Перепрофилирование атомной подводной лодки для космических путешествий

Хотя атомная подводная лодка может и не стать отличным космическим кораблем, возможно ли перепрофилировать ее для космических путешествий? Бенчмарк: USS Illinois (SSN-786) , подводная лодка класса Вирджиния (родилась в Вирджинии, живет в Иллинойсе, поэтому я немного предвзято отношусь к эталону). Чтобы быть перепрофилированным для космических путешествий, он должен соответствовать следующим требованиям:

  • Уметь перемещаться в пространстве. Поскольку пропеллер не лучший вариант, вы можете заменить его.
  • Не взорвать/взорвать/сжечь... можно заселить на один-два года
  • Обеспечьте безопасность астронавтов: минимальный необратимый ущерб астронавту: вы можете перепрофилировать корпус
  • Стоимость менее 500 миллионов долларов (вы не можете тратить деньги вечно)

Это было вдохновлено соответствующим вопросом XKCD «что, если».

Использовать ядерный реактор подводной лодки без надежного источника огромного количества охлаждающей воды — очень плохая идея. Кроме того, такая подводная лодка слишком тяжела.
Как сказал Уве, масса будет действительно большой проблемой. См. также: space.stackexchange.com/q/1664/58 .
USS Illinois весит 7800 тонн. Просто запуск такого большого веса будет стоить в 100 раз больше, чем ваш бюджет...
Так в основном, ответ нет?
Если вы хотите найти разумные (в отличие от проекта «Орион» ) варианты ядерной тяги для космоса, адаптация ториевого реактора самолета для питания ионных двигателей — это что-то за пределами научной фантастики. Для этого по-прежнему потребуется огромная площадь радиаторов.
Это что-если: what-if.xkcd.com/138
Я думаю, что то, о чем вы думаете, есть только в книге, а не в Интернете.
Интересно, что вероятен не только ответ «нет, вы не можете удовлетворить все эти требования», но и «нет, ни одно отдельное требование не может быть выполнено». Тем не менее, это дает мне вдохновение. Я думаю, что могу задать дополнительный вопрос: «Может быть, если мы соорудим большого деревянного барсука…»
По совпадению, недавно я наткнулся на хорошее обсуждение почти идентичного вопроса о построении мира, но общий консенсус был отрицательным, в основном по причинам, которые @Antzi уже изложил. Хотя кое-что из обсуждения может быть интересным.
Откуда взялась ваша цифра в 500 миллионов долларов? Это мелочь для подводных лодок или космических кораблей.
Вы могли бы продать подводную лодку (за подводную лодку класса «Вирджиния» можно получить несколько миллиардов, если вы сможете закрыть сделку без того, чтобы USN надрал вам задницу) и вложить вырученные средства в строительство довольно хорошего космического корабля.
В серии книг Джона Варли «Красный гром» главные герои делают из вагона-цистерны космический корабль. Конечно, у них есть антигравитационный двигатель...
@CarlKevinson Хороший шпион! Я вспомнил, что где-то видел этот вопрос, но не мог вспомнить, где. Ответ Шона Бодди идеален!
Это было чем-то, что представляли себе различные писатели-фантасты, говорящие о бездействующих двигателях, а затем люди как бы ухватились за это. честно говоря, это не имеет особого смысла даже с безреактивными двигателями, хотя вы определенно могли бы сделать очень дешевый космический корабль, если бы он у вас был.
Я бы посоветовал не воспринимать xkcd всерьёз и считать его сайтом типа 9gag, MemeCenter или CollegeHumor, а не научным источником.
@CortAmmon: будет ли ваш большой деревянный барсук современным космическим эквивалентом троянского коня для инопланетян, и если да, то что вы знаете об инопланетянах и барсуках, чего не знаю я ? М-м-м ;-)

Ответы (3)

НЕТ

  • Ракета может поднять несколько тонн. Подводная лодка весит тысячи тонн.
  • Двигаться в космосе: если вы добавите ракету или ионный двигатель, это будет возможно. Но это ВААААЙ слишком тяжело для любого из тезисов. Это как толкать поезд вручную.
  • Подводная лодка предназначена для защиты от воды. Он будет недостаточно герметичен и будет сильно протекать.
  • Атомной подводной лодке нужно МНОГО воды для охлаждения двигателя. В космосе не так много воды, поэтому его реактор расплавится
  • Стоимость менее 500М... АПЛ стоила в 5 раз дороже.
  • Обеспечьте безопасность астронавтов: если мы проигнорируем плавящееся ядерное ядро ​​и необходимость в скафандре, это будет безопасно.

