Pulsar Fusion i Princeton Satellite Systems opracują silnik rakietowy do syntezy jądrowej

47
Pulsar Fusion i Princeton Satellite Systems opracują silnik rakietowy do syntezy jądrowej
Projekt obrazu statku kosmicznego z Pulsar Fusion. Układ napędowy pokazany w sekcji


Dla dalszego rozwoju technologii rakietowej i kosmicznej oraz poza orbitą ziemską potrzebne są nowe technologie, przede wszystkim zasadniczo nowe układy napędowe. Obecnie w kilku krajach opracowywanych jest wiele tego typu projektów opartych na najśmielszych pomysłach. Tym samym brytyjska firma Pulsar Fusion we współpracy z amerykańskim Princeton Satellite Systems rozpoczęła prace nad silnikiem fuzyjnym Direct Fusion Drive. Oczekuje się, że taki produkt będzie charakteryzował się unikalnymi właściwościami technicznymi i ekonomicznymi.



Obiecujący kierunek


Brytyjska firma Pulsar Fusion została założona w 2011 roku przez grupę młodych profesjonalistów. Swój cel nazywa opracowaniem nowych systemów napędowych dla technologii rakietowej i kosmicznej, które pomogą dokonać kolejnego przełomu w tej dziedzinie. Idealnie byłoby, gdyby nowe rozwiązania i układy napędowe zapewniały dostęp poza orbitę ziemską i pełną aktywność w pobliżu odległych ciał niebieskich.

Firma pracuje nad różnymi opcjami silników i paliwa do nich. I tak w listopadzie 2021 roku odbyły się pierwsze testy ogniowe paliw stałych wykonanych z polietylenu pochodzącego z recyklingu. Konkretny ładunek paliwa wykazał wymagany poziom osiągów, a także potwierdził możliwość wykorzystania surowców wtórnych w technice rakietowej.


Silnik reaktora termojądrowego

W ciągu ostatnich kilku lat firma Pulsar Fusion mówiła o zamiarze opracowania i zbudowania silnika rakietowego opartego na fuzji jądrowej. Podczas rozwiązywania wszystkich postawionych problemów projektowych taka instalacja będzie wykazywać unikalne cechy trakcji i wydajności. Oczekuje się, że za pomocą silnika fuzyjnego statek kosmiczny będzie w stanie pokonywać duże odległości w minimalnym czasie.

Do niedawna firma zajmowała się wyłącznie teoretycznym rozwojem obiecującego projektu. Teraz prace wkraczają w nowy etap. W połowie czerwca Pulsar Fusion podpisał umowę z amerykańską firmą Princeton Satellite Systems. Wspólnie przeprowadzą niezbędne badania i stworzą optymalny obraz silnika do dalszego rozwoju dokumentacji projektowej.

Ciekawe, że firma ma już ogólne wyobrażenie o tym, jak będzie wyglądał obiecujący silnik. Demonstruje już komputerowe modele samej instalacji, a wraz z nią statku kosmicznego. Prezentowany produkt posiada wszystkie niezbędne komponenty odpowiadające koncepcji projektu. Jednak w przyszłości, w miarę rozwoju projektu, wygląd instalacji może ulec zmianie.

etap naukowy


Na mocy niedawno podpisanej umowy Pulsar Fusion i Princeton Satellite Systems będą współpracować w zakresie niezbędnych badań w najbliższej przyszłości. Zaplecze techniczne do tych prac zapewni strona amerykańska. Główna część prac odbywać się będzie w ośrodku badawczym Princeton Field-Reversed Configuration 2 (PFRC-2), który był już wykorzystywany w różnych programach badawczych, amerykańskich i zagranicznych.


Schemat ideowy silnika DFD

Pomysł instalacji termojądrowej z odwróconą konfiguracją magnetyczną (Field-Reversed Configuration) został zaproponowany na początku lat XNUMX. Wkrótce potem Laboratorium Fizyki Plazmy w Princeton zbudowało i przetestowało pilotażową instalację tego rodzaju. Po potwierdzeniu operatywności koncepcji kontynuowała badania. Prace prowadzone są na zlecenie Departamentu Energii USA i NASA.

Następnie Princeton Satellite Systems dołączył do badań nad silnikiem termojądrowym. Założyła własną bazę badawczą i zbudowała placówkę PFRC-2. W przyszłości, w miarę realizacji kolejnych etapów badań, planowane jest utworzenie dwóch kolejnych kompleksów doświadczalnych.

Najwyraźniej Pulsar Fusion i Princeton Satellite Systems będą dzielić odpowiedzialność. Wiodącą rolę w badaniach może objąć strona amerykańska, natomiast brytyjscy specjaliści będą bezpośrednio rozwijać silnik w oparciu o nowe technologie. Tak więc już montują niektóre jednostki, prawdopodobnie na potrzeby części testów.

Nie później niż w 2027 roku planowane jest zbudowanie i przetestowanie pełnoprawnego silnika demonstracyjnego technologii. Będzie musiał znacznie różnić się od instalacji laboratoryjnej i umożliwiać instalację na hipotetycznym statku kosmicznym.


W trakcie składania elementów doświadczonego DFD

Pchnięcie z syntezy


Projekt Pulsar Fusion i Princeton Sattelite Systems opiera się na koncepcji Direct Fusion Drive (DFD). Zapewnia uzyskanie ciągu bezpośrednio z syntezy termojądrowej, bez pośrednich etapów wytwarzania energii itp. Do realizacji takiej koncepcji potrzebny jest silnik o określonej konstrukcji, który posiada pewne cechy i elementy reaktora termojądrowego.

