Nukleáris motorok űrhajók

Oroszország már, és még mindig a vezető a nukleáris energia térben. Tapasztalattal rendelkezik a tervezési, építési, üzembe helyezése és működtetése űrhajó felszerelt atomenergia források szervezetek, mint például az RSC „Energia” és a „Roskosmos”. Nukleáris motor lehetővé teszi, hogy működik a repülőgép sok éven át, így több gyakorlati alkalmasságát többször.

történelmi rekord

Használata atomenergia térben már nem fikció a 70-es években a múlt században. Az első nukleáris motorok 1970-1988 indult az űrbe, és sikeresen használják űrjárművekben (SV) megfigyelései „US-A”. Ezeket alkalmazzák a termoelektromos rendszer egy atomerőmű (NPP) „Buck” elektromos teljesítménye 3 kW.

A 1987-1988 két eszköz „Plazma-A” és termoelektromos atomerőmű „Topaz” 5 kW volt repülési vizsgálati tér, amelynek során teljesítményű elektromos meghajtás (ERE) a nukleáris energia forrás először végre.

A komplex földi atomerőmű tesztelése termoionos nukleáris létesítmény „Jenyiszej” teljesítménye 5 kW. Ezek alapján kifejlesztett technológiák projektek termoionos atomerőmű kapacitásának 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC „Energia” a 70-es megkezdte a tudományos és gyakorlati kutatások, amelynek célja az volt, hogy hozzon létre egy erős nukleáris tér motor interorbital vontató (MB) „Herkules”. A munka az alapítvány évek nukleáris elektromos meghajtás (YAERDU) a termoelektromos atomenergia kapacitás néhány - több száz kilowatt és elektromos meghajtási egység teljesítménye tíz több száz kilowatt.

Tervezési paraméterek MB „Herkules”:

• hasznos elektromos atomenergia - 550 kW;
• A fajlagos impulzus elektromos meghajtás - 30 km / s;
• Elektromos meghajtási tolóerő - 26 H;
• erőforrás NPP és az elektromos meghajtás - 16.000 óra;
• dolgozó test elektromos meghajtás - xenon;
• tömege (száraz) vontató - 14,5-15,7 t, beleértve a TAS - 6,9 tonna.

kortárs

A XXI században, itt az ideje, hogy hozzon létre egy új nukleáris motor térben. 2009 októberében ülésén a Bizottság új orosz projekt „Teremtés közlekedés és az energia modult egy megawatt osztályú telepítés egy nukleáris energia” hivatalosan jóváhagyta az Elnöki Tanács modernizációs és technológiai fejlesztés az orosz gazdaság. a vezető fejlesztők:

• Reactor növény - JSC "NIKIET".
• Atomerőmű gázturbinás áramátalakító, alapján az elektromos hajtómotorok és ionos electrorocket YAERDU általában - SSC „Research Center. M. V. Keldysha”, amely szintén felelős a szervezet a program a közlekedési és energetikai modul (TEM) egészére.
• RSC „Energia”, mint általános TEM tervező kell fejleszteni egy automata ez a modul.

Jellemzői az új létesítmény

Új nukleáris motor helyet Oroszország azt tervezi, hogy indul a kereskedelmi működését a következő néhány évben. Tervezett jellemzői a gázturbina YAERDU következő. Az alkalmazott reaktor gázhűtésű gyors tenyésztő reaktor, a hőmérséklet a munkaközeg (keveréke Ő / Xe), mielőtt a turbina - 1500 K, a hatékonyságot a konvertáló termikus energiát elektromos energiává - 35%, radiátor-típusú hűtő - csepegtető. Egység Súly (reaktor, a sugárvédelem, és átalakító rendszer, de a hűtés nélkül emitter) - 6800 kg.

Tér nukleáris hajtóművek (atomerőmű, az atomenergia, együtt EPS) tervezi, hogy használni:

• Ennek része a jövőben űrjárművek.
• Mivel a villamos energia az energiaigényes rendszerek és űrhajók.
• Hogy megoldja az első két probléma a közlekedés és az energia modul, hogy biztosítsák a szállítási nehéz electrorocket űrhajók és járművek a dolgozó pálya- és további hosszú távú energiaellátás a berendezés.

