Ғарыш Ядролық қозғалтқыштар

Ресей болды және әлі де ядролық ғарыш энергетикасы саласындағы көшбасшы болып табылады. ядролық энергия көздерін жабдықталған ғарыштық аппараттарды жобалау, салу, пайдалануға беру және пайдалану тәжірибесі осындай РКК «Энергия» және «Роскосмос» ретінде ұйымдар болып табылады. Ядролық қозғалтқыш бірнеше рет оларға көп практикалық жарамдылығын қабылдау, көптеген жылдар бойы ұшағын пайдалануға мүмкіндік береді.

тарихи рекордтық

пайдалану , ядролық энергияны кеңістікте өткен ғасырдың 70-шы жылдары бұдан былай фантастика болып табылады. 1970-1988 бірінші ядролық қозғалтқыштар ғарышқа ұшырылған және табысты ғарыштық аппараттардың (С.В.) «АҚШ-А» бақылау қолданылған. Олар атом электр стансасы (АЭС) «Buck» 3 кВт электр энергиясын термоэлектрлік жүйесіне қолданылады.

1987-1988 жылы екі құрылғылар Термокатодты АЭС «Топаз» бар «Плазма-А» 5 кВт ядролық қуат көзінен қуат электр қозғағыштар (Ère) бірінші іске асырылды, оның барысында, ұшу-сынақ ғарыш болды.

5 кВт Термокатодты ядролық қондырғы «Енисей» қуатын тестілеу эфирлік ядролық энергияны кешені. осы технологияларды негізделген жобалар 25-100 кВт Термокатодты атом электр қуаты дамыған.

МБ «Геркулес»

70-шы жылдары РКК «Энергия», interorbital арқан тарту (МБ) «Богатырь» үшін қуатты ядролық ғарыш қозғалтқышты құру болатын мақсаты ғылыми-практикалық зерттеулерді бастады. квт бірнеше ондаған және жүздеген квт және электр қозғағыштар бірлік сыйымдылығы жүздеген - Жұмыс аздың Термокатодты атом электр қуаты бар ядролық электр қозғалтқыш қондырғысы (YAERDU) көптеген жылдар бойы іргетасын әкелді.

Дизайн МБ «Богатырь» параметрлері:

• атом энергиясын пайдалы электр - 550 кВт;
• нақты серпін электр қозғағыштар - 30 км / с;
• Электр қозғағыш осьтік - 26 H;
• АЭС және электр қозғағыштар ресурс - 16000 сағат;
• жұмыс органы электр қозғағыштар - ксенон;
• салмағы (құрғақ) арқан тарту - Nei қоса алғанда 14,5-15,7 Т, - 6,9 тонна.

Қазіргі заманғы

ХХІ ғасырда ол кеңістікте жаңа ядролық қозғалтқыш жасау уақыты келді. 2009 жылдың қазан айында, Комиссияның жаңа ресейлік жоба «ядролық билікті МВт-класс орнатумен көлік және энергетикалық модуль құру» отырысында ресми Ресейдің экономикасын жаңғырту жөніндегі президенттік кеңесінің және технологиялық даму мақұлданды. жетекші әзірлеушілер болып табылады:

• Реактор зауыты - АҚ «НИКИЭТ».
• SSC «ғылыми-зерттеу орталығы - электр электр қозғағышы және жалпы иондық electrorocket YAERDU негізделген газ турбиналық электр конверсиялық контуры АЭС. Сондай-ақ, көлік және энергетикалық модуль (ТЕА) тұтастай дамыту бағдарламасын ұйымдастыруға жауапты болып табылады М. В. Keldysha «.
• жалпы ТЭМ дизайнер ретінде РКК «Энергия» осы модулімен автоматты машинаны дамытуға тиіспіз.

