Найти в Дзене

Американо-британский термоядерный ракетный...

Оглавление

Помните проект "Зевс"? Возможно по нему где то движения еще теплятся. Я в этом вижу всего лишь продолжение ряда весьма "специфичных проектов" - таких как "Сколково", "Роснано" и прочее...

Особняком в этом ряду "специфичных проектов" стоит РД-171МВ - перегнали чертежи "в цифру", добавили буковку в названии двигателя - и - опа! - он уже в два раза дороже своего предшественника (выпускаемого серийно и используемого - до 2010 года) - РД-171М.

Особняком - это то, что несмотря на все "попилы" в процессе как бы "разработки", несмотря на заложенные будущие "попилы" - с чего бы возрасти стоимости двигателя, если все осталось тож самое? Добавилась толпа "цифровизаторов" со "зряплатой" никак не такой, как у инженера или высококлассного специалиста-сборщика, руками которого эти двигатели собираются? Несмотря на все это, в данном случае двигатель все же есть - тот же РД-171М, он летал и будет летать...

Но британские ученые американо-британские специалисты все предыдущее значительно "переплюнули" - они на полном серьезе рассуждают про ракетный термоядерный двигатель...

Скопикастил вот эту статью, которая есть, в свою очередь, копикаст с машинным переводом какой то зарубежной статьи.

"Pulsar Fusion и Princeton Satellite Systems разработают термоядерный ракетный двигатель

Проектный облик космического корабля от Pulsar Fusion. Двигательная установка показана в разрезе
Проектный облик космического корабля от Pulsar Fusion. Двигательная установка показана в разрезе

Для дальнейшего развития ракетно-космической техники и выхода за пределы земной орбиты требуются новые технологии, в первую очередь, принципиально новые двигательные установки. Сейчас в нескольких странах прорабатывается целый ряд проектов такого рода, основанных на самых смелых идеях. Так, британская компания Pulsar Fusion в сотрудничестве с американской Princeton Satellite Systems начала работу над термоядерным двигателем типа Direct Fusion Drive. Ожидается, что такое изделие покажет уникальные технические и экономические характеристики.

Перспективное направление

Британская компания Pulsar Fusion была основана в 2011 г. группой молодых специалистов. Своей целью она называет разработку новых двигательных установок для ракетно-космической техники, которые помогут совершить следующий прорыв в этой области. В идеале, новые наработки и двигательные установки должны будут обеспечить выход за пределы земной орбиты и полноценную деятельность у удаленных небесных тел.

Компания прорабатывает разные варианты двигателей и горючего для них. Так, в ноябре 2021 г. состоялись первые огневые испытания твердого топлива, изготовленного с использованием переработанного полиэтилена. Специфический заряд топлива показал требуемый уровень характеристик, а также подтвердил возможность использования вторсырья в ракетной технике.

Термоядерный реактор двигателя
Термоядерный реактор двигателя

На протяжении нескольких последних лет «Пульсар Фьюжн» говорит о намерении разработать и построить термоядерный ракетный двигатель. При решении всех ставящихся конструкторских задач, такая установка будет показывать уникальные характеристики тяги и экономичности. Ожидается, что с помощью термоядерного двигателя космические аппараты смогут покрывать большие расстояния в минимальное время.

До недавнего времени компания занималась только теоретической проработкой перспективного проекта. Теперь работы переходят на новую стадию. В середине июня Pulsar Fusion подписала соглашение с американской компанией Princeton Satellite Systems. Вместе они собираются провести необходимые исследования и сформировать оптимальный облик двигателя для дальнейшей разработки проектной документации.

Любопытно, что в компании уже примерно представляют, каким будет перспективный двигатель. Она уже демонстрирует компьютерные модели самой установки и космического корабля с нею. Показанное изделие имеет все необходимые компоненты, соответствующие концепции проекта. Однако в дальнейшем, по мере развития проекта, облик установки может измениться.

