Į Marsą per tris mėnesius? Kuriama nauja branduolinio šiluminio variklio koncepcija

Su branduoliniais varikliais netgi pakilti nuo Marso paviršiaus galėtu ir gyžti į žemę, tai jau nebūtu bilietas į vieną pusę. Tie varikliai paprastai nėra tokie galingi kaip pirmūjų pakopų raketos varikliai, bet Marse dėl mažesnės gravitacijos ir reto atmosferos ir nereikia tokių galingų raketų. Ryškiai KSP (žaidimas simuliatorius "Kerbal Space Program") man padarė "blogą" įtaką

O ką paskui (ne)daryti su tais kvadratiniais kilometrais aplink pakilimo vietą?..

Iš straipsnio nelabai aišku ar galima bus pakilti vien tik su tokiu varikliu, tai abejoju kad bus konkreti vieta, kai šitas variklis bus naudojamas didesniame aukštyje. Uranas savaime yra toksiškesnis, nei radioaktyvus, tiek U238 tiek U235 (20%) turi milijardus metų trunkančius pusamžius. Ir pavojus kvadratiniam kilometram būtų tik tada, kai toks variklis nukristų, nes jis naudoja įkaitintą vandenilį išmetimui, ir stūmos kūrimui.

Na tai kitą kartą nusileisti kitoj vietoj ir tiek žinių. Į tą patčią vietą grįžti tik po kelių dešimtmečių, arba kai nebenus perdaug radiacjos. Nes nėra kolkas tokio galingumo raketinių variklių, kurie būtu dar ir pakankamai efektyvūs. Na yra vasimr labai efektyvūs, ir kažkiek galingesni nei joniniai bet vistiek netaspats kas atominiai ir vistiek jiems reikia daug elektros energijos šimtais kW, pakilimui nuo planetų netinka. Nebent nesigabenti įprasto raketinio kuro atgalinei kelionei, o gamintis ten vietoje iš vietinės CO2 atmosferos, dar reikėtu vandens žinoma (vandenilio) ir tai užtruktu iki kito skrydžio lango į Žemę nebepamenu kiek, bet reikia rimtos bazės išgyventi ten. Arba brangesnis variantas susikonstruoti orbitoje aplink Žemę motininį kosminį laivą su ipatinagai efektyviais kažkurios ten rūšies joniniais varikliais ir su atominiu rekatoriumi kuris niekada nesileistu jokioj planetoj, tik kursuotu pirmyn atgal, kuro pasipildytu Žemės orbitoje. Turėtu neštis su savim nusileidimo/pakilimo modulių, toks lander'is nusileistu Marse su raketinio kuro beveik pilnais bakais, nes naudotu parašiutus nusileidimui ir tik paskutinei fazei truputi raketinius variklius, paskui pakilti į orbitą galėtu ir grįžti į motininį laivą, o tada atgal į Žemės orbitą. Panašiai kaip Amerikiečiai į mėnulį skrido. Aš tokiu principu skraidau betkur KSP sun sistemoj, kur planetos gravitacija nėra perdidelė. Beja motininį laivą susistabdyti eina į planetos atmosferą, nedeginant kuro. Su joniniais varikliais berods 39 dienų kelionei į vieną galą užtenka.

Aš kerbale sugebu "Delta wing" prailgintą naikintuvą nutupdyti 20 metrų trasoje (panašus į F-104 pagal dizainą, 800m/s kruizinis greitis). Bet net jei erdvėlaivį sustabdai į atmosferą, sutaupydamas krūvą deltaV, tau vis tik reikia periapsį pakelti, ir tam naudot kurą, kitaip galutinai turėsi 0m/s greitį planetos paviršiaus atžvilgiu. Aišku didžiausias pliusas tokio atmosferinio stabdymo, kad gali prisigaudyti vandenilio, ar kitų dujų, ir šiek tiek papildyti bakus. Gal net su tuo prigaudyti vandeniliu pavyktų vėliau periapsį pakelt, kas degintų kurą, bet jo nesumažintų. P.S. šiemet turėjo išeiti KSP2, bet nukėlė į 2021.