A működési elve a nukleáris hajtómű

Ennek alapján akár a szintézis magok vagy energia felhasználásának hasadás nukleáris üzemanyag alkotnak jet tolóerő. Megkülönböztetni telepítés impulzus-robbanékony és folyadék típusokat. Robbanás növényvédő bocsát ki az űrbe miniatűr atombombák 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. Ezeket a rendszereket fejlesztettek ki az Egyesült Államokban. Az elv azon alapul, a fűtési folyékony nukleáris mini-reaktorba, ez gőzzé alakul át, és képez jet stream, amely kitolja a műholdtól. Bár a készülék az úgynevezett folyadék, mint a munkaközeg, általában hidrogént alkalmazunk. A másik cél a tér nukleáris rendszerek - elektromos meghajtású fedélzeti hálózat (berendezés) a hajók és a műholdak.

Nehéz távközlési eszközök globális térben kommunikáció

Abban a pillanatban, a munka folyik a nukleáris hajtóművek helyet, amelyeket használni fognak a nehéz berendezés térben kommunikációt. RSC „Energia” végeztek tanulmányok, tervek a globális tér kommunikációs rendszer gazdaságilag versenyképes olcsó mobiltelefon kellett, hogy elérjék a átadása „telefonközpont” a Föld űrbe.

Az előfeltételek azok alkotás:

• szinte teljes feltöltését a geostacionárius pályán keringő (GEO) műholdak működési és passzív;
• kimerülése frekvencia erőforrás;
• pozitív élmény az alkotás és a kereskedelmi hasznosítás információt geostacionárius műhold „Jamal”.

Amikor létrehoz egy „Jamal” platform, az új műszaki megoldások már 95%, ami lehetővé tette az ilyen eszközök versenyképesek legyenek a világpiacon tér szolgáltatásokat.

Feltételezzük cseréje modulok technológiai kommunikációs berendezések körülbelül minden hetedik évben. Ez lenne olyan rendszert hozzon létre több 3-4 nehéz műholdat geostacionárius növekedése az elektromos teljesítmény őket. Kezdetben az űrhajó tervezték alapján napenergia 30-80 kW. A következő lépés fogja használni a nukleáris motorok 400 kW legfeljebb egy évre a közlekedési mód (a szállítási alapmodul GSO) és 150-180 kW kiterjesztett üzemmódban (10-15 év), mint energiaforrás.

Nukleáris motorok antimeteoritnoy megvédje a Föld rendszer

Kész RKK „Energia” a késő 90-es tervezési kutatások kimutatták, hogy a teremtés antimeteoritnoy Föld védelmi rendszert a magok üstökösök és aszteroidák atomerőmű YAERDU lehet használni:

1. Létrehozása egy ellenőrző rendszert pályáira aszteroidák és üstökösök, hogy a határokon Föld pályáját. Erre azt javasolta, hogy gondoskodjon speciális űrhajó ellátott optikai és radar berendezések a veszélyes objektumok észleléséről, paraméter számításához az útvonalakkal és a vizsgálat elsődleges sajátosságaik. A rendszer a nukleáris tér motor kettős üzemmódú termoionos NPI kapacitása 150 kW lehet vonni. Az élete legyen legalább 10 év.
2. Vizsgálatok hatás (termonukleáris robbanás eszköz) a hulladéklerakó biztonságos aszteroida. YAERDU teljesítmény-leadás A vizsgálati berendezés egy aszteroida-sokszög tömegétől függ a szállított rakomány (150-500 kW).
3. Szállítása normál expozíciót jelent (elfogó teljes tömege 15-50 tonna) a közelgő a veszélyes objektum világon. Szükségessé nukleáris hajtómű kapacitása 1-10 MW arra, hogy egy veszélyes kisbolygó termonukleáris díjat, amelynek a felülete robbanás miatt jet aszteroida anyaga tudja utasítani azt a veszélyes utat.

Szállítási kutatási felszerelések a világűrben

Szállítási tudományos berendezések űrobjektumokban (távoli bolygókra, időszakos üstökösök, kisbolygók) végezhetjük használatával világűrbe LRE szakaszban. Használja nukleáris hajtóművek űrjárművek célszerű, ha fel a feladat kimenet körül keringő égitest a műholdas, közvetlen érintkezés egy égitest, a kiválasztás anyagminták és más kutatási igénylő tömegnövekedés kutatás komplex, a felvétel a leszállás és felszállás szakaszban.

paraméterek motorok

Nukleáris motor űrjármű kutatás komplex bővül az „ablak start” (mivel a szabályozott kibocsátása a haladási sebesség a szervezetben), ami megkönnyíti a tervezést és csökkenti a költségeit a projekt. Által végzett tanulmányok RSC „Energia”, azt mutatta, hogy YAERDU 150 kW legfeljebb három évig egy ígéretes eszköze nyilvánított modulok térben aszteroida öv.

