17 juli 2018

Een nieuw start voor nucleaire voortstuwing?

Een nieuwe start voor nucleaire voortstuwing? Dit artikel is verschenen in Ruimtevaart nr. 2 2017. Het beschrijft hoe een ruimtevaartmodel gebaseerd op de nucleaire raket gestalte zou moeten krijgen en hoe het de maatschappij als geheel zou beïnvloeden mede door drastische prijsdalingen in de branche en haar aanverwante sectoren.

Een nieuwe start voor nucleaire voortstuwing?

Angèle van Oosterom

Bijna twee decennia, gedurende de jaren ’50 en ’60 van de vorige eeuw, werd er in de Verenigde Staten zeer serieus aan een programma voor nucleaire voortstuwing in de ruimte gewerkt. In dit Rover/NERVA programma werd destijds rond de $5,5 miljard dollar geïnvesteerd; equivalent aan ongeveer $32 miljard in onze tijd. Het ontwikkelde de technologie zo ver dat het al in 1968 klaar was voor een daadwerkelijke, full-scale test in de ruimte. Die vond echter nooit plaats, en door gebrek aan urgentie kwam er in 1972 een einde aan de hele ontwikkeling. Volgens schrijver James Dewar is de tijd echter rijp om de ontwikkeling van nucleaire voortstuwing weer op te pakken. Dit artikel presenteert het idee achter Rover/NERVA, de visie die Dewar in zijn boek ‘The Nuclear Rocket’ presenteert voor een herstart van de ontwikkeling, en de mening van de auteur van dit artikel over het boek.

De relatief kleine Kiwi B4-A, opgesteld op de Space Nuclear Propulsion Office Nevada Test Site. [Los Alamos National Laboratory]

NERVA

NERVA, voor Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application beoogde de ontwikkeling van een thermisch-nucleaire rakettrap voor interplanetair gebruik, en was een gezamenlijk project van de U.S. Atomic Energy Commission (AEC) en NASA, onder management door de Space Nuclear Propulsion Office (SNPO). Project Rover was het ontwikkelingsprogramma dat van 1955 tot 1972 naar een bruikbare NERVA motor toewerkte. NASA wilde NERVA gebruiken in haar bemande interplanetaire missies na de Apollo maanlandingen, onder andere voor bemande Marsvluchten, maar toen de Amerikaanse overheid het NASA budget sterk terugschroefde en andere prioriteiten stelde, sneuvelde het programma aan een gebrek aan noodzaak. Voor de geplande robotische sondes en bescheiden bemande activiteiten toegespitst op nuttige toepassingen in een baan rond de aarde volstond conventionele chemische raketvoorttstuwing. Daarnaast was de publieke steun voor nucleaire programma’s, zeker als het ging om het lanceren en boven de aarde laten ronddraaien van kernreactoren, sinds de jaren ’50 sterk gedaald.

 

 

NERVA-motor

De belangrijkste delen van een NERVA-motor. [NASA]

 Het principe van een nucleaire raketmotor

In een vaste-kern nucleair-thermische raketmotor stroomt een enkele stuwstof, gewoonlijk vloeibaar waterstof, door een kernreactor en wordt daarbij verhit tot extreme temperaturen van ongeveer 2000 tot 3000 graden Celsius. Vervolgens expandeert het gas door een klokvormige straalpijp en creëert daarbij stuwkracht, op vergelijkbare wijze als bij een conventionele raketmotor. Omdat de stuwkracht toeneemt met het kwadraat van de uitstroomsnelheid is het lichte waterstof een zeer geschikte stuwstof; waterstofmoleculen hebben een relatief lage massa en bereiken bij het uitstromen daardoor hogere snelheden dan andere potentiële stuwstoffen. Het gebruik van enkel waterstof in plaats van de zwaardere verbrandingsproducten van conventionele raketmotoren, in combinatie met de veel hogere gastemperatuur die een kernreactor mogelijk maakt, zorgen ervoor dat een nucleaire motor als NERVA zeer efficiënt is. Het resultaat is zeker een verdubbeling van de Specifieke Impuls in vergelijking met die van de beste conventionele chemische raketmotoren.

