Venäjä oli ja on edelleen johtava ydinalan avaruusmahti.Kokemusta suunnittelussa, rakentamisessa, käyttöönotossa ja toiminnassa avaruusalus varustettu ydinvoima lähteitä ovat järjestöt kuten RSC "Energia" ja "Roskosmos".Nuclear Engine mahdollistaa käyttää ilma monta vuotta, toistuvasti lisää niiden käytännön soveltuvuuden.
historiallinen kronikka
ydinenergian käytön avaruudessa ei ole enää science fiction takaisin 70-luvulla viime vuosisadalla.Ensimmäinen ydinvoima moottorit 1970-1988 käynnistettiin avaruuteen ja menestyksekkäästi käytetty avaruusalus (SC) havainnointi "US-".He käyttivät järjestelmä lämpömittarilla ydinvoimalan (NPP) "Buk" sähköteho 3 kW.
vuosina 1987-1988 kaksi laitetta "Plasma-" kanssa thermionic NPS "Topaz" 5 kW on ollut lento-testaus tila, jonka aikana ensimmäinen tehtiin teho työntövoimaa (ERE) peräisin ydinvoimasta lähde.
Monimutkainen jauhettua testien ydinvoiman thermionic ydinlaitos "Yenisei" 5 kW.Perustuen näihin teknologioihin laadittu thermionic NPS teho 25-100 kW.
MB "Hercules»
RSC "Energia" 70-luvulla alkoi tieteellinen ja käytännön tutkimuksia, joiden tarkoituksena oli luoda voimakkaan ydinteollisuuden tilaa voimanlähteenä Orbital siirtää hinaaja (MB) "Hercules".Työ johti perusta monen vuoden ydinvoiman työntövoimaa (YAERDU) kanssa thermionic NPS teho useita - satoja kilowattia ja sähköinen propulsioyksikköä mahtuu kymmeniä tai satoja kilowattia.
suunnittelun parametrit MB "Hercules»:
- hyödyllinen sähkövoimaa NPS - 550 kW;
- ominaisimpulssi sähkösuihkuvirtauksen propulsiojärjestelmien - 30 km / s;
- työntövoima sähkösuihkuvirtauksen propulsiojärjestelmien - 26 H;
- resurssi sähkösuihkuvirtauksen propulsiojärjestelmien ja NPS - 16000 tuntia;
- työelin sähkösuihkuvirtauksen propulsiojärjestelmien - ksenon;
- paino (kuiva) hinaajalla - 14,5-15,7 tonnia, myöskään ydinvoimaa yksiköitä - 6.9 m.
Contemporary
luvulle on aika luoda uusi ydin- moottorin tilaa.Lokakuussa 2009 kokouksessa presidentin komission nykyaikaistamiseen ja teknologian kehittämisen Venäjän talous on hyväksytty Venäjän uusi projekti "Creation liikenteen ja energian Moduuli ydinvoima asennus megawatin-luokan."Head kehittäjä ovat:
- Reaktorilaitoksen - JSC "NIKIET".
- Ydinvoimalaitoksen kanssa kaasuturbiinin Power Conversion piiri, sähkösuihkuvirtauksen propulsiojärjestelmien perustuu ioni sähköinen käyttövoima ja YAERDU yleensä - SRC "Research Center.Keldysh ", joka on myös vastuussa järjestämisestä kehitysohjelma liikenteen ja energian moduuli (TEM) kokonaisuudessaan.
- RSC "Energia" kuin pääsuunnittelija TEM tulisi kehittää automaattiset tässä moduulissa.
Ominaisuudet uuden laitoksen
uuden ydinvoimalan moottorin tilaa Venäjä aikoo aloittaa kaupallisen toiminnan lähivuosina.Ennustetaan ominaisuudet kaasuturbiinin YAERDU seuraavasti.Reaktoria käytetään kaasujäähdytteiset nopea reaktori, lämpötila työfluidin (seos Hän / Xe) ennen turbiinia - 1500 K, tehokkuus muuntaminen lämmön sähköenergiaksi - 35%, tyyppi jäähdytin-jäähdytin - pudota.Paino yksikkö (reaktori, säteilysuojelua ja muuntaminen järjestelmä, mutta ilman jäähdytin-jäähdyttimen) - 6 800 kg.
Space ydinaseiden moottorit (NPU, NPI yhdessä EPS) aikovat käyttää:
- Osana tulevaa avaruusalukset.
- lähteenä sähkön energiaintensiivisten järjestelmien ja avaruusaluksia.
- ratkaisemiseksi kaksi ensimmäistä ongelmia liikenteen ja energian moduulit varmistaa Toimitus raskas electrorocket avaruusaluksia ja ajoneuvojen työ- kiertoradalla ja edelleen pitkän aikavälin energiahuollon laitteen.
periaate ydin- moottorin
perustuu joko ydinfuusion tai fissioenergian käytöstä ydinpolttoaineen tuottamiseen reaktiivisen työntövoiman.On asennus pulssi-räjähtää ja nestelaadut.Räjähtävä laitoksen päästöt avaruuteen miniatyyri atomipommi että räjähtävä muutaman metrin päässä, räjähdys työnsi laivaa eteenpäin.Käytännössä tällaisia laitteita ei käytetä.
