Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

Верхний пост

Привет. Здесь я пишу про ядерные и термоядерные машины - реакторы, установки, исследовательские лаборатории, ускорители, а так же про радиацию. Я инженер-электронщик, но увлекаюсь этой тематикой уже не первое десятилетие и стараюсь рассказывать интересующие меня вещи с инженерной позиции.

Collapse )

Битва гиперсозвездий

Последние года 3 на давно сложившемся рынке спутниковой связи можно наблюдать приличный хайп вокруг проектов низкоорбитальных (НОО) спутниковых гиперсозвездий - телекоммуникационных систем, состоящих из многих тысяч спутников, дорогих и амбициозных проектов. Мне кажется интересно углубится в технические и экономические подробности этих проектов и поговорить об их перспективах.


Спутниковая связь сегодня и последние лет 30 - это прежде всего геостационарные спутники-ретрансляторы, расположенные, соответственно, на геостационарной орбите, где спутник примерно неподвижен относительно наземного наблюдателя и является эквивалентом обычного радиоретранслятора, расположенного на вышке высотой 35000 километров. При этом один единственный спутник виден сразу с ~35% площади Земли, а трех хватает чтобы охватить всю поверхность кроме приполярных районов.


Геостационарные спутники связи сегодня - это весьма тяжелые машины, весом до 4 тонн (на рабочей орбите) обеспечивающие каналы связи шириной до нескольких сотен гигабит.  Такой облик этих спутников сложился с одной стороны из весьма большого потенциального охвата радиосигналом со спутника (много ли радиовышек может похвастаться 5 миллиардами потенциальных клиентов?), с другой стороны весом оборудования, которое способно выжать максимум пропускной способности из доступного радиоспектра.

Collapse )

Снова в эфире

Очередная длинная пауза с написание хоть чего-то в блог у меня нарисовалась из-за рабочей нагрузки и разнообразной медицины, но возможно в ближайшее время все же будет какая-то активность. Правда, планов по написанию статей гораздо больше, чем свободного времени, а актуальность тем со временем проходит, поэтому если что-то откладывается, то зачастую в очень долгий ящик, где у меня есть даже полностью написанные статьи, увы. 

Тем более, что 14-16 апреля я по любезному приглашению Департамента Коммуникаций Росатома участвую в Атомэкспо 2019 и надо закладываться на написание статьи по этому мероприятию.

Пока же в планах написать в апреле 1) неожиданную статью по космической тематике 2) завершить рассказ про строительство объекта "Укрытие" как раз к очередному юбилею. И еще миллион других тематик, которые будут написанны как-нибудь потом. 

В России успешно написали отчет по ключевой системе ядерного космического двигателя

С сегодняшнего утра мне уже несколько раз прислали ссылку на новость, где написано буквально "В России успешно испытали систему охлаждения ядерной электродвигательной установки мегаваттного класса." Исходным источником новости является ТВ Звезда, которая в подтверждение успешности испытания ссылается на документы госзакупки.... от 29.09.2016 года.

Закупка эта производится на научно-исследовательскую работу Разработка предложений по летной верификации результатов наземных испытаний и проведению испытаний ключевых систем перспективных ЯЭДУ в космическом пространстве (Шифр НИР: "Верификация") Для этой закупки, на наше счастье, есть техническое задание, из которого можно узнать, что НИР направлена на разработку космических экспериментов, верифицирующих наземную отработку узлов ЯЭДУ мегаваттного класса, результатом НИР должны стать проекты этих космических экспериментов с элементами ЯЭДУ.


Картинка в подтверждение новости "В России успешно испытали систему охлаждения ЯЭУ мегаваттного класса"

Еще раз: результатом НИР должно стать описание на бумаге, как можно было бы проверить работоспособность космического буксира с ЯЭУ мегаваттного класса (этот проект хорошо известен под шифром ТЭМ - транспортно-энергетический модуль), не запуская сам буксир. Где здесь "успешное испытание системы охлаждения", я не знаю.

Можно, конечно, предположить, что в реальности, действительно, прошло испытание системы сброса тепла (холодильников-излучателей), скорее всего не полноразмерных, а элемента панелей - его вполне можно провести на существующих термо-вакуумных стендах. Однако, ирония тут в том, что НИР заказана именно потому, что нигде в мире нет термо-вакуумного стенда, в котором можно было бы испытать полноразмерную систему охлаждения ТЭМ, прежде всего по охлаждению (нужно отводить ~2,5 мегаватта тепла на температуре жидкого азота).

Кроме того, не слышно, что бы Минфин внезапно бы расщедрился, и откатил бы обратно сокращение финансирования Роскосмоса по ФЦП "Космос-2025" (а сумма в 2016 году была сокращена с 3 до 1,5 триллионов). Эта усушка финансирования привела к тому, что по ТЭМ до 2025 года решено было отделаться наземными испытаниями и разнообразными НИР, описывающими, как именно нам снять все технические риски к 2025 году, что бы уж потом-то точно построить и запустить летный ТЭМ. В частности кроме основной ОКР "Нуклон", по которой создаются технологии, которые позволят построить к 2025 году наземный прототип ТЭМ были заказаны НИР "Верификация", НИР "Отработка" (400 млн рублей) и НИР "Ядро" (160 млн рублей) - все они направлены на проработку проектного облика ТЭМ и снижение технических рисков.

