ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIRENowe technologie w energetyce
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


SERWIS INFORMACYJNY CIRE 24

NASA opracowuje technologie kosmicznego napędu jądrowego
18.02.2021r. 18:05

www.cire.pl | Obserwuj nas na twitter.com/cire_pl
Amerykańska agencja kosmiczna NASA będzie potrzebować "agresywnego" programu rozwojowego do przezwyciężenia szeregu wyzwań związanych z technologią kosmicznego napędu jądrowego, aby załogowa misja na Marsa stała się możliwa w 2039 r.

Raport zatytułowany Space Nuclear Propulsion for Human Mars Exploration , zlecony przez NASA i przygotowany przez komitet naukowy National Academies, dotyczy stanu rozwoju jądrowych systemów napędowych do misji kosmicznych: termicznego (nuclear thermal propulsion, NTP) i elektrycznego (nuclear electric propulsion, NEP).

System NTP wykorzystuje reaktor jądrowy do wytwarzania ciepła z paliwa uranowego. Ta energia cieplna ogrzewa ciekły gaz pędny, zwykle ciekły wodór, który rozszerza się w gaz i jest wyrzucany z dyszy rakiety, wytwarzając siłę ciągu. Rakiety z napędem NTP zapewniają od dwóch do trzech razy większą wydajność napędu niż model chemiczny. Technologia ta może przenieść astronautów na Marsa i z powrotem w mniej niż dwa lata.

System NEP wykorzystuje reaktor jądrowy do wytwarzania energii elektrycznej, która zasila układ elektromagnetyczny przyspieszający jony do wielkich prędkości (silnik jonowy). Jony te podczas przejścia przez dyszę są neutralizowane i wytwarzają strugę atomów elektrycznie obojętnych, która opuszczając rakietę wytwarza siłę ciągu. Tego typu systemy są jednak bardzo masywne, ciąg silnika jest w związku z tym mały (a więc i przyspieszenie). Sprawdza się szczególnie w długotrwałych misjach cargo do odległych planet, jako że może pracować przez znacznie dłuższy czas niż układy chemiczne czy NTR.

NASA poprosiła o ocenę każdego z tych systemów pod względem jego zdolności do wykorzystania podczas załogowej misji badawczej na Marsa z datą startu w 2039 r.

W raporcie czytamy: "Systemy NEP i NTP mają ogromny potencjał ułatwiania eksploracji Marsa przez człowieka. Użycie któregokolwiek z systemów do wykonania podstawowej misji do 2039 r. będzie jednak wymagało agresywnego programu badawczo-rozwojowego".

Komitet National Academies zalecił, aby rozwój operacyjnych systemów NTP i NEP obejmował rozległe inwestycje w modelowanie i symulację, włączając w to również naziemne i lotnicze testy kwalifikacyjne.

Ogólnie rzecz biorąc, raport jest bardziej optymistyczny w odniesieniu do technologii NTP, która wykorzystuje reaktor jądrowy do podgrzewania paliwa w celu wytworzenia siły ciągu i napędu pojazdu kosmicznego.

Jednak podstawowym wyzwaniem jest opracowanie takiego systemu NTP, który może ogrzewać paliwo do wymaganych 2700 kelwinów, czyli prawie 2500 stopni C.
Inne wyzwania to długoterminowe przechowywanie ciekłego wodoru w kosmosie, brak odpowiednich naziemnych urządzeń testowych oraz konieczność szybkiego doprowadzenia systemu NTP do pełnej temperatury roboczej w ciągu jednej minuty.
W przypadku systemu NEP, który wykorzystuje reaktor jądrowy do generowania energii dla elektrycznych silników strumieniowych (jonowych), głównym wyzwaniem jest zwiększenie jego mocy i możliwości termicznych do klasy reaktora o mocy 1 MW lub poziomów znacznie przekraczających te, które zostały praktycznie dotychczas osiągnięte.

Pozostają pytania dotyczące rodzaju stosowanego paliwa jądrowego. Dotychczas nie przeprowadzono kompleksowej oceny nisko wzbogaconego paliwa uranowego o wysokiej zawartości U-235 (High-Assay Low-Enriched Uranium, HALEU) w porównaniu z paliwem z uranu wysoko wzbogaconego (Highly Enriched Uranium, HEU).

Raport zaleca, aby NASA i Departament Energii USA (DOE) przeprowadziły ocenę opcji paliwowych pod kątem misji w 2039 r.

W grudniu Stany Zjednoczone ogłosiły narodową strategię wykorzystania energii jądrowej i jądrowych systemów napędowych w kosmosie,

Memorandum Space Policy Directive-6 (SPD-6), wydane przez Biały Domu, ustanawia krajową strategię w celu zapewnienia rozwoju i wykorzystania systemów SNPP (space nuclear power and propulsion systems), przeznaczonych do zasilania pojazdów kosmicznych w misjach, w których alternatywne źródła energii są nieodpowiednie - na przykład w środowiskach, gdzie dociera zbyt mało (lub wcale) energii słonecznej lub są zbyt odległe, aby dostarczyć wystarczającej ilości paliw chemicznych.

SPD-6 zwraca uwagę na cztery główne obszary rozwoju energii jądrowej dla celów kosmicznych: nowe paliwa jądrowe, reaktory do zasilania obiektów na powierzchni ciał niebieskich, technologia jądrowego napędu termicznego i systemy RTG do eksploracji kosmosu.

Czytaj również:

Źródło:
https://www.nucnet.org/news/aggressive-r-and-d-programme-needed-for-nasa-to-develop-propulsion-technology-says-report-2-3-2021
NucNet , CIRE.PL

KOMENTARZE ( 1 )


Autor: Ludwik Pieńkowski 19.02.2021r. 08:11
Amerykański silnik NERVA typu NTP był już prawie gotowy do lotu na Księżyc w 1969 roku. Nigdy nie poleciał w kosmos,... pełna treść komentarza
ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Dodaj nowy Komentarze ( 1 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2021
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE