Nukleartechnik für die Raumfahrt

@TWiX:
Mir sind die Probleme denke ich weitgehend bekannt, sehr ärgerlich sind neben den Auswirkungen auf unserer Erde, natürlich die Auswirkungen auf die Nutzung der Nuklearenergie im All.
Vermutlich wären wir heute schon auf dem Mars oder weiter draußen, hätten wir kompakte und sichere Reaktoren.
Was für mich immer noch nicht klar ist, ist die maximal erzielbare Leistungsdichte bei Thorium Flüssigsalz Reaktoren.
Wenn das stimmt, das man diese nur alle 30 Jahre befüllen muss, wäre das natürlich super.
Meine Idee ist das man damit dann z.B. ein Marsraumschiff vom LEO über den Strahlungsgürtel mittels Atomar erhitztem Wasserstofftriebwerk bringt und den Weiterflug mittels DS4G Antrieben vornimmt, wegen dem erheblich besseren ISP. Ob die Energie dann atomar oder mittels Solarkollektoren erfolgt, würde ich weitgehend vom Leistungsgewicht abhängig machen.

Hallo Pirx,

ich stimme dir zu.
Wir sollten nicht den Zusammenhang zur Raumfahrt verlieren.

Gruß,
Jens

Lieber Pirx,
ich kann es schon verstehen das du die Diskussion wieder auf das eigentliche Thema zurück führen willst. Von daher kann ich es zwar auch nachvollziehen das du meine Ausführungen bezüglich der irdischen Nukleartechnik gelöscht hast. Konsequenterweise solltest du dann aber auch so unhaltbare Aussagen wie diese hier entfernen:

wenn man die reinen Gestehungskosten pro KWh von Atomstrom und (z.B.) Energie aus Windkraft gegeneinander aufrechnet, kommt die Windkraft klar günstiger weg.

Das ist zum einen genauso off-topic und zum anderen grundfalsch.
Aber zum Glück bestimmt nicht Deutschland die Atompolitik der Welt. Deswegen denke ich wir werden schon sehr bald Nukleartechnik wieder vermehrt im All sehen. In den USA und auch in China sind die Menschen diesbezüglich besser informiert und nicht halb so ideologisch verblendet wie bei uns.

In den USA und auch in China sind die Menschen diesbezüglich besser informiert und nicht halb so ideologisch verblendet wie bei uns.

Damit ich schön beim Thema bleibe, sage ich dazu mal nix. 

In den USA und auch in China sind die Menschen diesbezüglich besser informiert

  @thecrusader Das meinst Du nicht wirklich.

Aber es gibt wirklich viele Probleme zu lösen um nukleare Triebwerke von der Erde und durch den Weltraumschrott auf sichere (transplantare) Bahnen zu bekommen.
Gruß Hegen

Doch das meine ich in der Tat. Meine positive Sicht auf das Thema kann ich dir sogar mit Artikeln vom BUND (Naturschutz) belegen. Und natürlich hast du recht ob der vielen Probleme diesbezüglich. Zum Glück gibt es aber außerhalb Deutschland offenere und ausgewogenere Diskussionen, in allen Bereichen von Politik und Gesellschaft. Deswegen bin ich fest davon überzeugt das wir über kurz oder lang wieder Reaktoren im All haben werden.
Wobei ich meine Aussage vielleicht etwas relativieren sollte. In China sind es sicher nicht "die Menschen" sondern die Entscheidungsträger. In den USA wird es zu diesem Thema, wenn es aktuell wird, Diskussionen geben. Dort kannst du dann in ein und der selben Zeitung Artikel lesen die das ganze vehement ablehnen und welche die es vehement befürworten. Bei uns gibt es Meinungsvielfalt ja eher selten.

....... Bei uns gibt es Meinungsvielfalt ja eher selten.

Moment, wurde das Recht auf freie Meinungsäußerung, nicht gleich im neuen Jahr 2013 mit fast allen Stimmen der großen Koalition und einige von den beiden kleinen Parteien aus dem Grundgesetze gestrichen?
Na gut könnte auch ein andere Bananenrepublik gewesen sein...
Aber egal, die Freie Meinungsäuserung ist jetzt ein Kapitalverbrechen,.... Moment wartet man, ich höre Stimmen an der Haustür, sofort aufma....

