Russland - Nuklearer Antrieb

Laut Anatoly Koroteev (Direktor Keldysh-Zentrum) soll der erste Reaktor bis Ende 2014 fertig gestellt werden. Er soll Teil des 1MW-TEM werden, der 2018 starten soll.

Das geht ja eh Rucki-Zucki,  was? Dafür dass es mehr oder weniger eine Neuentwicklung ist.

Die Amis schaffen es in der selben Zeit, etwas zu bauen, das sie schon mal hatten 

Nach RiaNovosti vom 29.01.2013 und NovKos-Forum:

Anatoli Koroteev sagte, der zukünftige Kern-Reaktor-Antrieb wird Ende 2014
fertig sein (für Dauerprüfung) und für eine Flugerprobung ab 2018 bereitstehen.
Die Flughöhe soll 800 bis 1000 km betragen.

http://ria.ru/science/20130129/920290779.html

Thema Beseitigung Radioaktiver Abfälle ...
Ich lese bei Gast N (Beitrag#24) -
"Zunächst, die Erde umkreist die Sonne mit einer Geschwindigkeit von 29.8 km/sec. Um die Sonne zu treffen brauchen wir eine adäquate Geschwindigkeit die der Erde um die Sonne gleichkommt und Physikalisch gesehen ist es absolut gleichwertig ob wir eine Bremsung und Beschleunigung brauchen. Von der Erde brauchen wir schon ein Delta von rund 41km/s. Für einen 10 Tonnen Abfallcontainer brauchen wir also um die drei Saturn-5 Trägerraketen und die weiteren Berechnungen machen ja sowieso keinen Sinn. Es ist und bleibt nur eine Illusion."

Meine (ja, ok laienhafte) Frage: Warum muß ich die Sonne treffen ?! Oder gezielt auf sie etwas abschießen? Ich will doch nur Material  loswerden ! Bei den heutigen ehrfurchtgebietenden Präzisionen bei Flugbahnberechnungen muß es doch möglich sein, das Zeug lediglich soviel abzubremsen (also nicht auf 0), daß es in einer Spiralbahn von selbst langsam der Sonne entgegenfällt und dabei nichtmal Venus oder Merkur verseucht. Laß es doch angemessen längere Zeit dauern!

Ich lese weiter -
".... so ein Behälter oder TEM werden so weit nicht kommen. In der oberen Korona herscht eine Temperatur von 1 Million Grad und schon da beginnt der langsame Zerfall des Behälters und bei Übergang zu Chromospähre bei 100 000 Grad wird alles zerschmolzen sein. Die hohe Geschwindigkeit des Behälters verbunden mit Zerschmelzung wird von Lichtdruck, Protuberanzen und Sonnenwind abgebremst und dann wieder in Richtung unserer Erde zurückgeschleudert..."

Der Lichtdruck, selbst in Sonnennähe, dürfte bei festen Körpern (hier rechne ich flüssige Tropfen geschmolzenen Metalls mal mit dazu) nicht für eine (schnelle, abstoppende) Bremswirkung ausreichen, zumal da ja noch die angestiegene Gravitation ist. Es ist also genug Zeit zum Verdampfen da. Wenn das Zeug aber von einer Protuberanz erwischt wird, die ja immerhin massebehaftet ist, sollte die Wärmemenge ausreichen, um alles noch schneller in Gas zu verwandeln. Ich wiederhole - Wärmemenge, nicht nur Temperatur! Es wird also in jedem Fall Gas erzeugt. Das sich, nach ungeheuerlichen Wirbeleien in Sonnennähe evtl. zurückgedrückt, wieder in Staub verwandelt. Staub ! Der sich nun nach diesen Verwirbelungen auf unvorstellbar große Räume verteilt. Ok , ein paar Atome werden auch wieder auf der Erde ankommen
Aber den Satz
"...und dann wieder in Richtung unserer Erde zurückgeschleudert."
als wenn Material aus 1 AE ausgerechnet wieder den Raum um die Erde trifft, halte ich denn doch für Angsteffekthascherei. Selbst wenn er von einem für das Forum unverzichtbaren hochkarätigen Fachmann kommt

... daß es in einer Spiralbahn von selbst langsam der Sonne entgegenfällt ...

Es fällt eben nicht auf einer Spiralbahn der Sonne entgegen. Bremse ich den Körper auf eine bestimmte Geschwindigkeit ab, so entspricht diese einem bestimmten, stabilen Orbit um die Sonne, in der der Flugkörper über Jahrmillionen verbleibt.