Neste työntövoimamoottorit, toisaalta, on jo pitkään kehitetty ja testattu.Takaisin 60-luvulla, Neuvostoliiton asiantuntijat ovat suunnitelleet toimiva malli RD-0410.Vastaavia järjestelmiä on kehitetty Yhdysvalloissa.Niiden periaate perustuu kuumenevat nesteet ydin- mini-reaktori, se muunnetaan höyryksi ja muodostaa jet stream, joka työntää avaruusalus.Vaikka laite on nimeltään nestettä työnesteenä, tyypillisesti käyttäen vetyä.Toinen tarkoitus ydinaseiden avaruusjärjestelmien - powered sähkö aluksen verkkoon (yksikköä) alukset ja satelliitit.
Heavy tietoliikenne globaali tila viestintälaitteita
Tällä hetkellä on käynnissä ydinvoiman moottorien tila, jota käytetään raskaan laitteessa satelliittiin.RSC "Energia" toteutettiin tutkimus- ja kehittämishanke maailmanlaajuisen avaruuden viestintä taloudellisesti kilpailukykyisiä halvalla kännykkä, joka oli tarkoitus saavuttaa siirtoa "puhelinkeskuksen" Maasta avaruuteen.
edellytyksiä niiden luominen ovat:
- lähes täydellinen täyttö geostationaarisessa (GEO) satelliitit käyttö- ja passiivinen;
- loppuun taajuus resursseja;
- positiivinen kokemus luomisessa ja tietojen käyttöä kaupallisten geostationaaristen satelliittien "Jamal".
Kun luot foorumi "Jamal" uusia teknisiä ratkaisuja oli 95%, joka mahdollisti näiden laitteiden tulee kilpailukykyiseksi maailmanmarkkinoilla tilaa.
odotettavissa korvaaminen moduulien teknologian viestintälaitteiden noin seitsemän vuoden välein.Tämä loisi järjestelmä 3-4 raskas monikäyttöinen satelliittien geostationäärisellä radalla kasvun kanssa kulutuksen sähköä.Alun perin suunniteltu SC-pohjainen aurinkoenergiaa 30-80 kW.Seuraavassa vaiheessa sähkötehon lähde tarkoituksena on käyttää ydinaseiden moottoreita 400 kW jopa yhden vuoden liikennemuodon (varten peruspalvelujen moduulin GSO) ja 150-180 kW jatkuvassa käytössä (vähintään 10-15 vuotta).
ydinkäyttövoimaan järjestelmä antimeteoritnoy suojella maapalloa
Loppuun RSC "Energia" on 90-luvun lopulla suunnittelu tutkimukset ovat osoittaneet, että luomiseen antimeteoritnoy Maan puolustus järjestelmän ytimet komeettoja ja asteroideja ydinvoimala ja YAERDU voidaan käyttää:
- perustaa seurantajärjestelmän trajektorioiden asteroidien ja komeettojen että rajat Maan kiertoradalla.Voit tehdä tämän, aseta ehdotettu erityinen avaruusalus, joissa on optinen ja tutkalaitteita havaitsemiseksi vaarallisia esineitä, laskettaessa parametrit niiden ensisijainen tutkimus liikeradat ja niiden ominaisuudet.Järjestelmää voidaan käyttää tilaa ydinalan moottori kaksi-NPU thermionic tilavuus on 150 kW.Sen resurssit on oltava vähintään 10 vuotta.
- testit vaikutus (räjähdys miniydinaseen) kaatopaikalle turvallinen asteroidi.Virta YAERDU toimittaa testilaite asteroidi-monikulmio riippuu massasta hyötykuorman toimitettujen (150-500 kW).
- lähettämistä henkilöstö välineet (torjuntahävittäjä kokonaispaino 15-50 tonnia) lähestyä Maan vaarallisia esineitä.Se vie ydin- raketti moottorin tilavuus on 1-10 MW toimitettavaksi vaaralliset asteroidit Thermonuclear maksu, jonka pinta räjähdyksen takia jet materiaali voi kääntää asteroidi sen vaaralliselle tielle.
toimitus laitteiden tutkimus syvälle avaruuteen
Toimitus tieteellisten laitteiden avaruusobjekteja (kaukaisille planeetoille, määräajoin komeetat, asteroidit) voidaan suorittaa käyttämällä avaruudessa LRE vaiheissa.Käytä ydinvoiman moottorit avaruusalukset on tarkoituksenmukaista, kun tehtävänä päästä kiertoradalle satelliitti taivaankappale, suorassa kosketuksessa taivaankappale, näytteenotto materiaaleja, ja muiden tutkimuslaitosten edellyttävät massan kasvu tutkimus monimutkainen, sisällyttäminen lasku ja lentoonlähtö vaiheissa.
moottorin parametrien
ydinvoiman moottoreita avaruusalusten laajentaa tutkimusta monimutkainen "-ikkunassa Start" (johtuen hallittu virtausnopeus työnesteen), joka yksinkertaistaa suunnittelua ja vähentää hankkeen kustannuksista.Selvitykset, jotka RSC "Energia", osoitti, että YAERDU 150 kW jopa kolme vuotta on lupaava keino tuottaa tilaa moduulien asteroidivyöhykkeellä.