Reactoren met een vaste kern werken niet bij temperaturen veel hoger dan 3000 graden Celsius omdat dan het nucleaire materiaal smelt. Bij concepten voor reactoren met een vloeibare kern worden stuwstof en nucleair materiaal gemengd, zodat de verhitting in de stuwstof zelf plaatsvindt. De temperatuurslimiet wordt daarbij niet langer door het nucleaire materiaal bepaald maar door het materiaal van de wanden van de motor, die echter door de cryogene waterstof gekoeld kunnen worden. In theorie maakt deze techniek een Isp van maximaal 3000 seconden mogelijk. Motoren met een gasvormige kern zijn in principe nog efficiënter; daarbij wordt gasvormig uranium omgeven door een laag waterstofgas, zodat het hete uraniumgas nooit in contact komt met de wanden van de motor en nog extremere temperaturen mogelijk zijn. Een Isp van 5000 seconden zou daarmee haalbaar zijn; meer dan tien keer hoger dan die van de beste conventionele raketmotoren.

Efficiëntie

De conventionele chemische raketmotor zat destijds al aan het plafond van de technische ontwikkeling wat betreft de bereikbare efficiëntie. De maat daarvoor is de specifieke impuls, Isp, gedefinieerd als het aantal seconden dat een motor met een kilogram stuwstof een kilogram stuwkracht kan genereren. De praktisch gezien best presterende raketmotoren verbranden vloeibare waterstof en zuurstof en halen daarmee een Isp van 450 seconden.

NERVA zou slechts vloeibare waterstof verbruiken en deze niet verbranden maar simpelweg verhitten door het door een vaste-kern nucleaire reactor te laten stromen. Bij de Rover experimenten werd een Isp van 825 seconden bereikt bij een kerntemperatuur van 2000 graden Celsius. Daarmee was de efficiëntie van de NERVA motor bijna twee keer hoger dan die van de beste conventionele raketmotor, en kon daarmee een ruimteschip met veel minder stuwstof dezelfde interplanetaire snelheid geven. Of met dezelfde hoeveelheid stuwstof eenzelfde lading een veel hogere snelheid. Een bemande Marsmissie met een NERVA motor zou daarmee een stuk lichter en kleiner kunnen zijn, of een veel kortere vluchttijd kunnen hebben, of een combinatie van beide voordelen.

Gezien de voortschrijding in materiaalkennis en voortbouwend op NERVA-technieken zouden tegenwoordig temperaturen van rond de 3000 graden mogelijk moeten zijn, en daarmee een Isp van 1000 seconden. Bij 4000 graden Celsius smelten alle bruikbare vaste-kern materialen, wat de uiterste grens voor motoren van het NERVA type op een Isp van 1200 seconden stelt (met meer geavanceerdere vloeistof- en gas-kernreactoren kunnen nog hogere waarden worden bereikt, maar de techniek daarvoor is veel minder ver ontwikkeld).

Nieuwe ontwikkelingen

Volgens auteur James Dewar is de tijd rijp om de ontwikkeling van nucleaire voorstuwing weer op te pakken. Dewar verhaalde in zijn eerdere boek ‘To the End of the Solar System’ (University Press of Kentucky 2003, Apogee Books 2008) hoe het Rover/NERVA programma tot stand is gekomen. In zijn vervolgboek ‘The Nuclear Rocket, making our planet green, peaceful and prosperous’ uit 2009 werkt Dewar zijn visie voor toekomstig gebruik van de nucleaire raket verder uit: “I hope this book gives you a different perspective on nuclear rockets and on the space program they alone permit…”Hij bepleit in dit boek de bouw van twee typen nucleaire motoren en een hierop gebaseerde vloot en ruimtestation-industrie, voorziet zijn betoog van hypothetische kostenplaatjes en schetst de organisatorische en politieke implicaties. Zijn boek is primair bedoeld voor de buitenstaander geïnteresseerd in de details van een ruimtevaartmodel gebaseerd op nucleaire aandrijving.

