Лунные ядерные реакторы изменят мир. И какое охлаждение лучше выбрать?
NASA снова стремится к исследованию Луны и даже готовится к миссии на Марс с зондами нового поколения. Для такого длительного путешествия (я про Марс) нужен новый источник энергии, так как олдскульные солнечные батареи и радиоизотопные термоэлектрические генераторы не справятся.
Космическое агентство на днях заключило три контракта на поставку ядерных реакторов нового поколения для исследования космоса.
"Артемида" - новая программа NASA вернет человечество на Луну. В отличии от предыдущих миссий и "Аполлона", исследователи планирую провести масштабное изучение лунной поверхности. А это требует огромного количества энергии. Также, эта энергия должна быть мобильной, чтобы перемещаться из одного места в другое.
В теории, такое можно провернуть с солнечными панелями, но перемещать такую "ферму" по поверхности невозможно. Кроме того, панелей нужно много, и они будут занимать большую часть ракеты, соответственно оставит мало места для жизненно важных элементов.
Еще есть вариант с РИТЭГ-ами. В них используются часть плутония, который раскаляется из-за радиоактивного распада. Затем это тепло превращается в энергию с помощью термопар. РИТЭГи компактные и обеспечивают круглосуточное питание десятилетиями. Они используются в миссиях, которые предполагают большую удаленность от Солнца. Такие генераторы излучают слишком много радиации для того, чтобы рядом находились люди, а энергии производят относительно немного (около 200Вт, чего еле хватает для питания компьютера).
NASA заключили контракты с Lockheed Martin, Westinghouse и IX на изготовление предварительных проектов реакторов. Цена одного контракта - 5 миллионов долларов, время - 12 месяцев на разработку конструкции ядерного реактора мощностью 40кВТ, который будет достаточно безопасен для запуска и к 2030 году готов к использованию.
Это очень сложная задача! Только для того, чтобы испытать, доработать, получить одобрение правительства для земных реакторов требуются десятилетия, не говоря уже о тех, которые нужно будет встроить в ракету и обезопасить от взрыва при запуске.
Для обеспечения легкости, компактности и безопасности полагаю, что компании будут использовать небольших размеров быстрый реактор с газовым охлаждением. Такая конструкция будет отвечать всем требованиям.
Он справится с охлаждением благодаря "газовому охлаждению". Здесь, вместо привычной воды, для охлаждения будет использоваться газообразный гелий. Он проходит через реактор, нагреваясь, расширяясь и вращая турбины. В отличие от реактора с водяным охлаждением, это процесс с замкнутым циклом, поскольку гелий может быстро терять тепло. а затем запускать цикл снова. Это означает, что реакторы с газовым охлаждением не нуждаются во "входе", они невероятно компактны и идеально подходят для роли космического реактора.
ЕЩЕ БОЛЬШЕ ИНТЕРЕСНОГО И ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО КОНТЕНТА В КЛАДЕЗЬ ИНФОРМАЦИИ
Мыльные червячки
Недавно я нашел данный пост на 4chan. Как думаете, правда ли это?
Вероятно вы не знаете, но на Земле обитает высшая раса! Скорее всего вы думаете что это человек, но это не правда! Правительство скрывает от нас это! Сейчас я расскажу вам всю правду... Оказывается на нашей планете обитают существа из космоса и имя этих существ "Мыльные Червячки". Итак, Мыльные Червячки передвигаются на небольших мыльных пузырях. Если мыльный пузырь лопнет и Мыльный Червячок начнёт дышать Земным воздухом, он практически моментально сгорит.
Теперь давайте я поподробней расскажу вам о захвате мира который они планируют (Увы информации ОЧЕНЬ мало по причине того что правительство тщательно чистит информацию). Благодаря очень долгому расследованию я узнал что захват мира планируется уже 6 мая 2023 года! Но я бы не советовал вам волноваться т.к. Илон Маск пообещал телепортировать всех землян на Марс к 4 мая 2023 года! ( Либо же мы уничтожим секретную штаб-квартиру мыльных червячков )
Поговорим о том как выглядят Мыльные Червячки. Представьте микроскопических дождевых червей НО полностью состоящих из мелких пузыриков.
