Nukleartechnik für die Raumfahrt

  • 847 Antworten
  • 234174 Aufrufe

Offline Dominic

  • ***
  • 169
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #700 am: 07. September 2018, 11:49:30 »
Vortrag von Dr. David Poston, Leiter des compact fission reactor design team des LANL bei der Mars Society Convention 2018 über die Kilopower Technik, natürlich mit besonderem Hinblick auf den Einsatz auf dem Mars.


Offline FlyRider

  • *****
  • 1447
    • Mein Makerspace
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #701 am: 30. Oktober 2019, 13:48:53 »
Wie es aussieht, soll der Kilopower Generator auch für die kommenden Mondmissionen (Artemis und nachfolgende Programme) genutzt werden. Nachdem der KRUSTY Test ja wohl zur vollen Zufriedenheit verlaufen ist, wird man die Technologie wohl für konkrete Missionen weiterentwickeln.

https://www.nasa.gov/press-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power

Zitat: "The project will remain a part of the STMD’s Game Changing Development program with the goal of transitioning to the Technology Demonstration Mission program in Fiscal Year 2020."

Man hat momentan wohl konkret vor allem bodenstationierte Generatoren im Auge, die die Energie für In-Situ Prozesse (naheliegend wäre z.B Wasser -> Sauerstoff -> Treibstoff (H + 0) auf dem Mond) bereitstellen sollen. Zitat: "Such a demonstration could pave the way for future Kilopower systems that power human outposts on the Moon and Mars, including missions that rely on In-situ Resource Utilization to produce local propellants and other materials."

Egal was manche von den neuen Mondplänen und Artemis halten: Ich finde das alles MEGA spannend und freu mich wie Schnitzel auf die nächsten Jahre  :D
« Letzte Änderung: 30. Oktober 2019, 23:14:43 von FlyRider »

McPhönix

  • Gast
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #702 am: 30. Oktober 2019, 16:09:33 »
Ich hoffe ja auch sehr, daß ich die erste Nutzanwendung auf dem Mond noch erlebe.

Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #703 am: 30. Oktober 2019, 18:27:39 »
Wie es aussieht, soll der Kilopower Generator auch für die kommenden Mondmissionen (Artemis und nachfolgende Programme) genutzt werden. Nachdem der KRUSTY Test ja wohl zur vollen Zufriedenheit verlaufen ist, wird man die Technologie wohl für konkrete Missionen weiterentwickeln.

https://www.nasa.gov/press-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power

Zitat: "The project will remain a part of the STMD’s Game Changing Development program with the goal of transitioning to the Technology Demonstration Mission program in Fiscal Year 2020."

Man hat momentan wohl konkret vor allem bodenstationierte Generatoren im Auge, die die Energie für In-Situ Prozesse (naheliegend wäre z.B Wasser -> Sauerstoff -> Teibstoff (H + 0) auf dem Mond) bereitstellen sollen. Zitat: "Such a demonstration could pave the way for future Kilopower systems that power human outposts on the Moon and Mars, including missions that rely on In-situ Resource Utilization to produce local propellants and other materials."

Egal was manche von den neuen Mondplänen und Artemis halten: Ich finde das alles MEGA spannend und freu mich wie Schnitzel auf die nächsten Jahre  :D


Leider fehlt es scheinbar sowohl an der Finanzierung als auch einer KONKRETEN Projektierung für ein raumtaugliche Hardware.

https://www.space.com/nuclear-reactor-for-mars-outpost-2022.html

Das DoE scheint jedenfalls in diesem Jahr aktuell davon auszugehen, frühestens im FY 2022 Flughardware entwickelt zu können.

Aber spannend finde ich es auch extrem...

Offline FlyRider

  • *****
  • 1447
    • Mein Makerspace
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #704 am: 30. Oktober 2019, 21:35:59 »


Das DoE scheint jedenfalls in diesem Jahr aktuell davon auszugehen, frühestens im FY 2022 Flughardware entwickelt zu können.

Aber spannend finde ich es auch extrem...