Placówkę badawczą PFRC-2 można uznać za prototyp silnika DFD. Posiada odpowiednią konstrukcję oraz wszystkie niezbędne urządzenia. Jednocześnie kompleks laboratoryjny ma ograniczone wymiary i wymaga wielu powiązanych urządzeń. Ponadto nie wykazuje pożądanego poziomu właściwości. Wszystko to umożliwia przeprowadzanie eksperymentów, ale wyklucza pełną implementację w praktyce.

Głównym elementem silnika DFD jest reaktor termojądrowy w postaci cylindrycznej komory, na którą z zewnątrz nałożone są cewki elektromagnetyczne. Komora jest zasilana gazem używanym w syntezie termojądrowej, takim jak mieszanina deuteru i helu-3. Następnie rozpoczyna się reakcja i w środku komory tworzy się skrzep plazmowy o kształcie eliptycznym lub wrzecionowatym. Zapewnia stały dopływ nowego paliwa w celu utrzymania reakcji przez wymagany czas.

Przez jeden z końców płyn roboczy silnika jest podawany do komory - ta lub inna substancja w postaci gazowej. W toku badań konieczne jest określenie optymalnego składu takiego „paliwa”. Przechodząc przez komorę, płyn roboczy musi otrzymać energię, nagrzać się, nie osiągając stanu plazmy i zostać skierowany do dyszy na drugim końcu komory. Wychodząc przez dyszę, gaz wytworzy niezbędny ciąg.


Reakcja termojądrowa umożliwia wytworzenie temperatury kilku milionów stopni w komorze reaktora i przekazanie odpowiednich najwyższych energii do płynu roboczego. W związku z tym możliwa staje się radykalna poprawa parametrów energetycznych silnika - jego ciąg wzrośnie przy zachowaniu akceptowalnego zużycia płynu roboczego. W tym przypadku nie ma strat na pośrednie konwersje energii.

Perspektywy technologii


Pulsar Fusion ujawnia pożądaną wydajność swojego silnika DFD. Tak więc w publikowanych materiałach pojawia się hipotetyczny statek kosmiczny przypominający rakietę o masie 10 ton, wyposażony w kilkumetrowy reaktor termojądrowy, dzięki któremu może osiągnąć prędkość ponad 220 km/s.

Przy tej prędkości minimalna odległość od Ziemi do Marsa jest pokonywana w ciągu dwóch dni. Lot na Tytana, na orbitę Saturna, po optymalnej trajektorii potrwa dwa miesiące. Takie obliczenia nie uwzględniają potrzeby przyspieszania i zwalniania oraz innych aspektów lotu kosmicznego. Jednak nawet w tym przypadku projekt DFD wygląda znacznie ciekawiej niż nowoczesne silniki „chemiczne”.

Wskazano również na inne zalety instalacji DFD. W ten sposób reaktor termojądrowy może być wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej, aw niezwykle dużych ilościach do technologii kosmicznej. Paliwo do reaktora nie zajmuje dużo miejsca, a płyn roboczy ma być zbierany bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. Przy tym wszystkim zagrożenie radiacyjne instalacji i jej spalin jest minimalne i pod tym względem DFD przewyższa inne opcje silników jądrowych dla kosmosu.


Koncepcja DFD ma jednak szereg wad, m.in. krytyczny. Przede wszystkim problemem jest niedojrzałość technologii syntezy termojądrowej. Mimo wszelkich wysiłków nie udało się jeszcze stworzyć reaktora, który będzie produkował więcej energii, niż jest to wymagane do pracy z plazmą. Jednocześnie silnik DFD potrzebuje dużej mocy wyjściowej - od tego zależą parametry płynu roboczego i charakterystyka lotu.

Ponadto brytyjscy i amerykańscy specjaliści będą musieli rozwiązać problem wymiarów i wagi. Układ napędowy musi być zgodny z parametrami statku kosmicznego i ograniczeniami pojazdu nośnego. Eksperymentalne kompleksy zajmujące duże powierzchnie i wymagające dodatkowej infrastruktury nie mają praktycznych perspektyw.

Z myślą o przyszłości


Ogólnie rzecz biorąc, koncepcja termojądrowego silnika rakietowego DFD i projekt firmy Pulsar Fusion cieszą się dużym zainteresowaniem. Zaproponowano nową konstrukcję silnika dla technologii rakietowej i kosmicznej, która może zapewnić znaczny wzrost wydajności. Jednocześnie nowy typ instalacji będzie w stanie ominąć istniejące próbki w kluczowych parametrach, nawet przy ograniczonym sukcesie – tak duże zaległości mają nową koncepcję.

Rozwój silnika DFD napotyka jednak szereg poważnych ograniczeń i wyzwań na wszystkich poziomach. Nawet jednostka centralna silnika nie jest gotowa, bez której cały układ nie będzie mógł pracować i wykazywać pożądanych właściwości. Firmy biorące udział w nowym projekcie będą musiały rozwiązać szereg złożonych problemów. Jeśli poradzą sobie z postawionymi zadaniami, astronautyka otrzyma nowe możliwości. W przeciwnym razie historia technologia rakietowa zostanie uzupełniona o kolejny ciekawy, ale bezużyteczny projekt.
47 komentarzy
informacja
Drogi Czytelniku, aby móc komentować publikację, musisz login.
  1. -5
    14 lipca 2023 05:11
    Nic dobrego z tego nie wyniknie.
    Idee neokolonializmu w kosmosie mogą nie przemawiać do tych, którym dano inteligencję do tworzenia.
    Pamiętacie film John Carter? Zawsze znajdzie się „ktoś”, kto przekręci śrubę w drugą stronę i ukryje tajemnicę „dziewiątego promienia” przed ciekawskimi…
    1. -1
      14 lipca 2023 06:01
      Wygląda na to, że my też opracowujemy coś nuklearnego dla kosmosu - „holownik nuklearny” Tilt ”, prawda? Ciekawe na jakim etapie jest ten projekt?
      1. +1
        14 lipca 2023 07:20
        Cytat z Monster_Fat
        Wygląda na to, że my też opracowujemy coś nuklearnego dla kosmosu - „holownik nuklearny” Tilt ”, prawda? Ciekawe na jakim etapie jest ten projekt?

        Wciąż w fazie wstępnej. Cóż, jego charakterystyka jest taka, że ​​rząd nie daje pieniędzy na pełnoprawny rozwój, a biorąc pod uwagę przekierowanie wszystkich środków na NWO, nie da ich w najbliższym czasie
        1. 0
          14 lipca 2023 16:19
          Nigdy więcej
          są testowane, pojawiają się w wiadomościach, z już utworzonym fizycznym. materiały
        2. 0
          14 lipca 2023 21:55
          Nie wiem na pewno, może masz rację, ale oto, co znalazłem ..
          Patent Federacji Rosyjskiej nr RU2522971 z dnia 20.07.2014 lipca XNUMX r. „Elektrownia jądrowa” (EJ)”
      2. +1
        14 lipca 2023 09:20
        Nukleon!
        Podczas gdy projekt, sądząc po nich. decyzje - projekt na długi czas, nawet jeśli dają dużo pieniędzy i go nie obcinają.
        1. +3
          14 lipca 2023 09:28
          Nukleon!

          T9 jest!
          Najgorsza rzecz w smartfonie... zażądać
          1. +2
            14 lipca 2023 10:14
            Rosja przoduje wśród innych krajów w rozwoju nuklearnych silników kosmicznych, powiedział Dmitrij Rogozin, szef państwowej korporacji Roscosmos.

      3. +1
        14 lipca 2023 11:15
        Holownik jądrowy to rozwinięcie kosmicznego tartaku, którego główną zaletą jest długi czas realizacji projektu, pokazujący działający sprzęt. Prototyp osła padishah został wzięty i sfinalizowany z uwzględnieniem realiów XXI wieku.
      4. +5
        14 lipca 2023 16:26
        Cytat z Monster_Fat
        "holownik jądrowy "Tilt""

        NUCLEON jest zupełnie inny! Jądrowy nie jest termojądrowy.)))
        To także Myasishchev pracował nad bezpośrednim przepływem nuklearnym dla samolotu Doomsday.
        Brałem również udział w opracowaniu silnika jonowo-plazmowego. W przypadku przestrzeni jest to całkiem realne. Ogromne oszczędności płynu roboczego. Schemat holowania jest genialny. Rozwiązuje problem ochrony biologicznej załogi. Długość kabla może wynosić co najmniej kilka kilometrów.
        THERMONUCLEAR to wspaniałe pranie.
        Wciąż nie wiadomo, kiedy TOKAMAK zacznie działać. Czytam o nim od dzieciństwa.
  2. +5
    14 lipca 2023 05:41
    instalacja termojądrowa na statku o wadze 10 ton... -nu-nu...
  3. +5
    14 lipca 2023 06:09
    Tak, przynajmniej budujesz zwykły reaktor termojądrowy - a dopiero potem celujesz w kosmos. Ogólnie rzecz biorąc, ludzkość zwykle przekłada wykonalne pomysły na metal przez maksymalnie kilka dekad. A jeśli mimo kolosalnych inwestycji i wysiłków takiego reaktora nie da się stworzyć już od 70 lat, to albo sama teoria jest niepoprawna, albo jest jeszcze jakiś inny ważny czynnik..
    1. +3
      14 lipca 2023 16:31
      Cytat od paula3390
      albo sama teoria nie jest poprawna, albo jest jakiś inny ważny czynnik..

      Teoria jest poprawna. Gwiazdy świecą. Ważnym czynnikiem jest najprawdopodobniej skala tokamaka. Cywilizacja nie jest jeszcze tak rozwinięta i brakuje pieniędzy na jej budowę na ogromną skalę.
  4. +2
    14 lipca 2023 06:21
    Interesujące jest spojrzenie na tych towarzyszy, którzy przeznaczają pieniądze na ten pomysł. Trzeba być nie tylko optymistą, ale bajecznie chorym. Albo ktoś wie, jak dobrze oszukać worki z pieniędzmi. Oby szczęście im sprzyjało...!!
    1. +8
      14 lipca 2023 07:17
      Zastanawiam się: czy twórcy są aż tak szaleni, czy też Kirill Ryabkov postanowił zrobić sobie żarty z czytelników? Cały artykuł można streścić w dwóch zdaniach: opracowywany jest silnik rakietowy z bezpośrednim ogrzewaniem płynu roboczego w pobliżu strefy aktywnej reaktora termojądrowego. Przewidywana masa statku to 10 ton, prędkość do 220 km/s, demonstrator technologii będzie gotowy w 2027 roku. Wszystko!
      Co pisze autor?
      Cytat z novoku
      Przechodząc przez komorę, płyn roboczy musi otrzymać energię, nagrzać się, nie osiągając stanu plazmy i zostać skierowany do dyszy na drugim końcu komory. Wychodząc przez dyszę, gaz wytworzy niezbędny ciąg.
      Oznacza to, że temperatura płynu roboczego nie przekracza kilku tysięcy stopni. Jest to zrozumiałe, w przeciwnym razie plazma pochłonie każdą dyszę w ciągu kilku minut. Przypomnę, że ciąg silnika rakietowego jest równy iloczynowi drugiego zużycia płynu roboczego przez jego prędkość. Prędkość jest proporcjonalna do pierwiastka temperatury: jeśli chcesz zmniejszyć zużycie paliwa dziesięciokrotnie, podnieś temperaturę sto razy. Wydawałoby się, że wszystko jest w porządku: fuzja to dziesiątki i setki milionów stopni. Ale nie wszystko jest takie proste: ta dzika temperatura nie ma nic wspólnego z płynem roboczym. A to oznacza, że ​​zużycie płynu roboczego będzie tego samego rzędu, co w silnikach chemicznych.
      Przypomnę: rosyjski Nuklon wykorzystuje silniki jonowe, które zapewniają prędkość spalin rzędu setek km/s. I jestem ciekawy: albo Ryabkow coś pomieszał, albo przetłumaczył „żółtaczkę”, albo przeoczył coś ważnego, czy też twórcy są szczerze niejasni?
      1. -5
        14 lipca 2023 07:50
        Cytat z astepanova
        Ale nie wszystko jest takie proste: ta dzika temperatura nie ma nic wspólnego z płynem roboczym.


        Siadaj, 2! A co to ma do rzeczy na podstawie powyższego rysunku?! ))) Radziłbym ci uczyć fizyki z działu liceum, aw szczególności podstaw termodynamiki, zanim się tu publicznie ośmieszysz.
        1. +3
          14 lipca 2023 09:07
          Cytat z userguna
          Radziłbym uczyć się fizyki z działu liceum, w szczególności podstaw termodynamiki, zanim się tu publicznie ośmieszy.

          Nie, najdroższy! W artykule jest jasno napisane:
          Cytat z userguna
          płyn roboczy musi otrzymywać energię, być podgrzewany, nie osiągając stanu plazmy
          Typowa temperatura w palniku plazmowym wynosi 10000 10000 stopni, co oznacza, że ​​temperatura płynu roboczego na wyjściu z reaktora jest oczywiście niższa niż 3100 10000 stopni. Jest to już współmierne do temperatury palnika w mieszaninie tlenu z węglowodorami nienasyconymi: XNUMX stopni. Ale nawet wzrost temperatury do XNUMX XNUMX stopni nie pozwala na zwiększenie impulsu właściwego więcej niż trzykrotnie. A jeśli chodzi o termodynamikę: powinieneś jej uczyć, stosuję ją w praktyce od prawie pół wieku i w przeciwieństwie do Ciebie wiem, że nie ma znaczenia, co dzieje się w silniku cieplnym: wszystko zależy od stanu początkowego i końcowego , a ścieżka procesu nie odgrywa roli.
      2. +3
        14 lipca 2023 16:40
        Cytat z astepanova
        Jest to zrozumiałe, w przeciwnym razie plazma pochłonie każdą dyszę w ciągu kilku minut.

        Nonsens.
        1. Gęstość plazmy jest tak niska, że ​​nawet bez chłodzenia dysza nie stopiła się.
        2. Przyspieszenie nie jest spowodowane temperaturą, ale polem elektromagnetycznym (czynnikiem roboczym jest gal).
        3. Temat zamknęli, gdy walczyli o doprowadzenie płynu roboczego do stanu molekularnego. W strumieniu było zbyt wiele rozproszonych cząstek.
        4. Silnik został zaprojektowany do utrzymywania orbity fotoszpiegów na niskiej orbicie.
        Żywność - panele słoneczne.
  5. -3
    14 lipca 2023 07:30
    Cóż, nauczyli się zapalać plazmę, problem jest tylko z jej retencją. Tutaj plazma jest znacznie łatwiejsza do utrzymania niż w klasycznych reaktorach, gdzie jest zamknięta w ograniczonej objętości. Pomysł jest więc ciekawy i najprawdopodobniej taki silnik będzie działał wcześniej niż czysto teoretyczna elektrownia termojądrowa.
    1. +5
      14 lipca 2023 08:24
      Cóż, nauczyli się zapalać plazmę, problem jest tylko z jej retencją. Tutaj plazma jest znacznie łatwiejsza do utrzymania niż w klasycznych reaktorach, gdzie jest zamknięta w ograniczonej objętości.
      W końcu trzyma się je tylko po to, aby stworzyć gęstość niezbędną do zajścia reakcji termojądrowej. I wtedy. to, co jest napisane w notatce, to nonsens i obcięcie funduszy.
      1. 0
        14 lipca 2023 08:52
        Oh naprawdę ? Cóż, nastąpiła reakcja termojądrowa i co z tego?! Tom jest ZAMKNIĘTY! Karol. Właśnie z tym walczą w tej chwili, trzymając plazmę, z której nie ma wyjścia. Stąd ciągłe palenie murów i inne związane z tym wychowanie fizyczne. Tutaj wszystko jest znacznie prostsze, oparte na zasadzie działania. Nie jest tylko jasne, skąd wziąć energię do podpalenia samej plazmy, a tam trzeba dużo wydać. Ale zysk jest z pewnością imponujący ...
        1. 0
          16 lipca 2023 20:25
          Energia do ogrzewania plazmy ma być pobierana... z tych samych reakcji termojądrowych zachodzących w tej plazmie (w projekcie uwzględniono sposób pozyskiwania energii z plazmy i zamiany jej na energię elektryczną). Plan nazwany na cześć Munchausena, który polega na wyciągnięciu się z bagna za włosy własnoręcznie. Ponieważ zwrot energii z termojądrowego jest dziś mniejszy niż wydatek na niego, utrzymanie gorącej plazmy w prawdziwym silniku kosmicznym nie będzie działać: nie można pobierać energii z czegoś, co samo wytwarza kilka razy mniej energii, niż potrzebuje do pracy.
          Jeśli jakikolwiek "zysk" jest imponujący, wówczas ujemny bilans mózgów tych, którzy zapiszą się na finansowanie tego "projektu".
      2. +5
        14 lipca 2023 09:49
        A to co jest napisane w notatce to nonsens...

        Kluczowa kwestia tutaj. Artykuły o skomplikowanych tematach naukowo-technicznych nigdy nie były mocną stroną tego serwisu, a dziś tym bardziej, tym bardziej - tego autora, który w ogóle nie rozumiał, o czym pisze. Np. fragment z „narracji”:
        Do komory wprowadzany jest gaz używany w syntezie termojądrowej, taki jak mieszanina deuteru i helu-3.

        Do komory nie jest podawana mieszanina. Princeton Reversed Field Facility (PFRC-2) wykorzystuje hel-3 lub deuter. Oznacza to, że stosuje się reakcję potrójnego helu lub deuter + deuter.
        Reszta słownictwa w artykule jest tak daleka od rzeczywistości, jak powyższy przykład.
  6. 0
    14 lipca 2023 07:38
    Cóż, załóżmy, że robią silnik… ale wtedy trzeba od razu ustawić zadanie odwrotne – hamowanie. Nie wystarczy przyspieszyć do dużych prędkości, trzeba jeszcze umieć zwolnić. 2 identyczne silniki do wyrzeźbienia na jednym statku kosmicznym z przeciwległymi dyszami?
    1. 0
      14 lipca 2023 09:12
      Być może silnik obróci się w stosunku do korpusu rakiety.
    2. +2
      14 lipca 2023 09:18
      A obracanie dyszy do przodu to wyższa matematyka? śmiech
  7. +3
    14 lipca 2023 08:27
    Zawsze uważałem, że szalone pomysły uczniów, którzy uciekli z lekcji fizyki, są możliwe tylko w naszym kraju. Jednak ta notatka o niepiśmiennym projekcie amerykańskim zachwiała mną w tym przekonaniu. Jeśli jednak ma to na celu obcięcie funduszy, wszystko jest jasne.
    1. 0
      14 lipca 2023 09:15
      Myślę, że pomysł może okazać się całkiem trafiony, ale wygląda szalenie w wyniku nieudolnej kompilacji autora artykułu
  8. 0
    14 lipca 2023 10:43
    Mimo wszelkich wysiłków nie udało się jeszcze stworzyć reaktora, który będzie produkował więcej energii, niż jest to wymagane do pracy z plazmą.

    Zbudowano eksperymentalny reaktor termojądrowy. Plazmę trudno skompresować i nagrzać do milionów stopni, więc zasada działania została zaczerpnięta z dział szynowych, tworzą one superpotężne pole, ale na milisekundy. Na cewkach powstaje pole magnetyczne w wyniku rozładowania superkondensatorów, 2 skrzepy plazmy są przyspieszane jak w armacie szynowym do siebie i zderzają się, w wyniku dodania energii kinetycznej i energii skrzepów temperatura wzrasta o 10 milionów stopni i zachodzi reakcja syntezy termojądrowej, a błysk pola magnetycznego wytwarza pole elektromagnetyczne prądu na cewkach reaktora. Energia elektryczna jest wytwarzana bezpośrednio w reaktorze bez turbin parowych i kotłów. Potrzebny jest tylko hel 3, którego na Ziemi prawie nie ma, ale na Księżycu jest go dużo.

    Nowy sposób na osiągnięcie syntezy jądrowej: Helion



    Jeśli w tym reaktorze zostanie wykonany otwór w centralnej komorze, możliwe jest uwolnienie błysku termojądrowego jako strumienia strumieniowego.
  9. +3
    14 lipca 2023 10:55
    Najpierw wykonaj działającą fuzję w dokładnie takiej konfiguracji, jakiej potrzebujesz. I wtedy...
    Moim zdaniem Chińczycy mają rekord na tokmak, czyli na "pączku", trzymali reakcję przez 109 sekund.
    Ten, który obiecuje Roskosmos, jest jakoś bliższy prawdy. Technologie jądrowe są w naszym kraju mniej lub bardziej opanowane.
  10. +4
    14 lipca 2023 11:21
    Dobry dziennikarz zadałby sobie trud wyszukania w Google, ale czym są te „firmy uczestniczące w nowym projekcie”, Pulsar Fusion i Princeton Satellite Systems? Ile osób w nich pracuje, co osiągnęli do tej pory, poza "...w listopadzie 2021 odbyły się pierwsze testy ogniowe paliwa stałego wykonanego z polietylenu pochodzącego z recyklingu" - hmm, ale czy na pewno użyli polietylenu termojądrowego? . .

    I wreszcie, ile pieniędzy jest zagrożonych dla tak przełomowej technologii? Na Ziemi wciąż nie działa nic termojądrowego, ale tutaj ma powstać od razu cały statek kosmiczny!

