Kosmik uchun Yadro dvigatellari

Rossiya bo'ldi va hali ham yadroviy kosmik hokimiyat sohasida yetakchi hisoblanadi. dizayn, qurilish tajribasi, ishga tushirish va atom elektr manbalari bilan jihozlangan kosmik operatsiya kabi RSC "Energetika" va "Rossiya Federatsiyasi" deb tashkilotlari. Yadro qidiruvi, ko'p yillar davomida samolyot faoliyat qayta-qayta ularga ko'proq amaliy yaroqliligini qilish imkonini beradi.

tarixiy rekord

foydalanish atom energiyasi fazoda endi o'tgan asrning 70-yillarida bir uydirma emas. 1970-1988 birinchi atom dvigatellari fazoga muvaffaqiyatli "AQSh-A" kosmik transport vositalari (SV) kuzatuvlar foydalanilgan. Ular atom elektr stansiyasini (gi PQ) "Sharmanda" 3 kVt elektr termoelektrik tizimi qo'llaniladi.

thermionic NPP "topazdan» bilan 1987-1988 ikki qurilmalar "plazma-A" 5 kVt atom elektr manbadan quvvat elektr Tahrim (ERT) birinchi amalga oshirildi davomida parvoz-sinov kosmik, bo'ldi.

5 kVt yer usti atom elektr sinov thermionic yadro o'rnatish "Enisey" kuch A murakkab. 25-100 kVt thermionic atom elektr quvvati loyihalarni ishlab ushbu texnologiyalar asosida.

MB "Hercules"

70-RSC "Energiya" interorbital Tug (MB) "Hercules" uchun kuchli yadro kosmik motorini yaratish edi maqsadi bo'lgan, ilmiy va amaliy tadqiqotlar boshlandi. kilovatt yuzlab kilovatt va o'nlab elektr Tahrim birligi quvvatiga yuzlab - Ish bir necha thermionic atom elektr quvvati bilan yadroviy elektr Tahrim (YAERDU) ko'p yillar davomida poydevor olib keldi.

Dizayn parametrlar MB "Hercules":

• atom kuch Foydali elektr quvvati - 550 kVt;
• aniq impuls elektr Tahrim - 30 km / s;
• Elektr gijgijlash zarba - 26 H;
• Gi PQ va elektr Tahrim manba - 16.000 soat;
• tanasi elektr Tahrim ish - Ksenonli;
• Og'irligi (quruq) tug - nei jumladan 14,5-15,7 t, - 6,9 tonna.

Zamonaviy

XXI asrda bu makon uchun yangi yadroviy motorini yaratish vaqti. 2009 yilning oktyabr oyida, Komissiyaning yangi rus loyiha "yadroviy kuch bir megavatt sinf o'rnatish transport va energiya modul tashkil etish" bir yig'ilishda rasman Rossiya Iqtisodiyot modernizatsiya bo'yicha prezident kengashi va texnologik taraqqiyot tomonidan tasdiqlangan. etakchi ishlab chiquvchilar bor:

• Reaktor o'simlik - OAJ "NIKIET".
• DAKning "tadqiqot markazi - umuman elektr Tahrim Motors va ion electrorocket YAERDU asoslangan gaz-turbina elektr aylantirish davri bo'lgan atom stansiya. Bundan tashqari, bir butun bo'lib, transport va energiya modul (Avgust) rivojlantirish dasturining bajarilishini tashkil etish uchun mas'ul bo'lgan M. V. Keldysha ".
• umumiy Oktyabr dizayner sifatida RSC "Energiya" Bu modul bilan avtomatik mashinasini rivojlantirish kerak.

Yangi o'rnatish xususiyatlari

kosmik Rossiya uchun yangi atom Dvigatel keyingi bir necha yil ichida tijorat ishlashini boshlash rejalashtirmoqda. gaz turbinasi YAERDU quyidagilardan rejalashtirilgan xususiyatlari. reaktor ishlatilgan gaz-muzlatilgan tez-naslchilik reaktor, turbinasi oldin ish suyuqligi (U / Xe aralashmasi) harorati - 1500 K, elektr energiyasi ichiga issiqlik energiyasi konvertatsiya samaradorligini - 35%, radiator-turi cooler - tomchilatib. Birligi Og'irligi (reaktor, radiatsiya himoya qilish va o'tkazishda tizimi, lekin sovutish emitent holda) - 6800 kg.

Space foydalanish rejasi (birgalikda RaI bilan atom elektr, atom elektr,) yadro dvigatellari:

• kelajakda kosmik transport vositalari bir qismi sifatida.
• energiya talab tizimlari va kosmik uchun elektr manbalari sifatida.
• ish orbitasi va uskunalar yanada uzoq muddatli energiya yetkazib berish bo'yicha og'ir electrorocket kosmik va transport vositalari yetkazib ta'minlash uchun transport va energiya modul birinchi ikki muammolarni hal qilish.

yadroviy dvigatel ishga tamoyili

yadrolar sintezi yoki energiya fizyon foydalanish bo'yicha ham asoslangan yadro yoqilg'isi bir shakllantirish uchun Jet surish. o'rnatish puls-portlovchi va suyuqlik turlarini ajrata. Portlash o'simlik yuz bir necha metr portlovchi, portlash oldinga kemani surib, deb kosmik miniatyura atom bomba ichiga chiqaradi. Amalda, bunday qurilmalar ishlatiladi emas.

Suyuq gijgijlash dvigatellari, boshqa tomondan, uzoq ishlab chiqilgan va sinov qilingan. Orqaga 60s, sovet mutaxassislari bir foydali model RD-0410 mo'ljallangan qilgan. Bu tizimlar Qo'shma Shtatlarda ishlab chiqildi. Ularning qonun bir suyuq yadro mini-reaktori isitish asoslangan, bu bug 'holiga aylanadi va kosmik bo'lyapti, bir jet oqimlarini, hosil bo'ladi. qurilma ish suyuqligi sifatida suyuq deb nomlangan bo'lsa-da, odatda, vodorod ishlatiladi. kosmik atom tizimlarining yana bir maqsadi - tarmoq (texnika) kema va ergashdilar qayiqda quvvatlanadi elektr.

Og'ir telekommunikatsiya qurilmalar global kosmik aloqa

Ayni paytda, ish og'ir apparat kosmik aloqa ishlatiladi makon atom dvigatellari ustida olib borilmoqda. RSC "Energia" tadqiqotlar va global kosmik aloqa tizimi dizaynidan amalga oshirildi kosmosga Yerdan "telefon almashinuvi" uzatishni erishish kerak edi arzon uyali telefon bilan iqtisodiy raqobat.

ularning yaratish uchun shart-sharoit bor:

• geostatsionar orbitaga (GEO) yo'ldoshlar foydalanish va passiv deyarli to'liq to'ldirish;
• chastota resurs charchoq;
• yaratish va axborot geostatsionar yo'ldoshlarini "Yamal" tijorat ekspluatatsiya ijobiy tajribasi.

Agar "Yamal" platforma yaratish, yangi texnik echimlar kosmik xizmatlari jahon bozorida raqobatbardosh bo'lishga, bunday qurilmalar qaysi, 95% edi.

Bu texnologik aloqa taxminan uskunalar har yetti yil bilan modullar almashtirish taxmin qilinadi. Bu ular tomonidan iste'mol qilingan elektr energiyasi ortishi bilan geostatsionar orbitaga nechta 3-4 og'ir sun'iy yo'ldosh tizimi yaratish edi. Dastlab, kosmik, quyosh elektr 30-80 kVt asosida ishlab chiqilgan. Keyingi qadam bir kuch manbai sifatida ishga kengaytirilgan rejimda (kamida 10-15 yil) va 150-180 kVt (asosiy modul GSO yetkazib berish uchun) transport rejimida bir yil bilan yadroviy motorlar 400 kVt foydalanadi.

antimeteoritnoy yadro dvigatellari Yer tizimini saqlab

RKK "Energiya" kech 90-dizayn tadqiqotlar kuyrukluyıldız va asteroit atom stansiya va YAERDU uchun foydalanish mumkin yadrosi dan antimeteoritnoy Yer mudofaa tizimini yaratishda ko'rsatdi bajarildi:

