Uzay için Nükleer motorlar

Rusya ve hala nükleer uzay gücü alanında liderdir.Tasarım, inşaat deneyimi, devreye alma ve nükleer enerji kaynakları ile donatılmış uzay aracının çalışması gibi RSC "Enerji" ve "Roskosmos" olarak kuruluşlardır.Nükleer motor defalarca pratik uygunluğunu artırarak, uzun yıllar uçağı kullanmanıza olanak sağlar.Uzayda nükleer enerjinin

tarihsel kronik

kullanımı geçen yüzyılın 70'li yıllarda artık bilim kurgu olduğunu.1970-1988 ilk çekirdek motorlar uzaya ve başarılı bir şekilde "US-A" uzay aracı (SC) gözlem kullanılmıştır.Onlar termoelektrik nükleer güç santralinin (NES) "Buk" 3 kW elektrik gücü ile bir sistem kullanılır.Termiyonik NPS "Topaz" 5 kW ile 1987-1988 iki cihazlarda

"Plazma-A" ilk nükleer güç kaynağından güç elektrik tahrik (ERE) yapıldığı sırasında uçuş test alanı olmuştur.

nükleer enerji termiyonik nükleer kurulum "Yenisey" 5 kW zemin testlerinin bir kompleks.25-100 kW Termiyonik NPS gücünü hazırladığı bu teknolojilere dayalı.

MB "Hercules»

RSC "Enerji Hercules" "70s yörünge transferi römorkör (MB) için güçlü bir nükleer uzay tahrik yaratmaktı amacı olan bilimsel ve uygulamalı araştırmalar başladı."Yüz kilowatt ve onlarca veya kilowatt yüzlerce elektrik tahrik ünitesi kapasitesi - iş birkaçının Termiyonik NPS gücü ile nükleer elektrik tahrik (YAERDU) uzun yıllar vakıf yol açtı.

tasarım parametreleri MB "Hercules»:

• yararlı elektrik NPS - 550 kW;
• belirli dürtü electrojet sevk sistemleri - 30 km / s;
• electrojet sevk sistemleri itme - 26 H;
• kaynak electrojet tahrik sistemleri ve NPS - 16.000 saat;
• çalışma vücut electrojet sevk sistemleri - ksenon;
• ağırlığı (kuru) römorkör - 14,5-15,7 ton nükleer enerji birimleri dahil -. 6,9 m

Çağdaş

XXI yüzyılda uzay için yeni bir nükleer motoru oluşturmak zamanıdır.2009 yılı Ekim ayında, Rusya'nın Ekonomisinin Modernizasyonu ve Teknolojik Kalkınma Cumhurbaşkanlığı Komisyonu toplantısında Rusya'nın yeni projesi "megavatlık sınıf bir nükleer güç yüklemeyi kullanarak ulaşım ve enerji modülünün Yaratılış". OnaylandıBaş geliştirici:

• reaktör tesisi - JSC "NIKIET".SRC "Research Center - gaz türbinli elektrik dönüşüm devresinde, genel olarak iyon elektrikli tahrik ve YAERDU dayalı electrojet tahrik sistemleri ile
• Nükleer santral.Ayrıca, bir bütün olarak taşınması ve enerji modülü (TEM) gelişmesi program düzenleme sorumlu Keldysh ".Baş tasarımcısı TEM olarak
• RSC "Enerji", bu modül ile otomatik makine geliştirmek gerekir.Rusya, önümüzdeki birkaç yıl içinde ticari faaliyete başlamayı planlıyor yeni nükleer motor alanı için yeni bir yükleme

  of

Özellikleri.Gaz türbini YAERDU aşağıdakilerden Öngörülen özellikleri.Reaktör hızlı kullanılan reaktör gaz soğutmalı, türbinden önceki çalışma akışkanının sıcaklığı (O / Xe bir karışımı) - 1500 K, elektrik enerjisine çeviren ısı dönüşüm verimi -% 35, soğutucu-radyatör tipi - bırakma.Ağırlık birimi (fakat soğutucu-radyatör olmadan reaktör, radyasyondan korunma ve dönüşüm sistemi) - 6 800 kg.