Жаңа орнату сипаттамасы

ғарыш Ресей үшін жаңа ядролық қозғалтқыш алдағы бірнеше жылда коммерциялық жұмысын бастауды жоспарлап отыр. газ-турбиналық YAERDU келесілердің Жобалық сипаттамалары. 1500 K, электр энергиясына, жылу энергиясын түрлендіру тиімділігі - - 35%, радиатор-түрі салқын - тамшылатып реакторлық газ суытылатын жылдам нейтрондағы, турбиналық бұрын жұмыс сұйықтығы (Ол / Xe қоспасы) температурасын пайдаланылады. Unit Салмағы (реактор, радиациялық қорғау, және конверсиялау жүйесі, бірақ тоңазытқыш эмиттер жоқ) - 6800 кг.

(Бірге EPS бар атом электр, атом электр,) ғарыш ядролық қозғалтқыштар пайдалануды жоспарлап:

• болашақ ғарыш аппараттарын бөлігі ретінде.
• энергия сыйымды жүйелер мен ғарыш аппараттарын үшін электр көзі ретінде.
• жұмыс орбитаға мен жабдықтарды әрі қарай ұзақ мерзімді энергиямен ауыр electrorocket ғарыш және көлік құралдарын жеткізуді қамтамасыз ету үшін көлік және энергетикалық модуль алғашқы екі мәселені шешу үшін.

ядролық қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі

ядролардың синтезі туралы немесе энергетикалық бөлінудің пайдалану туралы, не негізделген ядролық отынды бір қалыптастыру Jet тягу. орнату импульс-жарылғыш және сұйық түрін ажыратады. Blast зауыты кеңістігіне алыс бірнеше метр жарылыс, жарылыс алға кемені итеріп мини атом бомба шығарады. Іс жүзінде, мұндай құрылғылар пайдаланылады.

Сұйық қозғағыштар, екінші жағынан, ұзақ әзірленді және тестіленді. Артқа 60, кеңестік мамандар жұмыс модель RD-0410 жасақтадық. Бұл жүйелер Құрама Штаттарында әзірленді. Олардың принципі сұйық ядролық мини-реакторын жылыту негізделген, ол бу айналады және ғарыш аппараттарын итермелейді реактивті ағынын, құрайды. құрылғы әдетте сутегі пайдаланылады жұмыс сұйықтық, сондай-ақ сұйық деп аталады, дегенмен. ғарыш ядролық жүйелерін Тағы мақсаты - желі борттық механикаландырылған электр (жабдық) кемелер мен серіктері.

Ауыр телекоммуникациялық құрылғылар әлемдік ғарыш байланыс

Қазіргі уақытта, жұмыс ауыр аппараттар ғарыш байланыс пайдаланылатын болады кеңістік үшін ядролық қозғалтқыштар жүргізілуде. РКК «Энергия» әлемдік ғарыш байланыс жүйесін зерттеу және конструкцияларын жүргізілді кеңістігіне Жерден «телефон алмасу» беруді жету тиіс болатын арзан ұялы телефонмен экономикалық бәсекеге қабілетті болып табылады.

оларды құру үшін алғышарттар болып табылады:

• ; Геостационарлық орбитаға (GEO) спутниктері операциялық және пассивті толық дерлік толтыру
• жиілік ресурсын сарқылуы;
• құру және ақпараттық геостационарлық спутник «Ямал» коммерциялық пайдалануға оң тәжірибесі.

Егер сіз «Ямал» платформасын жасағанда, жаңа техникалық шешімдер ғарыш қызметтерінің әлемдік нарығындағы бәсекеге қабілетті бола Мұндай құрылғыларға қосылған 95%, болды.

