Naše kosmické lodě se loudají po Sluneční soustavě jako šneci. Být tu nějaké cizí civilizace, potrhají se smíchy. Není náhodou, že se poslední dobou objevují stále nové a nové nápady na kosmický pohon, který by našemu druhu vrátil důstojnost.
Dnešní kosmické pohony v zásadě představují buď chemický raketový pohon s velkým výkonem, nebo anebo solární plachty, které mají ohromující výdrž. Pozoruhodný kompromis mezi nimi představuje jaderný pohon v různých variantách. Společnost se slibným názvem Positron Dynamics získala grant institutu NASA Institute of Advanced Concepts (NIAC), který zahrnuje vývoj nového typu jaderného pohonu Fission fragment rocket engine, čili FFRE.
FFRE není úplně nový koncept. V jeho realizaci se skrývá řada zásadních technologických překážek, které bude nutné překonat, aby byl pohon typu FFRE prakticky použitelný. Jejich výhody, jako například vysoký specifický impuls nebo extrémně vysoká hustota výkonu se snoubí s nevýhodami, jako je nutnost zprovoznění komplikované formy levitace plazmatu.
Positron Dynamics věří v úspěch díky využití dvou klíčových prvků technologie, které samy o sobě představují významný průlom. Prvním z nich je umístění štěpného materiálu do ultralehkého aerogelu a druhý spočívá v použití supravodivého magnetu, který zadržuje částice ze štěpných reakcí.
Pohon FFRE je založený na stejném procesu, který pohání jaderné štěpné reaktory. Nevyrábí samotnou elektřinu, ale také potřebný tah pro kosmickou loď, tedy velmi intenzivní tah. Zároveň není zrovna moc praktické posílat do vesmíru masivní uranové palivo, jaké se používá v jaderných reaktorech. Doslova zázračným řešením je použití uranového aerogelu. Ten je nadpřirozeně lehký a lze jej poslat do vesmíru bez větších obtíží a zároveň stále funguje jako štěpné palivo.
Určitý problém je v tom, že aerogel kvůli svým vlastnostem sám o sobě neudrží částice generované štěpnými reakcemi. K tomu je nutná masivní síla z vnějšku, kterou nabízí zmíněný supravodivý magnet. Takové magnety dnes obvykle využívají experimentální fúzní reaktory, v nichž je nutné udržet plazma o astronomicky vysoké teplotě. Pro produkty štěpných reakcí ale rovněž poslouží velmi dobře.
Projekt pohonu a uranovým aerogelem je ještě velmi teoretický. Ale NIAC financuje právě takové věci – projekty v rané fázi, které by se mohly slibně rozjet. Třeba to bude právě pohon FFRE, který nás dostane do vzdálených hlubin Sluneční soustavy za rozumnou dobu.
Video: 14.A Fission Fragment Rocket
Literatura
Kosmická loď s fúzním pohonem doletí za 2 roky k Titanu. Jen ho postavit.
Autor: Stanislav Mihulka (21.10.2020)
Nový pohon kosmických lodí využívá technologii slunečních erupcí
Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2021)
Pentagon plánuje do 4 let vypustit kosmickou loď s jaderným termálním pohonem
Autor: Stanislav Mihulka (01.09.2021)
Probublávající jaderný termální pohon by se mohl stát budoucností NASA
Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2022)
Diskuze:
Reaktivní pohon
Vojta Ondříček,2023-02-19 18:10:43
Prozatím známe jen jediný pohon ve vzduchoprázném prostoru a tím je urychlení hmoty opačným směrem, než je požadované zrychlení. V článku se není zmiňováno čím bude vyvolána akce, jejíž reakcí je urychlení masy vehiklu.
Na dosažení oběžné dráhy ve výši několika set kilometrů a odpovídající únikové rychlosti nelze použít nějaké zdraví škodlivé látky. Prakticky je to možné jen pálením (okysličováním) vodíku kyslíkem. Případný jaderný pohon by se mohl možná spustit snad ve vzdálenosti desítek tisíců km nad povrchem.
Re: Reaktivní pohon
Tomáš Černák,2023-02-19 20:06:24
Sice to v článku nepíší, ale palivo poteče tím aerogelem. Půjde tedy o klasický reaktivní pohon. Jaderný motor s pevným jádrem. Lze tedy očekávat Isp kolem 10 kNs/kg. Oproti klasickému jadernému motoru, jako RD-0410 nebo NERVA, by byl velmi lehký a měl vysoký poměr tahu ku hmotnosti.
S jadernými motory se počítá do horních stupňů a meziplanetárních stupňů, protože obvykle musí pro vysoký ISP používat vodík, který ma značnou penalizaci při existujícím tlaku okolo trysky a obecně nižší poměr tahu ku hmotnosti dělá nasazení na zemi nepraktické.
I když při využití atmosféry jako PHM by to mohla být cesta k funkčnímu SSTO.
Rusové kupříkladu vyvíjí ŘSPDL s proudovým jaderným motorem. Pokud by vývoj byl úspěšný, bylo by možní časem tento motor škálovat na velikost nutnou pro letadlo.
Re: Re: Reaktivní pohon
Jan Kotek,2023-02-23 15:54:56
Američané se o něco takového snažili již v 50. letech minulého století (Projekt Pluto). Rusové až v posledních 10 letech (9M730 Burevestnik).
Re: Re: Re: Reaktivní pohon
Tomáš Černák,2023-02-24 11:35:15
To není pravda. Sověti na tom pracovali taky od 50tých let. Vojenské programy si obě strany vzájemně v určité míře kopírovaly, aby nezískala druhá strana zásadní převahu.
Rusové na tom sice pracují posledních cca 12 let, ale to neznamená, že začali z nuly. Vychází z obnoveného programu, který SSSR rozjel v 80tých letech jako jednu z odpovědí na americké hvězdné války (a Sověti tehdy byli před koncem SSSR už hodně blízko).
Drtivá většina aktuálních ruských "wunderwaffen" mají základ v Sovětských programech z 80tých let. SSSR byl v nich v té době totiž extrémně napřed před konkurencí a tak bylo možné ten mimořádně drahý výzkum prostě jen vytáhnout z archivů a postupně dokončit. Proto jsou například Rusové aktuálně napřed v hypersonice, i když do toho mohli dát jen zlomek toho, co si mohou dovolit Američané. Ti svůj vývoj jedou skoro z nuly (něco málo nakoupili na začátku 90tých let z ex-SSSR).
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