Deswegen bin ich fest davon überzeugt das wir über kurz oder lang wieder Reaktoren im All haben werden.

Nur am Rande sei erwähnt, dass ich persönlich deinen Off-Topic-Meinungen nicht zustimme.

Allerdings finde ich deine Aussage "das wir über kurz oder lang wieder Reaktoren im All haben werden" doch spannend und Raumfahrt-bezogen.
Stimmt das, hatten wir schon Kernreaktoren im All?? 
Ich weiß natürlich von RTG zur Strom- und Wärmeversorgung, aber ein richtiger Reaktor?
Gibt es dazu eine Quelle?

Grüße Rücksturz

Ich weiß natürlich von RTG zur Strom- und Wärmeversorgung, aber ein richtiger Reaktor?
Gibt es dazu eine Quelle?

Sowohl die USA als auch die Sowjetunion starteten Kernreaktoren ins All. Die USA den experimentellen SNAP-10A, die Sowjetunion die Satelliten der Topaz Reihe:

http://world-nuclear.org/info/Non-Power-Nuclear-Applications/Transport/Nuclear-Reactors-for-Space/

Danke Martin,
die Seite gibt einen guten Gesamt-Überblick über das Thema.
Wieder was gelernt! 

Grüße Rücksturz

Auch von mir ein Danke ;-)

Ich kann das jetzt nicht mit Zahlen belegen, aber ich glaube bis zu einer gewissen Menge an Energie ist es immer sinnvoller Photovoltaik zu verwenden, einfach wegen dem Verhältnis der Energieausbeute zur Masse. Aber da gibt es sicher einen Knackpunkt, ab dem man einfach einen Reactor verwendet weil er bei gleicher Masse mehr Leistung verspricht.

@Klakow
Du verwechselst Meinungsfreiheit mit Meinungsvielfalt. 

Na ja, zumindest der SAFE-400 von der USA ist nicht uninteressant, wenn auch die spezifische Leistung mit knapp 0,2kW/kg immer noch nicht berauschend sind.
Die Frage die ich mir dabei stelle wie das bei einem größeren Reaktor aussieht, skaliert das Linear hoch?
 
Allerdings würde so ein Teil viel Sinn, für eine Marsbasis oder Kolonie sein, wegen den 300kW Abwärme.
Ob man bei einer Transportrakete (MCT?) sowas braucht weiß ich aber nicht, da ich keine Ahnung habe wie groß die Wärmeverluste pro Quadratmeter sind.
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Andere Frage:
Kann man Kernreaktoren für Wasserstoffantrieb soweit und so schnell drosseln, das man es längere Zeit für Freiflugphasen abschalten kann und später wieder zu verwenden.
Das wäre z.B. für einen Schlepper der ein Schiff im LEO ankoppelt, relativ zügig auf eine Umlaufbahn über dem Strahlungsgürtel hochbringt,
abkoppelt und zu LEO zurückkehrt und nachdem es neu betankt wurde für den nächsten Einsatz bereitsteht.
Das ist zwar nicht so Treibstoffeffektiv wie ein Ionentriebwerk, beseitigt aber das Problem mit einem langen Aufenthalt  im Strahlungsgürtel.
Weiterhin verkürzt sowas natürlich auch erheblich die Flugzeiten.

Auch von mir ein Danke ;-)

Ich kann das jetzt nicht mit Zahlen belegen, aber ich glaube bis zu einer gewissen Menge an Energie ist es immer sinnvoller Photovoltaik zu verwenden, einfach wegen dem Verhältnis der Energieausbeute zur Masse. Aber da gibt es sicher einen Knackpunkt, ab dem man einfach einen Reactor verwendet weil er bei gleicher Masse mehr Leistung verspricht.

@Klakow
Du verwechselst Meinungsfreiheit mit Meinungsvielfalt.

Sorry, bin gerade erst entlassen worden, der Arzt sagt ich hätte noch Glück gehabt...