Dewar presenteert een ontwikkelingsplan voor nieuwe nucleaire raketmotoren, met als uitgangspunt de KIWI B-4 vaste-kern motor die werd beproefd als onderdeel van het Rover/NERVA programma. Deze grondtest-motor (vandaar de naam Kiwi, naar de niet-vliegende vogel) haalde een Isp van 825 seconden en een stuwkracht van 330 kiloNewton, en was met een lengte van 1.3 meter vrij klein. De B-4 had oorspronkelijk moeten leiden tot het eerste experiment in de ruimte, NERVA NRX (Nuclear Rocket Experimental) genaamd. Dewar stelt voor de B-4 technologie via een “nucleair continuüm” programma binnen tien jaar te laten doorgroeien naar een serie vierde-generatie motoren met een Isp van 1000 seconden. Ervaring opgebouwd met relatief kleine experimentele motoren permitteert het stapsgewijs een infrastructuur te ontwikkelen, goodwill op te bouwen en veiligheid te tonen, om zo gaandeweg kapitaal en publieke steun bij elkaar te krijgen. Pas de vierde generatie zou als operationeel beschouwd kunnen worden.

Een artistieke impressie uit 1970 van een op NERVA gebaseerde nucleaire shuttle; Dewar stelt een vergelijkbaar concept voor met zijn Re-use “taxi’s”. [NASA]

Re-use en Re-core motoren

Dewar stelt twee typen operationele motoren voor: de ‘Re-use’ zou gebruikt worden in een “taxi” of “space tug” die ladingen binnen Low Earth Orbit (LEO) en naar hogere banen kan vervoeren. Studies geven aan dat zo’n motor 10 uur operationeel kan zijn, een enorm lange tijd voor een raketmotor, en 60 maal gebruikt kan worden. Dat betekent dus 30 trips naar hogere of zelfs interplanetaire banen en terug. De vierde generatie ‘Re-use’ zou moeten kunnen doorgroeien naar een levensduur van 30 uur en gebruik voor 90 missies.

Het tweede en krachtiger type nucleaire motor, de ‘Re-core’, is bedoeld voor een herbruikbare, “core stage” van een air-launched nucleaire raket die voor het transport van de grond naar LEO zorgt. Deze lanceerder zou op een hoogte van ongeveer 15 km worden afgeworpen door een groot transportvliegtuig, bijvoorbeeld een C-5, waarna twee conventionele boosterraketten worden ontstoken die de nucleaire trap naar een hoogte van ongeveer 30 km stuwen. Pas daar wordt de nucleaire Re-core motor gestart. De boosters worden afgeworpen en geborgen voor hergebruik, terwijl de nucleaire trap, uitgerust met slechts een enkele stuwstoftank vol waterstof, verder vliegt naar LEO. Omdat de reactor van de Re-core motor pas kritiek wordt op grote hoogte en ver van het lanceervliegtuig is er geen stralingsgevaar tijdens de lanceervoorbereidingen op de grond of voor de bemanning van het vliegtuig. Het lanceervoertuig zal ook gebruikt worden om Re-use ruimtevaartuigen omhoog te brengen alsook de benodigde waterstof voor de Re-use taxi’s, in dezelfde waterstoftank die aanvankelijk de Re-core motor van de lanceerder voedt.

Na afkoppeling van de waterstoftank en nuttige lading (bijvoorbeeld een Re-use taxi) zou de Re-core motor in een soort cocon gecontroleerd in de atmosfeer terugkeren en ver van bewoond gebied in de oceaan landing. Een bergingsschip plaats de motor vervolgens in een stralingsdichte container voor vervoer terug naar de plaats waar de motoren worden onderhouden.

Bekende technieken en methodes voor omgang met nucleair materiaal, zoals hier in 1984 bij het verwijderen van de kernkop van een tital II raket, kunnen de basis vormen voor veilige ruimtevaart gebaseerd op nuceaire voortstuwing. [USAF]

Een bergingsoperatie voor een radioactieve reactor die intact naar de aarde terugvalt is tot op heden nauwelijks bestudeerd. Echter het inspecteren, onderhouden en re-certificeren van de Re-core motoren kan plaatsvinden op terreinen als Jackass Flatts waar al afgesloten stralingsbestendige kamers met zware loden afschermwanden bestaan, zogeheten “hot cells”, geschikt om de kern uit de motor te halen en het recyclen van het uranium te verzorgen. Gedurende een lancering wordt slechts één procent van het uranium verbruikt, dus er blijft veel over voor hergebruik in een nieuwe kern. De motor zelf is vrij snel weer gebruiksklaar met de plaatsing van een nieuwe nucleaire kern, een die nog niet actief is geweest en dus volkomen veilig is. Het boek gaat echter niet in op het probleem van de geïnduceerde radioactiviteit: behalve de kern zelf zullen na gebruik ook andere delen van de motor radioactief zijn geworden.