Перейдём к интересным фактам:
1. Живой Мыльный Червячок был пойман НАСА еще 1978 году.
2. В 2004 году на сайте 4chan некий «Высоковольтный Майонез» написал о странном червяке который сидит в мыльном пузыре. Вскоре его аккаунт был удалён...
Эффект Кесслера. Космическая граница, которая способна запечатать нас на Земле на долгие поколения
Над нашими головами есть граница, которую делит все человечество. Она проходит не между двумя государствами. Из живых людей там вообще мало кто успел побывать. Эта граница заселена в основном автоматическими аппаратами, военными и телекоммуникационными спутниками и зондами. И число жителей там, между Землей и внешним космосом, постоянно растет, а в последние годы этот рост стал просто стремительным. Если же мы напортачим, то эта граница может оказаться для нас запечатанной на долгие поколения — так, что ни один человек больше не сможет покинуть Землю.
Тема сегодняшнего рассказа — синдром Кесслера, теоретический мини-апокалипсис на низкой околоземной орбите, который по принципу домино стартует с одного столкновения и вскоре приводит в полную непригодность ближний космос. И риск этого апокалипсиса растет из-за тренировок военных и деятельности Илона Маска.
Самая населенная орбита:
Большинство спутников, а также все обитаемые космические станции используют низкую околоземную орбиту. Это зона в пределах 160—2000 км над поверхностью Земли. Очень удобные высоты, с которых телекоммуникационные спутники обеспечивают нас связью и развлечениями, спутники дистанционного зондирования делают свои красивые карты планеты, а шпионские аппараты собирают разведданные.
На высоте около 400 км вертится по орбите Международная космическая станция, где у человечества есть постоянный форпост в космосе. Примерно на этой же высоте строит свою орбитальную станцию Китай.
Низкая околоземная орбита крайне важна при нынешнем укладе жизни на планете, в том числе для функционирования многих цифровых сервисов.
Но так как это весьма популярная орбита, то ее население очень быстро растет. В последние годы — совсем стремительно. По данным на сентябрь прошлого года, на низкой околоземной орбите находилось 3790 спутников. Многие из них уже в нерабочем состоянии. Значительная часть из этого массива (почти половина) принадлежала одной-единственной компании — SpaceX Илона Маска. Речь про ту самую сеть спутниковой связи Starlink, которая в ближайшие годы хочет в несколько раз умножить присутствие своих аппаратов на низкой околоземной орбите.
На днях ракета-носитель Falcon 9 вывела на орбиту 53 спутника Starlink. Это был 15-й запуск связки спутников с начала года. Группировка Starlink уже выросла до 2706 спутников на орбите и не собирается уменьшаться.
Большую часть времени, что человечество заигрывает с космосом, полеты туда, а также спутники на орбите были государственными и военными. Это была скорее игрушка политической борьбы времен холодной войны. Но новый век, технологии и удешевление полетов открыли дорогу большей коммерциализации космоса и низкой околоземной орбиты Земли. Теперь больше частных компаний строят свои спутники и доставляют их с помощью таких же частных ракет.
Слишком тесная орбита:
Но с этим трендом есть одна большая проблема. Низкая околоземная орбита — не резиновая. Диапазон высот, на которых обращаются спутники, велик. При этом чем больше спутников, тем выше шанс их столкновения.
Окей, пара спутников столкнется, пара богатых компаний потеряет свои деньги. И… что с того? Проблема не в потере этих спутников, а в огромном числе осколков, которые образуются в результате столкновения.
