Немного передохну от написания книги и продолжу рубрику технологий. В предыдущей статье https://dzen.ru/a/ZhXMgwN1DABJzxgD?share_to=link, я показал прототипы будущих кораблей и буксиров, теперь подробнее опишу как это работает и почему именно такую концепцию я выбрал когда писал книги https://www.litres.ru/author/valeriy-uvalov/.
Основные сдерживающие факторы, - вакуум, энергия, запас хода, радиация и стоимость. Вопрос "зачем вообще нам это нужно", я рассматривать не буду)). Начну с энергии и вакуума, так как они связаны между собой.
И так, в серии "Стальные Волки" описаны космические аппараты с ядерной энергодвижущей установкой. Почему я считаю, что это будущее в освоении космоса?
Думаю все прекрасно знают, что такое солнечные панели, но уверен, что не все знают на сколько ограничено их использование. Приведу пример. Выработка электроэнергии солнечными панелями зависит от потока солнечной энергии и на высоте орбиты Земли в 200-1000 км, она составляет приблизительно 1367 Вт/м2. Соответственно при идеальных условиях и максимальном КПД(40%), достигнутом на данный момент, мы получим 546 Вт с квадратного метра солнечной панели.
Теперь посмотрим, что же происходит если мы отдалимся от Солнца дальше. Известно, что поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца, следовательно, чем дальше мы будим отдалятся, тем меньше энергии будем получать, при той же площади солнечных панелей. И действительно, уже на орбите Марса величина солнечного потока составляет 593 Вт/м2. Соответственно при таком же КПД 40%, мы получим 237 Вт с одного метра квадратного панели, а значит для выработки такой же мощности что и у Земли, нам понадобится солнечная панель в 2.5 раза больше, т.е. 2.5 метра квадратных, это еще и дополнительный вес и габарит аппарата. При том что Марс всего в полтора раза дальше от Солнца чем Земля. Но с этим еще мирятся можно и космические аппараты с солнечными панелями продолжают летать к Марсу.
Удручающая ситуация наступает, когда мы отдаляемся еще дальше. Уже на орбите Юпитера энергия солнечного потока равна 50 Вт/м2, соответственно с одного квадратного метра панели, мы получим 20 Вт электроэнергии. Если у Земли, для получения 1 кВт электроэнергии нам понадобится от 3 до 5 метров квадратных солнечных панелей, то у Юпитера от 82 до 136 квадратных метров. Представили себе размеры панелей для 5 или 20 кВт? Поэтому, для полетов в дальний космос, солнечные панели не подходят.
Для устойчивого освоения космоса нужна энергия и чем больше тем лучше и здесь идеальным вариантом является ядерная энергия. Не буду рассматривать вариант применения радиоизотопных источников энергии, которые размещены на таких аппаратах как марсоходы "Кьюриосити" и "Персеверанс", "Новые горизонты" и даже "Вояджер 1, 2", так как они маломощные. Поэтому пока единственный вариант который подходит, это классическая схема ядерной электростанции, но тут в силу вступает его величество вакуум. Дело в том, что ядерный реактор, как большой кипятильник, нагревает теплоноситель, который превращаясь в пар крутит турбину электрогенератора. Но куда девать лишнее тепло, а его не мало? Например ядерная установки в 1 МВт электрической мощности, выделяет 4 МВт тепловой энергии. В космосе нет атмосферы, куда его можно сбросить с помощью радиатора и единственный способ сброса лишнего тепла, это излучение в ИК диапазоне. Для этого сейчас используют панели радиаторы. Нагреваясь, они излучают в пространство часть тепла, и чем больше будет температура радиаторов тем более эффективным будет сброс. Пример применения такого охлаждения есть практически на каждом космическом аппарате. Такие радиаторы хорошо видны на МКС и Шатлах, но у них не очень большая температура поверхности, так как нужно сбрасывать тепло только от внутренних агрегатов и нагрева от солнца. С ядерной установкой, количество лишнего тепла на порядки больше, поэтому радиаторы, из-за большой температуры, будут светится в видимом диапазоне малиновым цветом. Но тем не менее, если Роскосмосу удастся реализовать свой проект ядерного буксира "Зевс", мы получим масштабируемую технологию для получения большого количества энергии в любых условиях. Помимо космических кораблей, такую электростанцию можно поставить на любой планете, спутнике, да на любом небесном теле. Колонизация других миров станет ближе, как никогда раньше. Я уже не говорю о военной составляющей. Имея десятки МВт энергии на орбите (у МКС 200 кВт), можно забить помехами огромные площади.
Считаю, что именно эта технология станет значимым шагом для освоения космоса.
В моих книгах, на боевых кораблях, такие панели радиаторы установлены непосредственно на корпусе, а реакторы спрятаны внутри. Представьте, как добиться скрытности, если корабль в ИК диапазоне светится, как факел?))) Но выход есть, об этом я расскажу в третьей книге.))
Мая страница на ЛитРес, где можно приобрести книги: