Вопрос касательно обшивки космических кораблей

[Йог]

Сразу хочу предупредить: вхожу в тему с минимальным набором знаний по предмету. Сам по роду деятельности инженер-физик (плазменщик).

Собственно, хотелось бы поинтересоваться следующим: какие на данный момент есть разработки (уже реализованные и находящиеся на стадии разработки / исследований) касательно корпусов пилотируемых космических кораблей (для марса а дальше). Насколько мне подсказала википедия, рассматривается множество вариантов для защиты от радиации и микрометеоритов. Хотелось бы почитать что-то более существенное. Пробывал искать в скопусе, но не очень успешно. Поэтому и хотелось бы поинтересоваться у знающих людей, где и что читать для начала входа в тему разработок по обшивкам космических кораблей.

Ибо есть идея, хочется понять, насколько она безумна.

Заранее извиняюсь, если пишу не в тот форум / раздел форума. Если так, не затруднитесь направить по нужному направлению.

[Старый]

Йог пишет:
Ибо есть идея, хочется понять, насколько она безумна.

Нафига тебе эти унылые реальные обшивки? Давай сразу идею, счас объясним насколько она безумна.

[Йог]

Старый пишет:

Йог пишет:
Ибо есть идея, хочется понять, насколько она безумна.

Нафига тебе эти унылые реальные обшивки? Давай сразу идею, счас объясним насколько она безумна.

Обшивки мне нужны, чтобы аргументировать с начальством о том, стоит ли пытаться под это выбить денег. Чтобы показать: вот так делают сейчас, вот такие у них есть проблемы нерешённые.

Идея проста довольна - жидкий текущий корпус. Дело в том, что занимаемся мы изучением жидкого лития для защиты внутренних поверхностей термоядерного реактора. Вакуум, высокоэнергетические частицы (в основном изотопы водорода и нейтроны), заряженная быстро движущаяся пыль, локальные мощные тепловые потоки, задел на многолетнюю непрерывную работу в таких условиях с необходимостью самовосстановления локальных повреждений - в этих условиях мы уже видим, что конструкции на жидком литии очень перспективны. Есть наработки. И показалось, что обшивка космического корабля (опять же, условия вакуума, высокоэнергетические изотопы водорода и нейтроны, быстрая пыль) в целом схожая задача, на которую можно было бы переложить имеющийся опыт немножко.

[Плейшнер]

Йог пишет:
Идея проста довольна - жидкий текущий корпус

Именно сам корпус или все-таки какое-то покрытие, пленка?

[Йог]

Плейшнер пишет:

Йог пишет:
Идея проста довольна - жидкий текущий корпус

Именно сам корпус или все-таки какое-то покрытие, пленка?

Покрытие. Не сказал бы, что плёнка, но, очевидно, поверх какой-то твёрдой компоненты. Возможно что-то наподобие системы LIMIT американской (канавки, наполненные жидким металлом, который течёт за счёт силы Ампера), Насколько я понял один из методов защиты радиационной - это создание магнитного поля вокруг корабля. Это хорошо комбинируется с первыми задумками о возможном подобном дизайне.

[Штуцер]

Йог пишет:
инженер-физик (плазменщик)

Позвольте поинтересоваться: плазменщик -это что?

[Плейшнер]

Йог пишет:
Возможно что-то наподобие системы LIMIT американской

Там это служит, насколько понял, для теплоотвода от дивертора. В случае космического корабля это зачем так сложно делать?

[Йог]

Штуцер пишет:

Йог пишет:
инженер-физик (плазменщик)

Позвольте поинтересоваться: плазменщик -это что?

Если быть точным, то изучаю взаимодействие плазмы с поверхностью в применении к термоядерной энергетике, накопление изотопов водорода в материалах. Заканчивал кафедру физики плазмы. Так что плазменщик. Прошу прощения за сленг.

[Йог]

Плейшнер пишет:

Йог пишет:
Возможно что-то наподобие системы LIMIT американской

Там это служит, насколько понял, для теплоотвода от дивертора. В случае космического корабля это зачем так сложно делать?

