Rusija je bila in še vedno je vodilna na področju vesoljske moči jedrske.Izkušnje z načrtovanjem, gradnjo, zagon in delovanje vesoljskega vozila, opremljenega z viri jedrskih elektrarn so organizacije, kot je RSC "energijo" in "Roskosmos".Jedrska motor omogoča upravljanje letala za več let, večkrat povečuje njihovo praktično primernost.
zgodovinska kronika
uporaba jedrske energije v prostoru ni več znanstvena fantastika že v 70. letih prejšnjega stoletja.Prvi jedrski motorji 1970-1988 so se začela v vesolje in uspešno uporabljajo na vesoljskih plovil (SC) opazovanjem "US-A".Uporabili so sistem, s termoelektrični jedrske elektrarne (NEK) "Buk" električne energije 3 kW.
Leta 1987-1988 dveh naprav "Plasma-A" z Termoelektronski NPS "Topaz" 5 kW je bil polet testiranje za prostor, v katerem je bil prvič na napajalni električni pogon (ERE) iz vira jedrske energije.
Kompleksna zemeljskih testov jedrske elektrarne Termoelektronski jedrski objekt "YENISEI" 5 kW.Na podlagi teh tehnologij, pripravljenih Termoelektronski NPS močjo 25-100 kW.
MB "Hercules»
RSC "Energija" v 70-ih začel znanstvene in praktične raziskave, katerih namen je bil ustvariti močan pogon jedrske prostora za orbitalne nakazila vlačilec (MB) "Hercules".Delo vodila do ustanovitve mnogo let po jedrski električni pogon (YAERDU) z Termoelektronski NPS močjo več - sto kilovatov in pogonske enote zmogljivosti električnega več deset ali sto kilovatov.
Parametri projektiranja MB "Hercules»:
- uporabna električna moč NPS - 550 kW;
- specifični impulz electrojet pogonski sistemi - 30 km / s;
- potiska electrojet pogonskih sistemov - 26 h;
- pogonske sisteme electrojet vir in NPS - 16.000 ur;
- delajo electrojet telo pogonski sistemi - xenon;
- teža (suho) vlačilec - 14,5-15,7 ton, vključno jedrskih enot -. 6,9 m
Sodobna
v XXI stoletju je čas, da ustvarite nov jedrski motor za prostor.Oktobra 2009 je na sestanku v predsedniški Komisije za posodobitev in tehnološki razvoj ruskega gospodarstva je bil odobren nov projekt "Vzpostavitev prometne in energetske modul s pomočjo namestitve jedrske energije megavatno razreda." RusijeVodja razvijalec so:
- reaktor rastlin - JSC "NIKIET".Elektrarna
- Jedrska s plinsko turbino konverzijo moč tokokroga, electrojet pogonskih sistemov, ki temeljijo na ionski električni pogon in YAERDU nasploh - SRC "Research Center.Keldysh ", ki je odgovoren za organizacijo programa razvoja prometne in energetske modul (TEM) kot celoto tudi.
- RSC "Energija", kot glavni oblikovalec TEM mora razviti avtomatski stroj s tem modulom.
Značilnosti nove namestitve
nova jedrska motor za prostor Rusija namerava začeti komercialno obratovanje v naslednjih nekaj letih.Načrtovani značilnosti YAERDU plinske turbine naslednje.Reaktor se uporablja plin ohladimo hiter reaktor, temperature delovne tekočine (zmes on / Xe) pred turbino - 1500 K, izkoristek pretvorbe toplote v električno energijo - 35%, tip hladnejše-radiator - padec.Teža na enoto (reaktor, varstvo pred sevanjem in sistem za pretvorbo, vendar brez hladilnika-radiatorju) - 6 800 kg.
Vesolje jedrskih motorji (NPU, NPI, skupaj z EPS) nameravate uporabiti:
- Kot del bodočih vesoljskih vozil.
- kot vir električne energije za energetsko intenzivne sisteme in vesoljska plovila.
- Za rešitev prvih dveh problemov v prometnem in energetskem modulov za zagotovitev izvajanja težkih electrorocket vesoljske ladje in vozil na delovno orbito in nadaljnje dolgoročne oskrbe z energijo opreme.
Načelo jedrske motorja
temelji bodisi na področju jedrske fuzije in fisije energije na uporabo jedrskega goriva za generiranje jalove potisk.Obstajajo namestitev pulzno-počil in vrste tekočin.Eksplozivno namestitev oddaja v vesolje miniaturni atomski bombi, ki vžigalnimi nekaj metrov stran, pišu potiska ladjo naprej.V praksi se ne uporabljajo take naprave.
