Magni nukleari għall spaceships

Russja kien u għadu l-mexxej fil-qasam tal-potenza spazjali nukleari. Esperjenza fid-disinn, kostruzzjoni, kummissjonar u l-operat ta 'vettura spazjali mgħammra b'sorsi ta' enerġija nukleari huma organizzazzjonijiet bħall-RSC "Enerġija" u "Roskosmos". magna nukleari tippermetti li jopera l-inġenju tal-ajru għal ħafna snin, li jagħmluhom adegwatezza aktar prattiku ripetutament.

rekord storiku

L-użu ta 'enerġija nukleari fl-ispazju m'għadux finzjoni fl-70-jiet ta' l-aħħar seklu. L-ewwel magni nukleari fl 1970-1988 tnedew fl-ispazju u użata b'suċċess fil-ispazju vetturi (SV) osservazzjonijiet ta ' "US-A". Dawn għandhom ikunu applikati għas-sistema termo ta 'impjant ta' enerġija nukleari (NPP) "Buck" qawwa elettrika tat-3 kW.

Fil 1987-1988 żewġ apparati "Plasma-A" ma termjoniċi NPP "Topaz" 5 kW kien ispazju ittestjar titjira, li matulu l-enerġija elettrika propulsjoni (ère) mis-sors ta 'enerġija nukleari ġiet implimentata l-ewwel.

Kumpless tal terrestri ittestjar enerġija nukleari termjoniċi installazzjoni nukleari "Yenisei" qawwa ta '5 kW. Ibbażat fuq dawn it-teknoloġiji żviluppati proġetti kapaċità enerġija nukleari termjoniċi tal 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Enerġija" fl-70 beda l-riċerki xjentifiċi u prattiċi, l-għan tiegħu kien li jinħoloq mutur b'saħħtu spazju nukleari għal interorbitali irmonk (MB) "Hercules". Ix-xogħol wassal għall-fondazzjoni għal ħafna snin tal-propulsjoni elettrika nukleari (YAERDU) b'kapaċità termjoniċi enerġija nukleari ta 'ftit - mijiet ta' f'kilowatts u l-kapaċità unità propulsjoni elettrika ta 'għexieren għal mijiet ta' f'kilowatts.

parametri tad-disinn MB "Hercules":

• enerġija elettrika utli ta 'l-enerġija nukleari - 550 kW;
• speċifiku elettriku propulsjoni impuls - 30 km / s;
• propulsjoni ispinta elettriku - 26 H;
• riżorsi NPP u propulsjoni elettrika - 16,000 siegħa;
• taħdem propulsjoni elettrika ġisem - kseno;
• piż (niexef) irmonk - 14,5-15,7 t, inkluż NEI - 6.9 tunnellata.

kontemporanja

Fis-seklu XXI huwa żmien li joħolqu magna tat nukleari ġdid għall-ispazju. F'Ottubru 2009, f'laqgħa tal-Kummissjoni Russu proġett "Ħolqien ta 'trasport u modulu enerġija bi stallazzjoni ta' klassi megawatt ta 'enerġija nukleari" ġdid ġie approvat uffiċjalment mill-Kunsill Presidenzjali għall-Modernizzazzjoni u Żvilupp Teknoloġiku tal-Ekonomija tar-Russja. huma iżviluppaturi ewlenin:

• impjant reattur - JSC "NIKIET".
• impjant nukleari bil ċirkwit konverżjoni enerġija tat-turbini tal-gass, ibbażata fuq il-muturi ta 'propulsjoni elettriċi u YAERDU electrorocket ijoniċi b'mod ġenerali - KTX "Ċentru ta' Riċerka. M. V. Keldysha ", li huwa wkoll responsabbli għall-organizzazzjoni tal-programm ta 'żvilupp ta' trasport u l-modulu enerġija (TEM) kollha kemm hi.
• RSC "Enerġija" bħala disinjatur TEM ġenerali għandu jiżviluppa magna awtomatika ma 'dan il-modulu.