В 2016 году 23 августа Европейское космическое агентство заметило небольшое внезапное снижение мощности солнечной батареи аппарата Sentinel-1A. В то же время отмечались некоторые изменения в ориентации и орбите спутника. Камеры, установленные на нем, показали повреждение на одной из солнечных панелей — глубокую вмятину, которой раньше не было.
Анализ данных, в том числе скорости спутника, размеров вмятины, показал, что удар был нанесен очень маленьким объектом — частицей всего несколько миллиметров в диаметре, которая оставила после себя вмятину диаметром в 40 см. Отследить этого агрессора было невозможно, потому что с Земли обычно трекают потенциальные угрозы размером более 5 сантиметров.
Специалисты Европейского космического агентства полагают, что всего вокруг Земли может вращаться около 129 млн объектов размером больше одного миллиметра. Специалисты из США именно на низкой околоземной орбите насчитывают пару десятков тысяч. Они вращаются на высоких скоростях. И кусочек такого мусора размером с монетку на скорости с десяток километров в секунду, может насквозь прошить спутник с невероятной силой, раздробив его на мелкие кусочки. Десятки, сотни и тысячи новых мелких кусочков.
В 2009 году случилось самое первое и громкое столкновение в истории освоения низкой околоземной орбиты. Пересеклись траектории действующего телекоммуникационного спутника Iridium-33 и отработавшего свое еще 14 лет назад российского военного спутника «Космос-2251». Два искусственных объекта массами 600 и 900 кг столкнулись, образовав, по разным оценкам, от 600 до 2000 обломков разной величины. Большая их часть до сих пор находятся на орбите, и хорошо, если сойдут с нее в ближайшие два десятка лет.
Это была случайность, которую никто всерьез не отслеживал. Но, кроме случайностей, есть и закономерности. Крупные космические державы периодически множат мусор на орбите целенаправленно. Во времена холодной войны и США, и СССР испытывали противоспутниковое оружие, знатно засорив орбиту. В 2007 году Китай на высоте почти 900 км уничтожил ракетой свой отработавший спутник. Это испытание, к слову, сюжетно перекликается с завязкой в фильме «Гравитация». Совсем недавно, в ноябре 2021 года, еще одно испытание провела Россия. Обломки уничтоженного спутника «Космос-1408» несколько раз вынуждали экипаж МКС укрываться в аварийных капсулах на случай столкновения с образовавшейся мусорной плеядой.
Чем больше обломков на орбите, тем выше шанс, что они сотворят еще больше обломков. Что напрямую ведет к опасной цепной реакции, известной как эффект Кесслера.
Цепная реакция Кесслера:
Консультант NASA Дональд Кесслер еще в 1978 году описал гипотетический сценарий, коварство которого заключается в эффекте домино. Одно столкновение может привести к серии новых, а те вызовут каскад очередных столкновений. Спустя пару итераций на низкой околоземной орбите будет твориться форменный хаос, способный сделать околоземное пространство полностью непригодным для деятельности человека. Никаких новых спутников, никаких путешествий к Луне и Марсу. Любой старт ракеты будет сопровождаться неиллюзорным риском врезаться в купол из обломков вокруг Земли.
Конечно, эти обломки не навсегда загадят орбиту. Со временем они станут терять скорость, их высота снизится, они будут тормозиться о верхние слои атмосферы и сгорать в ней. Однако это небыстрый процесс. На сход некоторых обломков нужны десятилетия. Чем больше их будет, тем дольше станет процесс самоочищения орбиты.
Но нужно не дожидаться развития этого гипотетического сценария Кесслера, а действовать наперед. Starlink, к примеру, обещает, что будет поддерживать на орбите чистоту и порядочек во всем, что касается ее спутников. Они оборудованы бортовыми двигателями для схода с орбиты в конце эксплуатационного цикла. Если же по какой-то причине двигатель спутника не сработает, то он просто сгорит в верхних слоях атмосферы Земли. Правда, на это понадобится от года до пяти лет.
