RNS – Clasa 3
Diferenta fundamentala dintre RNS clasa I si clasa III e ca cele din urma aveau sa fie lansate pe bucati, folosind viitoarea naveta spatiala. Astfel, crestea accentul pe modularitate, modulele de propulsie fiind doar motoarele, si cele de combustibil fiind simple rezervoare.
Aparitia acestei clase de RNS tine de accentul mai mare pus pe dezvoltarea navetei spatiale, vehicul care, se spera, avea sa reduca cu mult costurile accesului in spatiu comparativ cu familia Saturn (lucru care nu s-a materializat vreodata).
Problemele de la RNS clasa I legate de radiatie tot au ramas, insa, de data asta, echipele de proiectare au incercat noi metode interesante de a le rezolva.
Prima pe care o mentionam este cea a motoarelor fly-away. Cu alte cuvinte, motorul avea sa aibe propriul sau sistem de propulsie, cu puncte de andocare. Andocarea urma sa se faca automat, impreuna cu cuplarea liniilor de hidrogen ale rezervoarelor. La sfarsitul vietii modulului, el putea fi usor detasat, iar motorul pus pe o orbita moarta.
Poate ca ideea suna simplista, insa permite refolosirea rezervoarelor si mai simpla stocare si eventual, reutilizare a motoarelor, intr-o maniera similara cu un satelit. Mai mult, modulul de propulsie secundara (asa-numita componenta fly-away) poate fi ea insasi detasabila, putand deservi mai multe motoare care plutesc in orbite moarte pentru a le rearanja.
Diagrame din studiul Luckheed pentru un motor detasabil. Sus: sistemul codata pe culori pentru identificare usoara. Mutlumiri site-ului projectrho
O alta idee fascinanta era folosirea scuturilor extensibile. Motorul e masiv de radioactiv cand functioneaza, insa radiatia scade vertiginos dupa ce il opresti. Ca atare, daca ar exista o cale de a redistribui masa scutului dupa oprirea motrului, pentru a acoperi si lateralele sale, ar fi ideal. Oricum ai nevoie de masa aia, de ce nu ai folosi-o mai eficient? O idee pe care o regasim si in lucrarea Dr. Crouch.
Folosirea unui scut mobil, extensibil, ar mari conul de umbra atunci cand motorul e oprit si nava incearca sa andocheze
Inginerii de la LMSC au dus ideea mai departe: de ce nu am putea folosi o substanta lichida pe post de scut? Scutul e menit sa apere impotriva radiatiei gamma, ca atare e de mare ajutor ca materialul sa fie unul extrem de dens. Candidatii obisnuiti sunt plumb, uraniu saracit sau wolfram. Dar, mercurul e mult mai dens (aproape dublul plumbului) si poate fi pompat in diverse forme. Astfel, el ar sta strans intr-un rezervor in partea superioara a motorului in timpul functionarii, pentru a ecrana echipajul, si ar fi pompat in rezervoare laterale cand e oprit. Acestea ar fi mai subtiri, dar suficiente pentru radiatia mai redusa.
Folosirea mercurului pentru scutul de radiatie extensibil. Putem nota ca hidrogenul este stocat sub forma de hidrura de litiu pentru a preveni scapari. Litiul acela ar fi inacceptabil de greu in mod normal, insa exista o potentiala utilizare a lui pe care o vom discuta intr-un articol viitor cand voi prezenta conceptul Scorpion.
O ultima solutie era simpla modularitate a RNS-ului de clasa III. Puteai pune oricate module doreai intre tine si motor, in orice configuratie.
Fin
Ar fi rezolvat aceste noi metode problemele legate de radiatie? E greu de spus, insa ce e cert e ca nu radiatia a omorat planul pentru RNS, ci politica. Pe masura ce IPP a continuat, s-a pus accent din ce in ce mai mare pe naveta spatiala in detrimentul celorlalte componente ale planului. La urma urmei, naveta spatiala era vehiculul de lansare fara de care intregul concept cadea.
Cu retragerea lui Anderson, si polemicile dintre presedinte si Congres, naveta a intarziat si s-a scumpit, si trebuiau facute taieri. Prima dintre ele a fost programul NERVA. Ca sa citam pe noul administrator NASA, ‘NERVA are nevoie de naveta, dar naveta nu are nevoie de NERVA’.
Iar restul istoriei e mai mult mai putin cunoscuta. Naveta spatiala s-a vazut cu bugetul insuficient, trebuid astfel sa fie realizata in cooperare cu USAF, care i-a modificat design-ul intr-o masura asa mare incat vehiculul final nu seamana deloc cu cel dorit de IPP. A rezultat o capodopera tehnologica cu utilitate limitata si siguranta operativa scazuta, care a marcat /NASA vreme de un sfert de secol.