Может быть, если вы спросите Лейдзи Мацумото , он сможет сделать такой? У Аркадии уже есть подводные возможности :)

И все системы на подводной лодке предназначены для работы под действием силы тяжести. Вам придется заменить большую часть внутренностей новыми конструкциями.
@ Гоббс точно. Не могу дождаться первого космического смертоносного туалета
Единственная существенная утечка в салоне в программе шаттлов была через туалет! Смертельные туалеты на самом деле. spaceflight.nasa.gov/outreach/SignificantIncidents/assets/… стр. 53 pdf
Что касается стоимости, то я считаю, что проект 500М «начинается с работающей подводной лодки», а не «строится подводная лодка, а затем спускается на воду». Все еще нереалистично, даже если подводную лодку просто разобрать и запустить по частям, ее масса слишком велика, чтобы достичь космоса за такую ​​цену, но стоимость постройки подводной лодки в первую очередь не кажется важным фактором.
Чтобы представить проблему веса в контексте, потребуется 59 запусков Saturn V, 112 запусков Falcon Heavy или 48 запусков текущей конструкции BFR, чтобы вывести его на низкую орбиту.
Кроме того, защита от воды имеет очень важное значение, а именно то, что подводная лодка спроектирована таким образом, чтобы противостоять сокрушительному внешнему давлению океана. В космосе требование обратное - сосуд должен выдерживать внутреннее давление против космического вакуума. То, как вы проектируете судно, конструктивно сильно различается в обоих случаях. Внутренняя конструкция подводной лодки прочна на сжатие, но космический корабль должен быть прочным на растяжение. Успех в одном из них не сразу делает судно хорошим в другом.
Если атомную подводную лодку не окружить водой, экипаж задохнется. Система жизнеобеспечения извлекает кислород из морской воды с помощью электролиза. Затем скрубберы CO2 сбрасывают CO2 за борт.
Чтобы проиллюстрировать точку зрения J, на подводной лодке затворы люков удерживаются закрытыми за счет давления воды на них (а также различных запорных механизмов). В космосе давление сейчас выталкивает, пытаясь открыть люк.

Было бы проще перепрофилировать большую грузовую шину, и это было бы более эффективно. У Анци есть отличный ответ на НЕТ , но вопрос показывает некоторое отсутствие знаний о разнице между взрывом на глубине моря и взрывом в космическом вакууме.

У меня были подобные заблуждения, когда я спросил , почему шины космического корабля не взрываются в космическом вакууме?

Учтите, что надувные лодки Bigelow — это, по сути, надутые резиновые воздушные шары (упрощение). Нажмите здесь, чтобы просмотреть все вопросы с пометкой bigelow .

Проблемы с подводной лодкой заключаются в том, чтобы не дать ей взорваться от внешнего давления. В космосе задача удержать его от взрыва от внутреннего давления довольно проста по сравнению с радиацией, микрометрами, выходом в космос и т. д.

На уровне моря давление в одну атмосферу давит на все. Это вес воздуха от поверхности до космического вакуума. Когда вы отправляетесь в космос, вы удаляете эту одну атмосферу давления. Когда подводная лодка уходит под воду на каждые 10 метров (32,8 фута), давление увеличивается на одну атмосферу. Подводная лодка (идущая под водой) должна быть НАМНОГО прочнее, чтобы противостоять разнице давлений в сотни атмосфер, в то время как космический аппарат должен противостоять разнице давлений в одну атмосферу.