Volgens Dewar zou bij een 100 keer hergebruik van de Re-core motor de prijs voor het lanceren van de maximaal mogelijke lading van 7700 kilogram op ongeveer $250 per kilogram liggen, oftewel een lanceerprijs van nog geen $2 miljoen. Dewar gaat uit van een vloot van 10 raketten: één die klaarstaat voor een lancering naar LEO, één afkoelend in LEO, een andere die terugkeert naar aarde, één in de inspectie en re-certificatie, één in de lanceervoorbereidingen en enkele in reserve; standby om aan de marktvraag te kunnen voldoen indien nodig.

De Re-use taxi’s in LEO zullen ook geïnspecteerd en onderhouden moeten worden. Dat kan gedaan worden in een orbitaal equivalent van de “hot cell”, een soort van garage uitgerust met robots en manipulatoren. Als een Re-use bijna opgebruikt is kan het een laatste keer worden gebruikt voor het voortstuwen van een interplanetaire sonde, waarbij de zwaar radioactieve Re-use in de interplanetaire ruimte verdwijnt.

Een straal oververhitte waterstof ontsnapt uit een experimentele nucleaire motor tijdens een grondtest. [USAF]

Risico’s 

Op de voor de hand liggende vraag wat er gebeurd bij ongelukken en de daarmee gepaarde risico’s van radioactieve vervuiling geeft Dewar in zijn boek echter geen antwoord; hij beperkt zich slechts tot het noemen van enkele schade-voorkomende en -beperkende middelen. Dewar stelt eigenlijk dat de enorme voordelen die nucleaire ruimtevaart biedt, waaronder een schone aarde door het efficiënt en goedkoop richting de zon lanceren van nucleair en chemisch afval, ruimschoots opwegen tegen de risico’s van nucleaire ongelukken. Dewar, dat moge meer dan duidelijk zijn uit zijn boek, houdt het liever op een zonnige toekomst.

Mentale knop

Naast de technische uitdagingen, waarvan de meeste volgens Dewar al in de jaren ’60 van de vorige eeuw zijn opgelost, is het voor het succes van het concept van groot belang dat de maatschappelijke blik op nucleaire voortstuwing veranderd. Zo is het gebruik van nucleaire reactoren in de ruimte momenteel verboden volgens de internationale ruimtewetgeving.

Er is wereldwijd publieke steun voor ruimtevaart gebaseerd op chemische aandrijving, zodanig dat zelfs bij zeer ernstige ongelukken de mensen niet vragen om het stoppen van ruimtevaartprogramma’s maar eerder hoe het beter gedaan kan worden. Volgens Dewar geldt voor nucleaire raketaandrijving een heel andere houding; daarover zijn de discussies verhit en controversieel. Het is noodzakelijk de angst voor nucleaire voortstuwing weg te nemen, en ook daarom pleit Dewar voor een graduele doorontwikkeling langs wat hij noemt een nucleair continuüm.

Alleen met een verandering in wetgeving en algemene acceptatie van nucleaire energie voor voortstuwing in de hoge atmosfeer en de ruimte kan volgens Dewar verdere exploitatie van het zonnestelsel een succes worden. Zonder dit zal de ruimtevaart gebaseerd blijven op dure chemische aandrijving en daardoor altijd elitair en onevenredig duur blijven, met bemande ruimtevaart voornamelijk een kwestie van prestige en onbemande missies die louter op basis van extreme wetenschappelijke verdienste geselecteerd worden. Dewar stelt dat de publieke steun voor ruimtevaartprogramma’s zal tanen als de gemiddelde mens niet echt profiteert van noch echt betrokken is bij projecten.