Ол шамамен әрбір жеті жыл технологиялық байланыс жабдықтармен модульдер ауыстыруды көзделіп отыр. Бұл олардың тұтынатын электр қуатының артуына геостационарлық орбитаға мульти 3-4 ауыр спутниктер жүйесін құру еді. Бастапқыда, ғарыш кемесі күн электр 30-80 кВт негізінде әзірленген. Келесі қадам қорек көзі ретінде (кем дегенде 10-15 жыл) жұмыс кеңейтілген режимде (негізгі модуль жеткізу үшін GSO) көлік режимінде бір жылға дейінгі атом моторы 400 кВт пайдалану және 150-180 кВт болады.

antimeteoritnoy ядролық қозғалтқыштар Жер жүйесін қорғау

кеш 90 жобалау ғылыми-зерттеу аяқталды RKK «Энергия» Құйрықты жұлдыздар мен астероиды АЭС ядролардың жылғы antimeteoritnoy Жер қорғаныс жүйесін құру және YAERDU үшін пайдаланылуы мүмкін екенін көрсетті:

1. Жердің орбитасынан кесіп Астероиды және кометы траекториясының мониторинг жүйесін жасау. Бұл үшін олардың траектория мен олардың сипаттамаларын негізгі зерттеу параметрлерін есептеу, қауіпті заттарды анықтау үшін оптикалық және радиолокациялық құрал-жабдықтармен жабдықталған арнайы ғарыш кемесінің ұйымдастыруды ұсынды. 150 кВт қос режим Термокатодты NPI қуаттылығы жүйесі ядролық ғарыш қозғалтқыш тартылуы мүмкін. Оның өмірі, кем дегенде 10 жыл болуы тиіс.
2. полигон қауіпсіз астероид әсер (термоядролық жарылыс құрылғысы) сынау. Егер астероид-полигонға сынақ аппаратының YAERDU электр жеткізу жеткізіледі пайдалы жүктемесінің (150-500 кВт) массасы байланысты.
3. қауіпті нысан әлемге жақындаған үшін стандартты экспозиция құралдарын (15-50 тонна перехватчиков жалпы массасы) жеткізу. ядролық талап реактивті қозғалтқыш байланысты қауіпті жолынан оны қабылдамауға қабілетті Jet астероид материалға қауіпті астероид термоядролық заряд жеткізу үшін 1-10 МВт қуатын, ол жарылыс бетін.

терең кеңістікте зерттеу жабдықтарды жеткізу

Ғарыш объектілерін ғылыми жабдықтарды жеткізу (алыс планеталар, мерзімді Құйрықты жұлдыздар, астероиды) ғарыш негізделген ЖРД кезеңдерінде пайдалана отырып жүзеге асырылуы мүмкін. ғарыш құралдарына арналған ядролық қозғалтқыштар пайдаланыңыз спутник аспан денесі, аспан денелерінің тікелей байланыс, материалдық үлгілері және бұқаралық арттыру ғылыми-зерттеу кешенін, қону енгізу және ұшу-қону кезеңдерін талап ететін басқа да ғылыми зерттеулер таңдау орбитаға міндеті шығысына қойғанда, орынды.

параметрлері қозғалтқыштар

ғарыш кемесі ғылыми-зерттеу кешенінің ядролық қозғалтқыш жоспарлау жеңілдетеді және жобаның құнын төмендетеді, ол (органның жұмыс жылдамдығы бақыланатын разрядқа байланысты) «терезе Бастау» кеңейтеді. РКК «Энергия» арқылы жүзеге асырылады Зерттеулер, үш жылға дейін бар YAERDU 150 кВт ғарыш модульдерді жеткізу перспективалық құралы екендігін көрсетті астероид белдеуін.

Сонымен қатар күн жүйесінің алыс планета орбитасының ғылыми бірліктің жеткізу ресурстарын ұлғайту, 5-7 жылға ядролық орнату талап етеді. Ол, зерттеудің бір бөлігі ретінде шамамен 1 МВт қуаты бар YAERDU күрделі ғарыш кемесі жасанды серігі ең шалғай планета, осы планеталар табиғи спутниктер бетінде планеталық Роверси және комет бар жер Жер бетінде жеткізуді орбитаға 5-7 жылға жеткізуді жедел мүмкіндік береді деп дәлелдеді астероиды, Меркурий және Юпитер және Сатурн спутниктері.