... Die USA den experimentellen SNAP-10A, ...

... im Rahmen einer Mission namens Snapshot. Bilder davon gibt es bei uns da: https://forum.raumfahrer.net/index.php?action=media;sa=album;in=127

.... die Sowjetunion die Satelliten der Topaz Reihe:

Was nicht selten zu Problemen führte wie dort http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/31012009165135.shtml geschildert. In dem Kontext sei auch auf die hervorragenden Seiten von Sven Grahn verwiesen: http://www.svengrahn.pp.se/trackind/RORSAT/RORSAT.html .

Gruß   Pirx

Habe gerade einen Ted-Talk gesehen zum Thema Fussion. Da gibt es eine kleine Firma die sich der Sache annimmt und es sieht, für mich als Laien, vielversprechend aus:

http://www.ted.com/talks/michel_laberge_how_synchronized_hammer_strikes_could_generate_nuclear_fusion

https://images.raumfahrer.net/up039860.jpg

Wer kein Englisch versteht, kann die Bildersuche von Google bemühen: "General Fusion"

Sehr interessanter Ted-Talk. Demnächst sicher auch mit deutschen Untertitel.

Das britische Nuclear National Laboratory treibt seine Forschung an Americium241 fuer die ESA voran. In 2 Jahren sollen die ersten Pellets hergestellt werden. 241Am kommt wie 238Pu als Waermequelle fuer Satelliten und Sonden sowie fuer RTG's in Frage. 241Am ist 238Pu zwar als Energiequelle unterlegen da es nur etwa 1/4 der Waerme produziert, ist aber in der Herstellung deutlich billiger als 238Pu. 241Am kann chemisch aus Reaktorplutonium abgetrennt werden, in welches es durch den Zerfall von 241Pu entsteht, waehrend man fuer 238Pu eine eigene, aufwendige nukleare Produktionskette bentoetig, wie weiter vorn in diesem Thread beschrieben.

Laut Keith Stephenson von der ESA koennte eine Anlage fuer die Herstellung von 10kg 241 Am fuer einige 10er Mio Euro zu haben sein, waehrend man mit einigen 100 Mio fuer 238Pu rechnen muss. Man braucht etwa 250kg ziviles Plutonium, um 10kg Americium zu gewinnen. Waffenplutonium ist nicht geeignet, da es zuwenig 241Pu enthaelt.

Tim Tinsley von NNL sagt, das ein 241 Am RTG (im Artikelt RPS genannt) innerhalb einier Dekade fliegen koennte, wenn es den politischen Willen und damit die Finanzierung gaebe.

http://www.world-nuclear-news.org/F-Cosmic-recycling-2107141.html 

Zitat von: Skamander am 29. April 2014, 17:17:13

Dem schließe ich mich an.
Wenn wir wirklich ernsthaft ins Sonnensystem hinauswollen kommen wir um
nukleare Energiequellen nicht herum.

Ich bin der Meinung, das wir auf Nukleartechnik für die Raumfahrt verzichten können.
Sie ist zu teuer und schwer.

Nein, schon bei der Verwendung von Festkern Triebwerken bei bemannten Marsflügen haben wir einen ökonomischen Nutzen von mehreren Milliarden $ pro Mission. Anders gesagt, wir reduzieren deutlich die notwendigen SLS Starts, jedoch nicht die Reisezeit.  Auf dem Bild der Vergeich der zukünftigen Triebwerke zu RL10B-2.

Hallo zusammen,

ich habe den Thread wieder mal gekürzt ... um es klar zu sagen: freie Spekulationen jenseits von (anerkannter oder absehbarer) Technik und Physik  fliegen einfach raus.