Liquid pogonski motorji, na drugi strani pa je že dolgo razvit in preizkušen.Nazaj v 60-ih letih, so sovjetski strokovnjaki oblikovali delujoč model RD-0410.Podobni sistemi so bili razviti v Združenih državah Amerike.Njihov princip temelji na segrevanje tekočine jedrskega mini reaktorja, se pretvori v paro in tvori curkom, ki potisne vesoljskega plovila.Čeprav je naprava imenovana tekočina kot delovne tekočine, tipično z uporabo vodika.Drug namen sistemov jedrskega vesoljskimi - powered električna omrežja (enot) ladij in satelitov na krovu.
Težke telekomunikacije globalni prostor, komunikacijske naprave
Trenutno potekajo dela na jedrskih motorjev za prostor, ki se bodo uporabljali v težkih aparatov vesoljske komunikacije.RSC "Energia" so bile opravljene raziskave in razvojni projekt svetovne vesoljske komunikacije ekonomsko konkurenčen s poceni mobilnega telefona, ki naj bi dosegli tudi prenos "centralo" iz Zemlje v vesolje.
predpogoji za njihovo oblikovanje so:
- skoraj popolno polnjenje geostacionarni orbiti (GEO) satelitov za poslovanje in pasivno;
- izčrpanost frekvenčnih virov;
- pozitivne izkušnje pri oblikovanju in uporabi informacij komercialnih geostacionarnih satelitih "Yamal".
Pri ustvarjanju platforme "Jamal" nove tehnične rešitve, je bila 95%, kar je omogočilo take naprave, da postane konkurenčna na svetovnem trgu prostora.
pričakovati zamenjavo modulov z tehnološke komunikacijske opreme približno vsakih sedem let.To bi ustvarilo sistem 3-4 težka večnamenskih satelitom v geostacionarni orbiti s povečanjem porabe električne energije.Prvotno namenjen, ki temelji na SC sončnih elektrarn 30-80 kW.V naslednji fazi, kot je električni vir energije, načrtovanih za uporabo v jedrskih Motorji 400 kW z do enega leta v način prevoza (za dostavo osnovnega modula GSO) in 150-180 kW v neprekinjeno delovanje (vsaj 10-15 let).
jedrska pogonski sistem antimeteoritnoy protect so Zemlja
Dopolnil RSC "Energija" v študijah poznih 90-ih oblikovalskih pokazale, da je pri oblikovanju antimeteoritnoy obrambnega Earth sistema iz jedra kometov in asteroidov jedrske elektrarne in se lahko YAERDU se uporablja za:
- vzpostaviti sistem spremljanja poti teh asteroidov in kometov, ki prečkajo Zemljino orbito.Če želite to narediti, postavite predlagano posebno vesoljsko plovilo, ki je opremljen z optično in radarsko opremo za odkrivanje nevarnih predmetov, izračun parametrov njihovih primarnih raziskovalnih trajektorij in njihovih značilnostih.Sistem se lahko upravlja vesoljsko jedrski motor z dvema NPU Termoelektronski zmogljivostjo 150 kW.Njegovi viri mora biti vsaj 10 let.
- Testi udarca (eksplozija naprave termonuklearne) do odlagališča varno asteroid.Moč YAERDU dostaviti testno napravo za asteroidnim-poligonu odvisna od mase tovora dostavljenega (150-500 kW).
- odpošiljanje osebje sredstvo (prestreznik skupna teža 15-50 ton) približati nevarne predmete Zemlje.To bo raketni zmogljivosti za proizvodnjo jedrske motorja 1-10 MW za dostavo nevarnih asteroidov termonuklearne brezplačno, površine, ki je lahko eksplozija zaradi jet materiala odvrača asteroid iz svoje nevarne poti.
oprema dostava raziskave v globoko vesolje
Dostava znanstvene opreme do vesoljskih objektov (oddaljenih planetov, periodičnih kometov, asteroidov) se lahko izvede z uporabo vesoljskih LRE fazah.Uporabiti jedrsko motorje za vesoljska plovila, je koristno, če je naloga dosegla orbito satelitsko nebesnega telesa, neposreden stik z nebesnega telesa, vzorčenja materiale in druge raziskave, ki zahtevajo povečanja mase raziskovalni kompleks, vključitev pristajanje in vzletanje fazah.Parametri motorja
jedrske motorji za vesoljske ladje, da bo razširila raziskovalni kompleks "start okno" (zaradi nadzorovano pretokom delovne tekočine), ki poenostavlja načrtovanje in zmanjšuje stroške projekta.Študije, ki jih izvajajo RSC "Energia", je pokazala, da je YAERDU 150 kW z do treh let obetavno sredstvo za doseganje prostorskih modulov v asteroidnem pasu.