В итоге, из общей картины, я считаю, что у либо ТВ Звезда заменила "источники" первой попавшейся тематической госзакупкой, то ли у корреспондента сработала "напоминалка" по этой НИР, которая должна была закончится как раз в октябре 2018 года и так появилась новость, вводящая в заблуждение.

P.S. Еще у меня про ТЭМ и про ядерные космические реакторы (и слайды лекции по этой тематике), а так же про реально испытываемый сегодня американский Kilopower.

Ядерный Израиль

В свете обострения отношения РФ и Израиля интересно посмотреть на оценки ядерного арсенала Израиля чуть глубже, чем "эксперты считают, что Израиль имеет х боеголовок". Как и в случае с Северной Кореей, информация тут распадается на 3 части: факты, оценки исходя из физики явлений и спекулятивные построения "как бы я сделал на месте израильтян".



К известным фактам можно отнести три вещи: Израиль начал свою атомную программу еще в середине 1950х годов, Израиль никогда не подтверждал, но и не опровергал утверждения о наличии у него ядерного оружия, Израиль импортировал из Франции в конце 50х годов ядерный реактор, который был пущен в ядерном центре Димона. К почти достоверным фактам можно так же отнести информацию, которую слил в 1986 году бывший работник этого ядерного центра Мордехай Вануну, об этой информации мы еще поговорим.

Collapse )

Глубинные корни EROEI

А вы знаете, что уголь - это запасенная за сотни миллионов лет энергия солнца, которую человечество вознамерилось сжечь за жалкие несколько сотен лет? Ну да, наверняка слышали этот штамп...

Интересно, а что будет, если пойти дальше, и найти корневые источники всей энергии, что есть на Земле?  Ребята с прекрасного сайта Energy Matters сделали это



Ну да, не вся энергия у нас от Солнца. Часть пришла на землю в виде избыточной энергии ядер различных атомов, правда уран и торий, по современным воззрениям, появляются не в результате взрывов сверхновых, а в результате слияния нейтронных звезд, т.н. килоновых.

И смотря на эту картину, коллега Николай Походенько заметил, что тут не хватает третей силы - гравитации. Она отвественна за часть геотермального тепла, которая обусловлена опусканием плотной материи, типа железа, к ядру Земли. Гравитация же отвественна и за энергию, которая выделяется в результате слияния нейтронных звезд, да и части Сверхновых. Гравитация отвественно за приливные силы.

Фактически, можно пойти дальше и заменить "Солнце" и "Сверхновую" "термоядерным синтезом" и "гравитационной энергией". Но... откуда во вселенной вообще возник "запас" энергии для термоядерного синтеза и гравитационной энергии? Из распада инфлатонного поля.

Действительно, в момент Большого Взрыва Вселенная содержала в себя инфлатонное поле, которое раздуло ее размеры как минимум на 30 порядков и распалось в виде горячей материи. Полученный импульс движения и наличие материи привело к появлению гравитационного потенциала, который можно было использовать. А быстрое расширение не дало вселенной сжечь все запасы термоядерного топлива на ранней стадии, и выйти из большого взрыва с только атомами железа. Звезды стали возможны.

Отсюда можно сделать нехитрый вывод - следующая энерготехнология человечества будет рутинно использовать инфлатонное поле, и маленькие новые вселенные для получения электроэнергии.


Симуляция килоновой GW170817, которая благодоря гравитационной обсерватории LIGO, является первым подтверждением этого класса космических катастроф.

Космический реактор Kilopower прошел наземные тесты

NASA поделилось с общественностью пресс-релизом о прогрессе в разработке реактора для космического применения Kilopower. Год назад я описывал этот проект подробно и тогда разработка была доведена до испытаний системы преобразования тепла в электроэнергию. Что ж, можно констатировать, что великолепный прогресс проекта стал еще лучше.




Реактор Kilopower на Луне (рендер).

В 2017 году в центре им. Гленна НАСА были проведены полномасштабные тепловакуумные испытания прототипа реактора с использованием электрического имитатора тепла распада внутри имитатора активной зоны из обедненного урана. В целом надо отметить, что отработка механизма передачи тепла от активной зоны в генераторы на базе двигателей Стирлинга (далее - ГДС) с помощью тепловых труб являлась чуть ли не самой сложной и важной частью проекта, поэтому затянулась на 3 года. В частности, сложной задачей является запуск натриевых тепловых труб, в которых надо расплавить и испарить часть натрия, что бы образовался достаточный тепловой поток, но при этом не перегреть их. Учитывая "самоуправляемый" характер реактора это не так-то и просто с точно зрения инженерии. Финальный цикл испытаний с болванкой обедненного уран-молибденового сплава был нацелен на испытания тепловых переходов между активной зоной (АЗ) и тепловыми трубами.

