнечными батареями на 80 кВт [4]. Вот эти 35-метровые панели:

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

В целом, всё, что летает сейчас, может дать двигателям не больше нескольких киловатт (чаще — меньше). Разговоры о ближней перспективе — это разговоры о мегаваттных ядерных реакторах (и нескольких сотнях киловатт мощности двигателя). Например, вот этих [5, 6]:

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост
Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

На мощности до нескольких киловатт хорошо работают ионные двигатели. Идея в следующем: газ ионизируется до плазмы, из неё в зазор между двумя сеточками вытягивается поток ионов и ускоряется постоянным напряжением. После второй сетки к ним добавляется поток электронов, чтобы аппарат не заряжался отрицательно [7].

Проблемы начинаются при повышении мощности: разряд начинает быстро жрать разрушать сетку. Кроме того, двигатель становится слишком большим: при разумных полях тяга на единицу площади ограничена величиной на уровне ~0.1–0.2 гс/см² (10–20 Н/м²).

Примечание: это — не термоядерный двигатель.

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Следующий вариант, активно летающий в космосе — кольцевой разряд в магнитном поле. Плазма заперта в промежутке между цилиндрическим центральным электродом и полой бочкой. Ток по центральному электроду создаёт вокруг себя магнитное поле, направленное по окружности. На ток, текущий по радиусу (от стенки к центру), действует обычная сила Ампера, ускоряющая плазму вдоль оси центрального электрода. Подобный стационарный плазменный (он же — холловский) двигатель при том же размере может дать бо́льшую тягу, чем ионный, но его удельный импульс практически жёстко задан конструкцией.

Про эту штуку здесь уже писали, поэтому даю ссылки: первая и вторая части. Добавлю пару иллюстраций для наглядности [7]:

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

В наших краях двигателями этого типа активно занимается ОКБ «Факел» из Калининграда, выпуская двигатели для всех желающих с мощностью от сотни ватт (летает) до 15 киловатт (пока модель) [8].

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост
Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

По подобной схеме (по сути, матрёшка из вложенных один в другой 4 двигателей разного размера) для NASA делается 100-киловаттный прототип XR-100 [9].

И, да. Это — не термоядерный двигатель.

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

На сравнительно большой мощности становится адекватной возможность разгонять нагретый газ через сопло. Но три тысячи градусов — это мало. Плазму можно нагреть до гораздо более интересных температур: четыре миллиона градусов звучат как-то поубедительнее.

Чтобы она не охлаждалась о стенки, можно изолировать рабочее тело от корпуса двигателя продольным магнитным полем, а с одной из сторон сформировать из расходящихся силовых линий магнитное сопло.

(Над вами на второй космической скорости пролетит две открытые ловушки).

Важная фишка: меняя подачу газа при постоянной суммарной мощности нагрева, можно менять температуру вытекающей в сопло плазмы. А значит, и удельный импульс. А значит, с помощью одного и того же двигателя давать побольше жару тяги в поясах ван Аллена, а после экономно ускоряться/замедляться в месячном полёте до Марса.

Вся эта штука называется VASIMR и допилена до железного 200-киловаттного прототипа. (Опять-таки, и это не термоядерный двигатель).

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Двигатели ставятся парой: стрелка магнитного поля в одном направлена от источника к соплу, в другом — наоборот. В остальном поля одинаковы. Из-за этого магнитное поле быстрее спадает при удалении от среза сопла (вся сборка — квадруполь, а не диполь); это позволяет плазме в определённый момент оторваться от магнитных силовых линий и улететь куда подальше, а двигателю — собирать меньше заряженных частиц из окружающего пространства.

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

В этот момент удобно упомянуть, каким боком в этой теме оказался автор поста. Двигатель с магнитным соплом сам по себе — открытая ловушка (точнее, две). Если у нас есть многопробочная ловушка с бегущими пробками, мы можем заставить пробки бежать от входа к выходу — в таком случае поток плазмы будет не тормозить, а ускоряться. Как и в посте про открытые ловушки, магнитное поле здесь винтовое; плазма вращается; с точки зрения плазмы винт выталкивает её в нужную сторону областями сильного поля. Отличие — в шаге винта: для двигателя он обязательно должен расти от источника к соплу.

