Mesin Nuklir pikeun spaceships

Rusia geus jeung masih mangrupa pamingpin dina widang kakuatan spasi nuklir. Pangalaman dina desain, konstruksi, commissioning sarta operasi pesawat ruang angkasa dilengkepan sumber kakuatan nuklir mangrupakeun organisasi saperti RSC "Energy" jeung "Roskosmos". engine Nuklir ngamungkinkeun pikeun beroperasi pesawat salila sababaraha taun, nyieun eta suitability leuwih praktis sababaraha kali.

catetan sajarah

Pamakéan énergi nuklir dina spasi geus euweuh hiji fiksi dina 70-ies abad panungtungan. Mesin nuklir munggaran di 1970-1988 anu dibuka kana spasi tur hasil dipaké dina spasi kandaraan (SV) observasi tina "AS-A". Éta téh dilarapkeun kana sistem thermoelectric of a PLTN (NPP) "Buck" kakuatan listrik tina 3 kW.

Dina 1987-1988 kadua alat eta "Plasma-A" kalawan thermionic NPP "Topaz" 5 kW geus spasi hiber-nguji, salila kakuatan listrik propulsion (ERE) ti sumber kakuatan nuklir munggaran dilaksanakeun.

A kompléks nguji kakuatan nuklir thermionic instalasi nuklir "Yenisei" kakuatan terestrial ti 5 kW. Dumasar téknologi ieu dimekarkeun proyék thermionic kapasitas kakuatan nuklir ti 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Energy" dina 70 urang dimimitian di researches ilmiah tur praktis, maksud tina nu éta nyieun mesin spasi nuklir kuat pikeun interorbital tug (MB) "Hercules". Gawé ngarah ka yayasan salila sababaraha taun ti propulsion listrik nuklir (YAERDU) ihwal eusi kakuatan nuklir thermionic tina sababaraha - ratusan kilowatts na propulsion listrik kapasitas unit puluhan nepi ka ratusan kilowatts.

parameter Desain MB "Hercules":

• Daya listrik mangpaat tina kakuatan nuklir - 550 kW;
• husus propulsion listrik dorongan - 30 km / s;
• Listrik propulsion dorong - 26 H;
• sumberdaya NPP na propulsion listrik - 16.000 jam;
• digawé propulsion listrik awakna - xenon;
• beurat (garing) tug - 14,5-15,7 t, kaasup Céng - 6,9 ton.

kontemporer

Dina abad XXI éta waktu nyieun mesin nuklir anyar pikeun spasi. Dina Oktober 2009, dina hiji pasamoan proyék "Lahirna angkutan tur modul énergi ku instalasi megawatt-kelas hiji kakuatan nuklir" Rusia anyar Komisi urang geus resmi disatujuan ku Déwan Présidén pikeun modérnisasi jeung Kamekaran Technological of Rusia urang Ekonomi. aya pamekar ngarah:

• tutuwuhan reaktor - JSC "NIKIET".
• PLTN ku turbin gas circuit konversi kakuatan, dumasar kana motor propulsion listrik jeung ionik electrorocket YAERDU sacara umum - SSC "Panalungtikan Center. M. V. Keldysha ", nu oge jawab organisasi program tina ngembangkeun angkutan tur modul énergi (TEM) sakabéhna.
• RSC "Energy" salaku desainer TEM umum kudu ngamekarkeun hiji mesin otomatis ku modul ieu.

Ciri tina instalasi anyar

engine nuklir anyar pikeun spasi Rusia ngarencanakeun pikeun ngamimitian operasi komérsial dina sababaraha taun ka hareup. ciri Projected tina turbin gas YAERDU handap. Reaktor dipaké reaktor peternak gancang gas-leuwih tiis, suhu cairan gawé (campuran Anjeunna / Xe) méméh turbin - 1500 K, kekecapan ngarobah énérgi termal kana énérgi listrik - 35%, radiator-tipe cooler - netes. Unit Beurat (reaktor, panyalindungan radiasi, sarta sistem konvérsi tapi tanpa refrigeration emitter) - 6800 kg.

Spasi mesin nuklir (kakuatan nuklir, kakuatan nuklir bareng jeung EPS) rencana ngagunakeun:

• Salaku bagian tina kandaraan spasi hareup.
• Salaku sumber listrik pikeun sistim-intensif energi jeung pesawat ruang angkasa.
• Pikeun ngajawab dua masalah kahiji dina angkutan jeung énergi modul pikeun mastikeun pangiriman spaceships electrorocket beurat jeung kandaraan dina orbit bisa dipake jeung suplai énergi jangka panjang salajengna pakakas anu.

