NASA строит термоядерный двигатель Fusion Driven Rocket

[hecata]

Дмитрий Инфан пишет:
Ну, разумеется: мыши будут и колоться, и плакать, но всё равно не бросят грызть кактус под названием термояд.

Что, есть предложения получше?

[Дмитрий Инфан]

Есть. Строить взрыволёт. Его можно осилить лет за двадцать, в то время как пригодный для практического использования термоядерный реактор в ближайшие 50 лет создан, ИМХО, не будет.

[Mark]

Вашингтонский университет конкурирует с российскими НИКИЭТом и Центром Келдыша в разработке ядерного электрореактивного двигателя. 10.04.13

Проект, над которым работает команда из Вашингтонского университета, финансируется в рамках программы НАСА Innovative Advanced Concepts Program. На симпозиуме в прошлом месяце представители компании MSNW, президентом которой является профессор Джон Сло, представили теоретические обоснования возможности реализации полета на Марс с использованием энергии ядерного синтеза. Эти теоретические обоснования являются не просто математическими выкладками и догадками, они подкреплены результатами компьютерных моделирований и результатами первых проведенных экспериментов

Команда профессора Джона Сло опубликовала свои расчеты, демонстрирующие возможность совершения 30- и 90-дневные полеты к Марсу с помощью космического корабля, двигающегося за счет энергии ядерного синтеза. Согласно этим расчетам такой перелет за счет малой длительность будет достаточно практичен и гораздо менее дорогостоящ, нежели чем полеты на ракетах с химическим топливом. В настоящее время ученые собираются реализовать все свои теоретические наработки в виде лабораторных экспериментов и испытаний, которые, в свою очередь, будут объединены позже в виде единой экспериментальной энергетической установки, которая будет работать за счет реакции ядерного синтеза.

Реакция ядерного синтеза будет инициироваться, когда сгусток плазмы, возбужденной особым способом и обладающий собственным магнитным полем, будет сжат до огромного давления за счет воздействия сильного внешнего магнитного поля. Следует заметить, что эта технология была успешно опробована учеными на экспериментальной лабораторной установке, что подтвердило ее работоспособность. Реакция ядерного синтеза выделяет огромное количество энергии, которого достаточно для того, чтобы привести в движение космический корабль и разогнать его до высокой скорости. Ядерное топливо, объемом, равным объему маленькой песчинки, имеет энергетический потенциал, равный энергетическому потенциалу 5 литров ракетного химического топлива.
Двигательная система, разработанная командой профессора Джона Сло, работает следующим образом - в начале цикла в камере двигателя создается сгусток возбужденной плазмы, вокруг которого располагаются кольца из мягкого металла, лития. Под воздействием внешнего магнитного поля эти кольца создают вокруг плазмы почти цельную оболочку, заставляя ее сжиматься все сильней и сильней, до того момента, когда не "зажжется" реакция ядерного синтеза. Эта реакция продержится в активном состоянии всего несколько микросекунд времени, но энергии, выделившейся за все это время, будет более чем достаточно для того, чтобы испарить и превратить в высокотемпературную и высокоэнергетическую плазму металлическую оболочку. Этот перегретый материал, находящийся под огромным давлением и удерживаемый магнитным полем, устремляется наружу, двигая космический корабль вперед. Такие циклы повторяются с периодичностью один раз в минуту или около того, обеспечивая почти постоянную тягу, способную разогнать корабль до высокой скорости.
В настоящее время ученые работают над технологией сжатия плазмы до того момента, когда начнется реакция ядерного синтеза. Первые тестовые испытания экспериментальной установки профессор Джон Сло планирует провести к концу этого лета.

http://www.atomic-energy.ru/news/2013/04/10/41052

[mark200000]

Дмитрий Инфан пишет:
Есть. Строить взрыволёт. Его можно осилить лет за двадцать, в то время как пригодный для практического использования термоядерный реактор в ближайшие 50 лет создан, ИМХО, не будет.

FDR и есть "взрыволет".

[hecata]

Дмитрий Инфан пишет:
Есть. Строить взрыволёт. Его можно осилить лет за двадцать, в то время как пригодный для практического использования термоядерный реактор в ближайшие 50 лет создан, ИМХО, не будет.

Какая связь между наземным энергетическим реактором и взрыволетом? 