Плюсы — переменный удельный импульс, нетребовательность к рабочему телу, отсутствие сложных систем нагрева.

Минусы... Это пока даже не модель, это научная идея, из которой проглядывает что-то интересное. До лётного образца здесь лет пятнадцать с того момента, как кто-нибудь решит дать на него денег.

Да, конечно. Это не термоядерный двигатель, что бы ни писали журналисты (см. рис. 1).

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост
Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Теперь про настоящий термоядерный двигатель. Это должно быть эпично.

Размышления, конечно, из разряда научной фантастики, а не серьёзных проектов. Но и мы не в журнале Physics of Plasmas.

Двигатель на DT-топливе смысла не имеет: 80% энергии уходит во все стороны с нейтронами, не создавая тяги. Значит, нужно использовать DD или D3He (см. первый пост про УТС). Плотность мощности энерговыделения в них при разумной плотности вещества составляет примерно 1 МВт/м³, а для поддержания реакции требуется время удержания энергии на уровне нескольких секунд. Для линейной ловушки с секциями улучшенного удержания это соответствует длине от 50 (для очень хорошего удержания) до 300 (для умеренного улучшения) метров. Если мы хотим создать реактивную струю, удержание с одного из концов придётся слегка ухудшить. Пусть из-за этого длина будет 150 м.

Площадь поперечного сечения тоже не может быть сколь угодно маленькой: вращающиеся в магнитном поле ионы (рис. 1 из поста про ловушки) должны хоть как-то умещаться внутри плазмы. При разумных величинах магнитного поля сечение будет на уровне 0.3 м².

Двигатели ставим парой, как в VASIMR'е.

Всё это даёт объём термоядерной плазмы в районе 100 м³ и мощность в духе 100 МВт.

При этом 300 км/с (с учётом торможения в многопробочных секциях и добавки балластного газа в струю) — разумная оценка для скорости истечения. Расход рабочего тела выйдет на уровне 2 г/с, а тяга — 60 кгс.

По земным меркам этот космический катамаран будет разгоняться очень неспешно, но он может делать это много лет подряд [10].

Пара слов об УТС и плазме, часть 5. Марсианские двигатели. Наука, Физика, Плазма, Космос, Ракетный двигатель, Длиннопост

Рядом с таким двигателем красиво смотрятся катапульты для конвейерного вывода грузов на орбиту, обитаемые базы на лунах Юпитера и беспилотные миссии за пределы облака Оорта...

Да, чёрт возьми, всё что угодно красиво смотрится рядом с термоядерным планетолётом!

Но пока это к научной фантастике.


Ps. Привет «Факелу», если кто читает. =)


[1] https://en.wikipedia.org/wiki/RD-180

[2] https://www.youtube.com/watch?v=ccLFT0bQX0E

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Delta-v_budget

[4] https://habr.com/ru/post/378117/

[5] https://habr.com/ru/post/381701/

[6] https://www2.jpl.nasa.gov/jimo/technology.cfm

[7] http://tdla.ssau.ru/uop/vvedrd/module5.pdf

[8] https://fakel-russia.com/images/gallery/produczia/fakel_spd_...

[9] https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/201800...

https://www.bwxt.com/what-we-do/nuclear-thermal-propulsion-n...

[10] #comment_130281457 , иллюстрация к роману Р. Ибатуллина «Роза и Червь».

Показать полностью 18
102

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США.

Советский проект "ПК-3000"

Конструктивно взрыволет Сахарова должен был состоять из отсека управления, отсека экипажа, отсека для размещения ядерных зарядов, основной двигательной установки и жидкостных ракетных двигателей. Корабль также должен был иметь систему подачи ядерных зарядов и систему демпфирования для выравнивания ракеты после ядерных взрывов. Ну и, конечно, баки достаточной емкости для запасов топлива и окислителя. В нижней части корабля должен был крепиться экран диаметром 15-25 м, в фокусе которого должны были «греметь» ядерные взрывы.


Старт с Земли осуществлялся с использованием жидкостных ракетных двигателях, размещенных на нижних опорах. Топливо и окислитель предполагалось подавать из внешних навесных топливных баков, которые после опорожнения можно было сбросить. На жидкостных двигателях аппарат поднимался на высоту нескольких километров (или десятков километров), после чего включалась основная двигательная установка корабля, в которой использовалась энергия последовательных взрывов ядерных зарядов небольшой мощности.