Karatteristiċi tal-installazzjoni ġdida

magna nukleari ġdid għall-ispazju Russja qed tippjana li tibda operazzjoni kummerċjali fil-ftit snin li ġejjin. karatteristiċi proġettati tat-turbina tal-gass YAERDU ġej. Ir-reattur jintuża reattur ikabbar malajr mkessħa bl-gass, it-temperatura tal-fluwidu operattiv (taħlita ta 'Hu / Xe) qabel it-turbina - 1500 K, l-effiċjenza tal-konverżjoni enerġija termali enerġija elettrika - 35%, tat-tip radjatur jkessaħ - dripp. Unità Piż (reattur, il-protezzjoni mir-radjazzjoni, u sistema ta 'konverżjoni, iżda mingħajr emittent refriġerazzjoni) - 6800 kg.

Ispazju magni nukleari (ta 'enerġija nukleari, l-enerġija nukleari, flimkien ma' EPS) pjan għall-użu:

• Bħala parti mill f'vetturi spazjali futuri.
• Bħala sorsi ta 'l-elettriku għal sistemi intensivi fl-enerġija u vetturi spazjali.
• Biex issolvi l-ewwel żewġ problemi fil-modulu tat-trasport u enerġija biex tiġi żgurata l-kunsinna ta 'spaceships electrorocket tqal u vetturi fuq l-orbita tax-xogħol u ieħor ta' provvista ta 'enerġija fit-tul tat-tagħmir.

Il-prinċipju ta 'operazzjoni ta' magna nukleari

Ibbażati jew fuq is-sintesi ta 'nuklei jew fuq l-użu tal-fissjoni enerġija ta' karburant nukleari li jiffurmaw imbottatura ġett. Jiddistingwi t-tipi installazzjoni polz splussiv kemm fluwidu. impjant blast temetti fis ispazju bombi atomiċi ta 'daqs żgħir li jisplodu b'mod ftit metri bogħod, il-blast imbuttat il-vapur' il quddiem. Fil-prattika, dawn il-mezzi ma jintużawx.

magni ta 'propulsjoni likwidu, min-naħa l-oħra, ilha żviluppat u ttestjat. Lura fis-snin 60, ispeċjalisti Sovjetika fasslu mudell operabbli RD-0410. Dawn is-sistemi kienu żviluppati fl-Istati Uniti. prinċipju tagħhom huwa bbażat fuq l-tisħin ta 'mini-reattur nukleari likwidu, dan jiġi konvertit fi fwar u tifforma nixxiegħa ġett, li timbotta l-vettura spazjali. Għalkemm l-apparat huwa msejjaħ likwidu kif il-fluwidu operattiv, tipikament idroġenu huwa użat. Skop ieħor ta 'sistemi nukleari ispazju - elettriċi mħaddma abbord netwerk (tagħmir) vapuri u satelliti.

mezzi tat-telekomunikazzjoni tqal komunikazzjoni spazjali globali

Fil-mument, ix-xogħol qed isir fuq il-magni nukleari għall-ispazju li se jintużaw fil-komunikazzjonijiet ispazju apparat tqil. RSC "Energia" twettqu studji u disinji tas-sistema globali ta 'komunikazzjoni ispazju huwa ekonomikament kompetittiva mal-telefon ċellulari rħisa li suppost kellha jiksbu t-trasferiment ta' "skambju telefon" mill-Dinja fl-ispazju.

Il-prerekwiżiti għall-ħolqien tagħhom huma:

• mili kważi komplet ta 'l-orbita ġeostazzjonarja (GEO) satelliti operattiva u passiv;
• eżawriment tar-riżorsi frekwenza;
• esperjenza pożittiva tal-ħolqien u l-isfruttament kummerċjali ta 'informazzjoni satelliti ġeostazzjonarji "Yamal".

Meta inti toħloq "Yamal" pjattaforma, soluzzjonijiet tekniċi ġodda ġew 95%, li ppermettiet apparati bħal dawn biex isiru kompetittivi fis-suq dinji ta 'servizzi spazjali.

Huwa preżunt sostituzzjoni ta 'moduli b'apparat ta' komunikazzjoni teknoloġiku madwar kull seba 'snin. Hija toħloq sistema ta 'multi-3-4 satelliti tqal fl-orbita ġeostazzjonarja ma' żieda fil-qawwa elettrika kkunsmata minnhom. Inizjalment, il-vettura spazjali ġew imfassla fuq il-bażi ta 'oriġini solari enerġija 30-80 kW. Il-pass li jmiss se jużaw search nukleari 400 kW sa sena fil-mezz ta 'trasport (għall-għoti ta' modulu bażiku GSO) u 150-180 kW fil-modalità estiża ta 'operazzjoni (mill-inqas 10-15 sena) bħala sors ta' enerġija.

magni nukleari fl antimeteoritnoy jipproteġu s-Sistema Dinja

Mimlija RKK "Enerġija" fl-aħħar 90 'riċerka disinn wriet li fil-ħolqien ta antimeteoritnoy sistema ta' difiża Dinja mill-nuklei ta 'comets u jaħbtu mad impjant ta' enerġija nukleari u YAERDU jistgħu jintużaw għal:

1. Ħolqien ta 'sistema għall-monitoraġġ tal-trajettorji tal asteroids u comets li jaqsmu orbita tad-Dinja. Għal dan pproponiet li jirranġa vetturi spazjali speċjali mgħammra b'tagħmir ottiku u tar-radar għall-iskoperta oġġetti perikolużi, kalkolu tal-parametri ta 'trajettorji tagħhom u studju primarju ta' karatteristiċi tagħhom. Is-sistema tal-magna ispazju nukleari ma dual-mode kapaċità NPI termjoniċi ta '150 kW jistgħu jkunu involuti. ħajja tagħha għandu jkun mill-inqas 10 snin.
2. Testijiet ta 'impatt (apparat splużjoni termonukleari) it-terraferma asteroid sikur. YAERDU kunsinna qawwa tal-apparat tat-test li asteroid-poligonu jiddependi fuq il-massa tal-payload mogħtija (150-500 kW).
3. Kunsinna ta 'espożizzjoni standard ifisser (interċettatur massa totali tal 15-50 tunnellata) għall-toqrob lejn id-dinja oġġett perikolużi. Jeħtieġu nukleari magna bil-ġett kapaċità ta 1-10 MW għall-konsenja lejn ħlas perikolużi termonukleari asteroid, il-wiċċ ta 'liema splużjoni minħabba materjal asteroid ġett tista' tiċħad milli triq perikolużi.

Kunsinna ta 'tagħmir tar-riċerka fl-ispazju fil-fond

Kunsinna ta 'apparat xjentifiku li oġġetti spazjali (pjaneti mbiegħda, comets perjodiċi, jaħbtu mad) jistgħu jitwettqu bl-użu ta' stadji LRE bbażati fl-ispazju. Jużaw search nukleari għal vetturi spazjali Huwa prattiku, meta jitqiegħdu għall-produzzjoni kompitu li orbita korp ċelesti ta 'l-satellita, kuntatt dirett ma' korp ċelesti, l-għażla tal-kampjuni materjali u riċerka oħra li jeħtieġu żieda massa kumplessa riċerka, l-inklużjoni ta 'l-inżul u jieħdu off stadji.

magni parametri

magna nukleari għal kumpless riċerka vettura spazjali ser tespandi l- "bidu tieqa" (minħabba rilaxx kontrollat tal-veloċità ħidma tal-ġisem), li jissimplifika l-ippjanar u tnaqqas l-ispiża tal-proġett. Studji mwettqa mill-RSC "Energia", wera li YAERDU 150 kW sa tliet snin huwa mezz promettenti ta 'twassil moduli fl-ispazju ċinturin asteroid.

Fl-istess ħin il-kunsinna ta 'unità ta' riċerka fil-orbita ta 'pjaneti bogħod tas-sistema solari teħtieġ żieda fir-riżorsi, stallazzjoni sa nukleari li 5-7 snin. Dan huwa ppruvat li YAERDU kumpless b'kapaċità ta 'madwar 1 MW bħala parti mill-riċerka se tippermetti l-vettura spazjali mgħaġġla u għal 5-7 snin li orbita ta' satellita artifiċjali aktar pjaneti mbiegħda, rovers planetarju fuq il-wiċċ tas-satelliti naturali ta 'dawn pjaneti, u l-kunsinna fuq id-Dinja art bl comets, jaħbtu mad, merkurju u -satelliti ta 'Ġove u Saturnu.

lift jistgħu jerġgħu jintużaw (MB)