Aici putem spune ca a murit de tot NERVA si programul Rover. Ideea propulsiei spatiale nu a murit, insa NASA nu a mai avut pana in ziua de astazi curajul sa faca un asa program ambitios (cu sume bugetate pe masura). La nivel de jos, insa, interesul a ramas.
Va urma.
Marian Dumitriu (Checkmate)
Surse:
1. http://www.projectrho.com/public_html/rocket/realdesigns4.php#id–Reusable_Nuclear_Shuttle_Class_1
2. https://www.wired.com/2012/09/nuclear-flight-system-definition-studies-1971/
3. http://www.projectrho.com/public_html/rocket/spacetug.php#spacetug
4. Pre-Phase A Study for Analysis of a nuclear space tug vol 4 : https://ntrs.nasa.gov/citations/19710011980
5. Pre-Phase A Study for Analysis of a nuclear space tug vol 5 : https://ntrs.nasa.gov/citations/19710011981
6. https://theconquestofspace.com/?p=361
7. https://web.archive.org/web/20120505171808/http://www.energyfromthorium.com/NuclearShipPropulsion.html
La momentul asta ar fi ceva motive de optimism. Daca Starship reuseste sa zboare, va fi pt. prima oara cand se vor putea duce pe orbita sarcini mari (+100tone) la costuri foarte accesibile. De aici se pot relua proiectele de propulsie nucleara din anii ’60-’70. Unii spun ca tehnologia stagneaza, mi se pare ca a fost valabil pana acum 5-7 ani. Daca nu intervine ceva neprevazut suntem in zorii unei noi „golden age” (n-o sa zic „iepoca de aur”) a explorarii spatiale.
Pana la Starship (si poate New Glenn) proiectele pt. propulsie nucleara au fost SF, acum au sansa sa fie realitate.
Mulțumesc.
Foarte instructiv.
Despre NASA , au alte priorități iar deficitul colosal anual al guvernului federal , e dovada că prioritățile strategice a guvernului au fost profund modificate.
Irak , Afganistan , au mâncat mii de miliarde de dolari.
Nu au rezolvat nimic .
Au tăiat din alte sectoare pentru a finanța alte priorități. Care noi priorități eu cel puțin nu le înțeleg așa de bine. ?
Eu cred ca esecul navetei spatiale a fost momentul de cotitura al politicii spatiale americane.Iar naveta a esuat deoarece politicienii s-au bagat peste ingineri si nu i-au lasat sa-si faca treaba.Dar acela a fost momentul in care intregul estabilishment de la Washington a inceput sa-si puna intrebari despre programul spatial si sa caute raspunsuri.
NASA a fost din start nascuta in scop politic,sa le ia fata rusilor si pentru asta noi am uitat cate kilo tone de bani au bagat americanii in asta.Dar odata ce si-au atins scopul au mai mers un timp in virtutea inertiei,au fost implicati in proiectul ala Razboiul Stelelor dar dupa 91 ei s-au trezit fara obiectul muncii.
URSS s-a prabusit si contribuabilii americani au inceput sa-si puna intrebari de ce sa mai bage atatia bani la NASA.Toti americanii detesta amestecul statului in viata lor,iar printre ei NASA e cam la fel de populara ca si fiscul ..
Asa ca incet,incet,la Washington a inceput cristalizarea ideii de a transfera tehnologia spatiala in sectorul privat,problema fiind ca asta sa nu transpire la concurenta.E clar,NASA nu se va uita la bani ,pricipala sa problema va fi securitatea si robustetea rachetelor,modulelor si a roboteilor pe care-i trimite ici-colo.Iar principala sa frica va fi sa nu dea gres,astfel ca politicul sa nu fie expus la atacuri,critici si sa cada in sondaje ..
La privat,banul va fi mereu cantarit de 2 ori,vor fi mereu compromisuri intre siguranta si costuri,se va urmari eficienta.Prima lor tinta este turismul spatial,iar urmatoarea mineritul pe Luna si asteroizi.Toate estimarile arata ca o mina lunara sau pe asteroizi de +10 km diametru ar valora sute,mii de miliarde.Sant deja zeci de firme cu asociati multimilonari si miliardari care baga bani fara sa clipeasca,ca si cum ar juca la loto.
Poate ca unele nu vor avea succes.dar daca una va reusi,atunci milionul ala bagat in capital o sa valoreze un miliard la bursa,poate si mai mult.