Mark пишет:
 Вашингтонский университет конкурирует с российскими НИКИЭТом и Центром Келдыша в разработке ядерного электрореактивного двигателя. 10.04.13
 

. Эти теоретические обоснования являются не просто математическими выкладками и догадками, они подкреплены результатами компьютерных моделирований и результатами первых проведенных экспериментов

http://www.atomic-energy.ru/news/2013/04/10/41052

Судя по презентации, все их моделирование довольно поверхностное, хотя и обширное. Не видно следов серьезного моделирования магнитогидродинамики с ядерной физикой, тех пакетов ПО, что попадаются в презенташках по NIF, например. Моделирование имплозии металлическими кольцами плазмы пакетом ANSYS у меня вызывает недоумение.

[Chilik]

hecata пишет:
Судя по презентации, все их моделирование довольно поверхностное, хотя и обширное. Не видно следов серьезного моделирования магнитогидродинамики с ядерной физикой, тех пакетов ПО, что попадаются в презенташках по NIF, например. Моделирование имплозии металлическими кольцами плазмы пакетом ANSYS у меня вызывает недоумение.

Посмотрел презентацию.
Для университета Висконсина попытка подоить правительство зачётная, а любителям космонавтики можно не напрягаться.
Совершенно согласен с тем, как в цитированном тексте оценен уровень работы заявителей. Они просто не понимают пока, с чем связываются. Кстати, это - главная проблема почти всех, кто пытаетя говорить про плазму применительно к космическим полётам. Хотя есть и искючения. из известных мне людей это А.И.Морозов и Ф.Чанг-диас. Но они никогда и не обещали осчастливить всех, а честно говорили о том, что решают вполне конкретную задачу.
Для любопытных. Идея с получением термояда в плазме при обжатии лайнером не нова. Несколько десятилетий этим занимаются во ВНИИЭФ. По крайней мере их открытый доклад на эту тему я слушал лет 15-20 назад. Гуглить по словам "система МАГО". В какой-то момент (похоже тогда же) они рассказали про свои работы и за океаном, там возбудились и переделали в Лос-Аламосе под подобную программу установку Shiva-Star. Только саровцы обжимают лайнер зарядом ВВ, а американцы - импульсным током. Шива-Стар поболее этой виконсинской машины будет и народ там более понимающий.
Короче. можно расслабиться.
Попытки применить куда-то чужую идею без понимания того, как оно на самом деле работает, ещё ни у кого ничего хорошего не давали. А полмиллиона - пусть будут. Люди потренируются, студентов поучат, заодно попиарят и плазму, и космонавтику.

[G.K.]

Chilik пишет:
Shiva-Star

Уважаемый Chilik, а что по этой установке вы посоветуете почитать? А то фразы вроде "создание компактных тороидов из плазмы" конечно интересно, но хочется чего-то более содержательного и надёжного, чем вики и сайты вроде abovetopsecret.com .

[Chilik]

mark200000 пишет:

Российская ассоциация содействия науке (РАСН) предлагает правительству принять в качестве масштабного научного проекта проект термоядерного реактора "Игнитор". Особенностью проекта является сжатие плазмы сильным магнитным полем. Это позволяет значительно сократить размеры и массу реактора.

Уже писал, но повторюсь.
Проект ИГНИТОР - чисто политический. Друг Владимир договорились с другом Сильвио дружить на эту тему и показать фигу остальному цивилизованному миру. Их право. Правда, у друга Сильвио с тех пор забот прибавилось. По договорённости машину строят итальянцы, а российская сторона предоставляет одно их зданий ТРИНИТИ и инфраструктуру. Финансирование проекта с российской стороны имеет хорошие перспективы, по крайней мере эта установка входит в число трёх проектов megascience, которые дошли до верхней точки отбора и получили одобрение. Что там у итальянцев - не знаю, и никто из тех, с кем разговаривал, тоже не знает.
Целью проекта ИГНИТОР является демонстрация термоядерной реакции с Q>1 в течении короткого времени. И всё. Если получится, то после него нужно решать более сложные задачи. Это значит, что после ИГНИТОРа всё равно должна быть установка. которая сейчас называется ИТЭР. А она строится и так.

На всякий случай. На бумаге проект ИГНИТО в разных ипостасях существует лет 30, его проталкивает профессор Коппи из MIT. С ним я пару раз на эти темы говорил. С наукой там всё нормально. Но нет разумного ответа на вопрос: зачем? Разве что фигу Штатам и Японии показать. Если сравнивать с космонавтикой - то это эквивалент Х-15. Вроде бы и 100+ км было, но космическим кораблём называть стрёмно.