Многие спутники запускались и продолжают запускаться без запасного плана по их сходу с орбиты. Все отдается на откуп естественному ходу вещей. А потому для принудительного спуска нужны специализированные мусорщики. Предлагаются разные варианты. От аппаратов с гарпунами и сетями, способными захватывать мусор, до роботизированных рук, которые более бережно будут обходиться с отработавшими свое спутниками.
В 2018 году британцы отправили на орбиту тестовую исследовательскую систему RemoveDEBRIS. Это был мини-полигон, в рамках которого на мишенях испытывали различные технологии уничтожения мусора, — сеть, гарпун и парус.
Сетью тестовую мишень обмотать удалось, вот только как-то активно спускать ее с орбиты в дальнейшем не планировали.
Также был успешен и выстрел гарпуном на скорости 20 м/с. Попали, поймали, но не спускали.
Последний эксперимент с парусом был, пожалуй, самым интересным с практической точки зрения. Парус должен был сработать как естественный тормоз для всей этой научно-исследовательской платформы, которая благодаря ему сошла бы с орбиты. Вот только парус развернуть не получилось — эксперимент провалился.
В 2026 году Европейское космическое агентство планирует запустить на орбиту уборщика в рамках миссии ClearSpace-1. Предполагается убрать с орбиты адаптер полезной нагрузки Vega, оставшийся после одного из запусков десять лет назад.
Миссия однажды уже переносилась, а подрядчик не справился с дизайном аппарата-уборщика. Удастся ли протестировать перспективную технологию в срок? Есть сомнения.
Никто никогда не убирал на низкой околоземной орбите. Пока мы только создаем там еще больше мусора, вставляя палки в колеса будущим поколениям для их безопасного использования околоземного пространства.
Ответ на пост «SpaceX завершили установку двигателей на прототип ускорителя Super Heavy B7»
До сих пор часть идиотов укушенных либералами верят в то что маск делает свои двигатели сам.
Но это в корне не верно. Двигатели, и вообще технологии маска, это зачастую украденные технологии из СССР и России 80-90 годов. Иногда (но реже) технологии НАСА.
Если разбираться в теме, то можно всегда найти подтверждение, но ярче всего именно двигатели Raptor, которые являются прямой копией РД-180.
Только давление в турбине РД-180 -- 390 атмосфер, а в рапторе самой последней модификации - 280.
--- Из семейства РД(170-180-...) есть двигатели с давлением в турбине 600 атмосфер. Но маск про это даже не мечтает.
Чтобы было понятно для спорящих школьников:
Во время сгорания топлива образуется избыточное давление. Чем меньше камера сгорания и больше поступление окислителя, тем выше давление и лучше КПД.
390 атмосфер лучше 280 в рапторе.
Это не лучше на 32%, это разрыв в две эпохи. Прогрессия геометрическая. Затраты топлива на килограмм веса вывода на орбиту, и вес носителя на количество топлива.
Но! Главное! Маск - это способ избежать коррупции в НАСА. А Рогозин элемент коррупции.
Может с такими, опережающими время технологиями, пора что то менять?
Starship можно запускать с Бока-Чика: но FAA поставило 75 условий для SpaceX
Американский регулятор FAA, после полугодовой задержки и многочисленных переносов, закончил рассмотрение экологических последствий пусков сверхтяжелой системы Илона Маска Starship/Super Heavy с космодрома в Бока-Чика. SpaceX дано добро на старты, но для этого компании требуется выполнить 75 условий. «На один шаг ближе к орбитальному тесту Starship» — тем не менее, отреагировали на публикацию решения в SpaceX. Отметим, что помимо выполнения 75 условий, компания ещё должна получить от FAA саму лицензию на пуск системы Starship/Super Heavy с Бока Чика. Когда это произойдёт — пока неизвестно.