Een “Democratization of Space Act’ en de oprichting van een publiek/private corporatie die zich met de ontwikkeling van Re-core en Re-use system bezig houdt (door Dewar NucRocCorp gedoopt) moet leiden tot een overheveling van het leeuwendeel van de ruimtevaartactiviteiten naar de private sector, met positieve gevolgen voor de wereldeconomie, wereldvrede en het milieu. De verantwoordelijkheid voor het hoog-verrijkte uranium en de ontwikkeling van de nucleaire motoren zouden volgens Dewar echter overheidsactiviteiten moeten blijven, vanwege het risico op misbruik en ongelukken. Net als bij het Rover/NERVA programma neemt de overheid dan de pioniersrol op zich bij het meest complexe gedeelte van de ontwikkeling van de Re-core en Re-use engines.

Het zonnestelsel in

Dewars visie is een grootscheepse kolonisatie van ons zonnestelsel, met de aardachtige planeten gevuld met dorpen en steden, en fraai gestileerde mega-ruimtestations en industrie. Dit alles ondersteund door een maatschappelijk model waarin de gehele bevolking van de participerende staten op democratische wijze deelneemt en profiteert van de nieuwgeboren ruimtevaartindustrie. Een industrie die vooreerst mogelijk wordt gemaakt door het scheppen van een corporatie als NucRocCorp met als eerste prioriteit de aanleg van de infrastructuur voor het nucleair transportsysteem.

Dat dit alles sneller kan gaan dan gedacht schemert door uit enkele opmerkelijke technische feiten die niet in de hoofdtekst te vinden zijn maar wel in de kaders en appendices van het boek. Zo presenteert Dewar de opmerkelijk rappe doorontwikkeling van de nucleaire motoren in het Rover/NERVA programma als model voor zijn visie: “If rover/NERVA taught anything it is that the program always moved much, much faster than anticipated – even stunning its strongest supporters – and a newly reconstitued one can move as fast, if not faster, as it will use new tools such as CAD/CAM, that the old program never had.” Ook benadrukt hij de mogelijkheden voor het verhogen van de ‘power density’ van nucleaire reactormotor door inventieve oplossingen, waarbij een zelfde maat motor veel meer stuwkracht kan leveren.

Boekbespreking

Het unieke aan Dewars boek is dat hij langs weldoordachte lijnen en met veel realiteitszin een geheel nieuw wereldbeeld in het hoofd van de lezer schetst. Heel anders dan in veel andere boeken over soortgelijke onderwerpen, waar de lezer een opsomming van geavanceerde ruimtevaartsystemen gepresenteerd krijgt. Noem het een deelname aan een gedachtenexperiment over een “post-futuristisch maatschappijbeeld”. Wat daarbij helpt is dat in contrast met de enigszins sober aandoende lay-out Dewar een enthousiasmerend en kleurrijk taalgebruik heeft.

Dewar zet globaal maar doorwrocht de lijnen uit waarlangs stappen gezet moeten worden om zijn plannen te bewerkstelligen: de Amerikaanse overheid stelt commissies en studiegroepen in en stuurt experts erop uit om haar plannen in binnen- en buitenland bekendheid te geven. De wetgevende macht van de VS en andere participerende staten dient tegelijkertijd hernieuwde wetten rond de nucleaire (ruimte-)industrie te ontwerpen. Het publiek wordt warm gemaakt via grootscheepse campagnes waarin voor- en nadelen worden gepresenteerd en feiten en fabels duidelijk worden gescheiden. Energetische personen, pragmatisch maar tevens ook behept met een krachtig pioniersinstelling, van het kaliber Musk of Bezos, wacht de uitdaging een passende ondernemingsstructuur te creëren en dit model wereldwijd te communiceren aan overheden en het bedrijfsleven.

Ik deel volledig de zienswijze van Dewar dat dit praktische ruimtevaartmodel gebaseerd op de nucleaire raket “would lift men’s minds from their Earth-bound hatreds into the universe”, wat impliceert dat oorlog als conflict-oplossend middel steeds minder voor zal komen als het hele zonnestelsel tot onze beschikking ligt. Een uitweg dus naar een meer vreedzame wereld, gelijkluidend de titel van het boek.

