Главная » Hi-News » Нам нужно больше мощных ядерных двигателей, чтобы исследовать космос. Производство плутония-238 растет

Нам нужно больше мощных ядерных двигателей, чтобы исследовать космос. Производство плутония-238 растет

Эта эпическая миссия стала возможной благодаря ядерной энергии, на технологии которой космические аппараты работали десятилетиями. В прошлом году «Вояджер-2» окончательно прорвался в межзвездное пространство, пройдя более 18 миллиардов километров. Эти двигатели полагаются на то, что по мере разрушения радиоактивных веществ выделяется тепло. Космические аппараты, подобные паре «Вояджеров», оснащены радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ). Преобразуя тепло, вырабатываемое при распаде плутония-238 (P-238), в электричество, космический аппарат продолжает работать еще долго после того, как солнечные лучи становятся тусклым отблеском.

На чем летят «Вояджеры»

Если мы хотим отправлять космические корабли — или людей — дальше, быстрее и чаще, мы не можем продолжать полагаться на те же самые ядерные технологии, которые использовали десятилетиями. РИТЭГ также сдерживают нас. Как нам расширить наш охват?

Первые его партии производились в США как побочный продукт создания боевого плутония-239 во время холодной войны. Наши запасы плутония-238 практически исчерпаны. Чтобы продолжать исследования, NASA нужно намного больше.

Производство даже нескольких граммов было медленным и ручным процессом. Национальная лаборатория Ок-Ридж взяла на себя задачу его производства в 2012 году. Гранулы превращаются в драгоценный P-238 в процессе спрессовывания в алюминиевых трубках с последующим облучением в реакторе. Но в прошлом месяце ученые из Ок-Ридж объявили, что наконец-то разработали способ автоматизации и увеличения производства нептуниевых и алюминиевых гранул, необходимых для производства P-238.

«Во многих ядерных работах нужно «выпекать и смотреть», говорит менеджер программы Боб Уэм. Создание этих гранул было самым проблемным местом в этом процессе, и выведение людей из этого уравнения также требовало много экспериментов. После многих лет работы по автоматизации измерений и производства, все получилось. «Вы проектируете, вкладывая много факторов безопасности в дизайн; достаете; смотрите, работает ли так, как вы ожидали».

По прогнозам, годовой цели NASA в 1,5 килограмма удастся достичь в течение двух лет. Теперь лаборатория производит 50 граммов P-238 в год, но в ближайшее время планирует выйти до 400 граммов в год. Чем больше у нас P-238, тем больше миссий мы сможем отправлять в дальний космос.

Маленькие шаги в космос

Но чтобы осуществить прорыв, нужно искать что-то новое. NASA также исследует создание более эффективных РИТЭГ — усовершенствованных многоцелевых РИТЭГ, или УМРИТЭГ. Только ядерное деление может обеспечить такую мощь в краткосрочном сценарии, говорит Дэвид Постон из Национальной лаборатории Лос-Аламоса. В конечном итоге понадобятся более мощные системы.

Он сможет обеспечивать длинные миссией энергией, возможно даже планетарные аванпосты людей. Посттон — главный разработчик реактора для Kilopower, прототипа реактора деления, который NASA успешно протестировало в прошлом году. «У нас было много программ космических реакторов за последние 30 лет, но все они провалились. «То, как мы воплотили это в реальности, упростило всё», говорит Постон. В настоящее время мощность Kilopower составляет 4 киловатта, но ученые надеются разогнать его до 10 кВт. Главном образом потому, что оказались слишком дорогими».

Гигантские скачки

Но некоторые люди все еще работают над тем, чтобы воплотить в жизнь безумные идеи. Не так давно рассматривались и более футуристические идеи, включая детонацию атомных бомб в задней части космического аппарата в так называемом импульсном ядерном двигателе (очевидно, у него был ряд практически проблем).

Да, мы перешли от ватт к киловаттам и мегаваттам. Одна из этих команд работает в Princeton Satellite Systems, которая стремится генерировать мегаватты энергии с помощью термоядерного синтеза. Синтез производит в несколько раз больше энергии, чем деление, но его трудно контролировать. Вы наверняка знакомы с синтезом — он происходит в небе каждый день, благодаря нашему солнцу.

28.

Команда говорит, что тяга, которую в теории сможет производить машина размером с минивен, могла бы сократить время в пути между солнечными системами более чем наполовину (поездка на Плутон заняла бы четыре года, а не девять), и еще энергия осталась бы. Princeton Satellite Systems разрабатывает двигатель на прямом синтезе, который использует магнитные поля для  генерации тока в плазме и его нагрева до 1 миллиарда градусов Цельсия.

«Одна из самых крутых вещей, которые сделал «Кассини», это радиолокационные снимки спутника Сатурна Титана. «Если у вас будет энергия к моменту, когда вы достигнете пункта назначения, вы можете провести много действительно крутых экспериментов», говорит физик компании Чарльз Свонсон. Наличие мегаваттной мощности освобождает варианты». Но радар требует много энергии и ограничен в возможностях.

Но будем честны, успех придет не скоро. Компания получила огромное количество средств от NASA и Министерства энергетики США, так что кто-то верит в успех этого мероприятия. Термоядерный синтез находится на самых ранних стадиях исследования.

Расскажите в нашем чате в Телеграме. Как думаете, увидим это при жизни?





Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Это интересно

#видео | Последние секунды жизни упавшей на Землю китайской космической станции

Внутри нее живут группы космонавтов из разных стран и проводят различные исследования: они изучают влияние невесомости на организм человека, пробуют выращивать растения и ставят опыты на животных. На данный момент на орбите нашей планеты находится Международная космическая станция. Работоспособность будущей ...

Как брошенная на землю сигарета влияет на окружающую среду?

При этом многие даже не осознают, что горы сигаретных окурков и являются тем самым пластиковым мусором, который буквально уничтожает нашу планету. По данным Всемирной организации здравоохранения, число курильщиков в мире уже достигло миллиардной отметки и многие из них выкидывают окурки ...