Все знают единицу измерения ярд=0,91 м. С середины девяностых слово ярд приобрело ещё одно значение - миллиард, а на сколько обосновано, давайте посчитаем. Толщина одной купюры зависит от её потрёпанности и составляет от 0.08 мм у новой и до 0.13 мм у ветхой купюры. В девяностые ветхих купюр не было, в хождении были свежие многотысячные деньги. Если взять нечто среднее между новой и средне изношенной купюрой, то можно принять её толщину за 0,091 мм, тогда один миллиард в стотысячных купюрах будет стопкой в 91 см, что равняется одному ярду. Хотя большинство называют его лярдом.
Упоротый расчёт окончен.

Целью программы DRACO является разработка аппарата, оснащённого ядерным ракетным двигателем. На изображении – он в представлении художника. Источник: DARPA

4 мая Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) разместило на официальном сайте правительства США условия участия во втором этапе программы DRACO – проекта по разработке космического аппарата, оснащённого ядерной силовой установкой. По окончанию этапа Управление надеется получить, среди прочего, пригодный для эксплуатации образец двигателя.

Первый этап программы был начат около года назад и включал в себя разработку концептов ядерного реактора для будущего двигателя и «демонстрационной платформы» – космического аппарата, на котором будет протестирована работа установки. По результатам конкурса был выбран проект реактора от General Atomics и два концепта космических аппаратов – от Blue Origin и Lockheed Martin.

Целью второго этапа является сборка и испытания рабочего прототипа ЯРД, а также завершение разработки демонстрационной платформы. По словам представителя DARPA, конкурс не ограничен победителями предыдущего этапа, а открыт и для новых участников; свои предложения компании должны подать до 5 августа.

В условиях конкурса говорится, что ожидаемая длительность второго этапа – 24 месяца, после чего будет выбран единственный победитель. Третий этап последует сразу за вторым и завершится в начале 2026 года запуском демонстрационного космического аппарата.

Отдельно в условиях конкурса упоминается возможность сотрудничества с NASA:

NASA заинтересовано и готово предоставить помощь в разработке ядерной силовой установки с дальнейшим возможным применением в соответствии с целями Управления.

Документ гласит, что со своей стороны агентство готово поделиться своим богатым опытом и мощностями во многих сферах, связанных с разработкой ЯРД.

Возможной сферой применения подобных технологий являются долгосрочные пилотируемые космические миссии – например, к Марсу. Тяговооружённость (отношение мощности к весу) ядерной силовой установки близка к таковой у химической, однако при вдвое или даже впятеро высшей эффективности. DARPA надеется, что такие характеристики позволят значительно увеличить скорость космических перелётов и сократить время пребывания астронавтов в опасных для здоровья условиях открытого космоса.

Источник

https://thealphacentauri.net/82374-darpa-vybrala-blue-origin...

Перевод статьи 2005 г., которая не потеряла актуальности и сейчас. Особенно с учетом проекта DRACO по созданию демо ракеты с ЯРД в 2025 г.

Исследование внутренней части Солнечной системы за последние 20 лет выявило наличие множества объектов, содержащих воду. Гидратированные минералы в околоземных астероидах (Near Earth asteroids — NEA), лед на Луне, водные ледяные спутники планет и ледяные озера на планетах и спутниках планет. Изучение состава и свойств объектов показало, что использование тепла при температурах значительно ниже точки плавления породы приведет к выделению водяного пара или воды. Исследования 1960-х годов продемонстрировали технологию использования воды в качестве теплоносителя в ядерных реакторах при температурах до 1100 Кельвинов без значительного износа или эрозии ядерной системы. В ракете c ЯРД теплоносители с поступают прямо из активной зоны реактора в сопло ракеты. Охлаждающая жидкость закипает, превращается в пар и приводит в движение ракету. Комбинация этих элементов позволяет использовать воду, полученную из космоса в качестве пропеллента (рабочего тела) для исследования внутренних областей Солнечной системы.

В данной статье сравниваются два варианта миссии для доставки 10 000 тонн полезной нагрузки (ПН) на спутник Юпитера Каллисто. Вариант c H2O использует воду в качестве пропеллента и только тепловые процессы. Другой, криогенный вариант, использует жидкий водород (LH2) в качестве пропеллента и электричество для электролиза воды и для работы криосистем. В обоих вариантах всю воду получают из космоса. Для варианта LH2 требуется дополнительная масса для электролизной установки для разделения воды, для криогенной установки для сжижения газообразного водорода в LH2 и для установки для выработки электроэнергии, необходимой для их работы. Показано, что вариант H2O использует меньшую массу и только тепловые процессы.

1. Введение

В период с 1991 по 1998 год группа ядерных силовых установок Министерства энергетики США в Айдахо изучала варианты транспортировки массивных грузов с орбиты Земли к доступным объектам Солнечной системы. Одна из целей заключалась в доставке материалов для снабжения поселений людей на Марсе. Требуемые ПН для данной задачи будут превышать десятки тысяч тонн.

В тот же период стало ясно, что в доступных областях внутренней солнечной системы есть по крайней мере, сотни, а возможно, и тысячи объектов, содержащих воду. Количество воды оказалось огромным по сравнению со всем, с чем мы сталкивались ранее. Данные Lunar Prospector предполагают, что наша луна содержит ~ 300 млн тонн воды в тонких слоях вечной мерзлоты или гидратированных щелочных слоях на дне лунных кратеров на Северном и Южном полюсах. И вода в этом случае может быть получена, путем нагрева реголита (Zuppero et al. др. 1998)

Рис. 1 Южный полюс Луны, место расположения водоносного реголита, показано с предлагаемыми системами извлечения воды. Объектом, где может долбываться вода, также может быть один из, по крайней мере, нескольких десятков (NEA) с дельта-V для доступа к ним, аналогичной второй космической скорости для Луны, ~ 2300 м/с. Вода также может быть добыта на любом из более чем 20 ледяных спутников Солнечной системы, скорости убегания которых подобны или меньше, чем у Луны.

В тот же период было исследована группировка (NEA), которые заполняют область в плоскости эклиптики примерно между Венерой и Марсом, как показано на рисунке. 40% NEA состоят из весьма мягкого гидратированного силиката. Содержание воды, обычно ~ 15%, но варьируется от ~ 5% до 25% силиката в виде гидратированного минерала в форме M * n-H2O. Было измерено, что твердость грунта на NEA примерно такая же, как у обычного сухого грунта, в отличие от каменных и металлических астероидов, которые выживают при падении на поверхность Земли. Большая часть воды может быть извлеченая при нагреве грунта до температуры кухонной духовки (~ 270 C). Например, NEA размером в 2 км будет содержать от 10 000 до 20 000 млн тонн грунта. При обработке грунта он обезвоживается, высвобождая ~ 10% или 1000 млн тонн, в виде воды. Во время ранних исследований, в середине 1990-х, оказалось, что существуют по крайней мере десятки NEA, столь же доступные, как поверхность Луны.

Рисунок 2 NEA, довольно плотно заполняют область в плоскости эклиптики, около Земли. Сообщается, что до 40% содержат гидратированные глинистые минералы с переменным содержанием воды от 5 до 25%. Ромбовидные точки — это положение NEA, спроецированное на эклиптику. Пунктирные точки орбиты равномерно разнесены во времени, так что плотность точек орбиты приближается к плотности NEA по состоянию на 6 октября 1996 г. (Whitman et al. 1997).

В тот же период европейские миссии к комете Галлея (рис. 3) обнаружили, что кометы содержат примерно равные части водяного льда, грязного горючего сланца, глиноподобных силикатов и, возможно, около 1% аминов. Малоизвестное образование из примерно 150 комет заполняет область эклиптики между Марсом и Юпитером, как показано на рисунке 4 (Whitman, Pat, 1997). Около 10 из них так же доступны, как спутники Юпитера. Размер этих комет составляет около 3 — 5 км. При 10% -ном содержании льда комета длиной 5 км даст ~ 10 млрд тонн воды. Можно проигнорировать или выбросить остальные 10 млрд тонн маслоподобного вещества.

Рисунок 3. Комета Галлея, почти недоступный объект из водяного льда, в группировке околоземных комет (Near Earth comets NEC).

Рис. 4. «Периодические кометы», также известные как «кометы семейства Юпитера» по состоянию на 6 октября 1996 года. Ромбовидные точки — это положения комет, спроецированные на эклиптику. Пунктирные точки орбиты равномерно разнесены во времени, так что плотность точек орбиты приближается к плотности комет.

Для пилотируемых полетов на Марс предлагались и проектировались ядерные тепловые ракеты (nuclear thermal rockets NTR), в которых в качестве пропеллента использовался жидкий водород (LH2). Также была проведена оценка NTR с использованием водяного (H2O) пропеллента, как показано на Рисунке 5.

Рисунок 5. Ядерная тепловая ракета (NTR) использует ядерный реактор для нагрева пропеллента (воды H2O или жидкого водорода, LH2). Сопло ракеты подключено непосредственно к реактору. Турбонасос нагнетает пропеллент в реактор. LH2 NTR может обеспечить удельный импульс 800-900 секунд и работать с удельной мощностью ~ 300 мегаватт на тонну двигателя.

Как лучше всего использовать воду для приведения в движение массивных ПН? «Массивный» будет означать «как подводная лодка на 100 человек». Было очевидно, что нужно расщеплять воду, сжижать водород до криогенного жидкого водорода (LH2), сбрасывать кислород и использовать только жидкий водород для явно более совершенных ядерных тепловых ракет.

Во время программы «Звездные войны» были разработаны 5-мегаваттные электрические генераторы для использования в космосе для источников питания оружия и силовых установок. Для разделения воды и сжижения водорода можно использовать 5-мегаваттный электрический генератор «Звездных войн».

Система включает космический корабль, его топливный бак, защиту для бака, ядерный тепловой источник энергии ракеты и пропеллент. Система также включает в себя все оборудование, необходимое для извлечения топлива из космических ресурсов и подготовки его к использованию в ракете.

2. ПН

ПН должна быть такой же, как у атомной подводной лодки среднего размера. Космичекий корабль должен вращаться, чтобы создать искусственную гравитацию. ПН должна быть защищена слоем воды около 1 метра или эквивалентной массой, чтобы ослабить смертельную радиацию в космосе, вокруг Юпитера и в космосе до 5 рад или меньше в год.

Космический корабль — это тор (как камера велосипедной шины) диаметром 160 метров по внешнему краю. Трубка тора имеет внутренний диаметр 7 метров с толщиной стенок 1 метр для защиты от излучения. Практически вся масса находится в стенках тора толщиной в 1 м. Такой космический корабль будет вращаться со скоростью 3,34 оборота в минуту (период 18 секунд), чтобы достичь центростремительного ускорения в 1 G. Внутренний объем эквивалентен 77 домам, каждый площадью 1100 квадратных футов (102 квадратных метра) 8 футов (2.45 м) высотой, не считая конструкций. Здесь с комфортом разместятся ~ 100 астронавтов. Масса такого космического корабля как раз и будет «10 000 тонн».

3. Миссия на Каллисто

Миссия от Земли до Каллисто, ледяного спутника Юпитера, определяется общей дельта-V, которая равнв сумме дельта-V для каждого из этапов. Оказавшись на Каллисто, можно легко добраться до Ганимеда и Европы. Последовательность маневров для выхода на Каллисто включает:

1. дозаправка водой, полученной с Луны, комет или NEA

2. в перигее Земли, переход с высокоэллиптической орбиты вокруг Земли на низко энергетическую траекторию к Юпитеру;

3. переход на высокоэллиптическую орбиту вокруг Юпитера

4. в апоцентре орбиты Юпитера, изменение перицентра для пересечения орбиты Каллисто

5. при максимальном сближении с Каллисто, переход на высокоэллиптическую орбиту Каллисто

6. использование шаттлов для спуска на низкую орбиту Каллисто или на поверхность Каллисто

7. заправка водой, полученной из поверхностного льда Каллисто

Первый шаг предполагает, что необходимо получить до 1 млн тонн воды. Вода может быть получена с Луны или из NEA. Для доставки воды с Луны требуется, чтобы ракета развила вторую космическую скорость для Луны ~ 2300 м/с. При таком бюджете дельта-V в одну сторону ~ 2300 м/с, многие десятки NEA также являются хорошими кандидатами для получения воды. Если вариант с Луной не получится, вариант с NEA точно будет работать. Поскольку пропелент для этого «бесплатный», он не засчитывается в начальную массу миссии.

Чтобы ракета сменила круговую орбиту вокруг Солнца на расстоянии Земли на эллиптическую орбиту, касательную к орбите Юпитера вокруг Солнца, космический корабль должен увеличить свою скорость примерно на 8850 метров в секунду по сравнению со скоростью Земли вокруг Солнца. Для этого космический корабль запускается на высокой эллиптической околоземной орбите (HEEO) с апогеем в два раза превышающим расстояние до Луны, 120 земных радиусов и с перигеем сразу за пределами зоны обломков и мусора вблизи Земли – 1.3 радиуса Земли. Эта орбита выбрана так, чтобы иметь примерно тот же период, что и лунная орбита.

