Filme fino nuclear com californium para missões de lente gravitacional rápidas

Jim Bickford está liderando o projeto Fin Film Isotope Nuclear Engine Rocket (TFINER) para desenvolver um sistema para impulsionar um ofício através do espaço mais rápido e mais longe do que nunca. O TFINER é aplicável a uma ampla gama de outras missões profundas que não são possíveis com a tecnologia existente. Por exemplo, uma missão para o foco da lente gravitacional solar (SGL) aproveitaria a lentegvitacional para imaginar um planeta extra -solar enquanto atuava como uma missão interestelar precursora. (Turyshev, 2003) O foco é uma linha que começa em ~ 550 Au, que pode ser alcançada em cerca de 25 anos usando um design de TH-228 em estágio único. Em comparação, uma espaçonave convencional como novos horizontes para Plutão levaria quase dois séculos para atingir o foco da gravidade. Se vários estágios maiores (isótopos) e/ou uma manobra agressiva de Oberth forem alavancados, a velocidade de saída de 250 km/s chegaria a estrelas próximas em cerca de 5 mil anos. Embora este relatório tenha se concentrado principalmente em quatro combustíveis com meia-vida de vários anos a várias décadas, existem opções para combustíveis com meias-vidas muito mais curtas e muito mais longas, que têm uma variedade de vantagens, dependendo da missão. Se os materiais de meia-vida curtos puderem ser purificados rapidamente, fabricados em folhas e lançados no espaço, podem ser esperados níveis de desempenho muito mais altos. Por exemplo, o CF-254 é especialmente atraente para produzir velocidades finais até 10x mais alto que os combustíveis basais. O Califórnia aumentaria a velocidade máxima para mais de 300 Au por ano ou cerca de metade de um por cento da velocidade da luz. Uma capacidade crítica que o conceito de TFiner permite é recuperar as lentes gravitacionais em diferentes alvos ao longo da missão. Os conceitos de vela solar existentes exigiam que os concades chegassem ao SGL (Halvajian, 2022) e, em seguida, só conseguem observar um único sistema solar porque o telescópio só pode buscar alvos diretamente alinhados com o vetor de volta ao sol. Em comparação, um design de tfiner possui uma capacidade residual de ∆V que pode ser usada para alinhar com vários alvos. O sistema pode observar um por vários anos e depois manobrar um novo vetor de alinhamento solar. Embora cada missão observe apenas uma pequena fração do céu, o TFINER permitiria a retribuição de taxas ~ 1 graus/década com um impacto substancial na eficácia da missão. Aqui está o relatório final de 96 páginas. Tfiner é baseado no conceito de “folhas de impulso”, que foram originalmente propostas por Wolfgang Moeckel na década de 1970. As folhas de impulso são filmes finos revestidos com isótopos radioativos que aproveitam a deterioração nuclear para empurrar itens pelo espaço. À medida que os isótopos radioativos se deterioram, eles emitem partículas “alfa”, algumas das quais podem viajar tão rápido quanto 5 % da velocidade da luz. “Isso é tremendamente rápido em comparação com um foguete químico convencional e nos permite empurrar cargas úteis a uma velocidade de quase 100 quilômetros por segundo”, disse Bickford, acrescentando que um foguete convencional precisaria ter uma massa maior que a população humana global para operar esse jejum. TRL, o conceito TFINER está atualmente em um nível de prontidão tecnológica (TRL) de 2, pois o conceito e a aplicação foram formulados. Embora tenha sido realizado um trabalho significativo, é necessário concluir um projeto e uma análise de funções críticas à prova de conceito para satisfazer os critérios para níveis mais altos de TRL. There is a clear path to bringing the concept to between TRL of 3 or 4 in the current phase 2. The prioritized list of near-term development needs is shown below.• Isotope Production and Separation Development – the ability to produce the nuclear fuels inthe desired quantities and the needed purities in essential to any system design o Production proof-of-concept – the cross-sections and other aspects of the accelerator-based technique should be proven by producing small quantities of fuel at an Facilidade existente, como o acelerador de prótons Lansce. o Design do acelerador-O design de um novo acelerador deve ser iniciado que otimiza a produção com a capacidade de gerar produtos auxiliares (por exemplo, isótopos médicos). O projeto deve considerar a viabilidade econômica e as casos de uso alternados para apoiar o desenvolvimento de um novo acelerador de alta fluência dos EUA. o Separação e purificação-O sistema de separação de isótopos baseado em produtos químicos e o enriquecimento de qualquer coisa devem ser detalhados e integrados à logística da operação do teaccellerador. o Segurança de lançamento – Os conceitos para manuseio de materiais, sistemas de segurança