В процессе работы над взрыволетом были рассмотрены и просчитаны несколько вариантов конструкции различных габаритов. Соответственно менялись и стартовая масса, и масса полезной нагрузки, которую удавалось вывести на орбиту. Но надо отметить, что, несмотря на значительные массы конструкции, она не отличалась большими размерами. Например, «ПК-3000» («Пилотируемый комплекс» со стартовой массой 3000 т) имел высоту около 60 м, а «ПК-5000» («Пилотируемый комплекс» со стартовой массой 5000 т) - менее 75 м. Полезная нагрузка, выводимая на орбиту, в этих вариантах составляла 800 и 1300 т соответственно.

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Элементарный расчет показывает, что соотношение массы полезной нагрузки к стартовой массе превышало 25%! А ведь современная ракета на химическом топливе выводит в космос не больше 7-8% от стартовой массы.


В качестве стартовой площадки для «взрыволета» выбрали один из районов на севере Советского Союза - конструкторы полагали, что для старта нового космического корабля придется строить специальный космодром. Место для него выбиралось на основе двух соображений. Во-первых, северные широты позволяли проложить трассу полета ракеты над труднодоступными малонаселенными районами, и в случае аварии это позволяло избежать лишних жертв. Во-вторых, «запуск» ядерного двигателя вдали от плоскости экватора вне зоны так называемой геомагнитной ловушки позволял избежать появления искусственных радиационных поясов.

“Орион” – проект ядерного взрыволета конца 1950-х годов.

Что будет, если на заряд взрывчатого вещества поставить какой-то предмет? Бытовая логика подсказывает что он или будет разрушен взрывом, или же (если он достаточно прочный) будет отброшен на какое-то расстояние. А что, если вместо взрывчатки у нас ядерная бомба, а вместо предмета космический корабль? Тогда мы получим проект космического корабля “Орион”, которые разрабатывался в 50-е годы учеными из Лос-Аламосской лаборатории...

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Прежде чем описать суть концепции, стоит совершить небольшой исторический экскурс в середину 20 века. До конца 1950-х в США не было единой организации, которая бы занималась вопросами космической программы. Вместо этого там существовал целый ряд конкурирующих организаций при разных министерствах и ведомствах. Но запуск СССР первого Спутника (что оказалось шоком для многих обывателей – доставляющую цитату из произведения Стивена Кинга можно почитать тут) и несколько громких провалов по программе “Авангард” вынудили президента Эйзенхаура принять решение о создании национальной организации, в рамках которой оказались бы сосредоточены все ресурсы направляемые на космическую гонку. Этой организацией стало хорошо известное всем NASA, которое получило в свое распоряжение все разрабатываемые к тому моменту перспективные космические проекты.

Одним из них и был космический корабль “Орион”. Суть его заключалась в следующем: корабль снабжается мощной плитой, устанавливаемой за кормой. Ядерные бомбы небольшой мощности (от 0.01 до 0.35 килотонн) должны были равномерно выбрасываться в направлении, противоположном полёту корабля и подрываться на сравнительно малой дистанции (до 100 м). Отражающая плита принимала на себя импульс, и передавала его кораблю через систему амортизаторов (или без них, для беспилотных версий). От повреждения световой вспышкой, потоками гамма-излучения и высокотемпературной плазмой, отражающая плита должна была быть защищена покрытием из графитовой смазки, которое заново распылялось бы после каждого подрыва

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Слишком безумно чтобы быть реализуемым? Не спешите делать выводы. Дело в том, что в концепции “взрыволета” было здравое зерно. Химические ракеты, которые и по настоящее время являются единственным средством доставки грузов в космос отличаются убойно-низким КПД. Это связано с тем, что они имеют скорость истечения реактивной массы приблизительно 3-4 км/с, что означает, что необходимо предусмотреть n ступеней в конструкции корабля, если его надо разогнать до скорости 3n км/с. Это приводит к тому, что скажем для того, чтобы доставить спускаемый аппарат с астронавтами весом в две тонны до поверхности Луны, приходится строить трехступенчатую ракету высотой 110 м и сжигать свыше 2600 тонн горючего. Подрыв же ядерного заряда в зависимости от его мощности может дать удельный импульс от 100 до 30 000 км/с, что позволяет создать корабль, чье ТТХ радикально бы превзошло всю когда-либо созданную технику.