Zitat von: Duc-Lo am 29. Dezember 2014, 14:23:58

Weißt einer, ob diese Planungen zur bemannten Marsmission noch aktuell sind oder schon lange verworfen sind?
Siehe hier: http://www.bild.de/news/ausland/mond/der-mond-bekommt-ein-hinterzimmer-26391382.bild.html

So, zu meiner Frage am 29.12.2014. Weißt wirklich keiner von euch die Antwort? 
Schöne Grüße

Im Gegenteil, auch die Augustine-Kommission sieht die bemannte Marslandung als das endgültige Ziel der Exploration des inneren Sonnensystems an. Die Kommision betonte auch, das solche Projekte erfordern fortschrittliche Antriebe für den Transport im Weltall. Schon seit Jahren wird daran gearbeitet, darunter an nuklearen Triebwerken für Marsflüge. Der erste technologische Tesflug ist für 2022 vorgesehen. Aus einen Bericht über die NTREES Versuchsanlage:

The NTREES facility is designed to test fuel elements and materials in hot flowing hydrogen, reaching pressures up to 1,000 pounds per square inch and temperatures of nearly 5,000 degrees Fahrenheit -- conditions that simulate space-based nuclear propulsion systems to provide baseline data critical to the research team.
"This is vital testing, helping us reduce risks and costs associated with advanced propulsion technologies and ensuring excellent performance and results as we progress toward further system development and testing," said Mike Houts, project manager for nuclear systems at Marshall.

"The information we gain using this test facility will permit engineers to design rugged, efficient fuel elements and nuclear propulsion systems," said NASA researcher Bill Emrich, who manages the NTREES facility at Marshall. "It's our hope that it will enable us to develop a reliable, cost-effective nuclear rocket engine in the not-too-distant future."

Die Arbeit ist nicht einfach, auch an anderen Antrieben wird bei NASA gearbeitet, denn mit einer Dampflokomotive zum Mars möchte keiner Reisen. Auch in Russland sind nukleare Systeme vorgesehen. Die Entwicklungen brauchen aber seine Zeit und Eile ist dabei nicht geboten.

Das Problem ist wohl noch das gleiche wie anno dunnemals: Wie verhindere ich nachhaltig, dass sich Reaktorinventar ("nuklearer Brennstoff") peu à peu im Wasserstoffstrahl aus der Düse des Triebwerks verkrümelt. Ich persönlich halte diese Frage für bis dato ungelöst.

Zur NTREES Versuchsanlage gibt es z.b. dort etwas: http://www.gizmag.com/nasa-nuclear-cryogenic-propulsion/25772/

Gruß   Pirx

@Jura,Pirx,
Erstmal, Danke für eue Antworten. Das ist das erste Mal das ich von NTREES gehört habe. Aber das sind doch nur Konzepte die gerade entwickelt werden, oder?  Denn das wäre schon gut für die Raumfahrt, wenn man mit Nuklear Antrieben zum Mars fliegt. Das verkürzt die Flugzeit. 

@Jura,Pirx,
Erstmal, Danke für eue Antworten. Das ist das erste Mal das ich von NTREES gehört habe. Aber das sind doch nur Konzepte die gerade entwickelt werden, oder?  Denn das wäre schon gut für die Raumfahrt, wenn man mit Nuklear Antrieben zum Mars fliegt. Das verkürzt die Flugzeit. 

Nukleare Festkernantriebe verkürzen kaum die Reisezeit zum Mars, aber senken die Kosten erheblich. 

Wie so den das, wenn ich damit mit der gleichen Treibstoffmasse kommen würde, müsste ich doch mehr als die doppelte Geschwindigkeit erreichen können, würde da nicht etwas schnellere Bahnen machbar sein?

Wie so den das, wenn ich damit mit der gleichen Treibstoffmasse kommen würde, müsste ich doch mehr als die doppelte Geschwindigkeit erreichen können, würde da nicht etwas schnellere Bahnen machbar sein?

Im Prinzip ja!
Es geht aber um ein Marsflug, mit chemischen Triebwerken brauchen wir eine Startmasse von etwa 1500 -1800 Tonnen in LEO. Mit nuklearen senken wir um die Hälfe als auch die Startzahl der Trägerraketen.   

Für Neulinge hier bzw. Schüler, die sich Kenntnisse erlesen wollen, sollte erwähnt sein bzw. immer wieder mal in den jew. Texten zu sehen sein, daß nicht geplant ist, von der Erde mit Nuklearantrieb zu starten. Sondern daß der Nukleareinsatz "draußen" Vorteile beim Gesamtkonzept einschließlich Start bringt.