Не только для теплоотвода, даже не столько. Проблема в токамаке (в диверторе его и на стенке тоже) какая: внутри есть плазма.

Из этой плазмы на стенку летят высокоэнергетические частички (ионы, нейтроны, нейтралы перезарядки). С твёрдой стенкой это приводит к накоплению радиационных дефектов за длительное время, повреждению стенки. С жидкой стенкой этого не происходит, так как она жидкая.

Периодически в плазме возникают нестабильности, которые приводят к выбросам больших локальных мощностей (многие десятки мегаватт на квадратный метр) на участки поверхности стенки / дивертора. С твёрдой стенкой это приводит к локальным повреждениям, рекристаллизации, охрупчению, плавлению и испарению, что в результате может локально уничтожить стенку и привести установку в негодность. С жидкой стенкой этого не происходит, ибо она самозаростающая.

Ещё в токамаке летает пыль (от наночастичек до вполне себе макроскопических чешуек плёнок разных из переосаждённых материалов). Эта пыль опять же может влетать в стенку, повреждая её.

Собственно, показалось, что схожие проблемы (долговременное накопление повреждений, радиационное охрупчение) должны быть актуальны и для корпусов космических кораблей. В связи с чем и возник вопрос к многоуважаемой публике о том, что можно почитать на тему того, какие реально проблемы стоят и какие решения есть / предалаются в вопросе обшивки / радиационной / пылевой защиты космических кораблей.

Проще говоря, какие задачи должна решать обшивка корабля и как они на текущий момент решаются.

[Плейшнер]

Йог пишет:
С твёрдой стенкой это приводит к накоплению радиационных дефектов за длительное время, повреждению стенки. С жидкой стенкой этого не происходит, так как она жидкая.

Теперь понятно о чем Вы.
Но потоки несопоставимы. В космической технике есть проблема деградации солнечных батарей, например.
Проблема же деградации корпусов КА под действием космической радиации чисто теоретическая при современном времени жизни аппаратов максимум несколько десятилетий

[Йог]

Плейшнер пишет:

Йог пишет:
С твёрдой стенкой это приводит к накоплению радиационных дефектов за длительное время, повреждению стенки. С жидкой стенкой этого не происходит, так как она жидкая.

Теперь понятно о чем Вы.
Но потоки несопоставимы. В космической технике есть проблема деградации солнечных батарей, например.
Проблема же деградации корпусов КА под действием космической радиации чисто теоретическая при современном времени жизни аппаратов максимум несколько десятилетий

Уточняющий вопрос: локальные повреждения в принципе не важны? От пыли, скажем. Жидкий текущий корпус ведь решает и эту проблему тоже, равно как и в целом многие проблемы связанные с локальными эффектами. Какова в принципе роль локальных эффектов для корпуса / защиты корабля, если она вообще есть?

И спасибо за быстрые ответы.

[Плейшнер]

Йог пишет:
Уточняющий вопрос: локальные повреждения в принципе не важны? От пыли, скажем. Жидкий текущий корпус ведь решает и эту проблему тоже, равно как и в целом многие проблемы связанные с локальными эффектами. Какова в принципе роль локальных эффектов для корпуса / защиты корабля, если она вообще есть.

Современные автоматические КА  в основной массе вообще не имеют герметичного корпуса.
Пилотируемые конечно же имеют, но как там это решается точно не знаю, может кто другой ответит

[Йог]

Плейшнер пишет:

Йог пишет:
Уточняющий вопрос: локальные повреждения в принципе не важны? От пыли, скажем. Жидкий текущий корпус ведь решает и эту проблему тоже, равно как и в целом многие проблемы связанные с локальными эффектами. Какова в принципе роль локальных эффектов для корпуса / защиты корабля, если она вообще есть.

Современные автоматические КА в основной массе вообще не имеют герметичного корпуса.
Пилотируемые конечно же имеют, но как там это решается точно не знаю, может кто другой ответит

Ок, спасибо. Мысль была да, для пилотируемых на будущее. Ну и, признаться честно (хотя это так, забавный комментарий для любителей научной фантастики) для защиты от всяких лазеров боевых.

