Nukleáris motorok űrhajók

Oroszország volt és még mindig a vezető ezen a téren a nukleáris helyet teljesítmény.Tapasztalattal rendelkezik a tervezési, építési, üzembe helyezésére és működtetésére űrhajó felszerelt atomerőmű források szervezetek, mint például az RSC "Energia" és a "Roskosmos".Nukleáris motor lehetővé teszi, hogy működik a repülőgép sok éven át, többször is növelve azok gyakorlati alkalmasságát.

történelmi krónika

a nukleáris energia a térben már nem sci-fi vissza a 70-es a múlt század.Az első nukleáris motorok 1970-1988 indultak az űrbe, és sikeresen alkalmazzák a űrhajó (SC) megfigyelése "US-A".Ezek a használt rendszer termoelektromos atomerőmű (NPP) "Bük" elektromos teljesítménye 3 kW.

A 1987-1988 két eszköz "Plazma-A" és termoelektromos NPS "Topaz" 5 kW volt repülési vizsgálati helyet, amely alatt az első készült a hatalom elektromos meghajtás (ERE) a nukleáris energia forrása.

összetett földi tesztek atomenergia izzókatódos nukleáris létesítmény "Yenisei" 5 kW.Mindezek alapján a technológiák készített izzókatódos NPS ereje 25-100 kW.

MB "Hercules»

RSC "Energia" a 70-es megkezdte a tudományos és gyakorlati kutatások, amelynek célja az volt, hogy egy erőteljes atomenergia űrhajómeghajtás Orbitális transzfer vontatóhajó (MB) "Herkules".A munka az alapítvány évek a nukleáris elektromos meghajtás (YAERDU) a termikus NPS ereje több - száz kilowatt, és az elektromos meghajtás egység teljesítménye tíz vagy száz kilowatt.

tervezési paraméterek MB "Hercules»:

• hasznos elektromos NPS - 550 kW;
• specifikus impulzusa electrojet meghajtási rendszerek - 30 km / s;
• tolóerő electrojet meghajtási rendszerek - 26 H;
• erőforrás electrojet meghajtási rendszerek és az NPS - 16.000 óra;
• dolgozó szervezet electrojet meghajtási rendszerek - xenon;
• súly (száraz) vontatóhajó - 14,5-15,7 tonna, beleértve az atomerőművi blokkok - 6,9 m.

Kortárs

a XXI században itt az ideje, hogy hozzon létre egy új nukleáris motor térben.2009 októberében ülésén az Elnöki Bizottság a modernizáció és a technológiai fejlesztés az orosz gazdaság már jóváhagyta az új orosz projekt "létrehozása a közlekedési és energetikai modul segítségével atomerőmű telepítése megawatt osztályú."Fej fejlesztő személye:

• reaktorművel - JSC "NIKIET".
• atomerőmű gázturbinás áramátalakító, electrojet meghajtási rendszerek alapján ion elektromos meghajtás és YAERDU általában - SRC "Research Center.Keldysh ", amely szintén felelősek a program fejlesztése a közlekedési és energetikai modul (TEM) egészére.
• RSC "Energia", mint a vezető tervezője TEM ki kell dolgoznia egy automata ez a modul.

Jellemzői az új létesítmény

új nukleáris motor térben Oroszország azt tervezi megkezdeni a működését a következő néhány évben.Tervezett jellemzői a gázturbina YAERDU következőket.A használt reaktor gázhűtésű gyors reaktor, a hőmérséklet a munkaközeg (keveréke He / Xe), mielőtt a turbina - 1500 K, a hatékonyságot a konverziós hő elektromos energiává - 35% -kal, a típusú hűtő-radiátor - csepp.Tömeg egység (reaktor, sugárvédelmi és átalakító rendszer, de anélkül, hogy a hűvösebb-radiátor) - 6 800 kg.

Tér nukleáris motorok (NPU, NPI együtt EPS) tervezi használni:

• részeként jövő űrjárművek.
• forrásként a villamos energia-intenzív rendszerek és űrhajók.
• megoldani az első két probléma a közlekedés és az energia modulok biztosítsa a nehéz electrorocket űrhajók és járművek a dolgozó pályára, és további hosszú távú energiaellátás a berendezés.

Az elv a nukleáris hajtómű

alapja vagy nukleáris fúzió vagy hasadás energiát a nukleáris üzemanyag használatának generáló reaktív tolóerőt.Vannak telepítése impulzus-sorozatban és a folyadék típusú.Robbanásveszélyes létesítmény kibocsátása űrbe miniatűr atombomba hogy robbantó néhány méterre, a robbanás tolta a hajót előre.A gyakorlatban az ilyen eszközöket nem használják.

