Jaderne reaktory ve vesmiru

[SamElanius]

Dobry den,
byt SpaceX chce misto reaktoru pouzivat solarni panely, napadlo me par otazek o jadernych reaktorech ve vesmiru. Nejde mi o atomovy pohon, ale o reaktor pro vyrobu el. energie. Predevsim me zajima existuje nejakej koncept, ktery dosel dal nez na papir? Jestli uz nejka agentura/firma navrhovala reaktor do stavu beztize (coz asi konstrukci reaktoru bude menit)? V souvislosti s by me zajimalo jak co nejefektivneji v vakuu chladit. Pokud to chapu spravne tak se usime spolehnout na rozmerne radiatory. Jinak nez zarenim asi chladit nelze (bez uniku pracovni latky). Nevite tedy jak velke by ty radiatory museli byt?

[Samo]

V roku 2012 prebehol experiment DUFF ktorý mal demonštrovať generovanie el. energie z malého reaktora pomocou stirlingovho motora čo malo viesť k reaktoru pre použitie okolo roku 2020 ale monentálne to už ale nieje aktívne. https://www.lanl.gov/discover/news-rele ... travel.php

[Amper]

Vetsina jadernych zdroju ve vesmiru jsou RTG ktere jsou zalozene na zahrivani rozpadem izotopu a naslednou konverzi tepla na elektrinu.

Tobe jde o stepne reaktory. Tam vim pouze o jednom americkem pokusu (SNAP-10), o ruskych prehled nemam.

Pekny prehled najdes zde http://www.world-nuclear.org/informatio ... space.aspx

SNAP 10 vypadal takto :


Nahore je reaktor, ten konus dole je chladic.

Pokud se nepletu tak Snap-10 je jediny co letel (loni mel 50 let vyroci tak o tom byly clanky) ale pracovalo se i na dalsich/vetsich

[Vaclavik]

Spojené státy americké
* 25 misí s RTG
* 1 mise s jaderným reaktorem (SNAP-10A)

SSSR/Ruská federace
* 2(3) mise s RTG
* 33 misi s jaderným reaktorem (Romaška/Buk, TOPAZ)

[jregent]

Projekt jaderné kosmické lodě Nuklon má za sebou zkoušky jednotlivých součástí
https://atominfo.cz/2020/12/projekt-jad ... -soucasti/

[CarlJARx]

16. prosince, Bílý dům zveřejnil novou Směrnici o vesmírné politice, která má sloužit jako strategický plán rozvoje vesmírné jaderné energie a jaderných pohonných technologií.
Směrnice o vesmírné politice (SPD, č. 6), nazvaná „Národní strategie pro vesmírnou jadernou energii a pohon“, pojednává o povinnostech a oblastech spolupráce mezi agenturami federální vlády při rozvoji kapacit, od systémů povrchové jaderné energie po jaderný tepelný pohon, souhrnně známý jako Vesmírná jaderná energie a pohon (SNPP). „Toto memorandum stanoví národní strategii pro zajištění rozvoje a používání systémů SNPP, …“ uvádí se ve dvanáctistránkovém dokumentu.
SPD-6 stanoví tři zásady pro rozvoj vesmírných jaderných systémů: bezpečnost, zabezpečení a udržitelnost. Popisuje také úlohy a povinnosti různých agentur zabývajících se vývojem, používáním nebo dohledem nad takovými systémy.
Stanoví si za cíl, že do poloviny 20. let, 20. století,
- vyvine kapacity pro zpracování uranového paliva potřebné pro povrchové systémy a pro vesmírné pohonné systémy,
V polovině až na konci 20. let, 20. století,
- NASA dokončí vývoj a testování povrchového jaderného energetického systému pro lunární mise, který může být rozšiřitelný pro pozdější mise na Mars,
- budou vytvořeny „technické základy a kapacity“ potřebné pro jaderné tepelné pohonné systémy,
Stanoví také cíl vyvinout do roku 2030,
- pokročilé radioizotopové energetické systémy, verze radioizotopových termoelektrických generátorů (RTG), které se již dlouho používají při misích NASA.
Mnohé iniciativy uvedené v dokumentu SPD-6 již probíhají. NASA spolupracuje s ministerstvem energetiky (DOE) na projektu nazvaném „KiloPower“ pro vývoj povrchových jaderných reaktorů, včetně úsilí o hledání návrhů na vývoj reaktoru pro použití na Měsíci.
NASA se také zabývá jaderným tepelným pohonem, což je iniciativa podporovaná některými členy Kongresu, kteří na toto úsilí vyčlenili finanční prostředky v programu kosmických technologií NASA.
Uvedený plán a harmonogram mají také tyto činnosti upřednostnit. Povrchová jaderná energie je v bližším časovém horizontu potřebná pro podporu lunárních misí později v desetiletí, zejména pro zvládnutí dvoutýdenní lunární noci. Jaderný tepelný pohon, stejně jako alternativní technologie jaderného elektrického pohonu, jsou méně kritické, protože jsou primárně určeny k podpoře pozdějších misí na Mars.

Další otázkou, kterou se zabývá dokument SPD-6, je použití různých druhů uranu. Testy v roce 2018 v rámci programu „KiloPower“ využívaly vysoce obohacený uran neboli HEU. Tento projekt a diskuse NASA a DOE o využití HEU pro letové reaktory vyvolaly obavy v komunitě pro nešíření jaderných zbraní. Obávali se, že by to mohlo vytvořit precedens pro obnovenou výrobu HEU, která se používá i v jaderných zbraních.
SPD-6 omezuje, ale nezakazuje použití HEU v kosmických jaderných systémech. „Před výběrem HEU nebo, v případě systémů štěpných reaktorů, jaderného paliva jiného než nízko obohaceného uranu (LEU), pro jakýkoli projekt nebo misi SNPP provede sponzorující agentura důkladný technický přezkum za účelem posouzení životaschopnosti alternativních jaderných paliv,“ uvádí.
"Chceme mít tyto obavy o šíření zbraní na paměti," řekl jeden z vysoce postavených úředníků státní správy. " především nechceme nutně vyloučit HEU, pokud je to jediný způsob, jak se dostat k misi, ale chceme to brát velmi vážně."
Tato politika, řekl jeden úředník, „stanoví extrémně vysokou laťku“ pro použití HEU ve vesmírných nevojenských systémech, přičemž poukazuje na pokrok v oblasti vysoce obohaceného uranu s nízkým obsahem kyslíku, který může poskytnout úroveň výkonu podobnou systémům HEU.
Zdroj-spacenews.com , Směrnice o vesmírné politice (SPD-6)

[Vaclavik]

Obdivuju vědce do se pod to podepsali. Takováto jaderná fuška již ve 20. letech 20. století? No prosím. Chápu že jde asi o překlep a snad ne neznalost. Ale pobavilo

[Malky]

Zdá se, že DARPA vyvijí NTR satelity. Bohužel nemám lepší zdroj, kdybyste někdo o něčem věděli, sem s tím

https://www.siliconrepublic.com/machine ... t-us-china

[Meybe]

DARPA zadala kontrakt na 22 milionů USD společnosti General Atomics na Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations. DRACO má za úkol předvést jaderný pohonný systém na oběžné dráze. Chápu, že by cílovou destinací měl být cislunární prostor. Tedy počítám, že to bude mít souvislost se stanicí Gateway v tomto prostoru, ale to je pouhá spekulace. Každopádně to vypadá na obnovený zájem o tento druh pohonu.

https://www.defense.gov/Newsroom/Contra ... e/2567831/

[Malky]

Doplním, že další kontrakty v souvislosti s projektem DRACO obdrželi Lockheed Martin a Blue Origin. General Atomics bude mít za úkol vyvinout reaktor a pohonný subsystém. Lockheed Martin a Blue Origin budou nezávisle na sobě vyvíjet satelit pro otestování pohonného subsystému. Cílem je otestování "nad nízkou orbitou" v roce 2025.

https://www.darpa.mil/news-events/2021-04-12

Nemyslím si, že by to mělo přímou souvislost s Gateway. Cislunární prostor je obecně označení pro cokoli mezi LEO a oběžnou dráhou Měsíce. Toto je vojenský projekt zaměřený na získání nových schopností pro vojáky - konkrétně "rapid maneuver", tedy schopnost rychle a výrazně měnit parametry oběžné dráhy. Chemické motory nedostačují pro jejich malou efektivnost (nemohou měnit oběžnou dráhu nějak moc) a elektrické motory pro jejich malý tah (nezmění dráhu rychle), proto NTP. Jako využití si lze představit přesun špionážního satelitu aby mohl pozorovat nějakou novou zájmovou oblast či přesun ke a zničení nepřátelského satelitu.