Cum stim,deocamdata in frunte este charismaticul Elon Musk,dar vine repede din spate Jeff Bezos ,care are o ranchina personala cu Elon si o puternica dorinta sa-l lase in urma.Eu am ajuns sa-l respect pe JB,care nu este la fel de charismatic ca EM,dar este precum un buldozer,daca a pornit nimic nu-i sta in cale.
Pe locul 3 este vicleanul si sibaritul Branson,asta cu bani putini + ceva sponsorizari a facut cel mai mult si este lider pe criteriul de eficienta.
Triada asta si plutonul din urma lor reprezinta viitorul programului spatial.Ei au banii si motivatia ca sa dezvolte noi tehnologii si sa fie eficienti in ce fac.
Credeti ca vreo agentie guvernamentala,din orice tara,ar putea sa tina pasul cu astia,cu dorinta si motivatia lor de a inventa si inova ?
Cu totul de acord cu comentariul. In plus NASA a inceput sa se prostitueze cu climate change, se pare ca de acolo vor curge mai multi bani.
@Red
„Prima lor tinta este turismul spatial,iar urmatoarea mineritul pe Luna si asteroizi.Toate estimarile arata ca o mina lunara sau pe asteroizi de +10 km diametru ar valora sute,mii de miliarde.Sant deja zeci de firme cu asociati multimilonari si miliardari care baga bani fara sa clipeasca,ca si cum ar juca la loto.”
Suna interesant, si cam care ar fi firmele alea private (pe langa cele mari cunoscute) care baga bani fara sa clipeasca in industria aerospatiala (Inafara de alde Musk si Bezos)? Pentru ca e vorba de ceva bani, intr-adevar, cu toate ca Musk de ex a reusit sa reduca din costuri.
Imi amintesc din copilarie ca in cel putin unul din almanahurile alea de pe vremea lui Ceasca se vorbea (inclusiv cu schite) despre colonizarea Lunii, erau diverse modele de baze lunare si cred ca se discuta si despre posibilul minerit acolo, deci ideea e destul de veche si propusa cu multe decenii in urma dar realizarile intarzie, nu pare sa fie chiar atat de usor
E… cumva ca povestea cu gaina si oul. Teoretic, o industrie prelucratoare de materie bruta (aluminiu, magneziu, titan, silicon, nichel, si alte asemenea metale sunt abundente pe Luna) ar fi un mare bonus pentru o industrie orbitala.
Dar, ai nevoie de o industrie oribitala ca sa aibe sens sa incerci sa dezvolti asemenea facilitati de anvergura pe Luna. Altfel, e extrem de costisitor sa orbitezi asa ceva de pe Pamant.
Musk ajuta la rezolvarea problemei de acces ieftin pe orbita (aici depinde de definitia cuvantului „ieftin”; momentan e undeva in jur de 5000 $/kg, poate o poti aduce la 400 $/kg folosind un Big Dumb Booster pe stil de Starship/Superheavy; daca vrei mai jos, incepi sa te dai cu capul de limitele ingineriei moderne). Dar procesul e lent. Probabil vom vedea facilitati de asamblare orbitala a satelitilor in urmatorii 20 de ani (adica, in loc sa te chinuiesti sa fabrici un satelit pe Pamant si sa-l lansezi, lansezi materiale brute si-l construiesti pe orbita). Dar piata asta e micuta, si e discutabil daca ar justifica industrie lunara (vb de cateva zeci/sute de sateliti pe an; si daca aglomerezi prea tare spatiul orbital, te plesneste Kessler, care deja s-ar putea sa devina o problema stringenta).
Turism spatial… hmm, poate, dar nu multa lume isi permite, iar asemenea bogatani care si-ar permite nu cred ca si-ar dori sa-si riste vietile. Rachetele sunt departe de a fi la fel de sigure ca avioanele de linie, si un singur incident in care nush ce miliardar da coltul ar fi suficient sa omoare industria in fasa.
@radu2, in anii 70-80 ideile erau mult inaintea posibilitatilor. Colonii pe Luna sau drumuri cu echipaj uman pe Marte erau nefezabile. Abia in zilele noastre au devenit posibile.
„Credeti ca vreo agentie guvernamentala,din orice tara,ar putea sa tina pasul cu astia,cu dorinta si motivatia lor de a inventa si inova ?”
NASA, in 10 ani, a trecut de la orbita de 300 km cu Mercury, la a ateriza pe Luna la 384000 km.