Ugyanakkor a szállítás egy kutatási egység a pályára a távoli bolygók a Naprendszer megköveteli a források növelése, a nukleáris létesítmény akár 5-7 évig. Ezt bizonyítja, hogy a YAERDU komplexum kapacitása mintegy 1 MW részeként kutatás lehetővé teszi a szonda a gyorsított megjelenítési 5-7 éves keringeni egy mesterséges műhold legtávolabbi bolygó, bolygó rovers felszínén természetes műholdak e bolygók, és a szállítás a földön Föld üstökösök, kisbolygók, a higany a műholdak a Jupiter és a Szaturnusz.

Többször használható lift (MB)

Az egyik legfontosabb módja a hatékonyság növelése a közlekedési műveletek térben újrafelhasználható elemek a közlekedési rendszer. Nukleáris motor űrjármű teljesítménye legalább 500 kW lehetővé teszi, hogy az újrahasználható kóc és ezáltal jelentős mértékben javítja a hatékonyságot a multi-tier tér közlekedési rendszer. Különösen hasznos egy ilyen rendszer a programban olyan nagy éves teherforgalom. Egy példa lenne a program a Hold-expedíciók a létrehozását és fenntartását emberes bázis folyamatosan nő, és a kísérleti technológiai és ipari komplexumok.

forgalom kiszámítását

Szerint a tervezési tanulmányok RSC „Energia”, az építőiparban a bázis a Holdon kell szállítani modulok súlya mintegy 10 tonna, a pályára a Hold -. 30 m Teljes rakomány Föld az építőiparban egy emberes Hold-bázis és meglátogatta a Hold orbitális állomás becsült 700-800 tonna és egy éves teherforgalom működésének és fejlődésének alapja - 400-500 m.

Azonban az elv a nukleáris motor nem teszi lehetővé a teherhajó, hogy eloszlassa gyorsan. Mivel a hosszú ideje szállítás és ezért jelentős időt találni hasznos sugárzási övek nem minden rakományt felhasználásával lehet nyújtani vontatóhajó nukleáris motorral. Ezért a rakományt, hogy ellátható alapján YAERDU becsült csak 100-300 tonna / év.

gazdasági hatékonyság

Kritériumként a gazdasági hatékonyság közötti pályára közlekedési rendszer célszerű értékét használja a készüléket a közlekedési költségek egységnyi tömegű hasznos teher (ÜHG) kibocsátásának a föld felszínén a cél pályára. RSC „Energia” gazdasági és matematikai modell, amely figyelembe veszi a fő összetevői a költség a közlekedési rendszert fejlesztettek ki:

• létrehozása és megszüntetése pályára vontató egységek;
• vásárlására működő nukleáris létesítmény;
• működési költségek, valamint a K + F és az esetleges beruházási költségeket.

Költség paraméterek függnek az optimális paramétereket MB-ot. Ezzel a modellel vizsgáltuk összehasonlító gazdaságossági újrahasználható vontatóhajó alapú YAERDU teljesítménye mintegy 1 mW és eldobható rántást alapján a fejlett folyékony rakétahajtómű a program végrehajtásának biztosítása a Föld Hold körüli pályára magasságban 100 km hasznos össztömege 100 tonna / év. Ha ugyanazt a nyomásfokozó eltartóképesség egyenlő kötelessége „Proton-M” és dvuhpuskovoy áramkör építése a közlekedési rendszer fajlagos szállítási költségek egységnyi tömegű hasznos teher segítségével rántás alapján a nukleáris motor lesz háromszor alacsonyabb használatakor az eldobható alapuló vontató- folyékony rakétamotorokban típusú MM-3.

következtetés

Hatékony nukleáris meghajtással tér hozzájárul a megoldást a környezeti problémák a föld, a repülés az ember a Marsra, rendszer létrehozásával vezeték nélküli átviteli energiát a térben, a végrehajtás fokozott biztonságú temetkezési hely nagyon veszélyes radioaktív hulladékok föld atomenergia, hogy hozzanak létre egy emberes Hold-bázis és a kereskedelmi fejlesztése a Hold, hogy biztosítsa megvédje a Földet a kisbolygó és üstökös veszély.