[Chilik]

G.K. пишет:... а что по этой установке вы посоветуете почитать? А то фразы вроде "создание компактных тороидов из плазмы" конечно интересно, но хочется чего-то более содержательного и надёжного, чем вики и сайты вроде abovetopsecret.com .

если честно - то фиг знает.На работе я регулярно отслеживаю основные доклады с научных конференций по тематике, поэтому в голове остаются только основные понятия без подробностей.
Гуглить надо.

[khach]

Интересный роадмап приведен в http://www.nasa.gov/pdf/716077main_Slough_2011_PhI_Fusion_Rocket.pdf
Вот интересно, имплозию лейнера они симулировали. Картинки есть, а вот где найти ссылку на статью  с симуляциями? Обычно такие работы публикуют отдельно. С другой стороны, лейнер к них имплодировал без нестабильностей, а кольцевой лейнер обычно старается пойти волнами при индукционном сжатии при таком соотношении диаметра и высоты цилиндра. Как стабилизируется процесс имплозии в FDR? А как вообще можно симулировать процесс передачи энергии от лайнера на плазму в районе сингулярности? Электромагнитные симуляторы типа CST точно не смогут это посчитать. Даже с использованием мультифизики.

[Chilik]

khach пишет:
Интересный роадмап приведен в http://www.nasa.gov/pdf/716077main_Slough_2011_PhI_Fusion_Rocket.pdf

Ччччёрт!
Я зря обидел ребят из Университета Висконсина - там квалифицированная команда по плазме. А тут оказалось, чnо UW - это университет Вашингтона. Совсем другой компот. Этих - не жалко.
Что касается МГД-неустойчивостей лайнера и плазмы. то они ничего подобного, похоже, моделировать не умеют. Значит, ошибка по ключевым параметрам раз в 100 минимум, как показывает опыт лазерного термояда (от работ 60-х годов до нынешних супермашин класса NIF).

Забавно, что ребята известный ливерморский рисунок использовали (рис. 1 по ссылке). но невероятно криво его объяснили - потеряли стадию 4. которая является основной для выделения энергии и не тем цветом покрасили плазму на стадии 3. .

[ronatu]

Ohio State University has performed some computational studies of molten salt reactors for NASA space applications.

They looked at 4 MW thermal and 60 MW thermal reactors and flow dynamics and basic design.

Molten salt reactors are an appealing technology for space because of their high temperature and low pressure operation, controllability, and high fuel burn up, among other features.
The proposed research will investigate how molten salt reactor technology can be used to power sub-100 kWe reactors for science missions and for MWe class reactors for human exploration. Both of these applications are cited as relevant to current US goals in space in NASAs Draft 2010 Space Power and Energy Storage Roadmap, and will greatly assist in space exploration. Specifically, sub-100 kWe reactors are a potential solution to the Pu-238 shortage, and molten salt reactor technology can address the issue of controlling small reactors. MWe class reactors require large amounts of fuel and benefit greatly from operating at high temperatures. A MWe molten salt reactor is capable at operating at high temperatures and would require less fuel than its traditional solid fuel counterpart.

http://nextbigfuture.com/2013/05/nasa-researching-100kw-4mw-and-60-mw.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+blogspot%2Fadvancednano+%28nextbigfuture%29

[Искандер]

del

[Искандер]

del

[Искандер]

NASA Eyeing Nuclear Fusion Rockets for Future Space Exploration

Спойлер

...
Hurdles to overcome
Fusion rockets likely won't be powering a spacecraft anytime soon, however. Researchers still haven't developed a fusion reactor here on Earth that generates more energy than it takes in, after all, despite billions of dollars devoted to the effort over several decades.

[свернуть]

http://www.space.com/21519-nasa-fusion-rocket-space-exploration.html

[Victor123]

НАСА в конце лета испытает передовой термоядерный ракетный двигатель
Версия для КПК  |  Распечатать
Авиация и космос           Инновации             
13.06.13, Чт, 07:15, Мск


   
Оригинальный термоядерный двигатель будет испытан в конце лета. Его базовые технологии уже работают, возможно именно такая силовая установка доставит первых астронавтов на Марс[/CENTER]Ученые во главе с Джоном Слау разработали особый вид ракетного двигателя. В нем специфический вид плазмы сжимается до сверхвысоких давлений магнитным полем, после чего зажигается реакция синтеза. Данная технология уже успешно испытана в лаборатории – осталось только испытать полноценный прототип двигателя, который может выдавать тягу.