Da, agentiile pot… daca sunt „descatusate”. Dar descatusarea asta e pe bani publici. Adica, bani politici, si nu sunt multe chestii care ar convinge-o pe AOC (par example) ca banii dati pentru NASA nu sunt „white man priviledge” sau alta tampenie…. Poate o amenintare externa. E unul dintre motivele pt care China (in opinia mea; va urma un articol la un moment dat) ascunde capacitatile sale reale in domeniul spatiului: daca s-ar da mare, ar risca sa sperie Occidentul si sa-l convinga sa dea drumul lesei agentiilor.
In fine, as sugera sa ai grija cu eficienta. In spatiu multe te pot omora, si, la un moment dat, o coorporatie s-ar putea sa fie tentata sa aibe o atitudine mai „laxa” cu privire la siguranta cosmonautilor sai. Vreau sa cred ca oamenii care vor lucra pe orbita nu or sa fie niste maltratati de genul Belterilor din „The Expanse” 🙂
Despre naveta spatiala in sine, recomand urmatorul articol:
https://caseyhandmer.wordpress.com/2021/02/24/sls-is-cancellation-too-good/
Am sa fiu sincer: eu nu sunt numai fascinat de produsele tehnologice ale agentiilor, ci si de cultura lor organizationala, si cum a evoluat de-a lungul timpului. Compara IPP si proiectele pt misiuni nucleare spatiale pe care le-am prezentat in articolele precedente cu ce aspiratiile moderne ale NASA.
Deja s-au dat dat drumul la Studiile referitoare la energia nucleară in spațiu, probabil o reactualizare a NERVA. Am vrut acum câteva săptămâni să pun știre.
E clar în efect al succesului Falcon 9 și Starship.
Nu e naveta, dar e Starship
Am citit articolul din link, excelent! Ca si articolul tau… 🙂
P.S. Am pus la episodul precedent un link, se pare ca NASA a dat drumul la proiectul reactorului nuclear spatial.
„Prima lor tinta este turismul spatial”
Nyet Tatyana. Prima lor tinta este sa depuna in spatiu conserve, in special pentru Uncle Sam.
@red
Istoria este un pic diferită
Programul navetelor americane a apărut pt ca pe hârtie ar fi însemnat reducerea majora a costului lansării fata de rachetele clasice
In realitate costurile au crescut
Totuși, navetele și au făcut datoria peste 20 de ani
Este adevărat ca fără motoare nucleare
Nu exista nici o garanție ca o propulsie de tipul programului Nerva ar fi fost un succes
Propulsia aerocosmica are încă multe necunoscute
Nu întâmplator sovieticii au avut atâtea eșecuri cu N1
Eșecuri dupa care a apărut motorul de pe Energhia
Este prea devreme sa ne bucurăm
Propulsia aerosmica este înca la început
Cu impulsuri reduse
Motoarele ionice și nucleare sunt intr-adevăr de viitor
Pt ca permit un control mai îndelungat al tracțiunii
Totuși, pana la generalizarea acestor motoare va mai trece ceva timp
Sigur americanii au multe programe, cele mai multe private
Dar de aici pana la propulsia nucleară aerocosmica e drum lung
Mulțumesc de articol, întrebarea principala pe ca o am acum este urmatoarea: dacă prin absurd nava era lovita de micrometeoriti în momentul în care avea mercur în jurul motorului și avea scăpări mai avea echipajul șanse la viata ?
1) Micrometeoritii naturali sunt de fapt, foarte rari. Nu tin minte un incident cu micrometeoriti, dar foarte multe cu deseuri orbitale de dimensiuni reduse. Acolo e pericolul adevarat.
2) E improbabil ca mercurul sa otraveasca echipajul. Ar pluti, seren, in neant (devenind, probabil un pericol navigational; vezi micrometeoritii de mai sus).
3) Nu ar fi placut dpdv ar radiatiei, insa un astfel de vehicul ar putea, probabil sa fie detasabil si modular. Detasezi motorul si il trimiti departe, cu celeritate, sau, detasezi modulul echipajului si te indepartezi. Nu uita ca dozele de radiatie depind f mult si de timpul de expunere.
De asemenea, depinde cat de presurizat e mercurul. Daca preziunea e mica, probabil ca scaparile ar fi reduse, si ai avea timp sa iei masuri.
corecect, uite la asta cu presurizarea nu m-am gandit
‘NERVA are nevoie de naveta, dar naveta nu are nevoie de NERVA’. – buna asta 🙂
Marian, referitor la continuarea dezvoltarii prgramelor nucleare, un aspect important este cel al schimbarii normelor de testare la sol, care nu mai permit teste in spatiu deschis (asa cum se faceau la |Nerva sau Rover). Acum totul e subteran, sau incinta securizata la suprafata, sau ardere/condensare/precipitare completa a compusilor. Deci mult mai scump.