Но, в целом, конечно, когда мысль родилась, думалось о пилотируемых космических кораблях, возможно станциях долговременных.

Да, может всё же посдскажете хотя бы названия изданий или другие какие-то методы поиска релевантных публикаций? Как я и говорил, скопус мне не очень помог, но тут, вероятно, потому что я не сумел правильно вопрос сформулировать.

[Плейшнер]

Йог пишет:
Да, может всё же посдскажете хотя бы названия изданий или другие какие-то методы поиска релевантных публикаций?

К сожалению, прямых ссылок нет (умерший диск ноутбука пока не восстановил) но думаю по "конструкция космических аппаратов"+ "учебник, книга, пдф", найдете.
Ссылки могут быть также в специальной теме форума http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum14/topic8552/

[mihalchuk]

Пока космические аппараты не планируют отправлять в места с условиями, подходящими под вашу идею. Есть определённая высота орбит в радиационных поясах, где много протонов, в остальных ближайших местах больше радиации от галактического космического излучения. А там много тяжёлых частиц, литий не очень эффективен. Нейтронов, можно сказать, вообще нет. Идея навряд ли кого заинтересует, если только не возникнут планы посетить солнечные протуберанцы иле не откроется венерианская голконда. Есть ещё радиационные пояса Юпитера, но в самой их гуще делать нечего.
Я не рассматриваю конструктив, в большинстве случаев пассивная защита будет проще. Повреждение корпуса от радиационных эффектов рассматривать преждевременно - аппаратура выйдет из строя раньше.
Если у вас есть желания применить свои знания, то достойная тема здесь:
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic11908/

[Йог]

mihalchuk пишет:
Пока космические аппараты не планируют отправлять в места с условиями, подходящими под вашу идею. Есть определённая высота орбит в радиационных поясах, где много протонов, в остальных ближайших местах больше радиации от галактического космического излучения. А там много тяжёлых частиц, литий не очень эффективен. Нейтронов, можно сказать, вообще нет. Идея навряд ли кого заинтересует, если только не возникнут планы посетить солнечные протуберанцы иле не откроется венерианская голконда. Есть ещё радиационные пояса Юпитера, но в самой их гуще делать нечего.
Я не рассматриваю конструктив, в большинстве случаев пассивная защита будет проще. Повреждение корпуса от радиационных эффектов рассматривать преждевременно - аппаратура выйдет из строя раньше.
Если у вас есть желания применить свои знания, то достойная тема здесь:
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic11908/

Спасибо большое. Вот эту статью читал, там гидрид лития рассматривали - он вроде хорошо себя зарекомендовал (а растворить сколько-то водорода в жидком литии не проблема). Что по поводу повреждений корпуса пылью / микрометеоритами? Можно попросить ссылки на масс и энергетические спектры галактического излучения? Было бы интересно почитать.

Но в целом понял, что на данном этапе вряд ли актуально. Вернусь к непосредственным обязанностям и буду строить термояд.

[freinir]

Йог, Напишите в ЦНИИмаш, что у Вас есть разработка и раскройте её суть. Они там прикинут, может быть полезна Ваша идея или нет.

[Старый]

Йог, а как жидкий корпус будет держать нагрузки?

[Leonar]

Старый пишет:

Йог, а как жидкий корпус будет держать нагрузки?

тык я понял жидкий - это наполнитель внутри каналов в твердом нормальном корпусе...
вопрос автору,
а как будет поддерживаться жидкое состояние оводороденного лития?
И в чем(материал) он будет бороздить межкорпусное пространство корпуса?
А каким способом будет осуществляться защита от пробития корпуса микрометиоритами?
Гдетокогдато видел, что мерикосы хотели квазижидкийполиэтилен применять...

[Старый]

Leonar пишет: тык я понял жидкий - это наполнитель внутри каналов в твердом нормальном корпусе...

А как же он тогда будет затягивать собою дефекты?
И если так то почему бы не поместить между оболочками твёрдый литий?