Folyékony hajómotorok, másrészt, már régóta fejlesztett és tesztelt.Vissza a 60-as, a szovjet szakemberek terveztek egy működőképes modell RD-0410.Hasonló rendszereket fejlesztettek az Egyesült Államokban.Az elv azon alapul, a fűtés a folyékony nukleáris mini-reaktorban, úgy alakítjuk át a gőz és formák egy jet stream, amely kitolja a műholdtól.Bár a készülék az úgynevezett folyékony, mint a munkaközeg, jellemzően hidrogénatom.Egy másik célja a nukleáris tér rendszerek - meghajtású elektromos fedélzeti hálózat (egység) a hajók és a műholdak.

Heavy távközlési globális térben kommunikációs eszközök

Abban a pillanatban, a munka folyik a nukleáris hajtóművek tárhelyet, ami akkor használható sűrű készülékek térben kommunikáció.RSC "Energia" végeztek kutatási és fejlesztési projekt a globális tér kommunikációs gazdaságilag versenyképes olcsó mobiltelefon kellett, hogy elérjék a átadása "telefonközpont" a Földről az űrbe.

előfeltételei a teremtéshez:

• szinte teljesen kitölti a geostacionárius pályán keringő (GEO) műholdak működési és passzív;
• kimerülése jelentése erőforrások;
• pozitív élmény létrehozása és felhasználása, a kereskedelmi geostacionárius műholdak "Jamal".

létrehozásakor platform "Jamal" új műszaki megoldások 95% volt, ami lehetővé tette az ilyen eszközök versenyképessé váljon a globális piaccá.

várható modulok cserélhetőek technológiai kommunikációs berendezések mintegy hétévente.Ez olyan rendszert hozzon létre 3-4 nehéz többcélú geostacionárius pályán keringő műholdak és a fogyasztás növekedése az elektromos energiát.Eredetileg az SC-alapú napenergia 30-80 kW.A következő szakaszban, mint az elektromos áramforrás tervezik használni nukleáris motorok 400 kW legfeljebb egy évre a közlekedési mód (a szállítási alapmodul GSO) és 150-180 kW folyamatos üzemben (10-15 év).

nukleáris meghajtási rendszer antimeteoritnoy védi a földet

Befejezett RSC "Energia" a késő 90-es tervezési tanulmányok kimutatták, hogy a létrehozását antimeteoritnoy Föld védelmi rendszert a magok az üstökösök és aszteroidák atomerőmű és YAERDU lehet használni:

1. létre egy monitoring rendszert trajektóriájának aszteroidák és üstökösök, hogy a határokon Föld pályáját.Ehhez helyezze a javasolt speciális űrhajó, felszerelt optikai és radar berendezések veszélyes objektumok észleléséről, paraméter számításához a primer kutatás pályákat és azok jellemzőit.A rendszer működtethető helyet nukleáris motor, két-NPU termikus kapacitása 150 kW.A források legalább 10 év.
2. vizsgálása hatása (robbanás egy termonukleáris eszköz) a hulladéklerakó biztonságos aszteroida.Teljesítmény YAERDU hogy adja ki a tesztlapot, hogy az aszteroida-sokszög tömegétől függ a hasznos teher szállított (150-500 kW).
3. feladás alkalmazottak eszközök (elfogó teljes súlya 15-50 tonna) megközelíteni a Földet veszélyes objektumokat.Időbe fog telni egy nukleáris rakéta motor kapacitása 1-10 MW szállítás a veszélyes aszteroidák termonukleáris díjat, amelynek a felülete egy robbanás miatt a jet anyagot tud térni egy aszteroida annak veszélyes utat.

szállítási berendezések kutatás mélyűrbe

szállítása tudományos berendezések űrobjektumokban (távoli bolygók, üstökösök periodikus, kisbolygók) végezhető használatával világűrbe LRE szakaszában.Használja a nukleáris hajtóművek űrjárművek célszerű, ha a feladattal, hogy eléri pályára műholdas égitestet, közvetlen érintkezés egy égitest, a mintavételi anyagok, és más kutatási igénylő tömegnövekedés kutatóközpontja, a felvétel a leszállás és felszállás szakaszában.

motor paramétereit

nukleáris hajtóművek űrhajók bővül a kutatási területen "ablak Start" (mivel a szabályozott áramlási sebesség a munkavégző közeg), amely egyszerűsíti a tervezés és csökkenti a költségeit a projekt.Által végzett tanulmányok RSC "Energia", azt mutatta, hogy YAERDU 150 kW akár három év ígéretes eszköze nyilvánított terület modulok az aszteroida öv.