Во время максимального приближения к Земле, наиболее глубоко в гравитационном колодце, космический корабль выполняет маневр. Результатом этого является то, что тяга, добавляющая к аппарату всего 3456 м/с при самом близком приближении к Земле, приводит к тому, что скорость вдали от Земли превышает вторую космическую скорость на 8850 м/с. В принципе, импульс должен производиться в самой нижней точке гравитационной потенциальной ямы. На практике на это может потребоваться 1 час, потому что ракеты имеют ограниченную мощность. Требуемая мощность ракеты обратно пропорциональна времени работы двигателей. Поскольку ракета проводит значительное время вдали от самого низкого гравитационного потенциала, моделирование показало, что 1-часовой импульс повлечет за собой гравитационные потери, эквивалентные увеличению общей дельта-V полета примерно в 1,18 раза, или примерно на 4219 м/с дельта-V для этого маневра.

Путешествие к Юпитеру длится около 2,8 лет. Космический корабль на переходной орбите, касательной к Юпитеру, будет замедляться около Юпитера примерно на 5650 м/с до встречи с Юпитером. При расстоянии до Юпитера в 1,1 радиуса Юпитера нам нужно всего 312 м/с дельта-V в перицентре, чтобы достичь уменьшения скорости на 5650 м/с. С этими всего лишь 312 м/с мы не только ускоримся до встречи с Юпитером, но и попадем на орбиту с апоцентром в 1000 радиусов Юпитера и перицентром 1,1 радиуса Юпитера.

Затем космическому кораблю потребуется 0,43 года, чтобы достичь апоцентра на орбите Юпитера. В апоцентре следующий импульс в 239 м/с поднимает перицентр от простого прохождения Юпитера в 1,1 радиуса Юпитера до прохождения орбиты Каллисто в 26,37 радиусов Юпитера. Орбита теперь имеет параметры 1000 x 26.373 радиусов Юпитера. Спуск на Каллисто длится около 0,476 года.

Когда космический корабль достигает перицентра, он встречает Каллисто, но движется слишком быстро, примерно 3250 м/с, чтобы оставаться там. Импульс 1622 м/с в самой глубокой точке гравитационного колодца Каллисто переводит аппарат на орбиту Каллисто с перицентром в 1 радиус Каллисто и 30 радиусами апоцентра Каллисто. Корабль встречает Каллисто один раз за виток.

Шаттлам потребуется импульс в 715 м/с, чтобы перейти на низкую орбиту Каллисто, и еще 1730 м/с, чтобы замедлиться и приземлиться на Каллисто. Шаттлы будут извлекать воду из льда Каллисто так же, как извлекают воду из Луны.

Шаттлы с цистернами с водой могут полностью заправить космический корабль на Каллисто или на любой другой из известных водных лун солнечной системы. Путешествие к Европе и Ганимеду занимает намного меньше, чем дельта-V 6800 м/с, на которую способен космический корабль, и меньше недели путешествия.

Вся миссия на Каллисто потребует около 6800 м/с дельта-V, включая гравитационные потери.

( Для сравнения НОО — Марс 4300 м/с )

4. Требования к двигательной установке

Все варианты силовых установок должны обеспечивать дельта-V 6800 м /с ПН 10 000 тонн, не включая базовых компонентов космического корабля. Требуемая тяга зависит от общей массы системы. Базовые компоненты космического корабля это топливные баки, защита баков, двигатели ядерных реакторов (паровые или водородные). Все варианты требуют оборудования для извлечения воды: нагреватель для обработки реголита или льда (в обоих случаях образуется вода), оборудование для работы с реактором и оборудование для обработки реголитов. Для варианта LH2 NTR требуется дополнительное обрудование для электролиза воды, холодильника / компрессора для преобразования газообразного водорода в криогенную жидкость, а также для соответствующих источников электроэнергии.

Маневр, определяющий минимальную мощность NTR, — это импульс в перигее Земли. Импульс добавляет примерно 4219 м/с дельта-V примерно за 1 час, что составляет ускорение примерно в 0,12 G. Поскольку большая часть пропеллента исчерпывается во время этого маневра, можно приблизительно рассчитать требуемую мощность, предполагая, что весь пропеллент израсходован для достиженния заданной дельта-V: (Isp * Go) за 3600 секунд (1 час) при 95% энергоэффективности.Также требуется значение ускорения для расчета массовой доли бака, которая является прямой функцией гидростатической нагрузки на топливный бак. Затем массовая доля бака используется (итеративно) в уравнении ракеты для определения количества пропеллента, необходимого для миссии.

Баки будут изготавливаться с использованием полибензоксазола (PBO) из-за его высокой прочности на разрыв (700 тыс. фунтов / кв.дюйм или 48263 бар), в соответствии с работой Джо Льюиса, ранее работавшего в группе баков TRW, а позднее — с JPL (Zuppero and Lewis 1998). Для бака был принят коэффициент безопасности 2. Вода имеет плотность 1 г/см3 и давление пара 0,1 фунт / кв.дюйм или 0.007 бар при температуре 275 К. Жидкий водород имеет плотность 0.09 г/см3 и давление пара ~ 20 фунтов / кв.дюйм или 1.4 бара при 20 К. ( Для сравнения — жидкий метан 0.42 г/см3 при 110 K )

5. H2O опция

Уравнение ракеты для миссии H2O NTR с дельта-V 6800 м/с, включая коэффициент баков 0,00028 тонн массы бака на тонну пропеллента и удельный импульс 198 секунд, дает потребность в воде 32,55 тонны пропеллента на тонну полной ПН. Это означает, что для ПН в 10 000 тонн необходим космический корабль с объемом воды в 325 500 тонн.

Расчет показывает, что бак с водой, вмещающий 325 000 тонн воды при максимальном ускорении G 0.12, должен весить всего 0,000280 тонн на тонну воды. Для жидкой воды нужен бак, в котором давление пара составляет 0,1 фунта / кв.дюйм или 0.007 бар при 274 К (1 C). Большая часть (99%) прочности на разрыв требуется для выдерживания гидростатической нагрузки. Бак диаметром 86 метров будет весить около 92 тонн.

Все баки в космосе должны быть защищены от микрометеоритов. Например, бак можно защитить, заключив его в другой бак на 1 см больше. Пространство между ними может быть заполнено космическим грунтом или водой, которой дают замерзнуть до льда (Lewis and Zuppero 1998). Мы предположили, что используем один бак на 92 тонны в качестве топливного бака, а затем поместим его в еще 2 бака, каждый немного большего размера и заполненный льдом. Таким образом, защита добавляет примерно 183 тонны.

Тепловая мощность в 181 гигаватт необходима для 325 500 тонн воды за 1 час при удельном импульсе 195 секунд и 95% тепловом КПД. NERVA NTR продемонстрировал удельную мощность 300 мегаватт на тонну, что означает, что требуется 597 тонн двигателей.

6. Оборудование для извлечения воды

Предыдущие исследования подсчитали, что необходим нагреватель для повышения температуры льда в лунном кратере с ~ 50 Кельвинов до температуры воды 274 К (Schnitzler et al 1997, Larson et al.1999). Нагреватель мощностью 1 мегаватт, работающий 5 дней в неделю, 24 часа в сутки в течение 48 недель произведет 6900 тонн воды в год. Для высвобождения 326 000 тонн воды в год требуется около 47 мегаватт тепла, при этом электроэнергия не требуется. Это может быть обеспечено с использованием реактора массой в 1 тонну, который может выдавать максимальную (тепловую) мощность в 300 Мегаватт. По оценкам, еще 10 тонн оборудования необходимо для распределения тепла, а также 100 тонн оборудования, необходимо для обработки реголита. В целях масштабирования мы предполагаем, что реактор на 1 тонну, 10 тонн «теплового» оборудования и 100 тонн «материального» оборудования производят 326 000 тонн воды в год.

Оценки показывают, что для выделения воды из гидратированных силикатов требуется примерно такое же количество тепла и массы, что и для выделения воды из сверххолодного льда. Это означает, что если корабль может получать воду из льда на Луне, устройство такой же массы может получать воду из NEA.

Таким образом, ПН в 10 000 тонн, используемая в уравнении ракеты, уменьшается из-за 111 тонн оборудования для извлечения и обработки воды, 190 тонн защиты бака с водой и 598 тонн двигателей. Таким образом, полезная ПН нетто составляет 9102 тонны вместо 10 000 тонн.

Если мы масштабируем всю эту систему так, чтобы ПН составляла 10 000 тонн, мы можем оценить окончательные массы и конфигурацию космического корабля.

Окончательная конфигурация

358 000 тонн воды (пропеллент)

104 тонны бака для воды

208 тонн защиты бака для воды

656 тонн ядерных тепловых ракетных двигателей

7. LH2 опция

Уравнение ракеты для полета с дельта-V 6800 м/с с использованием LH2 NTR, с коэффициентом бака 0,01 тонны на тонну пропеллента и удельным импульсом 830 секунд дает потребность LH2 в 13 200 тонн. Это более чем в 25 раз меньшая масса пропеллента, чем у H2O NTR. Время импульса в 1 час для выброса 13 200 тонн LH2 подразумевает 121 гигаватт тепловой мощности, или 404 тонны двигателей. Обратите внимание, что это 2/3 от H2O NTR.

Студенты штата Юта в 1998 году рассчитали массу полностью защищенного и изолированного бака, вмещающего от 10 000 до 100 000 тонн LH2. Баку LH2 требуется достаточно прочности, чтобы выдерживать давление 20 фунтов / кв.дюйм или 1.4 бара при температуре 20 К. Они получили коэффициент бака ~ 0,01 тонны бака на тонну LH2. Бак диаметром 66 метров весит около 78 тонн, а защита — 54 тонны.

Поскольку 18 граммов H2O содержат 2 грамма водорода, нужно 9 тонн воды, чтобы получить 1 тонну водорода. Следовательно, ракете LH2 требуется 118,8 тысячи тонн воды. Если масштабировать предыдущее устройство для получения воды, то для получения воды требуется 41 тонна оборудования.

Оценки показывают, что для извлечения H2 с помощью электролиза требуется 286 килоджоулей на моль H2. Для извлечения 13 200 тонн водорода из воды требуется 2,2 10^15 джоулей, или 69,8 мегаватт электроэнергии в год.

В рамках программы «Звездные войны» и программы НАСА были разработаны ядерные электрические генераторы для использования в космосе. Предполагалось, что более крупные системы, которые на самом деле так и не были построены, будут обеспечивать 1 киловатт электроэнергии для примерно 8,3 кг генератора. Более реалистичная оценка 45 килограммов на киловатт. 60 мегаватт подразумевают от 479 до 2691 тонн электрогенератора для электролиза.

Киттел из НАСА предоставил спецификации для криогенной установки (Kittel 1997). Масса и мощность сильно различаются в зависимости от доступного радиатора. Это означает, что нам нужно от 59,4 до 1320 тонн массы криогенной установки и от 40 до 62 мегаватт электроэнергии. Потребляемая мощность подразумевает, что нам понадобится от 319 до 2786 тонн оборудования электрического генератора для работы криогенной установки.

Таким образом, полезная нагрузка в 10 000 тонн уменьшается на 41 тонну оборудования для извлечения воды, от 479 до 2691 тонну для выработки электроэнергии для электролиза, от 60 до 1320 тонн для оборудования криогенной установки и от 319 до 2786 тонн для выработки электроэнергии для криогенной установки и 408 тонн двигателей.

Таким образом, полезная нагрузка составляет от 8565 до 2626 тонн. Меньшая полезная нагрузка соответствует электрическим генераторам мощностью 45 кг / киловатт и криогенной установке доступной для реализации в ближайшие 15 лет. Большая масса ПН — соответствует оптимальному техническому оснащению, доступному «когда-нибудь».

Окончательная конфигурация

Масштабирование всей системы таким образом, чтобы полезная нагрузка составляла 10 000 тонн, дает

(138 000–453 000 тонн воды для LH2)

От 15 400 тонн до 50 300 тонн пропеллента LH2

Защищенные баки LH2 от 154 тонн до 503 тонн

От 472 до 1536 тонн двигателей LH2 NTR

48 — 156 тонн обрудования для извлечения воды

559 до 10248 тонн оборудования для выработки электроэнергии для электролиза

от 70 до 5027 тонн оборудования криогеной установки

от 372 до 10609 тонн оборудования для выработки электроэнергии для криогеной установки

8. Сравнительный анализ массового бюджета

H2O с использованием существующих технологий LH2 с использованием технологий, доступных в будущем LH2 с использованием существующих технологий тонн запущено

10 000 10 000 10 000 тонны ПН

1 090 1 675 28 072 тонн не ПН

H2O с использованием существующих технологий LH2 с использованием технологий, доступных в будущем LH2 с использованием существующих технологий

10 000 10 000 10 000 тонн ПН нетто

358 000 139 000 452 000 тонн воды, необходимой из космических ресурсов

358 000 15 400 50 300 тонн пропеллента

312 154 503 тонн защищенных танков

656 472 1538 тонн ядерных тепловых ракетных двигателей

122 48 156 тонн оборудования для извлечения воды

0 559 10 248 тонн электрогенератора для электролиза

0 70 5 027 тонн криогенной установки

0 372 10 600 тонн электрогенератора для криогенной установки

Поскольку все, за что мы платим, — это запущенное (с Земли) оборудование, мы должны сравнивать полезную нагрузку корабля с частью, не связанной с полезной нагрузкой. Большая часть полезной нагрузки в 10 000 тонн — это экранирование стен и не будет запускаться с Земли.

Опция H2O NTR требует только тепла и воды. Вариант LH2 NTR требует меньше тепла и воды как минимум в 2 раза или больше тепла и больше воды как минимум в 2 раза, в зависимости от того, будет ли эта технология реализована через 15 лет или «когда-нибудь». Базовые компоненты H2O NTR имеют массу примерно на 11% больше, чем полезная нагрузка, а «когда-нибудь» LH2 NTR 16,5%. В этом смысле два варианта равны. Однако, если бы нам пришлось сделать LH2 NTR в следующем десятилетии, LH2 NTR мог бы понести массовый штраф в размере 280% полезной нагрузки.

Преимущество системы LH2 NTR состоит в том, что у нее имеется около 100 мегаватт избыточной электроэнергии. Кроме того, система LH2 NTR может предоставить высокоскоростные, шаттлы с УИ 830 с, с использованием нескольких двигателей NTR.

Основная масса системы составляет масса оборудования, необходимого для снабжения электричеством процессов, которые отделяют H2 от воды H2O, и массы холодильника / компрессора, необходимого для сжижения газа в LH2.

Преимуществом системы H2O NTR является ее поразительная простота. H2O NTR использует только тепло. Для H2O NTR не требуется огромное количество электроэнергии в космосе, электролизеры, компрессоры или холодильники. H2O NTR также может использовать пропелленты H2O быстро и напрямую, без задержки обработки на 1 год для электролиза воды.

Получение воды из космоса резко меняет стоимость системы. Все транспортные схемы в конечном итоге оцениваются по стоимости. Мы можем избежать затрат на запуск пропеллента и вместо этого запускать пустые баки и оборудование, необходимое для извлечения и подготовки пропеллента для их заполнения. Это полностью отличается от привычных силовых установок.

9. Резюме

Эта работа показывает, что двигательная установка H2O NTR может перемещать массивные полезные грузы между Землей и ледяными лунами Юпитера. Дополнительное оборудование для получения воды в космосе и двигатель H2O NTR требует только тепла, а не электричества. Также показано, что это намного проще, чем более массивное и гораздо более сложное оборудование, необходимое для криогенного топлива, для опции LH2 NTR.

Источник:

#comment_193236218

«Дракон» Пентагона и Лунные операции США

АВТОР: ВЛАДИМИР Х · 14 ОКТЯБРЯ, 2020

AFRL Satellite To Track Up To The Moon; Space Force-NASA Tout Cooperation « Breaking Defense - Defense industry news, analysis and commentary

Концепт «DRACO» (Без ПН)

Демонстрационная ракета для гибких окололунных операций (DRACO), ранее известная как «Реактор на ракете (ROAR)» — это достаточно интересный проект DARPA, на который в 2021 году планируется выделить 21 миллион долларов, по сравнению с первоначальными 10 миллионами долларов в 2020 году. DARPA в проекте DRACO «разработает и продемонстрирует высокопробный низкообогащенный уран (HALEU) для системы ядерной тепловой силовой установки (ЯТР) ». НАСА работает над аналогичными ядерными ракетами с тепловым двигателем, в которых используется низкообогащенный — от 5 до 20 процентов — уран-235 (U-235). U-235 является основным ядерным топливом для коммерческих легководных реакторов при обогащении от 3 до 5 процентов; В ядерных реакторах ВМФ используется топливо U-235 с обогащением до 90 процентов. Новая ракета позволит американским военным управлять космическими кораблями в окололунном пространстве, которое в бюджетных документах DARPA названо «новой высотой», которая «находится под угрозой определения противником». В бюджетных документах DARPA говорится, что целевым заказчиком DRACO являются ВВС. Высокопоставленные представители ВВС и Министерства обороны США все чаще говорят о необходимости расширения военной космической деятельности Соединенных Штатов на окололунное пространство, чтобы противостоять Китаю, у которого есть надежная гражданская программа исследования Луны, которую многие в США расценивают, как прикрытие военных амбиций.

Действительно, планируемая космическая архитектура SDA включает датчики в окололунном пространстве, для отслеживания объектов в окололунном пространстве. Увеличение финансирования проекта со стороны DARPA отражает её намерение перейти от технико-экономического обоснования в этом году, к реальной демонстрации в тестовой среде в 2021 году.

Что же это всё означает? Начнём с истории.

История

TIME Magazine Cover: Ronald Reagan - Apr. 4, 1983 - Ronald Reagan - U.S. Presidents - Defense - Weapons - Politics

Обложка журнала «TIME», посвящённая программе «Звёздных Войн»

Первые проекты ЯРД появились ещё в середине 50-х годов прошлого века. Проект NASA NERVA подразумевал создание нового двигателя, способного доставить человека на Марс. Двигатель создавался для корабля, который должны были строить на орбите Земли, с использованием системы Space Shuttle и орбитальных станций. В тоже самое время рассматривалась возможность использования ЯРД на верхних ступенях ракет Сатурн-5 и Нова. В случае с Сатурном-5, ЯРД на верхней ступени (вместо разгонного блока «Центавр») позволял бы достичь общей грузоподъёмности ракеты на НОО в 200 тонн. Да, монстр той эпохи мог быть ещё более монструозным!

Одновременно с этим США прекрасно понимали, что рано или поздно оружие в космосе станет реальностью, а потому стартовала целая серия программ по созданию космических вооружений. Как все мы знаем, программа была закрыта, а космос на какое-то время перешёл на мирные рельсы. Однако, ничто не вечно и затишье перед бурей уже близится к концу.

Угроза

Очевидно, что в ближайшее десятилетие появится активность в окололунном пространстве со стороны разных государств. По одной только программе «Артемида» на Луну собираются лететь 7 стран, не считая США. (Австралия, Канада, Италия, Япония, Люксембург, ОАЭ и Объединённое Королевство. Ист: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-international-partne... )

А в следующем десятилетии эта активность может многократно возрасти, с приходом на рынок частников и других стран.

Космос — это новый этап, который очень важен для любого государства, способного вести деятельность в нём. От экономической деятельности, до нац. безопасности.

Главной угрозой для США в данном контексте является Китай. Китай — это единственная страна, которая способна тягаться с США по экономической мощи, а в скором времени сможет полноценно тягаться и в военной. Очевидно, что США хотят не дать этому случиться в любом случае. Оба государства не сильно-то и скрывают, что в случае необходимости готовы разместить в космосе, как защитные, так и наступательные системы. А это в свою очередь подразумевает то, что новая гонка вооружений уже запущена. Но теперь её цель — это космос и контроль над ним.

Россия в данном контексте может фигурировать только на НОО, т.к. на данный момент у РФ нет ни одного аппарата, способного достичь Луны, при этом неся какую-либо серьёзную полезную нагрузку.

В свете недавних событий (запуск Китаем некого орбитального аппарата, по одной из теорий, копии X-37b, попытка сближения Российского спутника-инспектора с Американским аппаратом разведки, а также запуск некого 3-го объекта, который, по предположению Пентагона, является пробой противоспутникового оружия), США больше всего заинтересованы в игре наперёд. Возможная активность Американских компаний на Луне также толкает США к активизации работ по созданию гарантий безопасности для себя и партнёров в этом новом регионе.

ODIN Space Station | Call of Duty Wiki | Fandom

Орбитальная система «Один» из Call of Duty:Ghost

Предназначение

Для чего же США понадобилась грузовая платформа с ядерным ракетным двигателем, с возможность операций в окололунном пространстве?

На данный момент точно известно, что Пентагон намерен создать систему спутников, для отслеживания объектов в окололунном пространстве. Это первый шаг к обеспечению отслеживания объектов на орбите Луны. Конечно же, данная инфраструктура будет важна не только для военных целей, но и очень пригодится гражданским судам и аппаратам, особенно частных компаний.

Однако, создавать новую грузовую платформу на основе ЯРД, только для доставки сатов было бы не обосновано глупо. Саты, даже достаточно крупные, вполне себе закидываются и обычными ракетами. К тому же, ЯРД обладает слишком мощными показателями, что бы данный проект подразумевал только доставку сатов. Отсюда вытекает два возможных предназначения (именно для Пентагона):

Использование мобильной платформы для быстрой доставки оружейных систем и развёртывание более комплексных систем слежения за орбитой и деятельностью на поверхности. Оружие всегда было одной из основ политического давления, не стоит этому удивляться.

Быстрое развёртывание личного состава и снабжение станций, как на орбите, так и на поверхности Луны. Быстрая переброска и снабжение быстрее, чем у противника — залог успеха в современных боевых действиях и их предотвращении.

ToughSF on Twitter: "The top-notch work by @L5Resident and artist Grokodaemon has been completed! Gaze upon the 'USS Shepard', a realistic space warship featuring everything from phased array RADARs to retractable radiators

Изображение боевого корабля United States Space Forse «Алан Шепард» Источник: https://twitter.com/L5Resident

Конечно же, США не полезут первыми размахивать оружием, т.к. это гарантировано спровоцирует другие страны сделать ответные шаги. Однако, разработка самих систем доставки не вызовет такой же реакции. А в случае необходимости, сменить модуль с полезной нагрузкой не составит проблем. И вместо скиттлса и газировки уже летит пачка ракет, готовых к применению. Щелчок и на орбите появляется готовая военная инфраструктура, с самыми настоящими боевыми кораблями… Заманчиво звучит, если вы Генерал Пентагона.

Нужно понимать, что для уничтожения целой станции достаточно всего 1 правильно брошенного болта, который потом можно будет списать на космический мусор. Без достаточной системы контроля и возможности осуществить контрмеры, ситуация может запросто выйти из под контроля и повлечь куда большие последствия, нежели наличие у нескольких стран Земли боевых космических кораблей. Также не нужно думать, что при развитии частного бизнеса вне Земли, не найдутся компании, желающие устранить или ослабить конкурента любой ценой.

Для Пентагона, само собой, быстрая и мощная система доставки пригодится в первую очередь, для доставки систем вооружений и разведки. К примеру, для слежения за той же активностью Китая на поверхности Луны и отслеживания применяемых ими технологий. Это необходимо для общей оценки развития Китайской космической программы в будущем. Само собой, сат-шпион тут выглядит более дешёвым и простым решением, однако нужно понимать, что Китай вполне себе может запустить новую миссию или даже развернуть новую базу, без предупреждения США. А запускать сат после начала Китайской миссии будет уже поздно. Существующая группировка также может находиться на не подходящих для наблюдения орбитах, либо не иметь возможности выйти на стабильную орбиту, для постоянного наблюдения. Быстрая система доставки решает эту проблему. Корабль на ЯРД запросто обгонит пилотируемый корабль, запущенный на обычной ракете. (К примеру, Аполлоны долетали до Луны за +-3 Земных суток)

Тут стоить вспомнить о ещё одном проекте Пентагона — автономной станции на НОО. Я уже делал статью по поводу того, чем она может являться. Теперь задачи этой станции становятся более понятными. Корабли на ЯРД нужно будет как-то снабжать доп. топливом и ремонтировать. Само собой, если эти корабли будут причаливать на МКС с логотипом «Unaited States Space Force», то у многих возникнут серьёзные вопросы по поводу «мирности» космоса и проекта МКС. Конечно же, это только моё предположение и реальные задачи станции могут быть иными. Но слишком многое тут вяжется друг с другом…

Само собой, если всё это дело никогда не пригодится в военном отношении, это даст огромный толчок к развитию гражданского рынка. ЯРД всё же обладают достаточно большой перспективой в доставке вполне себе мирных грузов и людей.

Итог

Пентагон уже не первый год видит в развитии космической программы Китая и России угрозу для нац. безопасности Соединённых Штатов Америки, рассматривая космос, как новое поле боя. Развитие технологии ЯРД (в проекте DRACO) видится достаточным ответом, на возможные будущие угрозы на орбите Земли и окололунном пространстве. Создание гибкой логистической инфраструктуры, без нарушения договоров о мирном космосе и выведения разрешённого оружия на орбиту, с потенциалом быстрого переоборудования транспортной системы в боевую, выводя обеспечение нац. безопасности США на новый уровень.