• geleceğin uzay araçlarının bir parçası olarak:

  Uzay nükleer motorlar (birlikte EPS ile NPU, NPI,) kullanmayı planlıyorsanız.Enerji yoğun sistemler ve uzay aracı için elektrik enerjisi kaynağı olarak

• .
• çalışma yörüngesinde ve ekipman ileri uzun vadeli enerji arzı ağır electrorocket uzay ve araçların teslimini sağlamak için ulaştırma ve enerji modülleri ilk iki sorunları çözmek için.

nükleer motor

ilkesi reaktif itme üretmek için nükleer yakıt kullanımı ile ilgili nükleer füzyon ya da fizyon enerjisi de baz.Darbe-burst ve sıvı türleri yükleme vardır.Patlayıcı kurulum uzakta birkaç metre infilaklı alan minyatür atom bombası içine yayar, patlama ileri gemiyi itti.Uygulamada, bu tip cihazlar kullanılmamaktadır.

sıvı itiş motoru, diğer taraftan, uzun geliştirilmiş ve test edilmiştir.Geri 60'larda Sovyet uzmanları uygulanabilir bir model RD-0410 tasarladık.Benzer sistemler ABD geliştirilmiştir.Bunların prensibi, sıvı çekirdek mini reaktörün ısıtılması dayanmaktadır, bu buhar haline dönüştürülür ve uzay aracı iter bir jet akımı, oluşturur.Cihaz tipik haliyle hidrojen kullanılarak, çalışma sıvısı gibi bir sıvı olarak adlandırılmasına rağmen.Nükleer uzay sistemlerinin diğer bir amacı - ağ (adet), gemi ve uydular onboard çalışan elektrikli.Şu anda

Ağır telekomünikasyon Küresel alan iletişim cihazları

, çalışma ağır aparat alanı iletişimde kullanılacak alan nükleer motorlarında devam etmektedir.RSC "Energia" araştırma ve uzaya Dünya'dan "telefon santrali" nin transferini gerçekleştirmek gerekiyordu ucuz cep telefonu ile ekonomik olarak rekabetçi küresel uzay iletişimi geliştirme projesi yürütülmüştür.Onların yaratılması için

koşullardır: yörüngeye (GEO) uyduları, işletim ve pasif

• neredeyse tam dolum;Frekans kaynaklarının
• tükenme;Oluşturulması ve ticari Geosenkron uyduların bilgiler "Yamal" kullanımında
• olumlu bir deneyim.Platform "Yamal" Yeni teknik çözümler üretmek

küresel pazar uzayda rekabetçi olabilmesi için bu tür cihazların etkin% 95 idi.

teknolojik iletişim yaklaşık ekipman her yedi yılda modüllerin değiştirilmesini beklenen.Bu elektrik enerjisi tüketiminde bir artış ile yörüngede 3-4 ağır amaçlı uydular bir sistem oluşturmak istiyorum.Başlangıçta SC-tabanlı güneş enerjisi 30-80 kW tasarlanmış.Bir sonraki aşamada, elektrik güç kaynağı ve sürekli çalışma (en az 10-15 yıl) 150-180 kW (temel modül GSO teslimi için) taşıma modunda bir yıla kadar nükleer motorları 400 kW kullanmak için planlandığı gibi.

nükleer tahrik sistemi antimeteoritnoy geç 90 tasarım çalışmalarında Dünya

Tamamlandı RSC "Enerji" kuyruklu yıldız ve asteroid nükleer santral çekirdekten antimeteoritnoy Dünya savunma sistemi oluşturulması ve YAERDU için kullanılabilir olduğunu göstermiştir korumak:

1. Dünya'nın yörüngesini çapraz asteroitler ve kuyruklu yıldızların yörüngeleri bir izleme sistemi kurmak.Bunu yapmak için, tehlikeli nesneler tespit birincil araştırma yörüngeleri ve özellikleri parametrelerinin hesaplanması için optik ve radar ekipmanları ile donatılmış önerilen özel uzay aracı, yerleştirin.Sistem 150 kW iki NPU Termiyonik kapasiteli uzay, nükleer motor çalıştırılabilir.Onun kaynaklar en az 10 yaşında olmalıdır.Depolama güvenli asteroit çarpma
2. Testleri (termonükleer cihaz patlama).Asteroid-poligon test cihazı teslim YAERDU Güç teslim yükü (150-500 kW) kütlesine bağlıdır.
3. gönderme personeli araçları (avcı 15-50 ton toplam ağırlık) Toprak tehlikeli nesneler yaklaşmak.Bu ücret termonükleer tehlikeli asteroitler nedeniyle jet malzeme bir patlama onun tehlikeli yolundan bir asteroid saptırmak hangi yüzeyine teslimat için 1-10 MW nükleer roket motoru kapasitesini alacaktır.Uzay nesneleri bilimsel ekipman (uzak gezegenlere, periyodik kuyruklu, asteroitler) derin uzay

   Teslimat içine

teslim ekipman araştırması uzay tabanlı LRE aşamaları kullanımı ile yapılabilir.Uzay araçları için nükleer motorları kullanmak uygun olduğunu ne zaman malzemeler, bir gök cismi ile yörünge uydu gök cismi, doğrudan temas ulaşan örnekleme görevi ve kütle artışı araştırma kompleksi gerektiren diğer araştırma, iniş ve kalkış aşamaları dahil.Uzay için

motor parametreleri

nükleer motorlar planlama kolaylaştırır ve projenin maliyetini düşürür, (nedeniyle çalışma sıvısı kontrollü bir akış hızına) Araştırma kompleksi "penceresi başlangıç" genişleyecektir.RSC "Energia" tarafından yürütülen çalışmalar, üç yıla kadar olan YAERDU 150 kW asteroit kuşağındaki uzay modüllerini teslim gelecek vaat eden bir araç olduğunu göstermiştir.Güneş sisteminin yörünge gezegenler içine aynı zaman hizmet Araştırmada