Какие условия должна выполнить SpaceX для пусков Starship с Бока-Чика, чтобы снизить их последствия для окружающей среды? В целом, они выполнимы, хотя и накладывают на компанию ряд ограничений. К примеру, запрещено перекрывать дорогу, ведущую к Starbase, на 18 праздничных дней в году и в выходные (за исключением пяти в год). SpaceX также должна внести изменения в схему подсветки космодрома, нанять «квалифицированного биолога» для мониторинга флоры и фауны, для ограничения трафика использовать шаттлы для персонала. Кроме того, уже сама SpaceX отказалась от размещения там установок по опреснению воды, сжижению газа и электростанции, сославшись на отсутствие необходимости в них для пусковой активности.
Положительное решение FAA по Бока-Чика позволит SpaceX осуществлять оттуда до 5 орбитальных и 5 суборбитальных пусков Starship/Super Heavy в год. То есть речи о ритмичных массовых пусках не идёт, — как и говорил Илон Маск, Starbase останется тестовой и испытательной базой. А основной для Starship станет площадка возле стартового комплекса 39A на мысе Канаверал. Строительство стартового стола и башни обслуживания для Super Heavy/Starship началось там ещё в прошлом году (в феврале компания прогнозировала окончание через 6—9 месяцев).
Внезапно вчера пришла новость из NASA: агентство опасается, что непосредственная близость новой пусковой площадки Starship к стартовому комплексу 39A, откуда осуществляются пуски кораблей Crew Dragon к МКС, может представлять угрозу пилотируемой программе. SpaceX предложил NASA переоборудовать под пилотируемые пуски стартовый комплекс 40, откуда сейчас запускаются Falcon9 и грузовые Dragon. Кроме того, SpaceX также предложила усилить стартовый комплекс 39A на случай взрыва Starship на близлежащем стартовом столе. Оба варианта требуют одобрения NASA, их рассмотрение займёт месяцы. Но может быть, это и к лучшему — SpaceX ещё только предстоит подготовить свою новую сверхтяжёлую систему и осуществить первый орбитальный испытательный пуск, доказав её жизнеспособность.
Первая стыковка корабля Dragon с МКС: начало независимых полётов NASA после завершения программы «Спейс Шаттл» в 2011 году
22 мая 2012 года с базы ВВС США на мысе Канаверал стартовала ракета-носитель Falcon 9. Она вывела на орбиту второй лётный экземпляр космического грузовика SpaceX Dragon. И первый, отправившийся к МКС. Стыковка со станцией произошла через 3 дня, 25 мая — корабль сначала проверил все системы маневрирования и двигательные установки. Герметичный люк открыли на следующий день — первыми на борт нового корабля поднялись астронавт Доналд Петтит и космонавт Олег Кононенко.
Dragon стал первым частным космическим кораблём, пристыкованным к Международной космической станции. Но он был создан по программе NASA Commercial Orbital Transportation Services, в которой объявлен конкурс на создание кораблей для доставки грузов на МКС. Кстати, почему-то часто забывают, что кроме SpaceX его выиграла ещё и Orbital Sciences.
Ключевым моментом этого полёта стало дублирование снабжения МКС: шаттлы уже почти год не летали, Cygnus ещё не был готов к полётам, европейские ATV и японские HTV летали очень редко. Потому, единственным вариантом постоянного снабжения оставались российские «Прогрессы» — только за период с прекращения программы Space Shuttle и до первого полёта «Драгона» к МКС их было запущено четыре штуки. Кстати, Dragon летал не «вхолостую» — он доставил на МКС 520 кг полезного груза, а вернул на Землю уже 660, в том числе и почти 100 кг материалов научных исследований.
На фотографии вы можете наблюдать команду «космических грузчиков»:
— командира станции Олега Кононенко в центре кадра;
— слева от него — астронавтов NASA Дона Петтита и Джо Акаба, и астронавта ESA Андре Куйперса;
— справа — космонавтов Геннадия Падалку и Сергея Ревина.
Не Starlink'ом единым: какой должна быть идеальная спутниковая связь?