Однако, не стоит забывать и про возможности мирного применения развиваемых технологий. Спутники контроля, подобно башням аэропортов и GPS, в итоге улучшат навигацию гражданских судов, а технологию ЯРД смогут использовать NASA и их партнёры, для решения логистических задач и развития межпланетных транспортных систем.

К Марсу на атомном ядре

На каких двигателях будут летать новые российские ракеты

В России прошли наземные испытания системы охлаждения космической ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Это серьезный этап проекта по созданию космического транспортного комплекса нового поколения. Когда и куда полетим на ядерном «движке»? Зачем нужен ракетный двигатель на метане и… йоде? Какие агрегаты двигателей можно «вырастить» с помощью 3D-технологий? Об этом «РГ» беседует с генеральным директором «Центра Келдыша», доктором технических наук Владимиром Кошлаковым.

Владимир Владимирович, как вы прокомментируете испытания?

Владимир Кошлаков: Прошли успешно. Создан хороший задел, чтобы двигаться дальше.

Какие возможности открывает ядерный двигатель? Он нужен для полетов к Марсу?

Владимир Кошлаков: Не только. Сегодня космические аппараты летают либо на двигателях, работающих на химическом топливе, либо на маломощных электроракетных двигателях, питаемых от солнечных батарей. Но с помощью таких систем к тому же Марсу лететь очень долго. Для пилотируемых полетов это плохо: человек не должен находиться в космическом пространстве больше, чем год-два. А ядерные энергодвигательные системы позволят долететь достаточно быстро. И, что самое главное, вернуться назад. Эти системы особенно перспективны для межорбитальных, межпланетных перелетов, освоения дальних планет.

Говорят, на ядерном движке до Марса можно долететь едва ли не пулей - за полтора месяца?

Владимир Кошлаков: Это преувеличение. Несколько дней до Луны – да, а до Марса полет займет 7-8 месяцев.

Ваш прогноз: когда это все-таки может осуществиться?

Владимир Кошлаков: Технически это осуществимо в ближайшее время, однако полет на Марс не самоцель. Создаваемые энергодвигательные системы могут быть основой для целого ряда миссий в космосе, которые сейчас кажутся фантастическими.

А когда начнутся летные испытания? Была информация, что чуть ли не в конце этого года?

Владимир Кошлаков: До этого еще далеко. Мы ведем проект с 2009 года. Он уникальный, уникальные технологии. Требовалось решить огромное количество научно-технических и технологических задач, которые не решил ещё никто в мире. Это создание высокотемпературных систем сброса тепла в космическом пространстве, систем преобразования энергии, электроплазменных двигателей больших мощностей, высокотемпературных элементов и материалов...

На сегодняшний момент сделано многое. Самое принципиальное: мы показали, что когда ставишь такие высокие планки, то результаты обязательно будут. И, поверьте, они превысят современный уровень развития науки и техники.

Испытания проходят на базе Центра?

Владимир Кошлаков: Да. У нас создана стендовая база, аналогов которой нет в России. Она позволяет проводить отработку всех ключевых элементов энергодвигательных систем и космических аппаратов в целом.

Что называется, на пальцах можете объяснить, из чего состоит ядерный двигатель?

Владимир Кошлаков: Прежде всего из источника энергии – это ядерный реактор, который нагревает рабочее тело. Нагретое рабочее тело поступает на турбину, на одном валу с которой находится электрогенератор. Вращая турбину, мы генерируем электрический ток, который необходим для обеспечения работы космического аппарата в целом и электроплазменных двигателей в частности. Тяга электроплазменного двигателя - это движущая сила космического аппарата как транспортной системы.

А что за уникальный теплоноситель используется?

Владимир Кошлаков: Гелий-ксеноновая смесь. Его основное преимущество –химическая нейтральность по отношению к материалам. Ведь аппарат должен длительное время работать при запредельно высоких и низких температурах. Плюс ряд других теплофизических характеристик, которые позволяют создавать оптимально эффективный контур, снизить массу и габариты реактора, теплообменных агрегатов.

Какими еще перспективными ракетными двигателями занимаются конструкторы?

Владимир Кошлаков: У нас ведутся научно-исследовательские, поисковые работы по созданию перспективных ракетных двигателей всех типов. Не только жидкостных, но и электроплазменных, гиперзвуковых и других. Например, много говорят о кислородно-метановом двигателе или просто метановом. Эти работы также зарождались в нашем институте. Проведен большой комплекс экспериментальных исследований различных физических процессов. И на сегодняшний момент Россия близка к созданию метанового двигателя.

А зачем он нужен?

Владимир Кошлаков: Метановый двигатель перспективен с нескольких точек зрения. Прежде всего, в отличие от керосина, он содержит в себе меньше связанных углеродсодержащих веществ. То есть практически не выделяет сажи. Если мы говорим про многоразовые системы, то это очень важно: двигатель не нужно перед каждым циклом включения очищать, промывать.

Ещё одно преимущество –температура криогенного метана и криогенного кислорода примерно одинакова. Поэтому можем упрощать конструкцию ракет, создавая совмещённые баки, когда между двумя компонентами всего одна стенка. В кислород-керосинной ракете две стенки, поскольку температура керосина примерно плюс 20 градусов Цельсия, а жидкого кислорода – минус 170. Поэтому ее конструкция и тяжелее, и сложнее. Кроме того, метан– достаточно дешёвое топливо. Тоже большой плюс.

Ракета улетела, вернулась, и через 48 часов её можно заново пускать с тем же двигателем. Вот те планки, которые ставит перед нами рынок

На каких ракетах будет устанавливаться этот ракетный двигатель?

Владимир Кошлаков: На новых, перспективных ракетах, проработки которых еще только ведутся.

А на ракете «Союз-5», которая должна быть создана к 2022 году? На «сверхтяже», первый запуск которой планируется в 2028 году?

Владимир Кошлаков: Нет. На ракете «Союз-5» и «сверхтяже», в котором будут использованы элементы и технологии «Союза-5», планируется устанавливать двигатели, которые уже есть, либо имеют значительный задел по основным элементам.

Когда реально может появиться метановый двигатель?

Владимир Кошлаков: Опытно-конструкторские работы должны завершиться в течение пяти лет. Они сейчас ведутся в воронежском КБ химавтоматики.

А что за первый в мире электроракетный двигатель с замкнутым дрейфом электронов, известный также как холловский двигатель, на 800 вольт разработан в «Центре Келдыша»?