5-7 yıla kadar kaynaklarda bir artış, bir nükleer tesis gerektirir.Bir araştırma uzay parçası olarak yaklaşık 1 MW karmaşık YAERDU kapasitesi uyduları kuyruklu yıldız, asteroit ve Merkür ile Dünya üzerindeki bu gezegenlerin doğal uyduları ve zemin nakliye yüzeyine en uzak gezegenler, gezegen Rovers yörüngesine 5-7 yıldır hızlandırılmış nakliye sağlayacak kanıtlanmıştırJüpiter ve Satürn'ün uyduları.

Kullanımlık kaldırma (MB)

uzayda taşıma operasyonlarının verimliliği artırmak için en önemli yollarından biri taşıma sisteminin yeniden kullanılabilir elemanları.En az 500 kW uzay kapasitesi Nükleer motorlar önemli ölçüde çok katmanlı uzay taşıma sisteminin verimliliğini artırmak ve böylece bir yeniden yedekte oluşturmak ve olanak sağlar.Programın bu tür bir sistem için özellikle yararlı olan bir büyük bir yıllık kargo taşımacılığı sağlar.Bir örnek oluşturma ve sürekli yaşanabilir taban ve deneysel teknolojik ve endüstriyel kompleksler artan bakım Ay keşif programı olacaktır.Bir insanlı Ay üssü inşaatı Dünya'dan toplam kargo 30 ton kadar ve Ay yörünge istasyonu ziyaret -. Tasarım çalışmalarının RSC "Energia" ne göre ciro

ve

hesaplanması, ayda tabanının inşaat Ay yörüngesinde yaklaşık 10 ton ağırlığında modülleri teslim edilmelidir700-800 ton olarak tahmin ve tabanının işletilmesi ve geliştirilmesi için bir yıllık yük trafiği -. 400-500 m Ancak

, nükleer motor yük gemisi çalışma prensibi yeterince hızlı dağıtmak için izin vermez.Nedeniyle uzun süre taşıma ve Dünya'nın radyasyon kemerleri yük bulma nedenle hatırı sayılır zaman değil, bütün mallar nükleer motor ile römorkör ile teslim edilebilir.Bu nedenle, YAERDU dayanılarak sadece 100-300 ton / yıl tahmin edilebilir akar.

Ekonomik verimlilik ekonomik verimlilik arası yörünge ulaşım sisteminin bir kriter olarak hedef yörüngede Dünya'nın yüzeyinden birim yükü (GHG) kütlesi emisyonu başına taşıma birim maliyet değeri kullanmak için tavsiye edilir.RSC "Energia" hesaba taşıma sisteminin maliyet ana bileşenlerini alır, ekonomik ve matematiksel model geliştirilmiştir:

• oluşturmak ve yörünge ekleme modülleri römorkör;
• nükleer tesisin işletilmesi satın almak için;
• maliyetleri yanı sıra araştırma ve geliştirme maliyetlerini işletme ve sermaye mümkün maliyeti.

Maliyet göstergeleri MB optimum parametrelerine bağlıdır.100 ton / yıl 100 km, toplam yük ağırlığı Ay'ın yörüngesi irtifa Dünya'nın teslim edilmesini sağlamak için bir program gelecek vaat eden bir sıvı roket motorları temelinde yaklaşık 1 MW yeniden kullanılabilir römorkör tabanlı YAERDU kapasitesi ve tek römorkör kullanımının karşılaştırmalı maliyet-etkililik ile araştırılmıştır bu modeli kullanarak.Eğer tek kullanımlık kullanarak üç kat daha düşük olurdu "Proton-M" ve nükleer motor temelinde bir römorkör kullanarak yük bir birim kütlesi teslim birim maliyeti taşıma sisteminin dvuhpuskovoy devreleri kaldırma kapasiteli eşit taşıma kapasitesi aynı taşıyıcı roket kullanıyorsanızDM-3 ile sıvı roket motorları temelinde römorkörler.Alanı için

Sonuç

etkili nükleer tahrik uzayda enerjinin kablosuz iletim sistemi oluşturarak, Dünya, Mars insan uçuşun çevre sorunlarının çözümüne katkıda nükleer enerjinin uzay çok tehlikeli radyoaktif atık toprak içinde güvenliği artırılmış defin uygulanması, insanlı Ay tabanı ve üst oluşturulmasıAyın endüstriyel gelişim, asteroit ve kuyrukluyıldız tehlike Dünya'nın korunması.