James A. Dewar, The Nuclear Rocket, making our planet green, peaceful and prosperous, Apogee Books, Canada, 2009

Bron: Ruimtevaart 2/2017

Interessante historische films over Rover/NERVA op YouTube:

https://www.youtube.com/watch?v=mdCKm9Vzjhs&t=1216s

https://www.youtube.com/watch?v=YXTOb3o3OVc&index=10&list=PLrsu2sef4zYvalLUotbpXf8f_xn4TNmLs

Reacties

  1. Angele, van harte gefeliciteerd met je eerste artikel voor de Astroblogs – en gelijk een interessant onderwerp. Dat er maar vele mogen volgen.

  2. Rot toch op met je straling, W E W I L L E N H E T N I E T !
    No nukes,
    Nein danke

    • Nou nou, dat mag je ook wel een tikkeltje vriendelijker zeggen hoor. En graag met argumenten. Conventionele raketmotoren vind je een stuk beter?

      • Ja, daar heb je zeker gelijk in.
        Eerlijk gezegd had ik niet verwacht dat mijn reactie geplaatst zou worden, sterk.
        Impulsiviteit combineert slecht met boosheid, ik had tot tien moeten tellen..
        Mijn excuses, ik heb niemand persoonlijk willen kwetsen.
        Je vraagt om argumenten?
        Dat zou beteken dat we hier de hele discussie over het gebruik van kernsplitsing over doen.
        Daar begin ik niet aan, al kun je een bondige samenvatting van de tegenargumenten distilleren uit mijn eerste post..
        Toch een antwoord op je vraag:
        De prestaties van de NERVA motor uitgedrukt in ISP zijn indrukwekkend en spreken tot mijn verbeelding, zeker als je bedenkt hoe deze motor zou presteren met moderne techniek en de mogelijkheden die dit biedt.
        Toch is mijn antwoord nee.
        Uit dit artikel zelf blijkt duidelijk dat het veiligheidsvraagstuk niet is opgelost en dat deze techniek door de achterdeur moet.

        Met vriendelijk groet en met dank aan de auteur voor het interessante artikel, welgemeend.

  3. Ill Matilled zegt:

    “…een radioactieve reactor die intact naar de aarde terugvalt is tot op heden nauwelijks bestudeerd.”

    Deze technologie moet vooral verouderd blijven. Er zitten zoveel loopholes aan het hele verhaal je zou denken dat de auteur is in Dewar.

  4. angele van oosterom zegt:

    De komende tijd zullen we wel meer over dit onderwerp horen. O.a. door de Russische plannen zie hieronder;
    http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3495426/Move-Nasa-Russia-reveals-plans-2018-test-nuclear-engine-cosmonauts-Mars-SIX-WEEKS.html

    • Ill Matilled zegt:

      Nogmaals, we beheersen niet de effectualisatie van het nucleaire proces wat moet plaatsvinden om de beoogde voortstuwing mogelijk te maken. Met andere woorden we hebben geen controle over radiatie, mechanische risico’s en de acceptatiesfeer dat je een kernongeluk veroorzaakt op een andere planeet bijvoorbeeld. We hebben geen definitie voor wat ‘leven’ inhoudt en zijn niet bekend met hoe, waar en waarom het zich manifesteert in al zijn hoedanigheid dus voorzichtigheid is geboden. Voor zover we weten zien en ervaren we een kwart van het universum. Kijken we hiernaar op microschaal hebben we een specifieke set mathematische werktuigen die niet te integreren zijn met een boekhoudkundig interessante toename van efficientie van een op Newtoniaanse wijze berekende verbrandingsmotor. We hebben gegokt dezelfde eind jaren ’60 op de abundante energiebronnen en hebben met groot success onszelf verwend en intussen de thuisbasis vervuild, beschadigd en opgewarmd vanwege naar wat achteraf blijkt kortzichtig denken. We moeten op zoek naar een vijfde fundamentele natuurkracht die wel of niet ontstaat door een of meerdere combinaties van de reeds vier bekende en proberen meer te bereiken met minder convolutie.