    Ogólnie rzecz biorąc, faceci z naprawdę ciekawymi pomysłami dostali trochę pieniędzy na ich dalszy rozwój, na jakieś poważne wcielenie czegoś termojądrowego „w sprzęcie” - i tak samo 30 lat jak zawsze.
  11. +3
    14 lipca 2023 12:51
    Wielka Brytania jest jedynym krajem na świecie, który ograniczył swój program kosmiczny, ale słynie z ambitnych projektów. Około 40 lat temu był Hotol, 15 lat temu stał się Skylonem, teraz postanowili spalić silnik termojądrowy. A na samych okrętach podwodnych amerykańskie pociski
  12. -2
    14 lipca 2023 12:58
    Największym problemem w kosmosie jest chłodzenie silnika cieplnego. Więc wszystko wisi w powietrzu. am
  13. 0
    14 lipca 2023 13:41
    Świetnie. Stara dobra Anglia dzierży flagę badań i rozwoju jądrowego. Cały respekt. Co mamy z Nuklonem?
    1. 0
      14 lipca 2023 21:53
      Przede wszystkim postanowili wepchnąć reaktor jądrowy do petrela i wepchnąć Posejdona, od dawna istnieją silniki jonowe. Nucleon nie ma jeszcze nic do noszenia
  14. +3
    14 lipca 2023 14:21
    Dziękuję za zainteresowanie tematem, Autorze!

    Co do pomysłu - pomysł jest dobry, jeśli się nad tym nie zastanawiać, to wszystko wygląda obiecująco.
    ALE.
    Po pierwsze, taki produkt będzie działał w ekstremalnie wysokich temperaturach i nawet jeśli twórcom uda się stworzyć osłonę radiacyjną i termicznie stabilną (do długotrwałej pracy bez wymiany), nawet jeśli ma wysoki współczynnik odbicia promieniowania IR, to i tak jest Kwestia wręcz konia radiator w próżni od tego silnika stanie jak to mówią z przewagą. Oznacza to, że będzie potrzebował masywnych i wielkoskalowych chłodnic.
    Wspaniale jest pomyśleć, że całe ciepło pójdzie do płynu roboczego, niestety nawet nie blisko..

    Po drugie, problem ciągłego dostarczania porcji substancji do syntezy to ból głowy dla każdego reaktora termojądrowego. Ponieważ jest to obecność układu mechanicznego w bardzo trudnych warunkach termicznych i radiacyjnych (aby latać na Helu-3, trzeba go jeszcze zdobyć. Inne opcje syntezy mieszanin są znacznie brudniejsze lub gorętsze) jest luką, a dla silniki rakietowe z ich warunkami pracy i wymiarami są niewybaczalne.

    Po trzecie, kwestia doprowadzenia energii do magnesów nadprzewodzących dla tego produktu, a także urządzeń do nagrzewania do plazmy. Są to zabawki dość energochłonne, między innymi są też ogólnie biorąc pod uwagę dodatki wymagane do ich funkcjonowania. urządzeń, takich jak układy chłodzenia cieczowo-gazowego magnesów nadprzewodzących. Pod tym względem silnik, oprócz wzrostu zapotrzebowania na energię, będzie się rozszerzał, a przeplatanie się tych układów na pewno nie sprawi, że jego koncepcja będzie prostsza czy bezpieczniejsza niż obecne. Mówiąc o dostarczaniu energii - czym będą karmić? Widzę tylko jedną opcję - reaktor jądrowy (z którego potrzebny będzie również dziki radiator), na rok 2023 rozwoju reaktora jądrowego dla kosmosu. nie istnieją urządzenia z konwersją energii turbiny (najwyższa sprawność) w metalu, różne sztuczki termojonowe nie są długoterminowym ani akceptowalnym rozwiązaniem z punktu widzenia wydajności instalacji.

    Istnieją wątpliwości, czy przy masie konstrukcji będzie w stanie wystartować z ziemi, czyli w najbardziej optymistycznej wersji będzie to silnik czysto kosmiczny. Dla którego w tej chwili nie ma reaktora, najbardziej optymalnej pary syntezy, jednoznacznie bezawaryjnych i zwartych układów do sprzedaży substancji do „komory syntezy”, a kwestia odprowadzania takiej ilości ciepła w pustce jeszcze do rozwiązania.

    Podsumowując - badania będą długie, nieopłacalne i najprawdopodobniej koncepcyjnie ślepe. W najlepszym przypadku po drodze otworzą jakieś zabłąkane, odpowiednie dla innych projektów. Sam silnik na obecnym stanie zaawansowania to utopia.
    1. 0
      16 lipca 2023 20:29
      A jak stworzą próżnię? W kosmosie nie ma absolutnej próżni.
  15. 0
    14 lipca 2023 18:47
    Bzdura i kreskówki! facet
    Jak dotąd nie ma nawet konwencjonalnej, stacjonarnej fuzji termojądrowej i nie wiadomo, kiedy to nastąpi, a to wcale nie jest w tym stuleciu. Śnij! facet śmiech
  16. 0
    14 lipca 2023 21:40
    Jak rozumiem, nawet jeśli zmontują reaktor zdolny wytrzymać kilkanaście krótkotrwałych zapłonów, to mają problem z energią do zapłonu.Możliwe, że sprytni ludzie zdecydują za nich farsz, podpowiedzą właściwy kierunek.
    1. +3
      14 lipca 2023 22:00
      Tam problem jest dokładnie taki sam jak w tzw. „Lockheed Martin Fusion Reactor”. Najważniejsze to głośno i soczyście ogłosić siebie i swój projekt, wszystko pięknie ułożyć na prezentacji i „na palcach”, żeby ślina płynęła prosto. Następnie naukowcy otrzymują pieniądze i zaczynają je opanowywać. Przez lata. Nie jest konieczne, aby na końcu był jakiś wydech, ale jest praca i można zrobić „swój” kierunek. To jest złe ? Ocierają się o grupę burżuazyjną lub wojskową, której zysk jest w zasięgu ręki i piosenką naprzód :-)

      Najwyraźniej w tej chwili nie ma prawidłowego kierunku w polu „małego gorącego termojądrowego” io wymiarach mniejszych niż połowa niektórych ITERa. Bo albo jest zawodny i krótkotrwały i drogi, albo wydajność będzie znikoma, albo koncepcja w ogóle się nie sprawdzi, od słowa do słowa.