Қайта қолдануға болатын лифт (МБ)

кеңістікте көлік қызметінің тиімділігін арттыру үшін ең маңызды жолдарының бірі көлік жүйесін қайта пайдаланылатын элементтер болып табылады. кем дегенде 500 кВт ғарыш кемесі билік Ядролық қозғалтқыш сіз қайта пайдалануға болатын бұрауды құруға мүмкіндік береді және осылайша айтарлықтай көп деңгейлі ғарыш тасымалдау жүйесінің тиімділігін арттыру. бағдарламасы осындай жүйесі үшін әсіресе пайдалы үлкен жылдық жүк трафикті қамтамасыз етеді. Мысал ретінде басқарылатын базасын құру және қызмет көрсету Айдың барлау бағдарламасы үнемі арттыру және тәжірибелік технологиялық және өндірістік кешендері болар еді.

айналымының есептеу

. Ұшқыш Айдың базасын құрылысына Жерден 30 м жалпы жүк және Айдың орбиталық станция 700-800 тоннаға бағаланып отыр барып - жобалау зерттеулер РКК «Энергия» айтуынша, Айға базасының құрылысы шамамен 10 тонна салмағы модульдері, Айдың орбитасы жеткізілуі керек және базаны пайдалану және дамыту үшін жыл сайын жүк тасымалының - 400-500 м.

Алайда, ядролық қозғалтқыш принципі жалдаушы тез тарай мүмкіндік бермейді. Байланысты тасымалдау ұзақ уақыт, сондықтан, айтарлықтай уақыт барлық жүк ядролық қозғалтқышы бар буксирлер пайдаланып жеткізілуі мүмкін жүктеме радиациялық белдеуі емес табу. Сондықтан, YAERDU негізінде берілуі мүмкін жүк тек 100-300 тонна / жылына бағаланады.

экономикалық тиімділігі

экономикалық тиімділігі ауданаралық орбитаға тасымалдау жүйесінің өлшемі ретінде ол пайдалы жүктемесінің (ПГ) жер бетінен шығарындылары мақсатты орбитаға массасының бірлігіне көлік бірлік құнын мәнін пайдалану ұсынылады. назарға көлік жүйесіндегі құнының негізгі компоненттерін алады РКК «Энергия» экономикалық және математикалық моделі, әзірленді:

• Орбита буксирлер бірлік құру және жою;
• ядролық қондырғыны операциялық сатып алуға;
• R & D және ықтимал капиталдық шығындар шығындар үшін операциялық шығындар, сондай-ақ.

Құны параметрлері МБ оңтайлы параметрлерін байланысты. Бұл модель пайдалану озық сұйық негізінде шамамен 1 мВт қайта пайдаланылатын арқан тарту негізінде YAERDU билік пен реттік арқан тарту салыстырмалы экономикалық тиімділігін зерттелді зымыран қозғалтқышын 100 тонна / жылына 100 км пайдалы жүктеме жалпы массасы Жер Айдың Орбита биіктікке жеткізуді қамтамасыз ету үшін бағдарламасына. қуаты тең баж «Протон-М» өткізу сол үдеткіш пайдалану және пайдалы жүктемесінің массасының бірлігіне көлік жүйесі нақты жеткізу шығындарын dvuhpuskovoy тұйықталу құрылыс ядролық қозғалтқыш негізінде арқан тарту пайдаланған кезде бір реттік пайдалану кезінде қарағанда үш есе төмен болады түріне MM-3 сұйық зымыран қозғалтқышы бар буксирлер негізделген.

қорытынды

Тиімді кеңістікте ядролық Қозғағыш кеңістікте энергиясын сымсыз беру жүйесін құру, жер экологиялық проблемаларды шешуге Марс адамның ұшу ықпал етеді, ғарыш жоғары қауіпті радиоактивті қалдықтарды атом энергиясын жерге, бір басқарылатын Айдың базасын құру және Айдың коммерциялық дамытуға қауіпсіздік күшейтілген көму жүзеге асыру, қамтамасыз ету үшін астероид кометной қауіп Жер қорғау.