  5. Die nucleaire aandrijving is niet iets om aan te moedigen Monique Suspecting Dat heeft letterlijk geen toekomst voor de mensheid (eerder een gevaar in het algemeen, lijkt mij)

    Ik denk dat er meer mensen hier zo over denken. Een aandrijving middels een energievorm van buiten de aarde (kosmische energie) is een beter plan. Genoeg sterren, genoeg energie in het universum (Bewustzijn, energie en massa is nog veel te vaag voor nu)

    Bonus: http://www.teslauniverse.com/sites/default/files/article_files/19150600-01.pdf

  6. Angele van Oosterom zegt:

    Dank voor alle reacties, ik waardeer het zeer! De veiligheid m.b.t. de reentry blijft zeker een grote horde te nemen. Ervaring m.b.t. het handelen van nucleair materiaal is er volop. Een nucleaire ruimtevaartindustrie en vloot op een dermate grote schaal als voorgesteld in het boek is nooit eerder grondig bestudeerd daar de NERVA als trap op de Saturnus zou dienen om gelanceerd te worden vanuit LEO . Nucleaire scheepvaart waar, in al zijn facetten, al veel ervaring mee is, zou als model kunnen dienen. Tevens gaat het boek uit van de veronderstelling dat er grote progressie zal worden geboekt op het gebied van materiaalkennis met name waar het de hoge temperatuur gasgekoelde kernreactoren betreft. Hoe meer kennis m.b.t. atoomvoortstuwing, en het cijfer geeft uit alle testcases een 99,7% betrouwbaarheid van de motoren aan (terwijl de cijfers omtrent de betrouwbaarheid van de LH2/LOX motoren niet vrijgegeven worden,), zou angst kunnen wegnemen die vanouds voortkomt uit de strikte geheimhouding waar het onderwerp mee omringd werd. Veel geavanceerde aandrijvingstechnieken zijn vooralsnog in de experimentele fases, en het is nog maar de vraag of deze zich ooit terug gaan verdienen.

    Zie ook discussie: ‘How did Methane become the rocket fuel of the future? op de SpaceXLounge.

    • Ill Matilled zegt:

      “…zou angst kunnen wegnemen die vanouds voortkomt uit de strikte geheimhouding waar het onderwerp mee omringd werd.”

      Niet om perse door te etteren maar de angst komt uit Chernoshima en een paar te laat geborgen nucleaire onderzeeers plus de talloze minder fatale incidenten.

      “Een nucleaire ruimtevaartindustrie en vloot op een dermate grote schaal..”

      De Nasa ontwerp wordt pas in 2033 getest en we moeten nog Noord-Korea rampvrij ontmantelen dus dit zal gelukkig niet snel ontstaan.

      “Veel geavanceerde aandrijvingstechnieken zijn vooralsnog in de experimentele fases, en het is nog maar de vraag of deze zich ooit terug gaan verdienen.”

      De interstellaire competitie entert onze stratosfeer alsof we een kerk waren dus een vloot van veredelde onderzeeeboten onze lokale ruimte inslingeren zou een vrij desperate beslissing zijn en niet representabel of prestigieus genoeg voor wat wij kunnen.

      • Niet iedereen vindt het lanceren van een nucleaire reactor naar de maan een goed idee. De lancering van de Cassini-ruimtesonde in 1997 ging gepaard met veel tegenstanders, omdat de ruimtesonde 72 pond plutonium als brandstof bij zich had, (toch vind iedereen de foto s nu prachtig…).
        word toch al sinds de Voyagers 1 en 2 gebruikt ,voor de energie behoefte aan boord dan.

        • Ill Matilled zegt:

          Ze willen hier de proliferatie van nucleaire technologie op industriele schaal binnen de ruimtevaart positief beargumenteren. De kwestie gaat niet over noodzakelijke technische periferelen als gecontroleerde hulpsystemen, verbeterde propulsie en in-flight maneuverabiliteit of cosmische wegwerpbatterijen. We kunnen zeker wel de effecten van radioactiviteit naar onze hand zetten maar wel goed kijkend naar de risico’s in implementatie, dat is hetgene wat de latente, ietwat overbevleugelde anarchist in ons aanspreekt.