В рамках проекта были проведены некоторые макетные испытания. В частности, эксперимент с обычными зарядами и 100 килограммовой моделью корабля показал, что такой полет может быть устойчивым. Кроме того во время ядерных испытания на атолле Эниветок покрытые графитом стальные сферы были размещены в 9 метрах от эпицентра взрыва. После взрыва они были найдены неповрежденными: тонкий слой графита испарился с их поверхностей, что доказало, что предложенная схема использования графитовой смазки для защиты плиты в принципе возможна.

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Кроме того, своеобразный "опыт" был проведен в августе 1957 года. Во время подземных ядерных испытания в славном штате Невада, 900 килограммовая стальная плита закрывающая шахту на дне которой был взорван ядерный заряд, была буквально выброшена ударной волной в атмосферу со скоростью примерно 66 км/с (как показали замеры с камер наблюдения). Насчет дальнейшей судьбы плиты мнения расходятся – некоторые энтузиасты полагают что она стала первым сделанным человеком объектом вышедшим в космос, более реалистичный взгляд заключается в том, что она попросту сгорела в атмосфере. В любом случае, совершенно ясно что энергия ядерного взрыва позволяла достичь скоростей, несравнимых с обычными ракетами.

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Одним из участников рабочей группы по разработке программы был известный ученый Фримен Дайсон, который считал что использование химических ракет просто неразумно и является слишком дорогостоящим удовольствием - в частности он сравнивал их с дирижаблями 30-х годов, в то время как корабль "Орион" с современным Боингом. Девизом его рабочей группы было «Марс — к 1965 году, Сатурн — к 1970!», и этот слоган был не настолько самоуверенным, как может показаться на первый взгляд.


В частности, самый простой вариант “Ориона” имел бы стартовую массу в 880 тонн и мог доставлять на орбиту 300 тонн груза по цене 150 $ за килограмм и 170 тонн груза на Луну (сравните с возможностями и ценой Сатурна-5). Модификация для межпланетных полетов имела бы стартовый вес в 4000 тонны при использовании бомб мощностью 0.14 килотонн и могла бы доставлять 800 тонн полезной нагрузки и 60 пассажиров к Марсу. Как показали расчеты, полет к Сатурну с возвращением на Землю продлился бы всего 3 года.

Может возникнуть резонный вопрос – как бы запускали такую махину с Земли? Первоначально «Орион» предполагалось запускать с атомного полигона Джекесс-Флетс все в том же славном штате Невада. Корабль, имеющий форму пули, устанавливался бы на 8 стартовых башнях высотой 75 метров для того, чтобы не быть повреждённым от ядерного взрыва у поверхности. При запуске каждую секунду должен был производиться один взрыв мощностью 0,1 кт. После выхода на орбиту, калибр зарядов увеличивался.

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Но стоит отметить, что создатели “Ориона” не ограничивались лишь межпланетными перелетами. Фримен Дайсон предложил несколько проектов взрыволета которые могли бы использоваться для межзвездных полетов.


Расчеты Дайсона показали, что использование мегатонных водородных бомб позволило бы разогнать корабль весом 400 000 тонн до 3,3% скорости света. Из общего веса корабля на полезную нагрузку отводилось бы 50 000 тонн – все остальное на 300 000 ядерных зарядов необходимых для полета и графитовую смазку (Карл Саган кстати предложил что такой корабль был бы отличным способом избавиться от мировых запасов ядерного оружия). Полет до Альфы Центавры занял бы 130 лет. Современные же расчеты показали, что правильная конструкция корабля и зарядов позволили бы достичь где-то 8% -10% скорости света, что позволило бы долететь до ближайшей звезды за 40-45 лет. Стоимость такого проекта на середину 60-х оценивалась в 10% тогдашнего ВВП США (где-то 2.5 триллиона долларов в пересчете на наши цены).