Мы часто говорим о давлении в терминах атмосфер. Одна атмосфера равна весу земной атмосферы на уровне моря, примерно 14,6 фунта на квадратный дюйм. Если вы находитесь на уровне моря, на каждый квадратный дюйм вашей поверхности действует сила в 14,6 фунта.

Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров глубины воды. На глубине 5000 метров давление будет примерно 500 атмосфер или в 500 раз больше, чем давление на уровне моря. Это большое давление. ИСТОЧНИК

Вы можете добавить что-то о разнице давлений. Подводная лодка должна выдерживать перепад давления в несколько бар, космический шаттл — один бар, хотя и в другом направлении, но направление здесь не имеет особого значения.
@DonQuiKong хорошее замечание, обновлено

Нет. Абсолютно нет.

1) Подводные лодки непомерно тяжелые. Типа... ОЧЕНЬ тяжело. Вы не могли отправить его в космос.

2) Если бы вы могли делать это по частям, потребовалось бы много-много запусков, чтобы доставить все части подводной лодки в космос, что ударило бы по вашему бюджету.

3) Одной из самых больших проблем в космосе, которая в основном остается незамеченной широкой публикой, является радиация. На Земле (под водой или нет) у нас есть преимущество магнитного поля Земли, которое защищает нас от наихудшего солнечного излучения, а также от космического излучения. У космических кораблей мало таких преимуществ, а подводная лодка не предназначена для обеспечения большей радиационной защиты, чем существующие космические корабли.

4) Ядерная энергетика в космосе проблематична с политической/бюрократической точки зрения. Правительства не хотят разрешать строительство даже самых простых ядерных источников энергии из-за риска запуска. Если стартовая ракета взорвется, куда приземлятся радиоактивные осадки? Кто его собирает? Представьте себе ситуацию, когда ракета с ядерным топливом взрывается, и этот ядерный материал затем попадает обратно на Землю в руки террористической организации. Не красиво.

Если люди собираются отправить в космос настоящий космический корабль, им придется построить его в космосе. Это не будет что-то, что у нас есть здесь, на Земле, переназначенное для использования в космосе. И это будет стоить намного больше, чем 500 миллионов долларов. Стоимость запуска строительных материалов в космос стоила около 100 миллионов долларов за запуск. Это не считая стоимости самих материалов, стоимости разработки способа его создания или оплаты труда людей, которые действительно строят вещь.

3: толщина корпуса подводной лодки около 10 см. Это обеспечивает гораздо лучшую защиту, чем две тонкие алюминиевые стенки, используемые космическими кораблями.
Технически он обеспечивает лучшую защиту, но не «намного» лучшую защиту. Для некоторых видов излучения 10 см стали прозрачны, как лист бумаги. В третьих, радиация вызывает деформацию и набухание стали, что не позволяет использовать ее в корпусе космического корабля. Не говоря уже о том, что 10 см стали на много-много порядков тяжелее алюминия. Как вывести на орбиту ТАКОЕ количество стали?
@Tim: В космосе нет нейтронного излучения, так как период полураспада свободных нейтронов составляет 15 минут. И нет опасного излучения, которое проходит через 10 см стали, как бумагу: интенсивность гамма-излучения снижается примерно до 6,4% от исходного количества, а протоны, ядра гелия и электроны почти полностью останавливаются. Смехотворный вес неоспорим, но 10 см стали обеспечили бы отличную защиту, если бы мы смогли поднять его туда.
«неохотно допускает создание даже самых простых ядерных источников энергии». Радиоизотопные термоэлектрические генераторы используются в спутниках и космических зондах, и я бы назвал их ядерными источниками энергии.
В некоторых случаях тонкое экранирование намного лучше, чем толстое. В случае частиц очень высокой энергии, с тонким алюминием, частица проходит сквозь стены, человека позади и стены на выходе без какого-либо эффекта. При толстом экранировании он попадает в одну из частиц экрана и вызывает выброс целого каскада жестких ионов в жилую зону и людей внутри.
Перепрофилирование атомной подводной лодки для космических путешествий
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v