"...und dann wieder in Richtung unserer Erde zurückgeschleudert."

Das war sicherlich nicht wortwörtlich zu nehmen. Auf jeden Fall bliebe radioaktives Material radioaktiv, wir würden es zumindest teilweise in unserem Sonnensystem verstreuen. Wir würden also das machen, was wir seit Jahrzehnten machen, unseren Abfall nicht entsorgen sondern nur wegschaffen. Irgendwann könnte sich das rächen.

Spiralbahn - da hätten wir also das Laienhafte bei mir bestätigt 
Aber vlt. wär das dann eine Aufgabe für ein langsames aber andauerndes Abbremsen mit einem "Resttriebwerk" und Restenergie.

Das mit dem Material leuchtet mir noch nicht so ganz ein. Die Sonne strahlt in Äquivalenz Millionen von Tonnen pro Sekunde ab, teils als hoch- teils weniger beschleunigte Teilchen. Was wir da hineinlenken, ist doch nicht mal ein Fliegenschiß an Radioaktivität, der dazu käme. Selbst wenn wir noch hundert Jahre oder hundert Reaktoren bis zu einer (notwendigen) perfekten Lösung rechnen. Ok, man soll den Anfängen wehren. Aber wenn ich dann noch eine Raumkugel mit 1 AE Radius rechne...

Daß Entsorgen durch Abschieben ins Universum unakzeptabel ist - da gehe ich freilich mit jedem d'accord. Denn das sind dann ja Materialbrocken, die selbst mit kaum meßbarer Reststrahlung nach hunderten Jahren irgendwo "eintreffen" könnten. Was wissen wir denn schon wirklich, was da draußen wohnt und was für "die da" schädlich wäre...

das gilt aber nur für eine direckte bahn währe es nicht Möglich erst zum Mars zu fliegen(benötigt weniger Energie) und dann die Kapsel exackt richtung Sonne per Fly-by umzulenken geht das ? oder spricht was dagegen ?

Interfax meldet unter Berufung auf eine projektnahe Quelle, dass das vorläufige Design des 1MW-TEM fertiggestellt wurde. Die Arbeiten seien im Zeitplan, mit einem Einsatz sei 2020 zu rechnen.

Ich hoffe mal, dass es bald auch offizielle Veröffentlichungen dazu gibt... die letzte offizielle .ppt die ich rumliegen hab ist noch von 2011

Hier zumindest mal eine Grafik:



Vielleicht übersetzt jemand die Beschriftungen?

Vielleicht übersetzt jemand die Beschriftungen?

Mach ich doch gerne.

Transport- und Energiemodul (TEM)       

Der Grund für das TEM ist die 10-fache Erhöhung der elektrischen Leistung und 20-fache Einsparung bei der Reisezeit im Weltraum. Anwendung des REDU ist die Reduzierung der Masse für ein Marsraumschiff um das Vierfache im Vergleich mit einem Marsraumschiff mit Flüssigraketenantrieb.
         

Energieumwandlungssystem                                                 

                                                                              Radiator                                          Elektrische Marschtreibwerke

Reaktorinstallation    Truss


Charakteristika Energieblock

Typ des Reaktors - gasgekühlt auf schnellen Neutronen
Elektrische Leistung - 1000 kW
Thermische Leistung - bis zu 3500 kW
Temparatur des aus dem Reaktor kommenden Gases - 1500 Grad

Funktionsweise des nuklearen Raketentriebwerks (vereinfachtes Schema)

                                                                                 Turbine
                                                                                 Pumpe
                                                                                 Arbeitsraum (Wasserstoff)
Düse
                                                                                 Leitung zur Tribine                                                                           Instrumentierung Geräteraum
Reaktor

Solche Systeme wurden schon für folgende Projekte entwickelt:
UdSSR durch Chiffree 11B91
USA - NERVA

Jo danke habs ergänzt.

Irgendwelche Informationen über die Gesamtmasse? Das wäre eine sehr wichtige Information für die Einschätzung des Ganzen

Irgendwelche Informationen über die Gesamtmasse? Das wäre eine sehr wichtige Information für die Einschätzung des Ganzen

Laut dieser Folie wiegt der Reaktorblock 6800kg. Die Gesammtmasse des Schleppers wird wohl die Nutzlast einer Proton nicht überschreiten.