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео

Конечно, проект имел ряд проблем, которые необходимо было бы как-то решить. Первая и самая очевидное – радиоактивное загрязнение Земли при старте. Для того, чтобы отправить 4000 тонный корабль в межпланетную экспедицию требовалось взорвать 800 бомб. По самым пессимистичным оценкам это бы дало загрязнение эквивалентное подрыву 10 мегатонной ядерной бомбы. По более оптимистичным оценкам, использование более эффективных и дающих меньший выход радиации зарядов сумело бы значительно уменьшить эту цифру. Кстати, стоимость самих бомб была бы не так и велика – лишь 7% стоимости МБР приходится собственно на сами боеголовки. Куда больше тратится на ее корпус, системы наведения, топливо и обслуживание. По подсчетам, стоимость одного маленького ядерного заряда для "Ориона" составила бы 300 000 долларов в современных ценах.

Во-вторых, оставался вопрос создания надежной системы амортизаторов, которые бы защитили корабль и экипаж от чрезмерных перегрузок, а также защита экипажа от радиации и оборудования от электромагнитного импулься.


В-третьих, существовал риск повреждения защитной пластины и самого корабля обломками и шрапнелью от ядерного взрыва.


После создания NASA, проект еще некоторое время получал небольшое финансирование, но затем был свернут. В развернувшейся в те годы борьбе идеологий победили сторонники Вернера Фон Брауна с концепцией мощных химических ракет. С тех пор, идея использования взрыволетов никогда не пользовалась серьезной поддержкой внутри агентства, что авторы "Ориона" всегда считали большой ошибкой.



Впрочем, помимо идеологии большую роль сыграл тот фактор, что создатели во многом опередили время – ни тогда, ни сейчас у человечества пока что не возникало насущной необходимости в единовременном выводе тысяч тонн груза на орбиту. К тому же, учитывая насколько сейчас популярно экологическое движение, крайне тяжело представить что какие-то политики дадут добро на такой ядерный полет. Формальная точка в истории проекта была поставлена в 1963 году, когда СССР и США подписали договор о запрещении ядерных испытаний (в том числе в воздухе и космосе). Была предпринята попытка вставить в текст специальную оговорку для кораблей вроде “Ориона”, но СССР отказался делать какие-либо исключения из общего правила.

Но как бы то ни было, такой тип корабля является пока что единственным проектом звездолета, который мог бы быть создан на основе имеющихся технологий и принести научные результаты в недалеком будущем. Никакие другие технологически возможные на данном этапе типы двигателей для космических аппаратов не обеспечивают приемлемого времени для получения результатов. А все остальные предлагаемые концепции – фотонный двигатель, звездолеты на антиматерии класса "Валькирия" имеют большое количество нерешенных проблем и допущений, которые делают их возможную реализацию делом отдаленного будущего. Про так любимые фантастами червоточины и WARP-двигатели и говорить не приходится – как бы не была приятна идея мгновенного перемещения, к сожалению это все пока что остается чистой воды фантастикой.


Кто-то как-то сказал, что несмотря на то, что сейчас “Орион” (и его идейные последователи) представляют собой лишь теоретическую концепцию, но он всегда остается в запасе на случай возникновения каких-либо чрезвычайных обстоятельств, которые потребуют отправки в космос большого корабля. Сам Дайсон считал что такой корабль позволит обеспечить выживание человеческой расы в случае какой-то глобальной катастрофы и предсказывал что при тогдашнем уровне экономического роста человечество могло бы начать межзвездные полеты через 200 лет.


С тех пор прошло уже 50 лет и пока что явных предпосылок к тому, что этот прогноз сбудется вроде нет. Но с другой стороны, никто не может быть уверен в том, что несет ему будущее – и кто знает, возможно со временем, когда у человечества появится действительная необходимость в выводе на орбиту больших кораблей, со всех этих проектов все же стряхнут пыль. Главное только, чтобы причиной этому будет не какие-то чрезвычайные происшествия, а экономические соображения и стремление наконец-то попробовать покинуть наши родительскую колыбель и отправиться к другим звездам.

В космос, верхом на атомном взрыве. Взрыволеты СССР и США. Космос, Запуск ракеты, Ядерное оружие, Ядерный взрыв, Ракета, США vs СССР, Длиннопост, Видео
Показать полностью 7 1
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: