SpaceX

SpaceX осуществила прожиг ступени Falcon 9 предназначенной для миссии Demo-2

В конце августа на расположенном в Техасе полигоне МакГрегор состоялся успешный тестовый прожиг новой первой ступени ракеты Falcon 9. Событие примечательно тем, что эта ступень предназначена для миссии Demo-2. В ее рамках SpaceX осуществит первый пилотируемый запуск космического корабля Dragon 2 (Crew Dragon).

https://spaceflightnow.com/2019/09/05/spacexs-first-rocket-b...

Во время миссии Demo-2 на борту Dragon 2 будет находиться экипаж из астронавтов Дагласа Хёрли и Роберта Бенкена. Для них обоих это будет уже третий полет в космос. Что символично, именно Хёрли пилотировал шаттл «Атлантис» во время миссии STS-135 в 2011 году. Она стала последним полетом по программе американских кораблей многоразового использования.

Миссия Demo-2 должна стать генеральным испытанием для Dragon 2.Корабль с астронавтами состыкуется с МКС, проведет неделю в ее составе, после чего вернется на Землю. По результатам миссии NASA примет решение о сертификации Dragon 2 для регулярных пилотируемых полетов.

На данный момент ни SpaceX ни NASA по-прежнему не называют никаких новых сроков осуществления миссии Demo-2. В октябре или ноябре специалисты компании планируют осуществить тест системы аварийного спасения (САС) корабля Dragon 2 на участке выведения. После этого SpaceX сможет приступить к подготовке Demo-2. Известно, что в компании все еще надеются осуществить запуск до конца этого года. Но скорее всего Dragon 2 с двумя астронавтами сможет отправиться в космос не раньше начала 2020 года.

Как можно доставить 100 тонн грузов на поверхность Луны в один пуск ракеты? вот так!

Нам понадобится заправочная станция на орбите Земли, ядерные технологии, космический самолет и Лунная база с производством топлива.

Ракета - носитель: первая ступень - как у Starship, многоразовая. Вторая ступень, в данном примере на иллюстрациях - космический самолет, имеет ядерные ракетные двигатели и несет груз.

Самолет выходит на орбиту Земли, стыкуется с космической станцией и заправляется водородом.

Если масса груза 100 тонн, а массовое совершенство 0.22 , тогда полностью заправленный самолет должен заправиться 138 тоннами жидкого водорода.

После летит к луне, садится на Лунную базу, выгружает груз, загружает водород (в данном случае, 213 тонн). Взлетает с Луны, входит в атмосферу Земли для гашения скорости, снова выходит на орбиту Земли, стыкуется с космической станцией и заправляет ее. Садится на Землю.

Благодаря тому что на обратном пути у нас обычно нет нужды нести полезный груз и можно замедлиться в атмосфере Земли, есть возможность доставить большое количество топлива на околоземную космическую станцию для будущих полетов к Луне или в другие места.

Первая ступень позволяет произвести запуск ядерного двигателя второй ступени в верхних слоях атмосферы над океаном. Там ядерный двигатель не способен причинить никому вреда и использует эффективные сопла предназначенные для вакуума.

Вторая ступень (ядерная) эффективно работает по выводу полезной нагрузки на низкую орбиту и продолжает быть полезной, реализуя большой потенциал ядерных двигателей.

Возвращение на Землю позволяет провести качественное обслуживание сложных ядерных двигателей, использовать ядерную ступень многократно.

Для сравнения, ракета SLS теоретически способна доставить на поверхность Луны не более 22 тонн полезного груза и при этом без какой либо многоразовости.

P.S. для Иллюстрации сделал скрины из игры Orbiter, в основном из этого видео.

Все вышеперечисленное основано на моих "прикидочных" вычислениях.

Мы в вк.

Мы в телеграмме.

Мой 3 пост :)
Пульсирующий ядерный ракетный двигатель разработан в Политехническом университете Каталонии, Испания и в 2016 представлен на конференции.

В обычном твердофазном ядерном двигателе, топливо не подвержено достаточному количеству нейтронов чтобы получать от них энергию, тепло передается напрямую от реактора к рабочему телу.

Но в импульсном режиме ядерный двигатель может выделять энергию больше через нейтронный поток, а не тепло, нейтроны проходят сквозь реактор и нагревают топливо.

Таким образом можно нагреть топливо до температур выше температуры реактора. В момент импульса сам реактор можно охлаждать не топливом, а например жидким литием, который справляется с этим на порядок лучше.

Большой отрицательный температурный коэффициент реактивности означает, что в момент импульса реактивность снижается, и топливные элементы прекращают выделение энергии. Происходит охлаждение, а затем новый импульс.

Таким образом в двигателе температура рабочего тела может превышать температуру плавления тепловыделяющих элементов.

Импульсный режим по некоторым оценкам позволяет увеличить удельный импульс до 13000 секунд, это в более чем 10 раз превосходит показатель обычного ядерного двигателя.

Мой второй пост на Пикабу, хех. Прокомментируйте пожалуйста, интересно что думаете.
Как мог бы выглядеть ядерный аналог Starship? Ради интереса я рассмотрел все виды топлива для ядерного двигателя, и вот что получилось. Голубым обозначена первая ступень с жрд на метане.

Вы можете сказать, а как же низкое отношение тяги к весу для ядерных ракетных двигателей? Я вам отвечу что это во многом зависит от конструкции.
У проекта Нерва был конкурент, проект Dumbo с TWR более 70 (без учета радиационной защиты) за счет конструкции каналов не вдоль двигателя а от центра к краю с более высокой пропускной способностью. Часть каналов заполнялась замедлителем, еще часть заполнялась ядерным топливом. К сожалению, проект не дошел до прототипа. Документ о нем датирован 1957 годом.

Вы можете возразить, мол этот двигатель был только в теории итд. На это я вам отвечу что 4 ракета в ряду рассмотрена с низким твр двигателя Нерва, и кроме того есть проработанный двигатель Нерва-2 с твр ≈ 7, что конечно плохо но тоже достаточно для установки на верхнюю ступень и получения 1600 тонн стартовой массы.
А как же безопасность, спросите вы вспоминая о Чернобыле. Газ пройдя через реактор не повышает свой фон, он вполне безопасен. Что на счёт взрыва?

Тестовый взрыв реактора Киви. Взрыв поднял радиоактивное облако, смертельная доза радиации регистрировалась в радиусе 100 метров от взрыва. Но ничего сверхстрашного не произошло, будь это над океаном при взлете ракеты, просто повысился бы радиационный фон. Прочные композитные стержни ядерного топлива не испаряются, спокойно падают не заражая большие территории. Хочу так же напомнить что советские ядерные реакторы уже падали в океан и все хорошо.
Ну и разумеется приходится тащить с собой радиационную защиту.
Да, ядерный двигатель не эталон безопасности, но прошу не рисовать страшных картинок у себя в голове на его счёт, я уверен что в 21 веке создать безопасный ядерный двигатель у которого дела не дойдут до взрыва, вполне по силам.

В целом я считаю ядерные двигатели очень перспективными и в открытом космосе и для ракет - носителей.
https://vk.com/newexpanse моя группа в вк
@newexpanse мой канал в телеграмме
Спасибо за внимание.

Когда Илон зимой впервые показал двигатель Raptor, мы подумали, что у такого крутого двигателя должна быть не менее крутая схема!

Данная схема является укрупнённой пневмогидравлической схемой жидкостного ракетного двигателя Raptor, версия ER26 (степень расширения сопла 26) с управляемым вектором тяги. Она содержит основные агрегаты, клапаны и магистрали, по которым движутся компоненты топлива, сжатые газы и прочие рабочие среды. Схема неофициальная, содержит ряд предположений, так как из отдела SpaceX Propulsion нас никто не консультировал))

Двигатель Raptor работает по схеме с полной газификацией компонентов топлива на топливной паре ”кислород – метан”.

Охлаждение камеры осуществляется метаном с подводом у минимального сечения.

Зажигание газогенераторов и камеры осуществляется с помощью электроискровой системы зажигания, в качестве компонентов топлива используются заранее запасённые газообразные кислород и метан.

Качание камеры осуществляется с помощью двух рулевых приводов, питаемых рабочей жидкостью от бортовой системы.

Наддув топливных баков осуществляется основными компонентами топлива, газифицированными и подогретыми с помощью специальных теплообменных аппаратов в высокотемпературных магистралях двигателя.

Раскрутка роторов турбонасосных агрегатов осуществляется гелием (предположение).

Продувка осуществляется азотом (предположение).

Автор: Елисей Маслов