Ich hab das anders verstanden: "No off-Earth demonstration is on the books yet, but Kilopower should be ready to go by 2022 or so if need be, said Patrick McClure, Kilopower project lead at the Department of Energy's (DOE) Los Alamos National Laboratory in New Mexico.

"I think we could do this in three years and be ready for flight," McClure said late last month during a presentation with NASA's Future In-Space Operations working group. "

Klingt für mich eher so, dass es zwar bislang noch keine konkreten Anfragen für eine Mission gibt, man bis 2022 aber auf jeden Fall bereit wäre. Ich glaube schon, dass wir das Ding in den nächsten Jahren im Einsatz sehen werden. 2 Tonnen für eine kontinuierliche Versorgung mit 10kW Leistung an jedem Punkt im Sonnensystem und z.B auch während der Mondnacht - besser geht es doch kaum  8)

Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #705 am: 30. Oktober 2019, 23:04:37 »


Das DoE scheint jedenfalls in diesem Jahr aktuell davon auszugehen, frühestens im FY 2022 Flughardware entwickelt zu können.

Aber spannend finde ich es auch extrem...

Ich hab das anders verstanden: "No off-Earth demonstration is on the books yet, but Kilopower should be ready to go by 2022 or so if need be, said Patrick McClure, Kilopower project lead at the Department of Energy's (DOE) Los Alamos National Laboratory in New Mexico.

"I think we could do this in three years and be ready for flight," McClure said late last month during a presentation with NASA's Future In-Space Operations working group. "

Klingt für mich eher so, dass es zwar bislang noch keine konkreten Anfragen für eine Mission gibt, man bis 2022 aber auf jeden Fall bereit wäre. Ich glaube schon, dass wir das Ding in den nächsten Jahren im Einsatz sehen werden. 2 Tonnen für eine kontinuierliche Versorgung mit 10kW Leistung an jedem Punkt im Sonnensystem und z.B auch während der Mondnacht - besser geht es doch kaum  8)

Ja, cool wäre das ja... Aber das von mir zitierte Sheet war von 2018/05 mit einer Zeitschiene von 2 Jahren, um Hardware zu entwickeln (FY2020). Jetzt sind 1,5 Jahre um und es gab weder einen Auftrag in den Büchern, noch ist im Budget der NASA konkret eine Finanzierung außerhalb des STMD vorhanden.

Müsste das nicht der Fall sein müssen, wenn z.B. Artemis mit einem Kilopower-Reaktor bestückt auf dem Mond landen wollte oder sollte? Bin da nicht kenntnisreich genug, aber nach meiner Rechnung kann ein solches Projekt frühestens für das FY2021 ins Budget aufgenommen und anfinanziert werden können. Früheste Fertigstellung wäre nach einer Entwicklungszeit gemäß Sheet von 2 Jahren dann Ende 2022, wenn nichts dazwischenkommt und alle Meilensteine fristgerecht genommen werden können.

Start wäre dann frühestens 2023. Für Artemis würde das ja eigentlich reichen, vorausgesetzt der Träger und Blue Origin bleiben ebenfalls im Budget und Plan...

Möglicherweise ist das Interview mit McClure als Werbetrommel zu verstehen... ::)

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #706 am: 31. Oktober 2019, 09:55:28 »
Das hier derzeit noch nichts läuft ist ja kein Wunder den es gibt weder ein Landemodul, geschweige den ein Raumschiff um bemannt zu landen.

*

Offline Sensei

  • Raumcon Moderator
  • *****
  • 6540
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #707 am: 31. Oktober 2019, 12:30:44 »
und will man den 11 fuß "compact fission reactor" direkt bei Artemis 1/2 mit in der kleinen Landekapsel mitführen? Wo man jetzt schon überlegt ob man überhaupt 100kg Mondproben in der relativ großen Orion mit zurück bekommt?

Das bezweifel ich doch sehr. Da müsste es wohl erst eine neue, größere und drauf angepasste Landefähre geben.

Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #708 am: 31. Oktober 2019, 14:56:57 »
und will man den 11 fuß "compact fission reactor" direkt bei Artemis 1/2 mit in der kleinen Landekapsel mitführen? Wo man jetzt schon überlegt ob man überhaupt 100kg Mondproben in der relativ großen Orion mit zurück bekommt?

Das bezweifel ich doch sehr. Da müsste es wohl erst eine neue, größere und drauf angepasste Landefähre geben.

auch wieder richtig...  :)

Offline FlyRider

  • *****
  • 1447
    • Mein Makerspace
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #709 am: 31. Oktober 2019, 15:03:35 »
und will man den 11 fuß "compact fission reactor" direkt bei Artemis 1/2 mit in der kleinen Landekapsel mitführen? Wo man jetzt schon überlegt ob man überhaupt 100kg Mondproben in der relativ großen Orion mit zurück bekommt?

Das bezweifel ich doch sehr. Da müsste es wohl erst eine neue, größere und drauf angepasste Landefähre geben.

Dass man sowas nicht mit Artemis 1 oder 2 mitnimmt, ist wohl klar. Wenn man wirklich eine Basis in irgendeiner Form auf dem Mond haben möchte, muss man ja ohnehin mit vielen, vielen Fracht- und Versorgungsflügen rechnen. Deshalb gibt es ja auch das Commercial Lunar Payload Services - Programm. Aus meiner Sicht wird man aber um die Nukleartechnik ohnehin nicht rumkommen, sonst ist man z.B. beim Mond als Standort zwingend auf ganz wenige Plätze auf Kraterrändern an den Polen angewiesen, um Solartechnik sinnvoll nutzen zu können.

*

Offline Sensei

  • Raumcon Moderator
  • *****
  • 6540
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #710 am: 31. Oktober 2019, 17:02:59 »
Zitat
sonst ist man z.B. beim Mond als Standort zwingend auf ganz wenige Plätze auf Kraterrändern an den Polen angewiesen, um Solartechnik sinnvoll nutzen zu können.

Warum?

Es gibt Speicher (Thermal und Elektrisch).
Klar, die 15 Tage Nacht muss man erst einmal durchhalten. Aber sooo viel elektrische Energie/ Leistung wird man Nachts gar nicht brauchen, oder? (Solange die ISRU und Außenarbeiten/Erkundungen bei Tageslicht durchgeführt werden)

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #711 am: 01. November 2019, 06:54:53 »
Die Frage nach der Energieversorgung ist nur bei bemannten Missionen kritisch.
Auf dem Mond braucht eine Besatzung aber Schutz vor der Strahlung, da wird man um ein eingraben nicht herum kommen, aber der Mondboden ist saumässig kalt, 14 Tage aus Akkus den Wärmebedarf zu decken dürfte ohne Kernkraft ziemlich sportlich sein.

Harrass

  • Gast
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #712 am: 08. Januar 2020, 00:15:57 »
Vor 60 Jahren wurde in Oakridge (USA) ein Atomreaktor mit flüssigem Salz entwickelt, der etwa 4 Jahre lief.
Die Idee war, damit Flugzeuge anzutreiben.

Ich denke der könnte durchaus auch Raumschiffe mit Energie versorgen und ich hoffe wirklich, das ich noch erlebe, das den jemand mit dem Raumantrieb VASIMR verheiratet.

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #713 am: 08. Januar 2020, 06:55:39 »
VASIMR war auch mal mein Favorit für einen realisierbaren Raumantrieb hat aber meiner Meinung nach gegenüber einem Haltriebwerk das zumindest im Kilowatt Bereich schon geflogen ist, oder noch stärker einem DS4G Triebwerk einige Nachteile, z.B. die viel spezifische Leistung.
Schaut man sich die Programme und den Fortschritt von Adastra an, so sieht mir das Programm eingeschlafen aus. Leider hat auch ein Flüssigsalz Reaktor ein heftiger Problem, seine Leistung je Kilogramm ist ziemlich mies, das macht auf dem Boden eines Himmelkörpers nicht viel aus, steht aber im All für Sonnennahe Missionen in Konkurenz zu Solarzellen, die vermutlich bis über die Marsbahn hinnaus besser sind.

