понеделник, 27 октомври 2014 г.

ПОСТОЯННОТОКОВ ВЪЗДУШНО - РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ, ИЗПОЛЗВАЩ ЯДРЕН СИНТЕЗ



Предпочитаният двигател, който ще ни отведе до звездите, е постояннотоковият въздушнореактивен синтезен двигател. Във Вселената има изобилие от водородзатова един постояннотоков въздушнореактивен двигател може да „загребва“ водород, докато се движи в открития космос, който на практика му предоставя неизчерпаем източник на ракетно гориво. Щом бъде натрупан достатъчно во­дород, той ще бъде нагорещен до температура от милиони градуси, достатъчно висока, за да фузира водородът, отде­ляйки енергията при термоядрената реакция.
Постояннотоковият въздушнореактивен двигател е пред­ложен от физика Робърт У. Бусард през 1960 г. и по-късно е популяризиран от Карл Сейгън. Бусард изчислил, че един постояннотоков въздушнореактивен двигател с тегло около 1000 тона теоретично може да поддържа постоянна тяга със сила 1 g, т.е. тяга, която може да се сравни с това да стоиш прав на Земята. Ако постояннотоковият въздушно­реактивен двигател може да поддържа ускорение от 1 g за една година, той ще достигне 77 процента от скоростта на светлината, което ще бъде достатъчно, за да превърне в се­риозна възможност пътуването между звездите.
Изискванията към постояннотоковия въздушнореакти­вен синтезен двигател могат да се изчислят лесно. Първо, знаем средната плътност на водородния газ във Вселената. Можем и да пресметнем приблизително какво количество водороден газ трябва да бъде изгорено, за да се достигне ускорение от 1 g. Това изчисление на свой ред определя колко голямо трябва бъде „загребването“, за да бъде натрупан достатъчно водороден газ. С помощта на няколко разумни допускания може да се покаже, че ще ви трябва загребване, което достига диаметър от 160 километра.
Въпреки че създаването на загребващо устройство с такъв размер би било възпиращо трудно на Земята, изграждане­то му в открития космос повдига по-малко проблеми зара­ди безтегловността. По принцип постояннотоковият въздушнореактивен дви­гател може да се задвижва безкрайно и да достига далечни звездни системи в Галактиката. Тъй като времето забавя хода си в ракетата според Айнщайн, е възможно достигането на астрономически разстояния, без да се прибягва до под­държането на членовете на екипажа в състояние на летар­гия. След като увеличава ускорението си с 1 g в продълже­ние на единадесет години според часовниците в междузвезд­ния кораб, космическият апарат ще стигне до звездния куп Плеядите, който се намира на разстояние 400 светлинни го­дини. За двадесет и три години той ще стигне до Галактика­та Андромеда, която се намира на 2 милиона светлинни го­дини от Земята. На теория космическият кораб може да дос­тигне границата на видимата вселена през живота на един член на екипажа (въпреки че на Земята ще са изминали милиарди години).
Главният повод за несигурност е реакцията на ядрен синтез. Синтезният реактор ITER, който по план трябва да бъде изграден в Южна Франция, комбинира две редки форми на водород (деутерий и тритий), за да добива енергия. В отк­рития космос обаче най-често срещащата се форма на водо­рода се състои от един-единствен протон, обграден от един електрон. Затова постояннотоковият въздушнореактивен синтезен двигател трябва да използва реакцията на ядрен синтез от типа протон-протон. Въпреки че ядрено-синтезният процес, основан на деутерия и трития, е бил изследван в продължение на десетилетия от физиците, процесът на яд­рен синтез от типа протон-протон не е изяснен напълно, по - труден е за осъществяване и води до произвеждането на да­леч по-малко енергия. Затова овладяването на по-трудната реакция от типа протон-протон ще бъде техническо предиз­викателство през следващите десетилетия. (Освен това ня­кои инженери повдигат въпроса дали постояннотоковият въздушнореактивен двигател може да преодолее възпира­щите ефекти, когато се приближава до скоростта на светли­ната).
Докато изучаваме физиката и икономиката на ядрения синтез от типа протон-протон, е трудно да направим точни оценки на реализуемостта на постояннотоковия въздушно- реактивен двигател. Но това устройство се намира в късия списък от възможни кандидати за всяка мисия към звезди­те, която обмисляме.
Следва продължение при което е разгледаме Ядрената електрическа ракета…….


НИКОЛАЙ НИКОЛОВ

Няма коментари:

Публикуване на коментар