Упаковка аэрогеля ураном может дать нам космический двигатель, который мы искали

В последнее время кажется, что новых идей для перемещения в космосе пруд пруди. Помимо типичного спора между солнечными парусами и химическим двигателем, существует потенциальный третий путь — ядерный ракетный двигатель.

Хотя мы уже обсуждали их здесь, во Вселенной сегодня, Институт передовых концепций НАСА предоставил грант компания Positron Dynamics за разработку нового типа ракетного двигателя на осколках ядерного деления (FFRE). Это могло бы установить баланс между мощностью химических двигателей и долговечностью солнечных парусов.

Сами по себе FFRE не являются новой концепцией, но многие из них должны преодолеть огромные технические препятствия, прежде чем их можно будет считать полезными. Их преимущества, такие как высокий удельный импульс и чрезвычайно высокая плотность мощности, компенсируются их недостатками, такими как необходимость сложной формы плазменной левитации.

Positron Dynamics надеется нарушить этот баланс, используя два отдельных прорыва, полученных из других областей исследований. Первым новым подходом будет помещение делящегося материала в сверхлегкий аэрогель. Вторым будет внедрение сверхпроводящего магнита для удержания этих частиц деления.

FFRE, по сути, используют тот же ядерный процесс, который приводит в действие атомные электростанции, вырабатывающие энергию на Земле. Однако вместо того, чтобы генерировать только электричество, они также генерируют тягу, и при этом очень большую тягу.

Однако нецелесообразно отправлять целый брусок уранового топлива, такого как то, что используется в ядерных реакторах. здесь, на Земле, в космосе.

Встраивание самого топлива в одно из самых легких известных человеку веществ решает эту проблему.

Аэрогели — это необычайно воздушные материалы, которые выглядят неземными, когда кто-то держит их в руках. их, как они на главном изображении выше. Встраивание в них частиц топлива для реакции деления было бы удобным способом удерживать топливо вместе, в то же время позволяя общей конструкции быть достаточно легкой, чтобы ее можно было поднять на орбиту.

Однако структура самих аэрогелей не будет делать многого, чтобы удержать осколки деления, когда они распадаются. Для этого потребуется массивная внешняя сила, и именно здесь в дело вступает сверхпроводящий магнит.

Сверхпроводящие магниты обычно используются в экспериментальных термоядерных установках, где они используются для удержания плазмы, необходимой для нагрева термоядерного топлива. но который в противном случае уничтожил бы любой нормальный материал. Учитывая весь интерес к термоядерным исследованиям в последнее время, мощные магниты также привлекают дополнительное внимание исследователей.

Добавление одного магнита к FFRE позволит инженерам направлять все осколки деления в одном направлении, эффективно поворачивая их. в вектор тяги. У этого есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что фрагменты не могут разрушить какие-либо другие части двигателя.

Пока все это чисто теоретически, так как предстоит преодолеть еще множество препятствий. Но именно для этого и существует NIAC — финансировать проекты на ранних стадиях и пытаться снизить их риски.

Возможно, когда-нибудь FFRE смогут достичь той наилучшей скорости и топливной экономичности, о которой мечтают так много ученых-ракетчиков. .

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.