Offline Dominic

  • ***
  • 169
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #714 am: 14. März 2020, 02:19:04 »
Vor 60 Jahren wurde in Oakridge (USA) ein Atomreaktor mit flüssigem Salz entwickelt, der etwa 4 Jahre lief.
Die Idee war, damit Flugzeuge anzutreiben.

Ich denke der könnte durchaus auch Raumschiffe mit Energie versorgen und ich hoffe wirklich, das ich noch erlebe, das den jemand mit dem Raumantrieb VASIMR verheiratet.

Für den Einsatz im Weltraum dürften kleine Reaktoren mit festem Brennstoff in der Regel simpler und robuster sein. Reaktoren mit flüssigem Brennstoff könnten vor allem dann sinnvoll sein wenn man über einen längeren Zeitraum eine hohe Leistung (mindestens einige hundert kW) aus einem Reaktor gewinnen will. Für einen Reaktor mit einer Leistung im Megawattbereich für einen leistungsstarken nuklear-elektrischen Antrieb wäre das fallweise interessant. Allerdings scheint es zur Zeit keine Entwicklung eines Flüssigsalzreaktors für Weltraumanwendungen zu geben.

tonthomas

  • Gast
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #715 am: 14. März 2020, 09:49:12 »
Vor 60 Jahren wurde in Oakridge (USA) ein Atomreaktor mit flüssigem Salz entwickelt, der etwa 4 Jahre lief.
Die Idee war, damit Flugzeuge anzutreiben.

Ich denke der könnte durchaus auch Raumschiffe mit Energie versorgen und ich hoffe wirklich, das ich noch erlebe, das den jemand mit dem Raumantrieb VASIMR verheiratet.

Für den Einsatz im Weltraum dürften kleine Reaktoren mit festem Brennstoff in der Regel simpler und robuster sein. ...
Nun ja, das "Molten-Salt Reactor Experiment" (MSRE) war schon von seiner Größe (Gebäudekomplex) und Auslegung (z.B. luftgekühlte Wärmetauscher) her das Gegenteil von mobil. Demonstriert hat es durchaus, dass Flüssigsalzreaktoren funktionieren können. Gleichzeitig  wurden auch allerlei technische Schwierigkeiten ermittelt. Der Rückbau war dann wohl eine anspruchsvolle Angelegenheit, und es gab Flourkonzentrationen, wegen derer man dann Salz beheizt hat, um Flourfreisetzungen via Radiolyse zu reduzieren - und Anhäufungen von uranhaltigem Material, die für ein Risiko von Kritikalitätsunfällen sorgten. Einfach und sauber war das gewiss nicht.
130 Millionen US-Dollar wurden 2003 fürs Aufräumen geschätzt, dabei ist es, vermute ich, ganz sicher nicht geblieben.

@Harrass: DAMIT wollte man sicher kein Flugzeug antreiben. Und in den vier Jahren Betrieb war es etwas über 700 Tage kritisch, also gerade mal rund zwei Jahre .... Die kumulierte Betriebsdauer mit voller Leistung ist nochmal eine Ecke geringer.

Gruß   Pirx

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #716 am: 14. März 2020, 11:07:00 »
Das Problem mit allen Kernreaktoren, als Energiequelle für elektrische Antriebe ist deren spezifische Leistung je kg, realliserbare Konzepte die da besser sind, gibt es vielleicht, nur sind die saumässig aufwendig und gefährlich.
Als Wärmequelle und vielleicht auch um damit eine Versorgung mit elektrischer Energie für eine Mond oder Marsbesiedlung halte ich das aber für Sinnvoll.
Das Flüssigsalzreaktoren sich nicht durchgesetzt haben, hat zwar auch (meiner Meinung nach) technische Gründe, aber vor allem auch militärische Gründe. Klar würde und wird so ein Reaktor viel Geld kosten um dessen Probleme gelöst zu bekommen, passieren wird dies, davon gehe ich aus, aber ohne eine Station oder Siedlung die viele Menschen hat (>hunderte Menschen), gibt es nicht genug Handlungsdruck.

tonthomas

  • Gast
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #717 am: 14. März 2020, 11:21:02 »
... aber ohne eine Station oder Siedlung die viele Menschen hat (>hunderte Menschen), gibt es nicht genug Handlungsdruck.
Auf der Erde gabs das "salzfrei" schon. Z.B. in der Antarktis. Dort z.B. mit einem Reaktor mit dem Beinamen "Nukey Poo". Mit Rissen und Lecks und Bodenverseuchung ... . Man könnte sagen, bewährt hat sich das nicht. Auf der anderen Seite gibt es U-Boot-Reaktoren, die es offenbar zu einer gewissen Einsatzreife und Betriebssicherheit gebracht haben. Über die Bedeutung von finanziellen Fragen und den Folgen für die Allgemeinheit durch das gesamte benötigte Drumherum bei solchen militärischen Anwendungen durch Supermächte kann und sollte man diskutieren .... Da ist imho nix "billig", umweltfreundlich oder gar "grün".

Gruß   Pirx

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #718 am: 14. März 2020, 14:15:27 »
Von einem Einsatz auf der Erde rede ich nicht, es geht um Anwendungen im freien All oder auf anderen Himmelskörpern.
Im freien All, macht sowas nur dann Sinn wenn man weit ausserhalb von einer AE operiert, sonsten ja aber genau dann well Sonnenlicht nicht oder nicht sicher genug scheint.
Für unseren Mond würde ich sagen das zwei Wochen Dunkelheit ein Problem sind und für den Mars eventuell die Abschatung durch Staubstürme.
Die interessantesden Plätz auf dem Mond sind vermutlich Krater an den Polen mit keiner oder sehr wenig Sonnenlicht, da braucht man Kernenergie.
Für den Mars vermutlich auch, obwohl da vielleicht ein Reaktor schon hilft der genug Wärme liefert.
Die Kontamination des Bodens wäre dort erstmal ziemlich egal, wenn "ohne" bedeutet würde das den Menschen dort "der Arsch" abfriert. Das klinkt hier bestimmt für einige ziemlich derb, aber das wäre anders wenn die eigene "Wohnung" mal auf Minus 40°C runter wäre.
Ein großes Problem könnten nur die AKW-Gegner auf der Erde sein, da sehe ich schon wie sich die Horden hier zusammenrotten (ok, gerade nicht, es ist ja Verboten größere Veranstalltungen zu machen).
Auf dem Mars selber wird man eher keiner ne Demos Abhalten und "drausen" Baumhäuser bauen oder sich an Bahngleisen anketten dürfte auch wenig Anhänger motivieren.

Offline Dominic

  • ***
  • 169
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #719 am: 14. März 2020, 15:32:48 »
Vor 60 Jahren wurde in Oakridge (USA) ein Atomreaktor mit flüssigem Salz entwickelt, der etwa 4 Jahre lief.
Die Idee war, damit Flugzeuge anzutreiben.

Ich denke der könnte durchaus auch Raumschiffe mit Energie versorgen und ich hoffe wirklich, das ich noch erlebe, das den jemand mit dem Raumantrieb VASIMR verheiratet.

Für den Einsatz im Weltraum dürften kleine Reaktoren mit festem Brennstoff in der Regel simpler und robuster sein. ...
Nun ja, das "Molten-Salt Reactor Experiment" (MSRE) war schon von seiner Größe (Gebäudekomplex) und Auslegung (z.B. luftgekühlte Wärmetauscher) her das Gegenteil von mobil. Demonstriert hat es durchaus, dass Flüssigsalzreaktoren funktionieren können. Gleichzeitig  wurden auch allerlei technische Schwierigkeiten ermittelt. Der Rückbau war dann wohl eine anspruchsvolle Angelegenheit, und es gab Flourkonzentrationen, wegen derer man dann Salz beheizt hat, um Flourfreisetzungen via Radiolyse zu reduzieren - und Anhäufungen von uranhaltigem Material, die für ein Risiko von Kritikalitätsunfällen sorgten. Einfach und sauber war das gewiss nicht.
130 Millionen US-Dollar wurden 2003 fürs Aufräumen geschätzt, dabei ist es, vermute ich, ganz sicher nicht geblieben.

@Harrass: DAMIT wollte man sicher kein Flugzeug antreiben. Und in den vier Jahren Betrieb war es etwas über 700 Tage kritisch, also gerade mal rund zwei Jahre .... Die kumulierte Betriebsdauer mit voller Leistung ist nochmal eine Ecke geringer.

Gruß   Pirx

Das MSRE war kein Prototyp eines Flugzeugreaktors. Prototypen von Flugzeugreaktoren waren Aircraft Reactor Experiment ARE, sowie die Heat Transfer Reactor Experiment HTRE 1-3. Das ARE war auch ein Flüssigmetall gekühlter Reaktor mit Flüssigsalzbrennstoff, die HTRE Reaktoren waren Luftgekühlt und hatten festen Brennstoff.

Das Problem mit allen Kernreaktoren, als Energiequelle für elektrische Antriebe ist deren spezifische Leistung je kg, realliserbare Konzepte die da besser sind, gibt es vielleicht, nur sind die saumässig aufwendig und gefährlich.
Als Wärmequelle und vielleicht auch um damit eine Versorgung mit elektrischer Energie für eine Mond oder Marsbesiedlung halte ich das aber für Sinnvoll.
Das Flüssigsalzreaktoren sich nicht durchgesetzt haben, hat zwar auch (meiner Meinung nach) technische Gründe, aber vor allem auch militärische Gründe. Klar würde und wird so ein Reaktor viel Geld kosten um dessen Probleme gelöst zu bekommen, passieren wird dies, davon gehe ich aus, aber ohne eine Station oder Siedlung die viele Menschen hat (>hunderte Menschen), gibt es nicht genug Handlungsdruck.

Die spezifische Leistung eines Kernreaktors ist sehr stark von dessen Leistung abhängig. Leistungsstärkere Reaktoren können eine viel höhere spezifische Leistung haben als kleine Reaktoren.

Die Größe des Reaktorkerns muss bei zunehmender Leistung nur geringfügig steigen. Ein Reaktorkern braucht eine gewisse Mindestgröße bzw. Masse (kritische Masse) aber wenn diese Voraussetzung erfüllt ist kann er so viel Leistung liefern wie man durch ein Kühlsystem abführen kann. Auch bei der Abschirmung gilt das ein leistungsstärkerer Reaktor nur wenig mehr Abschirmung braucht. Das liegt daran das die Wirkung von Abschirmung ja Exponentiell mit der Dicke (Masse) zunimmt.

Bei einer Leistung im niedrigen Kilowattbereich sind Reaktoren daher in der Regel nicht viel besser als Radioisotopengeneratoren und wenigstens in der Erdumlaufbahn aber auch noch bis zum Mars erheblich schlechter als solare Energiesysteme. Bei einer Leistung von einigen hundert Watt sind sie sogar deutlich schlechter als Radioisotopengeneratoren.

Im Megawattbereich können Reaktoren aber prinzipiell mit den besten verfügbaren solaren Systemen mithalten.

Wenn es um die Versorgung eines elektrischen Antriebssystems geht ist letztendlich die Verfügbarkeit von Sonnenlicht und die geforderte Leistung für die Frage entscheidend ob NEP oder SEP oder vielleicht sogar eine Kombination aus beidem sinnvoller ist. Oder überhaupt ein chemischer oder nuklearthermischer Antrieb...

Wenn man z.B. eine Raumsonde bauen will die zum Neptun fliegen soll dann kann sich NEP schon mit einer Leistung in der Gegend von einem kW auszahlen, vor allem weil SEP sowieso nicht in Frage kommt. Für einen Marsflug ist NEP wohl erst im Megawattbereich sinnvoll.