Научная стадия

Согласно недавно подписанному соглашению, Pulsar Fusion и Princeton Satellite Systems в ближайшее время будут совместно заниматься необходимыми исследованиями. Техническую базу для этих работ предоставит американская сторона. Основная часть работ пройдет на исследовательской установке Princeton Field-Reversed Configuration 2 (PFRC-2), которая уже использовалась в разных исследовательских программах, американских и зарубежных.

Принципиальная схема двигателя DFD
Принципиальная схема двигателя DFD

Идея термоядерной установки с обращенной магнитной конфигурацией (Field-Reversed Configuration) была предложена в начале двухтысячных годов. Вскоре после этого Принстонская лаборатория физики плазмы построила и испытала опытную установку такого рода. Подтвердив работоспособность концепции, она продолжила исследования. Работы ведутся по заказу министерства энергетики США и агентства NASA.

В дальнейшем к исследованиям по термоядерному двигателю присоединилась компания Princeton Satellite Systems. Она создала собственную научно-исследовательскую базу и построила установку PFRC-2. В будущем, по мере реализации новых этапов исследований, планируется создать еще два опытных комплекса.

По всей видимости, Pulsar Fusion и Princeton Satellite Systems разделят обязанности. Американская сторона может взять на себя ведущую роль в исследованиях, а британские специалисты займутся непосредственной разработкой двигателя на новых технологиях. Так, они уже занимаются сборкой некоторых агрегатов, вероятно, для проведения части испытаний.

Не позднее 2027 г. планируется построить и испытать полноценный двигатель-демонстратор технологии. Он должен будет существенно отличаться от лабораторной установки и допускать монтаж на гипотетические космические корабли.

-4

Тяга от синтеза

В основе проекта Pulsar Fusion и Princeton Sattelite Systems лежит концепция Direct Fusion Drive (DFD). Она предусматривает получение тяги непосредственно от термоядерного синтеза, без промежуточных этапов выработки электроэнергии и т.д. Для реализации такой концепции требуется двигатель специфической конструкции, имеющий некоторые черты и элементы термоядерного реактора.

Исследовательская установка PFRC-2 может считаться своего рода опытным образцом двигателя DFD. Она имеет соответствующую конструкцию и все необходимые устройства. При этом лабораторный комплекс имеет ограниченные размеры и нуждается в массе сопутствующей аппаратуры. Кроме того, он не показывает желаемый уровень характеристик. Все это позволяет проводить опыты, но исключает полноценное внедрение в практике.

Основным элементом двигателя DFD является термоядерный реактор в виде цилиндрической камеры, на которую снаружи надеты электромагнитные катушки. В камеру подается газ, используемый при термоядерном синтезе, например смесь дейтерия и гелия-3. Затем запускается реакция и в центре камеры создается сгусток плазмы эллиптической или веретенообразной формы. Предусматривается постоянная подача нового топлива для поддержания реакции в течение необходимого времени.

Через один из торцов в камеру подается рабочее тело двигателя – то или иное вещество в газообразном виде. В ходе исследований предстоит определить оптимальный состав такого «топлива». Проходя через камеру, рабочее тело должно получать энергию, разогреваться, не доходя до состояния плазмы, и направляться к соплу на другом торце камеры. Выходя через сопло, газ будет создавать необходимую тягу.

-5

Термоядерная реакция позволяет создавать в камере-реакторе температуру в несколько миллионов градусов и передавать рабочему телу соответствующие высочайшие энергии. Соответственно, появляется возможность резко улучшить энергетические параметры двигателя – его тяга вырастет при сохранении приемлемого расхода рабочего тела. При этом отсутствуют потери на промежуточные преобразования энергии.

Перспективы технологии

Компания «Пульсар Фьюжн» раскрывает желаемые характеристики своего двигателя DFD. Так, в опубликованных материалах фигурирует гипотетический ракетоподобный космический корабль массой 10 т. Он оснащен термоядерным реактором длиной в несколько метров, при помощи которого сможет развивать скорость более 220 км/с.

С такой скоростью минимальное расстояние от Земли до Марса преодолевается за двое суток. Полет к Титану, на орбиту Сатурна, по оптимальной траектории займет два месяца. Такие расчеты не учитывают необходимость разгона и торможения и другие аспекты космического полета. Однако и в таком случае проект DFD выглядит гораздо интереснее современных «химических» двигателей.

Указывают и на другие преимущества установки DFD. Так, термоядерный реактор можно использовать для выработки электроэнергии, причем в непривычно больших для космической техники объемах. Топливо для реактора не требует много места, а рабочее тело предлагают собирать прямо в космическом пространстве. При всем этом, радиационная опасность установки и ее выхлопа минимальна, и в этом отношении DFD превосходит прочие варианты ядерных двигателей для космоса.

-6

Впрочем, концепция DFD имеет ряд недостатков, в т.ч. критических. В первую очередь проблемой является незрелость технологии термоядерного синтеза. Несмотря на все усилия, пока не удалось создать реактор, который будет вырабатывать больше энергии, чем требуется для работы с плазмой. При этом для двигателя DFD нужен большой выход энергии – от него зависят параметры рабочего тела и летные характеристики.

Кроме того, британским и американским специалистам предстоит решить проблему габаритов и массы. Двигательная установка должна соответствовать параметрам космического аппарата и ограничениям средства вывода на орбиту. Опытные комплексы, занимающие крупные помещения и требующие дополнительной инфраструктуры, не имеют практических перспектив.

С прицелом на будущее

В целом концепция термоядерного ракетного двигателя DFD и проект от Pulsar Fusion представляет большой интерес. Предлагается новая конструкция двигателя для ракетно-космической техники, которая сможет обеспечить значительный прирост характеристик. При этом установка нового типа сможет обойти существующие образцы по ключевым параметрам даже при ограниченном успехе – настолько крупный задел имеет новая концепция.

Однако разработка двигателя DFD сталкивается с рядом серьезных ограничений и проблем, причем на всех уровнях. Не готов даже центральный агрегат двигателя, без которого вся система не сможет работать и показывать желаемые характеристики. Компаниям-участникам нового проекта предстоит решить целый ряд сложных проблем. Если они справятся с поставленными задачами, космонавтика получит новые возможности. В противном случае
история ракетной техники пополнится еще одним интересным, но бесполезным прожектом.

Автор:Рябов Кирилл "

Мои комментарии.

Как вам такое?

В сравнении с этим "Зевс" - ну прям совсем реальный. Реакторы, самые разные - работают, на земле. Электроракетные двигатели, самые разные - работают, в космосе. Ядерные энергетические установки, меньшей мощности и немного другого типа - радиоизотопные - в космосе работают.

Зачем он такой нужен, если вдруг и сделают (вероятность этого, по моему мнению - на уровне 2-3%) - никто не объяснил - ну да ладно, вдруг двойное назначение?

В этом же "термоядерном двигателе" - нет ни одного работающего элемента - с термоядерным реактором, огромным, стационарным, земным - пока просветов не видно.

А тут сразу - раз! - и в космос.

Откуда берутся такие заявления/публикации?

На мой, субъективный взгляд, все дело в том, что за последние два десятка лет власть держащие, и у нас и в других странах вырастили поколение "цифровых дебилов".

Вот мой предыдущий материал. Любой нормальный человек (хотя нас таких все меньше) посмотрев на фото или схему КМ "Аполлон", прочитав краткую аннотацию, скажет, что это - конус.

Спускаемые аппараты «Союза» и «Аполлона»
Спускаемые аппараты «Союза» и «Аполлона»

А вот для "цифровых ...." - такой вариант неприменим. Они найдут в цифровой мусорке тот материал (мусор) который им удобнее, который ближе к их вере - и все.