Uzay nüvə mühərrikləri

Rusiya olmuşdur və hələ nüvə kosmik enerji sahəsində liderdir. dizayn, tikinti təcrübəsi, istismara və nüvə enerji mənbələri ilə təchiz kosmik əməliyyat belə RSC "Enerji" və "Roskosmos" kimi təşkilatları. Nüvə mühərrik, bir çox illər üçün təyyarə fəaliyyət dəfələrlə onlara daha çox praktik yararlılığı edilməsi üçün imkan verir.

tarixi rekord

istifadə nüvə enerji məkanında artıq ötən əsrin 70-ci illərində bir fantastika deyil. 1970-1988-ci ildə ilk nüvə mühərrikləri kosmosa və uğurla "ABŞ-A" kosmik vasitələri (SV) müşahidələr istifadə edilmişdir. Onlar atom elektrik stansiyasının (AES) "Buck" 3 kVt elektrik enerjisinin istilik sistemi tətbiq edilir.

thermionic AES "Topaz" ilə 1987-1988 iki cihazlar "Plazma-A" 5 kW atom elektrik mənbəyindən elektrik sevk (ERE) ilk həyata keçirilən zamanı uçuş test kosmik olmuşdur.

5 kVt yer atom elektrik test thermionic nüvə quraşdırma "Yenisey" Hakimiyyət kompleks. 25-100 kVt thermionic atom elektrik gücü layihələr inkişaf bu texnologiyalar əsasında.

MB "Hercules"

70-RSC "Enerji" interorbital dartmaq (MB) "Hercules" üçün güclü nüvə kosmik mühərrik yaratmaq idi məqsədi elmi və praktik tədqiqat başladı. kilovat yüzlərlə kilovat və onlarla elektrik sevk vahid gücü yüzlərlə - İş bir neçə thermionic nüvə gücü ilə nüvə elektrik sevk (YAERDU) bir çox illər üçün təməl gətirib çıxardı.

Design parametrləri MB "Hercules"

• nüvə enerjisi faydalı elektrik - 550 kW;
• xüsusi impuls elektrik sevk - 30 km / s;
• Electric sevk thrust - 26 H;
• AES və elektrik sevk resurs - 16,000 saat;
• bədən elektrik sevk iş - Ksenon;
• çəki (quru) dartmaq - Nei, o cümlədən 14,5-15,7 t - 6,9 ton.

müasir

XXI əsrdə bu məkan üçün yeni nüvə mühərrik yaratmaq lazımdır. Oktyabr 2009-cu ildə Komissiyanın yeni rus layihəsi "nüvə güc bir meqavat-class quraşdırılması nəqliyyat və enerji modulu yaradılması" konfransında rəsmi olaraq Rusiyanın İqtisadiyyat müasirləşdirilməsi üçün Prezident Şurasının və Texnoloji İnkişaf tərəfindən təsdiq edilmişdir. aparıcı developers var:

• Reactor zavodu - ASC "NIKIET".
• QKDK "Araşdırma Mərkəzi - ümumi elektrik sevk mühərrikləri və ion electrorocket YAERDU əsasında qaz-turbin elektrik dönüşüm circuit ilə nüvə stansiya. də bütövlükdə nəqliyyat və enerji modulu (TEM) inkişafı proqramının təşkili üçün məsuliyyət daşıyır M. V. Keldysha ".
• ümumi TEM dizayner kimi RSC "Enerji" Bu modul ilə avtomatik maşın inkişaf etməlidir.

yeni quraşdırma Xüsusiyyətlər

space Rusiya yeni nüvə mühərrik növbəti bir neçə il kommersiya əməliyyatı başlamağı planlaşdırır. qaz-turbin YAERDU aşağıdakı proqnozlaşdırılır xüsusiyyətləri. reaktor istifadə qaz soyutmalı sürətli damazlıq reaktor, turbin əvvəl iş maye (O / XE qarışığı) temperatur - 1500 K, elektrik enerji istilik enerjisi konvertasiya səmərəliliyinin - 35%, radiator tipli soyuducu - damcı. Unit Çəki (reaktor, radiasiya qorunması, və dönüşüm sistemi, lakin soyuducu emitentin olmadan) - 6800 kq.

Space istifadə etmək planı (birlikdə EPS nüvə enerji, nüvə enerji) nüvə mühərrikləri:

• gələcək kosmik vasitələrin bir hissəsi kimi.
• enerji intensiv sistemləri və kosmik elektrik mənbəyi kimi.
• iş orbit və avadanlıqların daha uzunmüddətli enerji təchizatı üzrə ağır electrorocket uzay və nəqliyyat vasitələrinin çatdırılmasını təmin nəqliyyat və enerji modul ilk iki problemləri həll etmək üçün.

nüvə mühərrik əməliyyat prinsipi

nuclei sintezi və ya enerji parçalanma istifadə haqqında ya əsasında nüvə yanacağının bir yaratmaq üçün jet thrust. quraşdırma pulse-partlayıcı və maye növləri seçilməsini. Blast bitki uzaq bir neçə metr detonasiya, partlayış irəli gəmi basdı ki, kosmik miniatür atom bombası daxil saçır. Təcrübədə, bu cür cihazlar istifadə olunur.