      Temperatury są absolutnie szalone i bombardowania neutronami z większości mieszanin. Hel-3 jest magiczny, ale jest na Księżycu. Jej zagospodarowanie tam i powrót to droga okrężna o dwa równiki, nie mówiąc już o kwestiach wynikających z praw ewentualnych górników na terytorium ciał niebieskich. Ponadto sam hel-3 leży na Księżycu w cienkiej warstwie, nie można warunkowo stworzyć kopalni i zamrozić jej do połowy. Może wcale nie tak dużo, jak pokazują obliczenia.

      Inne reakcje są odpowiednie w większości dla monstrualnych jednostek wielkości kilku fabryk, ponieważ potrzebna jest niewiarygodna liczba systemów bezpieczeństwa towarzyszących procesom produkcyjnym, ponieważ silnik cieplny ma większą wydajność przy większych rozmiarach i tak dalej.

      Zasadniczo - tak, zasada jest ciekawa, a sam silnik MOŻLIWY. Ale pod względem wielkości i wstępu, do którego, podobnie jak przed Chinami, rak. Takich grubych zadań jeszcze nie ma i nie będzie też pieniędzy na tak ogromny statek, ale wyjdzie dokładnie ogromny, większy niż ISS, z wszystkimi dzwonkami i gwizdkami.
  17. 0
    15 lipca 2023 00:04
    Nie później niż w 2027 roku planowane jest zbudowanie i przetestowanie pełnoprawnego silnika demonstracyjnego technologii.


    Przeczytałem wszystko uważnie i nie zrozumiałem.
    Jaki inny reaktor termojądrowy do 2027 roku?!
    Nigdzie na świecie nadal nie ma działającego reaktora termojądrowego!
  18. +3
    15 lipca 2023 00:08
    Koncepcja jest na pewno dobra. Choć wdrożenie w działający prototyp (który będzie bezpośrednio latał w kosmos) nastąpi znacznie później niż w krajowym systemie holownika orbitalnego z elektrownią atomową o napędzie elektrycznym (Zeus, Nuklon i TEM). Po prostu dlatego, że koncepcja naszego holownika opiera się na technologiach już opracowanych i stosowanych. Nasze reaktory jądrowe w kosmosie były testowane jeszcze w latach 80. na satelitach wojskowych, a silniki jonowe, jako marszowe lub sterujące, są od wielu lat aktywnie wykorzystywane przez znaczną część wszystkich satelitów orbitalnych i międzyplanetarnych. A jednym z największych producentów tych silników jest nasze biuro projektowe Fakel.
    Ale koncepcja Systemu Satelitarnego Princeton (dla uproszczenia zwanego dalej PSS) nie ma takich zaległości w tym zakresie. Podstawa projektu - podgrzewanie płynu roboczego do stanu plazmy, a następnie retencja i "kierowanie" do wyjścia z dyszy już istnieje. Od połowy lat pięćdziesiątych na pierwszych tokamakach potrafimy tworzyć plazmę i prowadzić ją wzdłuż pola magnetycznego (tak, aby nie dotykała ścian!)
    „Dlaczego więc nadal nie mamy działającego reaktora termojądrowego?” - ty pytasz! Reaktor jest reaktorem tylko wtedy, gdy reakcja z uwolnieniem energii trwa i jest utrzymywana przez długi czas! Reaktory jądrowe działają miesiącami i latami. Turbiny w elektrowniach wodnych też pracują miesiącami. Panele fotowoltaiczne w elektrowniach fotowoltaicznych pracują tygodniami i miesiącami (wskazane przerwy spowodowane są koniecznością okresowego przeprowadzania konserwacji i przeglądów). Ale na najbardziej zaawansowanych tokamakach - do tej pory obsłużyliśmy plazmę w regionie ...... minut ..... rekord 70 sekund! Mamy problem z nauką długiego trzymania plazmy. A żeby go stworzyć i utrzymać za pomocą pola magnetycznego - nie było problemów od początku lat 60.
    W przypadku silnika PSS wystarczy jedynie wygenerowanie plazmy i jej skierowanie do „wyjścia” przez pole magnetyczne. Długa retencja w osoczu NIE jest tam potrzebna.
    Problem PSS jest inny. W przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów jądrowych i silników jonowych, generatory plazmy i generatory silnych pól magnetycznych do sterowania tą właśnie plazmą nigdy nie zostały stworzone ani przetestowane w kosmosie! W związku z tym projekt PSS ma jeszcze długą drogę do pokonania, aby znaleźć pułapki związane z obsługą takiej instalacji DOKŁADNIE W KOSMOSIE.
    Kolejnym problemem takiego systemu jest początkowe zużycie energii. Do ROZRUCHU takiego silnika potrzeba dużo energii. Ponieważ potrzeba dużo energii, aby podgrzać płyn roboczy do stanu plazmy i zasilić elektromagnesy, które będą utrzymywać i kierować przepływem plazmy. To są ogromne koszty energii. Co więcej, jeśli energia do podgrzania czynnika roboczego jest potrzebna tylko na starcie (a potem jak w konwencjonalnym piecu dosypujemy nowe porcje czynnika roboczego, aby utrzymać temperaturę), to elektromagnesy muszą być zasilane przez CAŁY czas podczas pracy silnika.
    Tak! Można przyjąć, że konstrukcja silnika jest taka, że ​​część uwolnionej energii cieplnej zostanie zamieniona na energię elektryczną w celu podtrzymania własnej pracy po uruchomieniu, aż do wydania komendy wyłączenia! Tylko to nie wyjaśnia - skąd więc wziąć energię na start startowy.
    Lub będziesz musiał zabrać ze sobą mały reaktor jądrowy na pokład (ale to sprawi, że silnik będzie jeszcze cięższy i droższy, a także będzie wymagał ogólnego układu chłodzenia). Możesz dostarczyć OGROMNĄ liczbę akumulatorów, ale wtedy pochłonie to masę ładunku!