Collapse )

Небольшой апдейт к "Ядерной реальности космических баз"

Год назад у меня был пост про различные проекты ядерных энергоустановок для обеспечения энергией будущих местообитаний человека на других планетах. И вот появились некоторые новые мысли, которыми можно дополнить прошлогодний пост.

Речь пойдет про южный полюс Луны, который с высокой достоверностью содержит довольно приличные по объему запасы воды в вечно затененных кратерах. В то же время "вечная затененность" отсекает простое использование солнечных батарей, которые при прочих равных выигрывают у ядерных источников электроэнергии с разгромным счетом. Однако, хорошо известно, что рядом с вечно затемненными кратерами располагаются и "пики вечного света". Мне всегда было интересно, насколько "вечным" является свет на этих пиках, насколько они велики, насколько сложной и дорогой будет в целом солнечная электростанция, которую там можно будет построить.


Район южного полюса луны, снятый японской станцией "Кагуйя" с обозначенными пиками вечного света. Эти же точки обсуждаются в тексте ниже.

Первый ответ на эти вопросы найти не сложно - пики “вечного” света, примерно десяток которых разбросаны в пределах 100 км от южного полюса, освещены не 100% времени. Для лучшей локации, расположенной на ободе кратера Шеклтон Солнце светит в течении 86% лунного года, а целом же “вечно освещенными” считают площадки, где Солнце светит больше 70% времени.

Collapse )

Интересное наблюдение по запуску Falcon Heavy

Я смотрю, в рамках холиваров вокруг FH, который взял и не взорвался на пусковом столе, а вполне даже что-то отправил на гелиоцентрическую орбиту (формально дальше, чем СССР за всю историю пусков, но об этом позже) одна из козырных карт у одной из сторон "а почему при заявленной массе полезной нагрузки в 60+ тонн FH пульнул всего одну Теслу весом в тонну?"

При попытке разобраться в ответе на этот вопрос выяснилась парочка интересных деталей.

Начнем с грузоподъемности FH в целом. На на сайте SpaceX она уканаза в 63.8 тонны на низкую орбиту(НОО), 26,700 на геопереходную и 16800 - на гомановскую отлетную к Марсу.



Однако на слайде презентации Маска прошлой осенью мы видим 30 тонн на НОО


Collapse )

Обновление по коммерческим пускам

20 месяцев назад я написал маленький пост про ситуацию с рынком запуска в космос коммерческих полезных нагрузок, и вот пришло время обновить эту информацию. Напомню, что речь идет о рынке, где клиенты могут выбрать оператора и есть конкуренция - т.е. сюда не относятся национальные военные, научные и пилотируемые программы, хотя в США в последнее время SpaceX постепенно отъедает монополию ULA. Но что бы не смешивать эти явления, остановимся на коммерческих ПН - спутниках связи, запускаемых на геостационарную/геопереходную орбиты и низкую околоземную орбиту, а так же спутники дистанционного зондирования.

Забавно, но при таком разделении всех пусков на две категории, довольно очевидном и беспроблемном 20 месяцев назад наметились проблемы. Во-первых, раньше можно было смело отбросить запуски cubsat'ов - однако теперь у нас есть вполне коммерческая спутниковая группировка фирмы Planet из спутников ДЗЗ Flock, и неплохо бы учитывать этот рынок. Во-вторых развивается рынок запуска созвездий связных спутников (вслед за обновлением Iridium планируются запуски O3b и грандиозной OneWeb). Видимо надо будет либо приписать их операторам (например - Arianspace и Роскосмосу), либо учесть отдельными линиями.

В общем получившаяся картинка в итоге носит скорее иллюстративный характер
Напомню, что график нарисован скользящими средними за два года, и цифры слева - тоже количество коммерческих пусков за два года, а не за один - иначе скользящая оказывается слишком шумной. В итоге графики почти не реагируют на паузы в запусках, показывая тренды.

А тренды такие - начиная с 2014 года падает доля рынка "Протон-М", которая сначала перетекала к Arianspace, но в последний год и Arianspace начал терять рынок в пользу Space-X. В общем-то всем заинтересованным это и так очевидно.

Интереснее, конечно что будет дальше. На картинке хорошо видно, что хотя последние 3 года есть небольшой рост с ~15-20 запусков в год до 20-25, кардинально ничего не меняется. В целом это означает, что 18 пусков SpaceX прошлого года практически полностью выбирают нишу, доступную этой компании, учитывая, что монополизм заказчикам не нужен, и Arianspace будут тянуть и дальше. В ближайшие дни я хочу написать текст про возможное будущее спутниковых созвездий на низких орбитах - одну такую собирается запускать компания OneWeb а другую SpaceX. Эти созвездия из сотен и тысяч спутников если обещают очень заметно изменить рынок запусков, вопрос в том - состоятся ли они в целом?