Conception d'un système de propulsion nucléaire pour les vols interplanétaires

Dans l'actualité, le schéma suivant d'un remorqueur de propulsion nucléaire électrique est souvent trouvé.


Très probablement, le dessin, comme on dit, dans l'imagination de l'artiste, a peu de choses en commun avec la physique et la réalité.

Les éléments de base des centrales nucléaires spatiales comprennent la radioprotection d'un réacteur nucléaire. Comme j'espère, la plupart des gens savent que lorsqu'un noyau d'uranium se désintègre, 2-3 neutrons se forment. Pour une réaction supplémentaire, un seul est nécessaire, donc 1-2 neutrons s'envolent librement dans l'espace. Plus d'autres radiations. L'espace est tout de même, mais il n'y a pas du tout de charge utile, surtout s'il s'agit de personnes. D'où la première exigence: une protection est nécessaire principalement pour la charge utile.
On sait également que mettre n'importe quelle masse en orbite proche de la Terre est un plaisir très coûteux. Un kilogramme y est plus cher qu'un kilogramme d'or ici. Le meilleur matériau pour se protéger contre les radiations - le plomb - n'est pas du tout la lumière. Deuxième exigence: la disposition de la protection doit fournir un minimum de sa masse.
En fonction de nos exigences, le cône tronqué aura le poids et le degré de protection optimaux.


La masse de protection dépend du volume, où: l'épaisseur dépend directement de la distance à la charge utile, de la forme de la taille angulaire.
Première conclusion: il ne sert à rien de disposer les moteurs sur une base cruciforme. Il est plus logique de les marquer sur un cercle.

Il est conseillé de retirer la charge utile autant que possible, mais cela ne suffit pas pour obtenir de l'électricité, il faut la transférer sur les moteurs. Un mégawatt est souvent mentionné. Par exemple, prenez un réseau électrique domestique. Pour la transmission d'environ 5 kW, un fil de cuivre d'une section de 2,5 mm ^{2 est utilisé} . En conséquence, pour un mégawatt, vous avez besoin de 200 fois plus - 500 mm ². Avec une longueur de 20 mètres, ces messages pèseront près de 100 kg, mais ils en ont besoin de deux. Plus d'autres difficultés comme l'expansion de la structure après son lancement dans l'espace. J'ajouterai tout de suite que pour réduire le courant il serait possible d'augmenter la tension, mais la masse d'isolant augmenterait proportionnellement.
Deuxième conclusion: il n'est pas nécessaire de placer les moteurs au bout de la planète.
Et voici le schéma optimal de l'ensemble du système.

Source: https://habr.com/ru/post/fr395437/