Samalla palvelun tutkimusta kiertoradalle ulkoplaneettojen aurinkokunnan edellyttää varojen lisäämistä, ydinlaitos, jopa 5-7 vuotta.On osoittautunut, että monimutkainen YAERDU kapasiteetti on noin 1 MW osana tutkimusta avaruusalus antaa Expedited toimitus 5-7 vuotta kiertävillä satelliiteilla kaikkein kaukaisille planeetoille, planeettojen Rovers pintaan näiden planeetat, luonnon satelliittien ja maa toimitus Earth komeettoja, asteroideja, ja Mercurykuut Jupiter ja Saturnus.
Uudelleenkäytettäviä hissi (MB)
Yksi tärkeimmistä keinoista tehostaa kuljetusten avaruudessa on uudelleenkäytettäviä osia liikennejärjestelmän.Nuclear moottorit avaruusaluksia kapasiteetti on vähintään 500 kW: voit luoda uudelleenkäytettäviä hinata ja siten merkittävästi tehostaa Monikerroksisiin tilaa kuljetusjärjestelmä.Erityisen hyödyllinen tällaisen järjestelmän ohjelmaan tarjota suuri vuosittainen rahtiliikenteen.Esimerkkinä voidaan ohjelma kuututkimukseen kanssa luominen ja ylläpito jatkuvasti asuttava pohja ja kokeellisia tekniikan ja teollisuuden kompleksit.
liikevaihdon laskemisesta
mukaan suunnittelututkimuksia RSC "Energia", rakentaminen tukikohdan kuuhun olisi toimitettava moduulit painaa noin 10 tonnia kiertoradalle kuun - jopa 30 tonnia. Yhteensä lastia Maan rakentamiseen miehitetty kuun pohja ja vieraili kuun kiertoradan asemallearviolta 700-800 tonnia, ja vuotuinen tavaraliikenteen toiminnan ja kehittämisen perusta - 400-500 m.
kuitenkin toimintaperiaate ydinvoiman moottorin rahtialus ei salli hajottaa tarpeeksi nopeasti.Koska pitkä kuljetusaika ja siksi huomattavasti aikaa löytää hyötykuorma maapallon säteilyn vyöt, ei kaikkia tavaroita voidaan toimittaa käyttäen hinaajia kanssa ydinaseiden moottori.Näin ollen, se virtaa joita voidaan tarjota perustuu YAERDU arviolta vain 100-300 tonnia / vuosi.
Taloudellinen tehokkuus kriteerinä taloudellisen tehokkuuden välisen kiertoradalla kuljetusjärjestelmä on suositeltavaa käyttää arvoa yksikkökustannukset liikenteen massayksikköä kohden hyötykuorma (GHG) päästöt Maan pinnalla kohde-kiertoradalla.RSC "Energia" on kehitetty talouden ja matemaattinen malli, jossa otetaan huomioon pääkomponentit kustannusten liikennejärjestelmän:
- luoda ja kiertoradalle moduulit hinaaja;
- ostaa toimii ydinlaitoksen;
- käyttökustannukset, sekä kustannukset tutkimuksen ja kehityksen ja pääomakustannukset mahdollista.
kustannusindikaattorit riippuvat optimaalinen parametrit MB.Mallin se tutkittiin vertaileva kustannustehokkuutta käytön uudelleenkäytettäviä hinaaja perustuu YAERDU kapasiteetti on noin 1 MW ja yhden hinaajan perusteella lupaava Nestemäistä polttoainetta ohjelmassa varmistamiseksi toimituksen Kuuhun kiertoradalle korkeudessa 100 km yhteensä hyötykuorman paino on 100 tonnia / vuosi.Jos käytät samaa harjoittaja raketti kantavuus yhtä suuri nostokapasiteetti "Proton-M" ja dvuhpuskovoy piirit liikennejärjestelmää yksikkökustannukset tuottaa yksikön massa hyötykuorman käyttäen hinaaja perusteella ydinalan moottori olisi kolme kertaa pienempi kuin kertakäyttöisissähinaajat perusteella Nestemäistä polttoainetta DM-3.
Päätelmä
tehokas ydinkäyttövoimaan tilaa edistää ympäristöongelmien ratkaisemiseen maapallon, ihmisen lento Marsiin, luomisella langattomien energian avaruudessa, täytäntöönpano suojattuihin hautaaminen avaruudessa erittäin vaarallista radioaktiivista jätettä maahan ydinenergian luominen miehitetty kuun pohja ja alkuunteollinen kehitys kuun suojelu maapallon asteroidi ja komeetta vaara.