e veículos de lançamento devem ser amadurecidos para identificar quaisquer riscos programáticos. • A prova de conceito da folha-a capacidade de fabricar folhas de impulso, gerar impulso e o nível de retenção, mantendo sua integridade estrutural, deve ser verificada experimentalmente a demonstração de fabricação de chapas-a abordagem de fabricação de folhas de impulso pode primeiro ser beverificadas usando isótopos que são quimicamente equivalentes, mas estáveis da decadência nuclear. o Validação do modelo de impulso-As forças geradas por uma folha devem ser validadas usando combustível de emissor alfa disponível em arenos com uma meia-vida curta. o Verificação de robustez do material – A capacidade das folhas de impulso de manter sua integridade estrutural após doses de radiação total muito alta pode ser verificada avaliando a medição após a irradiação de pequenas amostras por um acelerador de partículas ou outra fonte que produz a dose de radiação da vida total equivalente. • Design de missão-O design da espaçonave deve ser amadurecido e o Desenvolvimento da Missão Otimizada-a missão (incluindo motivação) e o spacecraftDesign integrado deve continuar a ser amadurecido com base nos resultados mais recentes e em outras atividades o otimização de design-design alternativo e abordagens de retenção e uma nova base e as abordagens de seleção e uma nova base e a base), como alavancas de manobras, bedestics, ou novas, ou novas, ou uma nova linha de seleção, como a beda-de-base e a base de lençóis, como a bedestática e a base de base e a base de base), como a beda-de-base e a base de base), como a beda-de-base e a base de base e a base), como a base. o Desenvolvimento de missão precursor-potenciais missões pré-cursoras que podem ser usadas para resumir a tecnologia TFINER no espaço cedo devem ser exploradas em detalhes. o Desenvolvimento da carga útil-tecnologias críticas de corte cruzado, como telescopeóptica leve, instrumentos científicos e eletrônicos rígidos RAD devem ser avaliados quanto à missão. O foguete de motores nucleares de filme fino (TFINER) é um projeto de pesquisa em estágio inicial focado no desenvolvimento de uma nova abordagem da propulsão espacial que permite novas missões. Este relatório resumiu a análise usada para mostrar a viabilidade do conceito e da aplicabilidade a várias missões de importância que são de interesse do público e da comunidade científica. Uma característica fundamental da tecnologia é a capacidade de continuar fornecendo propulsão significativa após anos no espaço profundo. Um aspecto importante do conceito proposto é que ele se baseia quase inteiramente em efeitos ou modificações conhecidas da tecnologia existente. Embora ainda exista um risco substancial e desafios árduos de engenharia pela frente, nenhum obstáculo intransitável foi identificado. A possível exceção é o caminho para a produção de isótopos. Embora isso não seja uma limitação fundamental, é provável que haja desafios programáticos para a criação de instalações nucleares para aumentar no curto prazo. Isso pode ser abordado considerando missões de curto prazo que aproveitam os isótopos menos energéticos e/ou sistemas menores que utilizam quantidades menores de materiais. Paralelamente, novas abordagens da produção devem ser desenvolvidas para garantir que um suprimento de combustível esteja disponível para todas as missões desejadas. As precauções de segurança precisam ser tomadas para garantir a segurança do pessoal e o meio ambiente em caso de lançamento ou outro tipo de cenário de acidente. O caminho de desenvolvimento foi estabelecido e planos para continuar a amadurecer a tecnologia TFINER. Ainda existem muitas perguntas não respondidas e variantes inexploradas, embora a esperança seja que este relatório destace a capacidade fundamental da tecnologia e conceitos de linha de base de como realizá -lo em missões operacionais reais de interesse. Brian Wang é um líder de pensamento futurista e um blogueiro de ciências popular com 1 milhão de leitores por mês. Seu blog NextBigfuture.com está classificado como #1 Blog de notícias de ciências. Abrange muitas tecnologias e tendências disruptivas, incluindo espaço, robótica, inteligência artificial, medicina, biotecnologia antienvelhecimento e nanotecnologia. Conhecida por identificar tecnologias de ponta, ele atualmente é co-fundador de uma startup e angariador de fundos para empresas em estágio inicial de alto potencial. Ele é o chefe de pesquisa de alocações para investimentos em tecnologia profunda e um investidor anjo da Space Angels. Um orador frequente das empresas, ele foi um orador do TEDX, um orador da Universidade de Singularidade e convidado em inúmeras entrevistas para rádio e podcasts. Ele está aberto a falar em público e aconselhar compromissos.

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