Принцип работы двигателя Слау в целом прост. Для питания ракеты, команда разработала систему, в которой мощное магнитное поле сжимает тонкие металлические кольца, размещенные вокруг плазмы. Эти кольца сжимаются вокруг дейтериевого плазмоида и вызывают реакцию синтеза. Она длится лишь несколько микросекунд, но при этом высвобождается достаточно энергии, чтобы быстро нагреть и ионизировать металл колец. Затем ионизированный металл с высокой скоростью выбрасывается из магнитного сопла ракеты. Этот процесс повторяется каждую минуту или около того, что создает реактивную тягу, двигающую корабль вперед.

На недавнем симпозиуме НАСА, разработчики демонстрировали разрушившееся алюминиевое кольцо, заявляя, что оно отработало свое внутри нового термоядерного двигателя. В реальном космическом двигателе, а не лабораторном прототипе, будет использоваться кольцо из металлического лития. В лаборатории его не используют из-за высокой активности - для испытаний на стенде достаточно и алюминия.
В настоящее время идет активная подготовка к масштабному испытанию нового двигателя. Для космической техники он имеет довольно простую конструкцию: массивные магниты, к которым подведены силовые кабели от конденсаторов, и камера сгорания, откуда магнитное поле выбрасывает рабочее тело, в данном случае ионизированный металл. Установка в течении микросекунд генерирует ток до 1 млн. ампер.
Двигатель Слау хорош тем, что выдает большую тягу, минимум радиоактивного загрязнения и при этом очень прост по конструкции. Конечно, ему требуется топливо, причем недешевый литий, а также источник электроэнергии. Но в сравнении с нынешними химическими ракетами, новая силовая установка выглядит очень перспективно.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/top/index_science.shtml?2013/06/13/531954

[Дмитрий Инфан]

Термоядерный двигатель сегодня - это то же самое, что ОРМ-1 в 1931 году. Его ещё лет тридцать доводить будут.

[Mark]

Pуководитель проекта Mars Direct Роберт Зубрин: Термоядерный двигатель позволит достичь Красной планеты за месяц.

– Можем ли мы уменьшить продолжительность полета на Марс, например, с помощью термоядерного двигателя?
– Современные технологии позволяют нам достичь Марса за шесть месяцев. Конечно, сократить время в пути было бы желательно, но сегодня в этом нет острой необходимости. Я бы сказал так, шесть месяцев – это путь из Англии в Австралию в XVIII веке, шесть месяцев – время нахождения космонавтов на МКС. Первые колонисты отправятся на Марс на космических кораблях, которые их доставят туда за полгода. Когда на Марсе возникнет цивилизация, появится стимул разработать более совершенные космические корабли и термоядерный двигатель, который позволит нам достичь Красной планеты всего за месяц. Более того, этот позволит нам путешествовать за пределы Солнечной системы. Если сейчас такая миссия требует не менее шести лет, то с помощью новых технологий мы сократим путь до шести месяцев. Колумб плыл по Атлантике на обычном судне, и в течение следующих 50 лет все плавали на обычных судах, потому что не было необходимости в разработке трансатлантических лайнеров. Но после того, как европейская цивилизация стала трансатлантической, мы двинулись вперед, сконструировали массу океанских лайнеров и в конце концов создали Боинг-747. Нечто подобное будет и в случае с освоением космоса. Первые колонисты полетят на Марс на таких кораблях, что когда их внуки будут узнавать о техническом оснащении своих предков, они поверить не смогут, что на этих конструкциях вообще было можно добраться хоть куда-то, настолько они будут казаться несовершенными.

http://vpk.name/news/91852_rukovoditel_proekta_mars_direct_robert_zubrin.html

[vlad7308]

September 28, 2013
Roadmap to a Fusion-Driven Rocket with a 90 day trip from Earth to Mars

John Slough and his team are working to experimentally prove out his direct fusion propulsion system. They hope to show about 1.6 times more power out than power in before 2015 while on their NASA NIAC grants. The plan is to scale up to 200 times gain by 2030.

http://nextbigfuture.com/2013/09/roadma ... th-90.html

Немного обескураживает тот факт, что весной "John Slough and his team" обещали, что эксперименты, подтверждающие Q~1.6, будут проведены этим (прошедшим) летом. Теперь эти результаты ожидаются уже только в 2014-2015г.
С этим термоядом всегда так. Как с Ангарой

[pkl]

http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic11908/message1129391/#message1129391