Prinsip operasi engine nuklir

Dumasar boh dina sintésis inti atawa kana dipakéna fisi énérgi tina suluh nuklir pikeun ngabentuk dorong jet. Ngabédakeun jenis instalasi pulsa-ngabeledug sarta cairan. Blast tutuwuhan emits kana spasi bom atom miniatur nu detonating sababaraha méter jauh, blast nu kadorong kapal maju. Dina prakték, alat sapertos teu dipaké.

mesin propulsion cair, di sisi séjén, geus lila dimekarkeun tur diuji. Deui dina 60s, spesialis Soviét geus dirancang modél bisa dipake RD-0410. Sistem kasebut tumuwuh di Amérika Serikat. Prinsip maranéhanana dumasar kana panas tina hiji mini réaktor nuklir cair, éta dirobah jadi uap na ngabentuk aliran jet, nu ngadorong pesawat ruang angkasa dina. Sanajan alat disebut cairan salaku cairan digawé, ilaharna hidrogén ieu dipaké. Tujuan lian sistem nuklir spasi - Powered listrik onboard jaringan (parabot) kapal na satelit.

Alat telekomunikasi beurat komunikasi spasi global

Di momen, karya keur dijalankeun dina mesin nuklir pikeun spasi nu bakal dipaké dina komunikasi spasi aparat beurat. RSC "Energia" geus dilumangsungkeun studi na desain ti sistem komunikasi spasi global nyaéta ékonomis kalapa kalawan telepon selular mirah yén ieu sakuduna dituju pikeun ngahontal alih "bursa telepon" ti Bumi ka spasi.

The prerequisites pikeun nyiptakeun disebut:

• keusikan ampir lengkep orbit geostasioner (geo) satelit operasi sarta pasif;
• kacapean tina sumberdaya frékuénsi;
• pangalaman positif ciptaan sarta eksploitasi komérsial inpormasi satelit geostasioner "Yamal".

Lamun anjeun nyieun hiji "Yamal" platform, solusi teknis anyar geus 95%, nu diaktipkeun Alat sapertos jadi kalapa dina pasar dunya jasa spasi.

Hal ieu dianggap gaganti tina modul jeung alat-alat komunikasi téhnologis ngadeukeutan unggal tujuh taun. Eta bakal nyieun sistem multi-3-4 satelit beurat kana orbit geostasioner kalawan paningkatan dina Daya listrik dihakan ku maranéhna. Dina awalna, pesawat ruang angkasa dina geus dirancang dina dasar surya kakuatan 30-80 kW. Lengkah saterusna baris ngagunakeun mesin nuklir 400 kW kalawan nepi ka sataun di modeu angkutan (pikeun kiriman modul dasar GSO) jeung 150-180 kW dina modeu nambahan operasi (sahenteuna 10-15 taun) salaku sumber kakuatan.

mesin Nuklir di antimeteoritnoy nangtayungan System Bumi

Réngsé RKK "Energy" dina ieu panalungtikan desain 90 telat urang geus ngabuktikeun yén dina kreasi antimeteoritnoy sistem pertahanan Bumi tina inti tina komét sarta asteroid PLTN na YAERDU bisa dipaké pikeun:

1. Nyieun sistem pikeun mantau trajectories astéroid dumasar runtuyannana nu meuntas orbit Bumi. Pikeun ieu diusulkeun ngatur pesawat ruang angkasa husus dilengkepan perlengkapan optik jeung radar keur detecting objék bahaya, ngitung parameter tina trajectories maranéhanana jeung ulikan utama ciri maranéhanana. Sistem engine spasi nuklir jeung dual-mode kapasitas thermionic NPI 150 kW bisa jadi aub. hirup nya kedah sahanteuna 10 taun.
2. Tés ngeunaan dampak (alat ledakan térmonuklir) ka TPA astéroid aman. YAERDU pangiriman kakuatan tina aparat test ka astéroid-polygon gumantung kana massa payload dikirimkeun (150-500 kW).
3. Kiriman paparan baku artina (interceptor total massa 15-50 ton) pikeun approaching ka dunya obyék bahaya. Merlukeun nuklir engine jet kapasitas 1-10 MW pikeun pangiriman ka muatan térmonuklir astéroid bahaya, beungeut nu ngabeledug alatan jet bahan astéroid bisa nolak tina jalur bahaya.

Pangiriman pakakas panalungtikan dina spasi jero

Pangiriman pakakas ilmiah pikeun objék spasi (planét jauh, komét periodik, asteroid) bisa dilumangsungkeun kalawan ngagunakeun tahapan LRE dumasar-spasi. Paké mesin nuklir pikeun kandaraan spasi aya expedient, nalika nyimpen ka output tugas ka ngorbit awak celestial sahiji satelit, kontak langsung sareng awak celestial, seleksi sampel bahan panalungtikan séjén nu merlukeun kompléks ieu panalungtikan kanaékan massa, citakan nu badarat sarta nyandak-off tahap.

mesin parameter

engine Nuklir keur kompleks panalungtikan pesawat ruang angkasa bakal dilegakeun "jandela mimiti" (alatan hiji ngurangan dikawasa tina speed kerja awak), anu simplifies tata sarta ngurangan biaya proyek. Studi dilumangsungkeun ku RSC "Energia", némbongkeun yén YAERDU 150 kW kalawan nepi ka tilu taun téh hartosna ngajangjikeun of delivering modul dina spasi astéroid sabuk.