Hkrati storitev raziskave času v orbito zunanjih planetov sončnega sistema zahteva povečanje sredstev, jedrskega objekta, do 5-7 let.Dokazano je, da bo kompleks YAERDU zmogljivost približno 1 MW kot del raziskovalnega vesoljskega plovila zagotoviti hitrega dostava za 5-7 let, da krožijo sateliti najbolj oddaljenih planetov, planetarni Rovers na površini teh planetov, naravni sateliti in zemeljske ladijskega prometa na Zemlji s kometov, asteroidov, in MerkurjuJupitrove lune in Saturn.
večkratno dvigalo (MB)
Eden od najpomembnejših načinov za izboljšanje učinkovitosti prevozov v prostoru je elemente za večkratno uporabo transportnega sistema.Jedrski motorji za vesoljske ladje, zmogljivosti najmanj 500 kW vam omogoča, da ustvarite vleko enkratno uporabo in s tem bistveno izboljšajo učinkovitost multi-tier sistema prostora prevoza.Še posebej uporabna za tak sistem v programu zagotavljajo veliko letno tovornega prometa.Primer bi lahko program osvajanje Lune z oblikovanjem in vzdrževanjem nenehno povečuje bivalna osnove in eksperimentalne tehnološke in industrijske komplekse.Izračun
za promet
Glede na študije oblikovanja RSC "Energia", gradnja baze na Luni je treba dostaviti modulov tehta približno 10 ton na orbito luno -. Do 30 ton Skupna tovor od Zemlje v izgradnjo lunarni osnove posadko in obiskal lunarni orbitalno postajoocenjena na 700-800 ton, in letno tovorni promet za delovanje in razvoj baze -. 400-500 m
Vendar pa načelo delovanja tovorno jedrska motorja ne dovoljuje, da se razpršijo dovolj hitro.Zaradi dolgega časa prevoza in zato precej časa ugotovitvi tovora v sevalnih pasov Zemlje, ne more vse blago, ki se izvajajo z uporabo vlačilcev z jedrskim motorjem.Zato tokove, ki se lahko izvaja na podlagi YAERDU ocenjena le 100-300 ton / leto.
ekonomsko učinkovitost kot merilo ekonomske učinkovitosti prometnega sistema med orbiti je priporočljivo uporabiti vrednost stroškov na enoto prevoza na enoto mase tovora (TGP) od površine Zemlje na ciljnem orbito.RSC "Energia" je bila razvita gospodarstva in matematični model, ki upošteva glavne komponente stroškov v prometnem sistemu:
- za ustvarjanje in vstavljanje orbita moduli vlačilec;
- kupiti delovanja jedrskega objekta;
- stroške poslovanja, kot tudi stroške raziskav in razvoja ter morebitnih stroškov kapitala.
kazalniki stroškov odvisna od optimalnih parametrov MB.S tem modelom je bil raziskati s primerjalno stroškovno učinkovitost uporabe večkratno uporabo vlačilec temelji YAERDU zmogljivostjo okoli 1 MW in enim potegom na podlagi obetavnih raketnih motorjev na tekoče v programu, da bi zagotovili Zemlje na višini orbito Lune od 100 km skupne teže nosilnostjo 100 ton / leto.Če uporabljate isto nosilno raketo nosilnost je enaka nosilnosti "Proton-M" in dvuhpuskovoy vezja prometnega sistema stroškov na enoto dali enoto mase tovora z uporabo vlačilec na podlagi jedrskega motorja je bi bilo trikrat nižja kot z enkratnovlačilci na osnovi tekočinskih raketne motorje z dm-3.
Zaključek
učinkovite jedrske pogonskih za prostor prispeva k reševanju okoljskih problemov na Zemlji, človeškega poleta na Mars, ki ustvarja sistem brezžičnega prenosa energije v prostoru, izvajanje varovanih pokop v vesolju zelo nevarnih radioaktivnih odpadkov zaradi jedrske energije, oblikovanje lunarni osnove in top posadkoindustrijski razvoj lune, zaščita Zemlje od asteroid in kometa nevarnosti.