    Z powyższego może się wydawać, że jestem przeciwny koncepcji PSS. Ale tak nie jest, pokazałem tylko istotne mankamenty projektu. Ale sam projekt jest nadal obiecujący i co najważniejsze, w przeciwieństwie do naszego TEM, pozwoli nam w pełni ROZWIJAĆ układ słoneczny. TEM pozwoli (w przypadku pomyślnej realizacji) rozpocząć rozwój przemysłowy i przygotowanie układu słonecznego. Stwórz sieć międzyplanetarnych satelitów komunikacyjnych i nawigacyjnych, wyślij ciężkie satelity do eksploracji orbity, wyślij ciężkie automatyczne pojazdy badawcze na planety / asteroidy / satelity / komety, zbuduj księżycową infrastrukturę satelitarną i zaopatrz powierzchnię Księżyca we wszystko, co niezbędne do stworzenia badań księżycowych kolonia. Ale już teraz PSS umożliwi przekształcenie „eksploracji i rozwoju” układu słonecznego w pełnoprawną „okupację i eksploatację”. Charakterystyka silnika PSS pozwoli na ustalenie przemysłowego wydobycia surowców w Układzie Słonecznym, transport tych samych surowców, a także szybkie przemieszczanie tak dużych i ciężkich ładunków - że będzie można wysyłać ludzi po całym system słoneczny na skalę przemysłową (na przykład jako pracownicy zmianowi w przedsiębiorstwach zajmujących się wydobyciem surowców). A to bezpośredni sposób na kolonizację Układu Słonecznego! I tak jak to było z nowym światem, ci, którzy są więksi i lepiej wykształceni, zajmą wiele nowych terytoriów w Układzie Słonecznym - staną się nowymi wielkimi mocarstwami!
    1. 0
      16 lipca 2023 20:32
      Wtedy Baron Munchausen też miał "dobry pomysł"... "Wziąłem włosy i pociągnąłem" :).
  19. +1
    15 lipca 2023 17:54
    Wszystko to jest kontynuacją jednowymiarowej interakcji z otoczeniem. Moim zdaniem - EM Drive jest również jednowymiarowym magnetronem i dlatego nie daje widocznych rezultatów, ale jako plus pokazuje, jak można wpływać na otoczenie w zamkniętej przestrzeni, ale jeśli zrobić wielowymiarowy magnetron [z trzema - i/lub bardziej wymiarowy] wpływ na otoczenie, to rezultatem widocznym i rejestrowanym przez urządzenia równie dobrze może być powstający efekt odległego i zamkniętego w przestrzeni punktu. Myślę, że taki silnik kosmiczny będzie bardziej energooszczędny i w pewnym momencie w kosmosie wyprzedzi silnikiem z Pulsar Fusion w prędkości, a przy pomocy wielowymiarowego magnetronu będzie można skorygować kierunek ruchu statku kosmicznego poprzez po prostu modulując przepływ elektronów w wyjściowych rezonatorach magnetronu. A do zasilania elektrowni statku kosmicznego proponuję zastosować następną generację reaktora termojądrowego typu HB3 Energy. Obecnie Heinrich Hora i jego zespół opatentowali jednowymiarowy reaktor do generowania energii z syntezy atomów wodoru i boru, co jest dość sprzętochłonne - w celu uzyskania fuzji jąder wodoru i boru z uwolnieniem ENERGII ELEKTRYCZNEJ, bez ciepła i promieniowania konieczne jest użycie bardzo nieporęcznych 3-petta-watowych reaktorów impulsowych, laserów znalezionych w Osace w Japonii. Ale są myśli, jeszcze nie przelane na papier w formie wniosku o akwizycję, jak sprawić, by ten proces był wielowymiarowy, mniej sprzętowo i energochłonny podczas inicjalizacji procesu i całkiem mały, dający się zastosować w prostych mieszkaniach, samochody elektryczne i inne pojazdy elektryczne, od motocykli po liniowce oceaniczne i samoloty zasilane energią elektryczną. Niestety, ani Rosatom, ani Roskosmos nie są zainteresowani moimi pomysłami – budżet się tnie, czas ucieka, pensje rosną, płace rosną… powoli lecą rakiety…
  20. 0
    15 sierpnia 2023 02:50
    O nie kurwa! I nie jądrowy, ale natychmiast termojądrowy! Cóż, co stało się z polietylenem, powinno również działać z termojądrem
  21. 0
    16 września 2023 00:56
    Z jakiegoś powodu się śmieję. Dlaczego tylko termojądrowy? Skręciliby prosto w punkt grawitacyjny, jeden xep, nie ma prawdziwych technologii i nie oczekuje się ich w ciągu najbliższych 50 lat
  22. 0
    1 listopada 2023 01:02
    Teoria w czystej postaci. W najbliższej przyszłości nie należy spodziewać się ani jednego działającego elementu koncepcji. A tym bardziej w kompaktowej formie. Głupie gadanie!