Dina waktu nu sarua pangiriman unit ieu panalungtikan di orbit planét jauh tina sistim tatasurya merlukeun paningkatan dina sumber, hiji nuklir instalasi nepi ka 5-7 taun. Hal ieu kabukti yen YAERDU kompléks nu mibanda kapasitas ngeunaan 1 MW salaku bagian tina panalungtikan bakal ngidinan pesawat ruang angkasa di gancangan pangiriman pikeun 5-7 taun mun ngorbit paling planét hiji satelit jieunan jauh, rovers planet dina beungeut nu satelit alami planét ieu, sarta pangiriman dina taneuh Bumi jeung komét, asteroid, Raksa jeung éta satelit ti Jupiter jeung Saturnus.

Reusable angkat (MB)

Salah sahiji cara pangpentingna pikeun ngaronjatkeun efisiensi tina operasi transportasi di spasi nyaeta elemen reusable sahiji sistem angkutan. engine Nuklir pikeun kakuatan pesawat ruang angkasa saeutikna 500 kW ngidinan Anjeun pikeun nyieun ngerek reusable jeung kukituna nyata ngaronjatkeun efisiensi tina multi-nagara golongan sistem transportasi spasi. Utamana mangpaat pikeun sistem misalna dina program nu nyadiakeun lalulintas angkutan barang taunan badag. Hiji conto bakal jadi program tina éksplorasi lunar kalayan kreasi jeung perawatan tina basa manned ieu terus ngaronjatkeun tur kompléx téhnologis jeung industri eksperimen.

itungan elehan

Nurutkeun kana studi Desain RSC "Energia", pangwangunan dasarna dina bulan kudu dikirimkeun modul timbangan ngeunaan 10 ton, orbit Bulan -. 30 m Jumlah kargo ti Bumi dina pangwangunan basa lunar manned sarta ngadatangan stasiun orbital lunar diperkirakeun dina 700-800 ton sarta hiji lalulintas angkutan barang taunan keur operasi sarta ngembangkeun basa - 400-500 m.

Sanajan kitu, prinsip mesin nuklir teu ngidinan kapal barang ka bubarkeun gancang. Alatan lila angkot na kituna, waktu considerable nyungsi payload belts radiasi teu kabeh kargo bisa dikirimkeun maké tugboats kalawan engine nuklir. Ku alatan éta, kargo nu bisa jadi disadiakeun dumasar kana YAERDU diperkirakeun ngan 100-300 ton / taun.

efisiensi ékonomi

Salaku kriteria efisiensi ékonomi sistem transportasi antar-orbit ieu sasaena ngagunakeun nilai biaya unit angkutan per Unit massa payload (GHG) émisi ti beungeut bumi kana orbit target. RSC "Energia" model ékonomi jeung matematik, nu nyokot kana akun komponén utama biaya dina sistem angkutan geus maju:

• kreasi sarta éliminasi unit orbit tug;
• keur meuli operasi fasilitas nuklir;
• waragad operasi, kitu ogé pikeun R & D sarta mungkin waragad pengeluaran ibukota.

parameter ongkos gumantung kana parameter optimal MB. Ngagunakeun modél ieu ditalungtik efisiensi ékonomi komparatif sahiji dumasar tug kakuatan YAERDU reusable ngeunaan 1 MW sarta tug disposable dina dasar cair canggih engine rokét dina program pikeun mastikeun pangiriman ka Bumi Ageung orbit luhurna 100 km payload total massa 100 ton / taun. Lamun ngagunakeun booster sarua mawa kapasitas sarua tugas "Proton-M" na dvuhpuskovoy konstruksi sirkuit tina sistem angkutan waragad pengiriman barang husus per Unit massa payload maké tug dina dasar mesin nuklir bakal tilu kali leuwih handap nalika ngagunakeun disposable dumasar kana tugboats kalawan mesin rokét cairan tina tipe MM-3.

kacindekan

propulsion nuklir mujarab pikeun spasi nyumbang ka solusi masalah lingkungan bumi, anu hiber tina lalaki ka Mars, nyieun sistem transmisi nirkabel énergi dina spasi, palaksanaan astana kaamanan-ditingkatkeun dina spasi kacida bahaya taneuh runtah radioaktif énergi nuklir, kreasi basa lunar manned tur ngembangkeun komérsial Bulan, pikeun mastikeun ngajaga Bumi tina bahya astéroid jeung komet.