Владимир Кошлаков: Электроплазменными двигателями мы занимаемся давно. Не только разрабатываем, но и производим. Они летают и на отечественных, и на зарубежных космических аппаратах. Так вот исследования показали: повышение напряжения в электроракетном двигателе с традиционных 300 вольт до 500 и 800 позволяет существенно улучшить его энергетические характеристики. И мы сейчас проводим работы по созданию двигателей, работающих при больших напряжениях. Фактически электроракетные двигатели холловского типа с таким напряжением приближаются к ионным.

Насколько я знаю, интерес к плазменным двигателям огромный во всем мире?

Владимир Кошлаков: Они наилучшим образом отвечают современным задачам в космосе.

Интересно, а у каких из альтернативных ракетных топлив наиболее «светлое» будущее?

Владимир Кошлаков: Альтернативы электрическим двигателям для космических аппаратов, наверное, всё-таки нет. Сегодня, кроме ксенона, рассматриваются различные топлива. Конечно, аргон, как наиболее простой и дешевый. Криптон, который по своим характеристикам лучше ксенона, но тоже не дешевый. Ведутся проработки по использованию в качестве ракетного топлива йода. Здесь преимущество в том, что йод можно хранить в твердом состоянии. Это компактнее – меньше масса. Но эти работы также находятся в стадии научно-исследовательских работ для создания задела. Проектов много. Повторюсь, на острие – ядерная тематика. Это самое перспективное направление. И мы здесь не на последних ролях.

Кто главные наши конкуренты: Blue Origin, SpaceX?..

Владимир Кошлаков: Пожалуй, только США. Если говорить про жидкостные ракетные двигатели, то, конечно, большой задел в США, Китае. Хотя те же США покупают эти двигатели у нас. РД-180 разработки «НПО Энергомаш», на мой взгляд, лучшие в мире: линейка этих двигателей покрывает весь рынок таких двигателей по своим характеристикам и цене. Но мир на месте не стоит. Новые материалы, технологии и конструкторские решения появляются и за рубежом. Конкуренция растет. Поэтому у нас ведутся проработки по созданию дешевых коммерческих носителей, которые бы по своей стоимости и надежности не уступали западным. Это одна из основных задач, поставленных перед нами руководством «Роскосмоса».

Вопрос ребром

Новые российские двигатели изначально разрабатываются как многоразовые?

Владимир Кошлаков: Многоразовость ставится во главу угла. Однако требуется рациональный подход. Двигатели должны быть ремонтопригодными, иметь большое количество включений без вмешательства человека. Фактически, создав двигатель, мы могли бы «прокатать» его столько, сколько надо, на экспериментальном стенде. Подтвердить его надежность. И всё. Двигатель консервируют: больше доступа человека к нему не должно быть. Это одно из требований, которое мы рассматриваем при создании новых двигателей.

Сколько включений самое оптимальное?

Владимир Кошлаков: Вопрос открытый. На днях у нас прошла конференция по актуальным проблемам ракетного двигателестроения. Выступал генеральный директор S7 Space г-н Сопов. Он сказал: мне нужны двигатели, которые могли бы включаться 100 раз. При этом межполетный интервал –каждые десять включений. То есть десять раз отработал, специалисты посмотрели, провели регламент, пошли дальше. А время между двумя включениями не должно быть больше 48 часов. То есть ракета улетела, вернулась, и через 48 часов её можно заново пускать с тем же двигателем. Вот те планки, которые ставит перед нами рынок.

Они достижимы?

Владимир Кошлаков: Они реализуемы. Надо работать.

Знаю, что у вас в институте функционирует Центр по применению нанотехнологий в энергетике и электроснабжении космических систем. Что делается для повышения надежности космической техники?

Владимир Кошлаков: У наших ученых есть возможность достаточно глубоко заглянуть в физические процессы, которые протекают в двигателях. Приведу пример: при нанесении покрытия на огневую стенку камеры сгорания произошло отслоение покрытия. Запас работоспособности двигателя при этом, естественно, снижается. Оказалось, был секундный перебой с электроэнергией, и процесс образования защитной пленки прекратился. Электричество включилось, но внутри покрытия образовалась граница раздела. Она-то и стала причиной отслоения. Исследование объектов размерами с нанометр, определение структурного и фазового состояния материала, анализ межкристаллитных процессов – далеко не полный перечень возможностей оборудования.

Лазерное зажигание – ещё одно из направлений повышения надежности. Кроме того, мы активно развиваем программно-методическое обеспечение, которое могло бы смоделировать работу двигателя и найти узкие места ещё до постановки в ракету.

Насколько снижает вес мотора применение композитов?

Владимир Кошлаков: Очень серьезно. Чтобы было понятно: плотность углеродных материалов – 1,2-1,4 грамма на кубический сантиметр. Плотность алюминия – 2,7, а стали – 7,8. Считайте. Меньше плотность – меньше вес. Дело в том, что при высоких температурах прочностные характеристики металлов снижаются, поэтому мы вынуждены дополнительно утолщать стенки, что тоже ведёт к повышению веса. А у углеродных материалов с повышением прочности физико-механические характеристики только становятся лучше.

Много говорят об аддитивных технологиях. Скажите, где их применение актуально?

Владимир Кошлаков: Практически в любых изделиях. Например, изготовление форсуночной головки двигателя с помощью аддитивных технологий позволяет сделать целиком одну деталь. А традиционные методы включают более 200 элементов! И всё надо отдельно изготовить, спаять, сварить, собрать. Что тоже ограничивает пределы работоспособности двигателя.

Правда, к аддитивным технологиям надо относиться аккуратно. Об этом говорят исследования: мы заглянули внутрь как самих изделий, так и каждой «порошинки». Иногда «порошинки» между собой не свариваются, не сплавляются – надо подбирать правильный режим работы, будь то лазерный пучок или электронный луч в этих станках. Но вообще аддитивные технологии очень перспективны: способствуют цифровизации производства, ускоряют процесс, устраняют человеческий фактор.

Сколько времени уходит на создание «звёздного мотора»?

Владимир Кошлаков: В среднем на создание опытного образца – 5-7 лет.

У американских частников дело быстрее идёт?

Владимир Кошлаков: Если вы имеете в виду Илона Маска, то он создал свою ракету на базе старых, давно разработанных и использованных двигателей. Он поступил как коммерсант: взял готовое отработанное решение и успешно его применил. При этом хотел бы отметить, что без поддержки государства не обошлось.

P.S. «Центру Келдыша» исполнилось 85 лет. Это одно из ведущих предприятий «Роскосмоса», работающее в области ракетного и спутникового двигателестроения, космической энергетики. Поздравляем!

Текст Наталии Ячменниковой: https://rg.ru/2018/11/13/na-kakih-dvigateliah-budut-letat-no...