    • Jan Brandt zegt:

      Hoi Angele,

      In het kader van “de laatste zullen de beste zijn” en misschien nog een spreekwoordje over “mosterd en maaltijden..echter toch nog maar effe laten weten dat ik jouw eerste astroblogje uitnemend lezenswaardig vind enne…wat die soms toch best wel een beetje ongefundeerde nucleaire angst betreft….eh…zelfde golflengte, hoor… Natuurlijk is nucleaire techniek absoluut geen kinderspeelgoed maar mits bloedserieus genomen met veiligheid hoog in het vaandel lijkt het mij toch wel een beetje erg zonde om deze techniek, alleen maar vanwege een misplaatst “groen gevoel” bij voorbaat al compleet te negeren?! Zou dat boekje, uit pure nieuwsgierigheid, dus zomaar eens kunnen gaan aanschaffen…eh…nadat ik “Rocket Ranch..The nuts and bolts of the Apollo moon program at Kennedy space center” heb uitgelezen!!

  7. Angele van Oosterom zegt:

    Bedankt Jan, en ook zonder mosterd wordt er nog wel nagetafeld…! ‘Rocket Ranch’ klinkt interessant, ken het niet, misschien een keer ruilen?…

    Interessante pdf is ‘Flying reactors’ https://fas.org/nuke/space/downey.pdf , een document (USAF, 111 pag.) met subtitel ‘What mechanisms would improve the political feasibility of a nuclear power program for the U.S. space operations?’. Wat ouder, 2004 maar nog steeds actueel. Het stelt dat betreffende dit onderwerp science en poltitiek zo verwoven zijn dat men spreekt van trans-science. De (a-politiek van nature) wetenschap kan niet bepaalde hypotheses uittesten zonder politiek toezicht maar politiek toe- en overzicht kan pas geschapen worden n.a.v. rigoreus gedegen wetenschappelijke oordelen. Dan is het lastig kaders scheppen waarbinnen bepaald empirisch onderzoek doorgang kan vinden (het document neemt Fermi en de Trinity test als voorbeeld, ze konden wel veel doorrekenen en voorzien maar niet alles). Het ‘risk’ versus ‘reward’ aspect wordt uitgebreid belicht. Ook stelt het document de vraag waarom sommige takken als ‘malign science’ gezien worden als dit, atoomwetenschap en ook bv genetische manipulatie en andere als ‘benign’ goedaardig als zonneenergie. De auteur trekt het in het abstracte, bijna meer als een sociaal-maatschappelijk probleem maar hij werpt ook mogelijke oplossingen aan. En tevens geeft het de meerwaarde van een nucleair ruimtevaartprogramma aan, het ondersteunt ook ionische en electrische aandrijving, het voorziet ook in electriciteit ‘aan boord’, en het geeft extra aandacht aan de deep space missies waaronder de JIMO missies naar Jupiters manen.

    • Jan Brandt zegt:

      Hoi Angele,
      Sorry, weer een “latertje”…nu vanwege een druk en leuk weekend…overdag twee grote 2CV-meetings bezocht en des nachts eindelijk weer eens sinds lange tijd (drie maanden geleden voor het laatst..oeps) astrofotografisch “op pad geweest naar de sterrent”…..
      Wat wil den nedrigen mensch nog meer!?!
      maarre…
      als er hedentendage zoiets zou hebben bestaan als een “telepatisch e-mailtje” dan had je, aangaande jouw zinspeling betreffende een eventuele boekenruil, een zeer positieve reactie mijnerzijds bijkans direkt na het tot mij nemen van jouw voorstel op jouw imaginaire neuro-digitale mat kunnen hebben horen vallen….
      ofwel….wat een leuk idee!!!!!
      Op dit moment ben ik op pagina’tje 150 van de dikke 300……
      Eh…als ik het “Rocket Ranch boek” uit heb, zal ik jou dan via dit eerbiedwaardige astroblogs-medium “een brul” geven en dan kijken hoe we deze eventuele..eh..”boekenruil-date” in een voor ons beiden plezant logistiek vat kunnen gieten???? Ik hoor wel van je!!

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.