Ugyanakkor szolgáltatást kutatási pályára külső bolygók a Naprendszer megköveteli az erőforrások növelése, a nukleáris létesítmény, akár 5-7 évig.Ha bebizonyosodik, hogy komplex YAERDU kapacitása mintegy 1 MW részeként kutatási űrhajó nyújt gyorsított hajózási 5-7 éve pályára műholdat legtávolabbi bolygó, bolygók robotok a felszínre ezek a bolygók, a természetes műholdak és földi szállítási Földön üstökösök, kisbolygók, és a Merkúra Jupiter holdjait és a Szaturnusz.

újrahasználható lift (MB)

egyik legfontosabb módja, hogy javítsa a hatékonyságát közlekedési tevékenységek tér újrafelhasználható elemek a közlekedési rendszer.Nukleáris motorok űrhajók kapacitása legalább 500 kW lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy újrafelhasználható kóc és ezáltal jelentős mértékben javítja a hatékonyságot a többszintű tér közlekedési rendszer.Különösen hasznos egy ilyen rendszer a programban, hogy egy nagy éves cargo forgalom.Egy példa lenne a program a Hold-expedíciók a létrehozását és fenntartását folyamatosan növekszik a lakható bázis és kísérleti technológiai és ipari komplexumok.

forgalom kiszámításáról

szerint tervezési tanulmányok RSC "Energia", az építőiparban a bázis a Holdon kell szállítani modulok súlya mintegy 10 tonna körül kering a Hold - akár 30 tonna. A teljes rakomány Földről az építkezés egy emberes Hold-bázis és meglátogatta a Hold orbitális állomásbecslések szerint 700-800 tonna, és egy éves teherforgalom működtetéséhez és fejlesztéséhez bázis - 400-500 m.

azonban a működési elve a nukleáris hajtómű áruszállító nem teszi lehetővé, hogy eloszlassa elég gyors.Mivel a hosszú szállítási idő és így jelentős időt találni a hasznos teher Föld sugárzási övek, nem minden áru felhasználásával lehet nyújtani vontatóhajók nukleáris motorral.Ezért áramlik, amely lehet biztosítani alapul YAERDU becsült csak 100-300 tonna / év.

gazdasági hatékonyság kritériumként a gazdasági hatékonyság közötti pályára közlekedési rendszer célszerű használni az egység értékének szállítás költsége egységnyi tömegű hasznos teher (ÜHG) kibocsátásának a Föld felszíne a cél pályára.RSC "Energia" dolgoztak ki a gazdasági és matematikai modell, amely figyelembe veszi a fő összetevői a költségeket a közlekedési rendszer:

• létrehozni, és pályára behelyezés modulok vontatóhajó;
• megvásárolni működő nukleáris létesítmény;
• működési költségek, valamint a költségek kutatás-fejlesztési és beruházási költségek lehetséges.

költség mutatók függ az optimális paramétereit MB.A modell segítségével azt vizsgálták, az összehasonlító költséghatékonyságát az újrahasználható vontatóhajó alapú YAERDU kapacitása mintegy 1 MW és egyetlen rántással alapján ígéretes folyékony rakétahajtómű egy programot, hogy biztosítsa a Föld a Hold pályájának magassága 100 km összesen rakomány súlya 100 tonna / év.Ha ugyanazt a hordozó rakéta teherbírású egyenlő teherbírása "Proton-M" és dvuhpuskovoy áramkörök a közlekedési rendszer a készülék szállítási költsége egységnyi tömege a hasznos egy vontatóhajó alapján a nukleáris motor lenne háromszor kisebb, mint egyszer használatosvontató alapján folyékony rakéta motorok DM-3.

Következtetés

hatékony nukleáris meghajtással tér hozzájárul a megoldást a környezeti problémák, a Föld, az emberi Mars utazás, egy olyan rendszer kialakításával vezeték nélküli átviteli energia a térben, a végrehajtás biztonságos temetkezési helyet rendkívül veszélyes radioaktív hulladékok föld a nukleáris energia, hogy hozzanak létre egy emberes Hold-bázis és a felsőaz ipari fejlődés a hold, a védelem a Föld aszteroida és üstökös veszélyt.