Является ли ядерный синтез жизнеспособным средством питания космических кораблей?

Сегодня, изучая ядерные реакции, я обнаружил, что мы можем производить большое количество энергии. Так почему бы не использовать эту энергию в наших космических ракетах? Это может сократить время исследования или увеличить продолжительность космических путешествий.

Некоторые технические подробности о термоядерном двигателе могут быть использованы для уточнения части ответа: nasa.gov/pdf/716077main_Slough_2011_PhI_Fusion_Rocket.pdf
Суйог, я отредактировал ваш вопрос, сосредоточив его на ядерном синтезе. Вы можете найти ответ на вопрос об использовании ядерного деления здесь: подходят ли ядерные двигатели для освоения космоса?
yathanx @ Called2voyage .... Я получил ответ и новый хороший вопрос, спасибо.

Ответы (1)

Нынешние экспериментальные термоядерные реакторы все еще находятся в нескольких десятилетиях от производства чистой энергии. Испытательный реактор в Национальном центре зажигания совершил решающий прорыв в прошлом году, когда им впервые удалось получить больше энергии из своей термоядерной камеры, чем они вложили в нее . Но имейте в виду, что:

  • Выходная энергия была положительной только при измерении входной энергии как энергии лазерных лучей, входящих в камеру синтеза. Но процесс создания этих лазерных лучей эффективен только на 1%. Кроме того, пока нет способа извлечь энергию из термоядерной камеры и превратить ее в электричество. Вы также не можете предположить, что такой метод будет эффективным на 100%. Таким образом, энергоэффективность всего объекта все еще очень далека от положительной.
  • Положительный результат был только в течение 150 PICOseconds
  • Этот испытательный реактор в настоящее время имеет размер заводского комплекса.

Пройдут десятилетия, прежде чем у нас будет термоядерная установка, способная полностью (!) питать себя. Потребуется еще больше времени, пока технология не станет пригодной для экономического использования, и еще больше времени, пока технология не станет достаточно миниатюрной, чтобы ее можно было рассматривать для использования в космосе.

Я постараюсь обновить свой ответ, когда это произойдет. Но я не уверен, что буду еще жив тогда.

Однако есть еще один метод, с помощью которого нам удалось создать термоядерную реакцию с положительным выходом: термоядерная бомба . К сожалению, единственный способ использовать их энергию - это одиночный огромный взрыв, больший, чем обычная ядерная бомба деления (потому что бомба деления используется для запуска реакции синтеза). Движение космического корабля через ударные волны, создаваемые ядерными бомбами , очевидно, безумие. Но не настолько сумасшедший, чтобы никто никогда об этом не думал. Существует теоретическая концепция под названием « Проект Орион» , которая именно такова. Теоретически это даже выглядит не плохо. Фактически, в настоящее время это может быть единственным жизнеспособным методом пилотируемых межзвездных путешествий в пределах наших технических возможностей. Но это никогда не поднималось выше теоретического планирования, потому что:

  1. Он должен быть огромным, чтобы быть эффективным и, следовательно, безумно дорогим.
  2. Вывод ядерного оружия на орбиту был бы нарушением Договора по космосу 1967 года .
Термоядерные реакторы ³He 3-го поколения могут работать, и они не считаются «грязными» (отсутствие эмиссии нейтронов и протоны высокой энергии в результате синтеза ³He–³He имеют положительный заряд и могут содержаться электромагнитно с помощью токамаков, производя при этом электричество). время). Конечно, проблема в том, что они требуют еще более высокой температуры, чем ядерный синтез дейтерия и/или трития. И что нет простого способа получить ³He. Но одна вещь, которая здесь еще не решена, заключается в том, что проблема наличия реактивной массы для движения все еще сохраняется, независимо от плотности энергии.
Вы можете обойти договор, никогда не находясь на околоземной орбите. Корабль «Орион» мог просто стартовать прямо вверх, так что его траектория в любой момент времени была либо суборбитальной, либо уклоняющейся. Проблема может заключаться в нарушении договора о запрещении ядерных испытаний, запрещающего испытания в атмосфере. С другой стороны, вы могли бы просто сказать, что это не тест.
Может быть, собраться на лунной орбите?