Liquid sevk mühərrikləri, digər tərəfdən, uzun inkişaf və test edilmişdir. Geri 60-cı illərdə Sovet mütəxəssisləri real model RD-0410 tasarlanmıştır. Bu sistemlər ABŞ-da hazırlanmışdır. Onların prinsipi maye nüvə mini-reaktorunun istilik əsaslanır, bu buxar çevrilir və kosmik itme bir jet stream, təşkil edir. Cihaz iş maye kimi bir maye adlanır baxmayaraq, adətən hidrogen istifadə olunur. kosmik nüvə sistemlərinin daha bir məqsədi - şəbəkə (avadanlıq) gəmilərin və peyklər onboard powered elektrik.

Heavy telekommunikasiya cihazları qlobal kosmik rabitə

Hazırda iş ağır aparat kosmik rabitə istifadə olunacaq yerin nüvə mühərrikləri aparılır. RSC "Energia" tədqiqatlar və qlobal kosmik rabitə sisteminin dizayn həyata keçirilmişdir kosmosa Earth "ATS" transfer nail olmaq idi ucuz mobil telefonu ilə iqtisadi rəqabət.

onların yaradılması üçün ilkin şərtlər bunlardır:

• geostasionar orbitdə (GEO) peyklər əməliyyat və passiv demək olar ki, tam doldurulması;
• tezlik resurs tükənmə;
• yaradılması və informasiya geostasionar peyklərin "Yamal" kommersiya istismarı müsbət təcrübəsi.

Bir "Yamal" platforma yaratmaq, yeni texniki həllər kosmik xidmətlər dünya bazarında rəqabət olmaq üçün belə effektiv cihazlar olan 95% olmuşdur.

Bu texnoloji rabitə təxminən avadanlıq hər yeddi il modulları əvəz ehtimal edilir. Onlara istehlak elektrik enerjisi artması ilə geostasionar orbitə çox 3-4 ağır peyk sistemi yarada bilər. Əvvəlcə, kosmik günəş enerjisi 30-80 kW əsasında hazırlanmışdır. Növbəti addım bir güc mənbəyi kimi əməliyyat uzun rejimi (ən azı 10-15 il) və 150-180 kW (əsas modul GSO çatdırılması üçün) nəqliyyat rejimində bir il nüvə motorları 400 kVt istifadə edəcək.

antimeteoritnoy Nüvə mühərrikləri Earth sistemi qorumaq

RKK "Enerji" Mərhum 90-dizayn tədqiqat kometlərin və asteroidlərin nüvə stansiya və YAERDU üçün istifadə edilə bilər nuclei olan antimeteoritnoy Earth müdafiə sisteminin yaradılması göstərir ki, başa:

1. Yer orbit keçmək planet və kometlərin trajectories monitorinq sisteminin yaradılması. Bunun üçün təhlükəli obyektlərin aşkar onların trajectories parametrləri və onların xüsusiyyətləri əsas iş hesablanması üçün optik və radar avadanlıqlarla təchiz olunmuş xüsusi kosmik təşkil təklif edib. 150 kW dual-mode thermionic NPI tutumlu sistem nüvə kosmik mühərrik cəlb edilə bilər. Onun həyat ən azı 10 il olmalıdır.
2. Poliqon təhlükəsiz asteroid təsir (thermonuclear partlayış cihaz) testlər. bir asteroid-poliqon test aparat YAERDU enerji çatdırılması təslim taşıma kapasitesi (150-500 kW) kütləvi asılıdır.
3. standart məruz Delivery təhlükəli obyekt dünyaya yaxınlaşan üçün (15-50 ton kesen ümumi kütləvi) deməkdir. nüvə tələb reaktiv mühərrik təhlükəli asteroid thermonuclear məsul çatdırılması üçün 1-10 MVt gücü olan partlayış səbəbiylə təhlükəli yol onu rədd edə jet asteroid material səthi.

dərin yer tədqiqat avadanlıq çatdırılması

kosmik obyektlərin elmi avadanlıq (uzaq planetlərin, dövri kometlərin, planet) Çatdırılma yer-based LRE mərhələləri istifadə ilə həyata keçirilə bilər. Peykin bir göy orqanı orbit vəzifəsi çıxış qoymaq zaman kosmik vasitələri nüvə mühərrikləri istifadə məqsədəuyğun, bir göy orqanı ilə birbaşa əlaqə, kütləvi artım tədqiqat kompleksi, eniş və almaq-off mərhələlərində daxil tələb material nümunələri və digər tədqiqat seçimi.

parametrləri mühərrikləri

kosmik tədqiqat kompleksi üçün nüvə mühərrik planlaşdırma asanlaşdırır və layihənin dəyəri azaldır, (görə bədən iş sürəti nəzarət axıdılması üçün) "pəncərə start" genişlənəcəkdir. Araşdırmalar, RSC "Energia" tərəfindən həyata keçirilən üç il YAERDU 150 kW kosmik modulları çatdırılması perspektivli vasitə olduğunu göstərdi asteroid kəmər.