• ein schneller hochtemperatur Reaktor d.h. mit schnellen Neutronen und ohne Moderator, damit wohl der erste im Weltraum
• Xe-He als Kühlmittel in verbindung mit einer Brayton Zyklus
• Reaktortemperatur ca. 1227 °C
• leichtbau Tröpchen Radiator
• Wirkungsgrad 35%

Gabs eigentlich von russischer Seite irgendwelche Äußerungen zum Preis? Wenn das Ding einigermaßen im Kostenrahmen ist (so bis zu 1,5 Mrd Euro) könnte man den 1MW-Reaktor ausgezeichnet für internationale Wissenschaftsmissionen vermarkten. Hätte zudem noch den Vorteil, dass man zusätzlich zu einem starken Antrieb noch sehr viel Energie für die Nutzlast übrig hätte. Man stelle sich mal eine Jupitermission vor mit einer tonnenschweren wissenschaftlichen Nutzlast oder einer Asteroidenrückführung. Ich bin mir sicher, Interessenten wären da...

Es gab auf jeden Fall Aussagen zum Projektbudget (weiß aber nich ob die hier gepostet wurden, müsste man mal nachlesen).

Ich bin mir aber sehr sicher, dass es keinerlei Aussagen zum Stückpreis gab. So wie du es hier schreibst sieht das vorgesehene Missionsszenario sowieso nicht aus - da geht es nur um den Transfer zwischen Erdumlaufbahnen oder allenfalls um einen Start auf eine interplanetare Transferbahn und eine folgende Rückkehr des TEM in die Erdumlaufbahn.

Ein Einsatz als tatsächlicher Antrieb/Energiequelle einer Raumsonde ist (zumindest derzeit) nicht vorgesehen. Aber wenn man schonmal den Reaktor hat kann man natürlich mal drüber nachdenken, da hast du sicher recht.

Hier mal eine neue Grafik mit ein wenig mehr Angaben:


In der Tabelle "Technische Charakteristika" steht:
Masse - 20290kg
Abmessungen - 53,4 x 21,6 x 21,6 m
Elektrische Leistung Reaktor - 1MW
Spezifischer Impuls Triebwerk - mindestens 70km/s
Leistung Triebwerk - nicht mehr als 0,94MW
Gesamtschub - mindestens 18N
Lebensdauer - 10 Jahre
Start mit Angara-A5

Nach langer Zeit des schweigens hat der Direktor und Chefkonstrukteur Yuri Dragunov am 26 Juni erfolgreiche Nachricht verkündet. Die Entwicklung des Control System des Reaktors wurde abgeschlossen, es laufen auch umfangreiche technische Tests des TEM-1MW, es sei zur erwarten das die Arbeiten um 2018 abgeschlossen werden.

Die Entwicklung des TEM sei primär für die Versorgung der Mondbasis und LOS vorgesehen. Bei einer Lebensdauer von 7-8 Jahren und 5 Flügen mit Güttern zum Mond, ergeben sich beträchtliche Einsparungen. Die umfagreichen mathematischen Analysen wurden auch veröffentlicht, liegen auch bei mir. Der Flug des TEM wird immer in der  nähe der Xil Sphäre (in der Nähe des LM2) verlaufen.

Aufgrund der besonderen ballistischen Eigenschaften eines Fluges mit Plasmatriebwerken, wird der TEM am Mond nur vorbeifligen. Die Gesamtflugzeit beträgt um die 550 Tage als auch länger, hängt auch von den zukünftigen Triebwerken ab.

http://www.sdelanounas.ru/blogs/50847/#cut

Aufgrund der besonderen ballistischen Eigenschaften eines Fluges mit Plasmatriebwerken, wird der TEM am Mond nur vorbeifligen. Die Gesamtflugzeit beträgt um die 550 Tage als auch länger, hängt auch von den zukünftigen Triebwerken ab.

550 Tage zum Mond?! Da ist ja meine Omma zu Fuß schneller! Aber mal ehrlich: Das Ziel eines nuklearen Antriebs ist es doch, schneller zu sein!

Ich seh die sinnvolle Anwendung eigentlich auch nur, wenn das Ding kombiniert anwendbar ist. Also Energie in Ionentriebwerke oder "umschalten" auf Stützmasse rausballern. Aber nun ja - ist halt ein beträchtlicher Mehraufwand...

Aber vlt. wird es ja auch ein universelles Gerät, was man für den einen oder anderen Zweck modifiziert. Ich würde es gut finden, wenn das Teil in Serie produziert wird mit dieser Option. Auch schon deshalb, um evtl. eine Mission mal "retten" zu können.

Zitat von: Jura am 06. Juli 2014, 12:34:06

Aufgrund der besonderen ballistischen Eigenschaften eines Fluges mit Plasmatriebwerken, wird der TEM am Mond nur vorbeifligen. Die Gesamtflugzeit beträgt um die 550 Tage als auch länger, hängt auch von den zukünftigen Triebwerken ab.

550 Tage zum Mond?! Da ist ja meine Omma zu Fuß schneller! 

Nein, es geht um die Flugzeit Erde-Mond-Erde, in 7-8 Jahren seiner Arbeit kommen wir so auf 5 Flüge.

Das Ziel eines nuklearen Antriebs ist es doch, schneller zu sein.

Nein, es geht primär um Senkung der Transportkosten.

Aber vlt. wird es ja auch ein universelles Gerät, was man für den einen oder anderen Zweck modifiziert. Ich würde es gut finden, wenn das Teil in Serie produziert wird.

Jeder Anfang ist nicht einfach, die Entwicklung der MPD Triebwerke ist auch problematisch, insbesondere für 6-25 MW Leistung. Für Mondflüge kommt ein TEM mit 6 MW, zum Mars ein mit 25 MW Leistung.

Die Entwicklung des TEM sei primär für die Versorgung der Mondbasis und LOS vorgesehen.

Aufgrund der besonderen ballistischen Eigenschaften eines Fluges mit Plasmatriebwerken, wird der TEM am Mond nur vorbeifligen. Die Gesamtflugzeit beträgt um die 550 Tage als auch länger, hängt auch von den zukünftigen Triebwerken ab.

Wieviel Versorgungsgüter für eine Mondbasis werden in 5 Jahren benötigt?  Die müssen ja mit chemischen Antrieben vom Erdboden gestartet werden, da Plasmaantriebe dazu nicht ausreichend Schub emtwickeln.
Außerdem müssen die weich auf dem Momd landen. Wie geht das wenn der TEM nur am Mond voirbeifliegt. Bleibt dann wirklich noch eine merkbare Einsparung (ist der Nutzlastgewinn höher als die Zusatzmasse des Plasmaantriebs ?)

Zitat

Aber vlt. wird es ja auch ein universelles Gerät, was man für den einen oder anderen Zweck modifiziert. Ich würde es gut finden, wenn das Teil in Serie produziert wird.

Jeder Anfang ist nicht einfach, die Entwicklung der MPD Triebwerke ist auch problematisch, insbesondere für 6-25 MW Leistung. Für Mondflüge kommt ein TEM mit 6 MW, zum Mars ein mit 25 MW Leistung.

Das ist es eben, was ich nicht so gut finde. Man soll doch erstmal kleine Brötchen backen und den 6 MW Reaktor komplett und handhabungssicher entwickeln. Aber so, daß er problemlos kombinierbar/zusammenschaltbar ist. Das spart doch die Entwicklungskosten für den 25er. Und schafft Sicherheit, denn wenn man drei 6er kombinieren kann, hat man auch 24 MW. Und ist nicht ganz hilflos, wenn einer ausfällt, was ich nicht ganz unwichtig finde. Kostbare Marsfracht am Mars vorbeischießen wegen evtl. nicht reparablem Reaktorausfall - riskante Sache das....
Ok, man muß ein paar Tonnen draufrechnen für die Kombitechnik. Aber wenn dann etliche Flüge geschafft sind, hat man doch einen sicheren Erfahrungsschatz....

Wieviel Versorgungsgüter für eine Mondbasis werden in 5 Jahren benötigt?

Die Frage ist nicht korrekt.

Fakt, ein TEM kann Module, Versorgungslander alls auch PVLK mit einer Masse bis 50 Tonnen zum Mond transportieren. Mache nur einen groben Überblick, um diese Masse mit chemischen Antrieb transportieren, brauchen wir einen Träger mit 160 Tonnen Nutzlast. Mit TEM nur einen Träger mit 80 Tonnen Nutzlast, Kopplung erfolgt in einer Umlaufbahn von 800 km, danach der Flug zum LOS, LM2. Ich habe doch berichtet, sämtliche Analysen ausgehend von der Leistung eines TEM wurden veröffentlicht. Es geht um Einsparungen von mehreren Trägerraketen.

Bis dahin ist aber noch ein weiterer Weg, viele technische Probleme und Fragen, der Weg aber ist schon richtig.

@ McFire

Sorry, mit dem zuschaltbaren von TEM-6 MW hat das mit einer ingenieurtechnischen Entwicklung absolut nichts zu tun.