Новые захватывающие миссии, такие как встреча с проходящим межзвездным объектом или наблюдение за несколькими целями в гравитационном фокусе Солнца, требуют скоростей, которые намного превышают возможности обычных ракет. Экзотические методы солнечных парусов, возможно, позволят достичь отдаленных мест, но не смогут впоследствии выполнить необходимые маневры в глубоком космосе. Ядерные приводы — это большие и дорогие системы, у которых мало возможностей долететь до места. Напротив, предлагаемый тонкопленочный ядерный изотопный двигатель будет иметь достаточные возможности для поиска, обнаружения и последующего возврата образцов от далеких и быстро движущихся межзвездных объектов. Да, как вы уже догадались, есть еще одна статья о проектах NIAC, поддерживаемых НАСА. Даже сегодня мы рассмотрим очень смелую технологию, которая однажды может быть использована. Однако пока это только на начальной стадии проектирования.
Технология тонкопленочного изотопного ядерного двигателя (TFINER) также позволит переориентировать телескоп с гравитационной линзой так, чтобы одна миссия могла наблюдать множество ценных целей. Основная концепция предполагает производство тонких срезов радиоактивного изотопа и прямое использование импульса продуктов распада для создания тяги. Первоначальная конструкция предусматривает наличие пленки радиоактивного тория-228 толщиной примерно 10 микрометров, из которой выделяются альфа-частицы с периодом полураспада 1,9 года. Последующая серия распада производит дочерние продукты с четырьмя дополнительными альфа-излучениями, период полураспада которых составляет от 300 нс до 3 дней. Тягу следует создавать, когда одна сторона тонкой пленки покрыта слоем поглощающего материала ок. Авторы предложения добавляют, что можно было бы подготовить несколько двигательных ступеней или ступеней с использованием изотопов с более длительным периодом полураспада (таких как актиний 227), которые можно было бы объединить для максимизации скорости в течение длительного периода времени.
Ключевые различия между каждой концепцией заключаются в следующем:
- Последующие серии распада ториевого цикла повышают производительность примерно на 500%.
- Большее количество «сортов» (материалов) увеличивает дельта-v и долговечность, не влияя на сцепление с дорогой.
- Устройство управления тягой обеспечивает активное управление вектором тяги и маневрирование зонда/корабля.
- Термоэлектричество подложки может генерировать избыточную электрическую мощность (например, ~50 кВт при эффективности = 1%).
- Подложку бета-излучателя можно использовать для нейтрализации заряда или для создания напряжения смещения, которое преимущественно направляет излучение, и/или для использования приходящего солнечного ветра.
Использование 30 кг радиоактивного изотопа (сопоставимое с тем, что было выпущено в ходе предыдущих миссий), распределенных на площади около 250 квадратных метров, даст полезной нагрузке массой 30 кг дельта-v 150 км/с. Для достижения скорости выхода из Солнечной системы можно использовать несколько таких систем, в то время как одной традиционной ракеты-носителя будет достаточно, что позволит осуществлять локальный поиск и сближение с объектами во внешней Солнечной системе. Система масштабируема для дополнительных полезных нагрузок и миссий. Ключевые преимущества заключаются в следующем:
- Способность развивать скорость более 100 км/с с резервными возможностями для сближения с объектами за пределами Солнечной системы, включая возможность возврата образцов на Землю.
- Простая конструкция, основанная на известной физике и известных материалах.
- Масштабируется от небольших полезных нагрузок (датчиков) до крупных миссий (например, телескопов).
- Новая способность очень быстро достигать глубокого космоса (более 150 а.е.), а затем продолжать агрессивные маневры (более 100 км/с) для поиска/встречи со слабыми объектами и/или наведения телескопов в гравитационный фокус Солнца в течение нескольких лет.
Перевод с:
Источники изображений:
wp-content/uploads/2024/01/2024-ph-i-bickford-graphic.png
Связаться с автором: сообщить об ошибках, неточностях, комментариях.
2024-03-27 16:39:16
1711618039
#NIAC #Мечты #будущем #TFINER #Kosmonautix.cz