Eyni zamanda, günəş sisteminin uzaq planetlərin orbit bir araşdırma vahidi çatdırılması resursları artım 5-7 il nüvə quraşdırma up tələb edir. Bu tədqiqat çərçivəsində təxminən 1 MVt gücündə YAERDU kompleks kosmik ilə torpaq, yer üzündə süni peyk ən uzaq planetlərin, bu planetlərin təbii peyklər səthində planetar Rovers və çatdırılması orbit 5-7 il çatdırılması sürət imkan verir ki, sübut edir combats, planet, Mercury və Yupiter və Saturn peyklər.

Reusable lift (MB)

Məkanında nəqliyyat əməliyyatlarının səmərəliliyinin artırılması üçün ən əhəmiyyətli yollarından biri nəqliyyat sisteminin reusable elementləri var. ən azı 500 kW kosmik güc Nüvə mühərrik əhəmiyyətli dərəcədə çox-pilləli kosmik nəqliyyat sisteminin səmərəliliyinin artırılması və bununla da reusable dartmaq yaratmaq üçün imkan verir. proqramında belə bir sistem üçün xüsusilə faydalı böyük bir illik yük trafik təmin edir. Misal yaradılması və insanlı bazasının saxlanılması ilə Aysal kəşfiyyat bir proqram daim artan və eksperimental texnoloji və sənaye kompleksləri ola bilər.

dövriyyəsinin hesablanması

700-800 ton qiymətləndirilir insanlı ay bazasının tikintisinə Earth 30 m Ümumi yük və Aysal orbital stansiyası ziyarət etdi -. Dizayn işləri RSC "Energia" görə, ay bazasının tikinti təxminən 10 ton Ayın orbit ağırlığında modulları təqdim edilməlidir və baza istismarı və inkişafı üçün illik yük trafik - 400-500 m.

Lakin nüvə mühərrik prinsipi yük tez dağıtmaq imkan vermir. Due buna görə də uzun nəqliyyat vaxt və xeyli vaxt bütün yük nüvə mühərriki ilə yedək gəmilərini qoşurdu istifadə təslim edilə bilər taşıma kapasitesi radiasiya kəmər tapmaq. Buna görə də, göstərilən YAERDU əsasında edilə bilər yük yalnız 100-300 ton / il qiymətləndirib.

iqtisadi səmərəlilik

iqtisadi səmərəlilik inter-orbit nəqliyyat sisteminin meyar kimi hədəf orbitə Yerin səthindən vahid taşıma kapasitesi (İXQ) kütləvi emissiyaları başına nəqliyyat xərclərini modul dəyəri istifadə etmək məsləhətdir. nəzərə nəqliyyat sisteminin dəyəri əsas komponentləri edir RSC "Energia" iqtisadi və riyazi model, işlənib hazırlanmışdır:

• yaradılması və orbit dartmaq ədəd aradan qaldırılması;
• nüvə obyektin fəaliyyət alınması üçün;
• əməliyyat xərcləri, eləcə də R & D və mümkün kapital xərcləri xərcləri.

Cost parametrləri MB optimal parametrləri asılıdır. Bu model istifadə edərək qabaqcıl maye əsasında 1 Mvt reusable dartmaq əsaslanır YAERDU güc və birdəfəlik dartmaq müqayisəli iqtisadi səmərəliliyinin araşdırılıb raket mühərriki 100 ton / il 100 km taşıma kapasitesi ümumi kütləsinin Earth Moon orbit hündürlük çatdırılmasını təmin etmək proqramı. tutumu bərabər vəzifə "Proton-M" və nüvə mühərrik əsasında dartmaq istifadə taşıma kapasitesi vahid kütləvi başına nəqliyyat sistemi xüsusi göndərmə xərcləri dvuhpuskovoy circuit tikintisi daşıyan eyni booster istifadə edərkən birdəfəlik istifadə edərkən üç dəfə aşağı olacaq növü MM-3 maye raket mühərrikləri ilə römorkörleri əsaslanır.

nəticə

yer üçün effektiv nüvə sevk məkanında enerji simsiz ötürülməsi sisteminin yaradılması, torpaq, Mars insan uçuş ekoloji problemlərin həllinə öz töhfəsini verir, nüvə enerji kosmik yüksək təhlükəli radioaktiv tullantılar torpağa təhlükəsizlik inkişaf etmiş dəfn həyata keçirilməsi, bir insanlı ay bazasının yaradılması və Ayın kommersiya inkişaf təmin etmək asteroid və kometa təhlükə olan Earth qorumaq.