Компания Starlink опубликовала карту покрытия спутниковой связи Starlink. Непривычно для типичных спутников связи на ней на одной широте соседствуют страны, где она уже работает и те, где она даже не ожидается в ближайшее время. Какие плюсы и минусы имеет подход Starlink, стоит ли ее копировать при построении Россией своей спутниковой связи по программе «Сфера»?
Для сравнения мы выбрали уже работающую сеть широкополосного доступа компании O3b Networks. Раз она работает, то достичь ее характеристик реально. Ее спутники выведены с помощью ракет Falcon-9, запуск которыми может заказать большинство стран. А остальные могу воспользоваться «Протон-М» или «Ангарой» (полагаем, что она будет доступна на рынке запусков). На основе этого сравнения попытаемся определить, как могла бы выглядеть спутниковая сеть для широкополосного доступа России.
1. Высота орбиты и количество аппаратов.
В спутнике из ниоткуда Интернет появиться не может. Это не мыши, чтобы в тряпках самозарождаться (отсылка к средневековой теории самозарождения — прим. ред.). На данный момент единственный способ раздавать Интернет со спутника, это одновременно получать его с наземного терминала. Да, SpaceX работает над созданием спутников оснащенных межспутниковой лазерной связью, но пока неизвестно — будет ли это эффективно?
Чтобы подключить конечного пользователя в Глобальную сеть, в зоне действия спутника должна быть наземная станция. И тут все очень сильно зависит от орбиты космического аппарата. Например, спутник Starlink со своей орбиты высотой 550 километров, эффективно работает в зоне радиусом примерно 200—400 километров. А у O3b Networks высота орбиты 8063 километров и соответственно радиус эффективного действия примерно 5500 километров. Можно прикинуть, сколько наземных станций придется поставить для SpaceX, а сколько для O3b. Сразу скажем, разница — в разы.
Соответственно и количество аппаратов в обоих случаях разное — у O3b всего 16 спутников, а SpaceX уже сейчас запустила более 2000 штук и планирует увеличивать группировку до 30 000 аппаратов.
2. Мощность сигнала, размер антенны и задержка в передаче данных
У низкой орбиты есть свои плюсы. Системе Starlink требуются антенны для пользовательских терминалов куда меньшего размера чем абонентам O3b. Размер антенны пользовательского терминала Старлинк 30—40 сантиметров, а в случае O3b потребуется набор из пары полутораметровых антенн и оборудования, весящего несколько десятков килограммов. Соответственно и цена у комплекта для абонентов Starlink сейчас около 1100 долларов, а у O3b — почти 20 000 долларов.
Естественно, и пинг (задержка передачи сигнала) у Starlink меньше, сигналу нужно пройти расстояние в 16 раз меньше, чем в случае O3b. Для многих пользователей это достаточно серьезное ограничение. В игры не поиграешь, с трансляциями тоже всё не очень круто. Зато у Starlink антенна регулярно переключается со спутника на спутник (время пролета всего 3-4 минуты), и в это время связь может потеряться на короткое время, а вот у O3b такой проблемы почти нет.
Что же выбрать?
Сначала надо понять — для кого и для чего мы создаем систему. Кто будут наши основные пользователи, какие параметры для них наиболее важны, а какими можно пренебречь. Именно исходя из этого и создавать систему и рассчитывать количество космических аппаратов, потребных для обеспечения интернета на территории России. Как видится непрофессионалу – российская система должна стать чем-то средним между двумя разбираемыми выше. Смысла гнаться за пингом и количеством космических аппаратов нет. При этом наземное оборудование у конечного пользователя должно иметь приемлемые размеры, чтобы его можно было перевозить хотя бы в легковом автомобиле. Впрочем, мы уверены, что специалисты, создающие российскую «Сферу» уже многократно все это посчитали и решение приняли. Какое? Узнаем в ближайшем будущем.
Автор: Михаил Котов, основатель канала «Контакт подъема», специально для Pro Космос