Legat de iradierea echipajelor la sol sau in misiune, totul este legat de perceptia noastra actuala, si de conventia sociala a ceea ce definim ca acceptabil. Spre exemplu, statul langa un reactor este perceput ca inerent nesigur desi cele mai multe reactoare folosite la propulsie sunt pe submarine, si culmea ironiei, acele echipaje primesc doze mai mici decat primi noi acum. Desigur exista si amenintarea unor oribile accidente cand totul poate merge foarte prost. Dar si aici, sunt absolut sigur, ca mortalitatea data de sistemele clasice de propulsie este la fel de mare, si la fel de greu evitabila (hai sa ne gandim din nou tot la submarine). Putem extinde discutia la cat de sigura e industria energetica nucleara, prin comparatie reala cu cea termica si rata reala de mortalitate asociata celei din urma (mai ales daca extindem analiza la sectorul primar – extractiv ). Discutii, discutii 🙂
„Putem extinde discutia la cat de sigura e industria energetica nucleara, prin comparatie reala cu cea termica si rata reala de mortalitate asociata celei din urma (mai ales daca extindem analiza la sectorul primar – extractiv ). ”
Raspunsul e: a naibii de sigura, chiar si cu estimari maximale pt Chernobyl si Fukushima: https://earth.org/nuclear-which-is-the-safest-energy-source/
Cam pe unde ai si regenerabilele. Doar ca oamenii nu stiu sa evalueze riscuri (radiatie exista peste tot in jurul nostru, spre exemplu, dar lumea nu accepta ca modelul LNT e grav perimat si se comporta de parca un singur neutro te poate omora) si ca atare energia nucleara e demonizata. Faptul ca nea Gelu de la etajul trei nu sta sa se informeze ce e radiatia alpha, beta sau gamma (si, de fapt, nu prea are rabdare pt nimic, dar are un vot) nu ajuta.
In fine, semi-resurgenta usoara a energiei nucleare se datoreaza urgentei climatice si a maturizarii tehnologiilor reactoarelor modulare. Ca, ce sa vezi, e cam greu cu soarele, vantul si kumbaya sa mentii o civilizatie tehnologica. Germania a incercat si a dat chix, si continua sa dea chix.
Sincer, ar merita un articol (sau, mai degraba, o invitatie la dezbatere) dar nu stiu unde s-ar incadra asa ceva pe rumaniamilitary. Securitatea energetica, poate….
Despre o continuare a ROVER, ei bine, daca ai observat, motoarele au devenit din ce in mai mici catre finalul programului (pana la seria PEWEE si Furnalul nuclear, pe care cu greu la mai poti denumi motoare). Asta era fiindca specialistii preconizau ca nu le vor mai putea testa la suprafata, si au inginerit solutia unor motoare mici si testari de amsamble individuale ca sa nu fie necesara constructia unor hale cat niste bazine olimpice pt testari. Astea tind sa dea anevrisme congresmenilor….
Cu moartea ambitiilor NASA, ROVER a disparut si el si nici macar facilitatile alea nu au mai fost construite. Daca vrei sa stii cum ar fi aratat:
https://beyondnerva.com/nuclear-test-stands-and-equipment/nuclear-furnace-exhaust-scrubbers/
https://beyondnerva.com/nuclear-test-stands-and-equipment/sntp-based-h2-exhaust-scrubbing/
https://beyondnerva.com/nuclear-test-stands-and-equipment/subscale-active-filtration-of-exhaust-safe/
https://beyondnerva.com/nuclear-test-stands-and-equipment/full-exhaust-capture-and-stennis-space-center-testing-plans/
Marian, am dat din greseala peste un text suficient de scurt cat sa-l parcurg 🙂 Nu stiu daca l-ai vazut, nu stiu daca e reprezentativ sau ce valoare are. Dar m-a amuzat oarecum sa descopar optimismul (fie el si partinitor, si vadit centrat pe expunerea avantajelor si omiterea dificultatilor) acelor vremuri.
https://www.osti.gov/includes/opennet/includes/Understanding%20the%20Atom/Nuclear%20Propulsion%20for%20Space%20V.2.pdf
Poate fraza care capteaza diferenta intre acele vremuri si prezent este „FORTHE MOON AND BEYOND „. Aceeasi fraza este folosita si in prezent, dar este asociata programelor cu propulsie chimica 🙂 Poate ca s-au schimbat multe intre timp, sau poate ca din contra, nu s-au schimbat suficient. Chestie de perspectiva 🙂 Bafta!