Wieħed mill-aktar modi importanti biex tittejjeb l-effiċjenza ta 'operazzjonijiet ta' trasport fl-ispazju huwa elementi li jistgħu jerġgħu jintużaw tas-sistema tat-trasport. magna nukleari għall-enerġija vetturi spazjali ta 'mill-inqas 500 kW tippermetti toħolqu stoppa jistgħu jerġgħu jintużaw u b'hekk itejjeb b'mod sinifikanti l-effiċjenza tas-sistema tat-trasport spazjali multi saff. Speċjalment utli għal sistema bħal din fil-programm jipprovdu kbir traffiku tal-merkanzija annwali. Ta 'eżempju tkun programm ta' esplorazzjoni Lunar mal-ħolqien u żamma ta 'bażi mgħammar b'ekwipaġġ qiegħed dejjem jikber u kumplessi teknoloġiċi u industrijali sperimentali.

kalkolazzjoni tal-fatturat

Skond il-studji tad-disinn RSC "Energia", il-kostruzzjoni tal-bażi fuq il-qamar għandu jingħata moduli li jiżnu madwar 10 tunnellata, l-orbita tal-qamar -. 30 m merkanzija totali mid-Dinja fil-kostruzzjoni ta 'bażi Lunar mgħammra b'ekwipaġġ u żaru l-istazzjon orbitali Lunar huwa stmat għal 700-800 tunnellata u t-traffiku annwali tal-merkanzija għall-operat u l-iżvilupp tal-bażi - 400-500 m.

Madankollu, il-prinċipju tal-magna nukleari ma tippermettix lill-freighter biex tferrex malajr. Minħabba l-ħin twil ta 'trasport u għalhekk, żmien konsiderevoli konstatazzjoni ċinturini radjazzjoni payload mhux kollha merkanzija tiġi kkunsinnata użu tugboats bil-magna nukleari. Għalhekk, il-merkanzija li tista 'tiġi pprovduta ibbażata fuq YAERDU stmat biss 100-300 tunnellata / sena.

effiċjenza ekonomika

Bħala kriterju ta 'effiċjenza ekonomika sistema ta' trasport inter-orbita huwa rakkomandabbli li tuża l-valur tal-ispiża għal kull unità ta 'trasport għal kull unità tal-massa tal-payload (GHG) mill-wiċċ tad-dinja fil-orbita mira. RSC "Energia" mudell ekonomiku u matematiku, li jieħu kont tal-komponenti ewlenin tal-ispiża fis-sistema tat-trasport ġiet żviluppata:

• il-ħolqien u l-eliminazzjoni ta 'unitajiet tug orbita;
• għax-xiri ta tħaddem faċilità nukleari;
• ispejjeż operattivi, kif ukoll għall-R & D u l-ispejjeż possibbli infiq kapitali.

Parametri ta 'spejjeż jiddependu fuq il-ottimali parametri ta' MB. Bl-użu dan il-mudell ġie investigat effiċjenza ekonomika komparattiva tal irmonk bbażata poter YAERDU jistgħu jerġgħu jintużaw ta 'madwar 1 mW u irmonk jintremew abbażi ta' likwidu avvanzati magna rokit fil-programm biex jaslu għall-altitudni orbita Dinja Qamar ta '100 km tagħbija massa totali ta' 100 tunnellata / sena. Meta jintuża l-istess booster jġorru kapaċità ugwali dmir "Proton-M" u dvuhpuskovoy kostruzzjoni ċirkwit ta 'l-ispejjeż tat-tbaħħir speċifiċi tas-sistema tat-trasport għal kull unità tal-massa tal-payload użu irmonk fuq il-bażi ta' magna nukleari se jkun ta 'tliet darbiet inqas milli meta tuża l jintremew ibbażati fuq tugboats b'magni rokit bi propellant likwidu tal-XX-3-tip.

konklużjoni

propulsjoni nukleari effettiva għall-ispazju jikkontribwixxi għas-soluzzjoni ta 'problemi ambjentali tad-dinja, it-titjira tal-bniedem għal Mars, ħolqien ta' sistema ta 'trasmissjoni bla fili ta' enerġija fl-ispazju, l-implimentazzjoni ta 'dfin msaħħa-sigurtà fl-ispazju perikoluż ħafna minħabba skart radjuattiv ta' enerġija nukleari, il-ħolqien ta 'bażi Lunar mgħammra b'ekwipaġġ u l-iżvilupp kummerċjali tal-qamar, biex jiżguraw jipproteġu l-Dinja minn periklu asteroid u kometa.