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #720 am: 14. März 2020, 16:39:39 »
Soweit ich weiß ist eine Leistungsdichte von 10kg/kW schon ziemlich gut für Kernreaktoren, da ist auf Höhe der Erde mit Solar schon einen Kollektor für 4kg/kW möglich.

Offline Dominic

  • ***
  • 169
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #721 am: 15. März 2020, 01:20:46 »
Soweit ich weiß ist eine Leistungsdichte von 10kg/kW schon ziemlich gut für Kernreaktoren, da ist auf Höhe der Erde mit Solar schon einen Kollektor für 4kg/kW möglich.

Wenn man in den Megawattbereich geht gibt es schon Reaktorkonzepte mit deutlich höheren Leistungsdichten, der russische SGFR soll etwa um 5kg/kW erreichen können. Bei noch höheren Leistungen gibt es -zugegebenermaßen zum Teil etwas abenteuerliche- Konzepte mit noch weit höherer Leistungsdichte, etwa einen von Diaz et al. 1991 vorgeschlagenen Gaskernreaktor mit 1kg/kW.

Auf der Seite der Solartechnik muss man sagen das auch im Erdorbit häufig Nachtzyklen existieren und Batterien erforderlich sind, beides verschlechtert die praktische Leistungsdichte erheblich.

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #722 am: 15. März 2020, 09:06:59 »
Das mit der Abschattung stimmt natürlich, ist aber nicht unbedingt ein großes Problem,  den Batterien für den Antrieb braucht man eher nicht, nur für die IT und Kommunikation schon.
Will man ins äußere Sonnensystem ohne sehr viele Jahre an Reisezeiten zu verplempern,  den das kostet Geld, kann man dies meiner Meinung beim rausbeschleunigen  auch solarelektrisch tun, abbremsen geht be den großen Gasplaneten vermutlich auch mit Atmosphärenunterstützung, leider beim Pluto aber nicht.
Das mit dem Gaskernreaktor hatte ich auch im Sinn, allerdings habe ich da erhebliche Zweifel ob man so ein Ding so Bauen kann das damit ein sicherer und zuverlässig Betrieb möglich wird.
Bei flüssigsalz Reaktoren denke ich kann man die Probleme vermutlich lösen, allerdings wird sowas nicht billig.

Offline Dominic

  • ***
  • 169
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #723 am: 15. März 2020, 10:05:11 »
Es gibt ja auch die Idee das man Solar-Nuklear elektrische Hybridsysteme für große Raumsonden mit elektrischem Antrieb bauen könnte.

Man hätte dann z.B. einen Reaktor mit ein paar kW und ein kleines elektrisches Triebwerk in der eigentlichen Sonde oder sogar nur Radionuklidbatterien mit einigen hundert Watt und ein sehr kleines elektrisches Triebwerk oder ein chemisches Triebwerk. Die Sonde ist mit einem nuklear-elektrischen Antriebssystem mit einigen 10kW gekoppelt welches sie im inneren Sonnensystem beschleunigt. außerhalb der Marsbahn oder so könnte das System abgekoppelt werden.

Hier muss man freilich auch evaluieren ob das wirklich (wirtschaftlich) sinnvoller im Vergleich zu einer chemischen Beschleunigung oder einem leistungsstärkeren Reaktor ist.

*

Offline Klakow

  • *****
  • 6758
Re: Nukleartechnik für die Raumfahrt
« Antwort #724 am: 16. März 2020, 18:12:38 »
Meine Idee wäre hier ein System das ein (unbemanntes) Raumschiff mit betankt 2000t in den Orbit bringt, dann mit einem riesigen ultraleichten Solarsyststem über den Umweg über das innere Sonnensystem, wenns geht noch innerhalb der Venusbahn an der Sonne vorbei bringt um dann vielleicht zusätzlich etwas Schwung von der Venus mitnimmt dann z.B. zum Uranus, Neptun oder Saturn fliegt, dort Atmosphärenunterstützt abbremst um dann z.B. auf dem Titan mehrere Rover mit nuklearer Energieversorgung absetzt, vielleicht sogar mit Proben zurück fliegt.