Orą kostiumams reiks imti iš atmosferos, jei ką. Savo ilgam laikui nenusiveši, o ir poreikio nėra, kai gali nesunkiai išgauti iš Marso atmosferos. Tas pats liečia vandenį...

Yra du būdai atominį variklį sukonstruoti, su tieisoginiu darbinių dujų apipūtimu aplink atominio kuro kapsules ir netiesioginiu. Tiesioginio būdo privalumas didesnis galingumas su mažesne variklio mase, bet trūkumas radiacija, netgi patiems astronautams kosminėj erdvėj. Kitas būdas kurą aušinti ne tiesiogiai, taip lyg tai būtu povandeninio laivo reaktorius uždaras, o šilumą perneštu į raketos kamerą lydytas metalas. Privalumas mažiau radiacijos, trūkumas duagiau sveria toks variklis. Rusai ir amerikiečiai bandė sukurti tokius bombonešius varomus turbo rektyviniais varikliais, bet orą trubinoj kaitintu atominis reaktorius. Rusų projektas buvo tiesioginio tipo, amerikiečių netieisoginio, privalumai ir tūkumai tie patys kaip rašiau. Radiacija būtu nepakeliama pilotams tieisioginio tipo variklyje, tai toks lėktuvas neturi prasmės, nes nužudys pilotus, o kuriama ir buvo tam kad galėtu skraidyti mėnesiais nenusileidamas. Amerikiečiai irgi nebevystė projekto nes atsiradus balistinėms raketos nelabai liko prasmės. Aš manau reikia nemažo motininio laivo + landerio principu daryti. Motininį laivą galima sukonstruoti netgi su centrifūga, kad astronautams būtu komfortas ir dirbtinė gravitacija 1G, bent jau didžiąją kelionės dalį. Tas laivas galėtu skraidyti dešimtmečiais. Aišku reikėtu imontuoti jame labai saugų atominį reaktorių pvz kaip povandeniniam laive, kad pagamintu el energijos pakankamai varikliams ir viskam kitam. Naudoti tokius ilgaamžius solid state principu dirbančius ir betkokį kurą naudojančius variklius kuriem kuro galima palildyti bet kurioj planetoj atmosferoj stabdymo metu, ar net pasigauti ledo kometą ir sunaudoti vandenį kurui, arba papildyti kuro Žemės orbitoj grįžus. https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_in_space https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsed_inductive_thruster

Kad... ir be tu varikliu kosmines radiacijos per akis ten

Dar yra aktyvių būdų taip pat http://large.stanford.edu/courses/2015/ph241/clark1/

Manau čia viena efektyviausių technologijų kosmoso užkariavimui. Ji netinka kilimui nuo apvalesnių kosmoso kūnų, bet stūma per išmetamą masę yra didžiausia. Aišku tam reikia daug elektros, dėl ko NERVA tipo varikliai bus praktiškesni skrydžiams tarp dujų milžinų.

https://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_activation

Panašu kad poveikis aplink reaktorių esantys objektai bus mažiau pavojingi, nei panaudotos branduolinis kuras. Atominiuose reaktoriuose neutronų radiaciją pilnai sulaiko pirmas sienų sluoksnis aplink jį, tik būna dar su kažkokia lengviau "aktyvuojama" medžiaga padengtos. Bet kuriuo atveju, straipsnyje minima, kad variklį stengiamiasi padaryti kuo saugesniu. Tad nelabai žinom kiek ir kokių bus jonizuojančių ar radioaktyvių atliekų. Bet manau marse tai bus daug saugiau eksplotuoti, ir tas teršimas tikrai nekels didesnių problemų, nei kosminė radiacija.