1. Yer orbitasini kesib asteroit va kuyruklu yulduzlar traektoriyalar bo'ylab harakatlanishiga monitoringi tizimini yaratish. Buning uchun, xavfli ob'ektlar aniqlash, ularning orbitalarda parametrlarini va ularning xususiyatlari asosiy o'rganishni hisoblash uchun optik va radar uskunalari bilan jihozlangan maxsus kosmik tashkil taklif. 150 kVt dual-xil thermionic NPI quvvatiga ega tizimi atom kosmik Dvigatel jalb qilinishi mumkin. Uning hayoti eng kamida 10 yil bo'lishi kerak.
2. axlat xavfsiz Asteroid ta'siri (termoyadro portlashi qurilma) sinovlari. bir asteroid-poligon uchun test apparati YAERDU elektr yetkazib berish yetkazib yuk (150-500 kVt) ning massasiga bog'liq.
3. standart ta'sir yetkazib berish xavfli ob'ekti dunyoga yaqinlashib uchun (15-50 tonna Interceptor umumiy massasi) degan ma'noni anglatadi. atom talab Jet Dvigatel xavfli asteroid termoyadroviy mas'ul yetkazib berish uchun 1-10 MVt quvvatga, qaysi portlash tufayli xavfli yo'lidan, uni rad qila Jet asteroid material uchun sirtini.

chuqur kosmosda tadqiqot uskunalarini yetkazib berish

kosmik ob'ektlar uchun ilmiy uskunalar (uzoq sayyoralar, vaqti-vaqti bilan kuyruklu yulduzlar, asteroitler) yetkazib berish kosmik asoslangan LRE bosqichlarida foydalanish bilan amalga oshirilishi mumkin. sun'iy yo'ldosh osmon jismlariga orbitasidan vazifasi ishlab chiqarish uchun qo'yishganda kosmik transport vositalari uchun yadro dvigatellar foydalaning ma'qul bo'ladi, osmon jismlariga bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa, massa ortishi tadqiqot kompleksi, maydonchada va uchish bosqichlari, shu jumladan talab moddiy namunalar va boshqa tadqiqotlar tanlash.

parametrlar dvigatellari

kosmik tadqiqot kompleksi uchun yadro Dvigatel rejalashtirish basitleştirir va loyiha xarajatlarini kamaytiradi, (tufayli tananing ishlash tezligi bir nazorat zaryadsizlashga) "Oyna start" kengaytiradi. Tadqiqotlar, RSC "Energiya" tomonidan amalga oshirilgan uch yilgacha bilan YAERDU 150 kVt kosmik Module yetkazib bir istiqbolli chora ekanligini ko'rsatdi asteroid kamariga.

Shu bilan bir vaqtda, quyosh tizimining uzoq sayyoralar orbitasi bir tadqiqot birligini tarqatish resurslarni o'sishiga, 5-7 yil yadro o'rnatish talab qiladi. Bu tadqiqot qismi sifatida haqidagi 1 MVt quvvatga ega YAERDU murakkab kosmik bilan zamin Yerda sun'iy yo'ldosh eng olis sayyoralar, bu sayyoralarning tabiiy yo'ldoshlarini yuzasida sayyora Rovers, va yetkazib berish orbitasidan 5-7 yil davomida yetkazib jadal beradi isbotlangan kometalar, asteroitler, Mercury va Yupiter va Saturnning yo'ldoshlar.

Qayta foydalanish mumkin lift (MB)

kosmosda transport operatsiyalari samaradorligini oshirish eng muhim yo'llaridan biri transport tizimining yana foydalanish mumkin elementlari hisoblanadi. kamida 500 kVt kosmik hokimiyat uchun Yadro Dvigatel siz ancha ko'p bosqichli kosmik transport tizimi samaradorligini oshirish, shunday qilib, qayta foydalanish mumkin yedekte yaratish imkonini beradi. dasturida bunday tizimi uchun, ayniqsa, foydalidir katta yillik yuk aylanmasi beradi. Misol yaratish va boshqariladigan bazasini texnik bilan qamariy razvedka dasturi doimiy oshirish va tajriba texnologik va sanoat majmualari bo'ladi bo'ladi.

ayirboshlash hisoblash

700-800 ming tonna deb baholanmoqda bir boshqariladigan Oy bazasini qurish Yerdan 30 m jami yuk va qamariy orbital stantsiyani tashrif buyurdi -. Dizayn tadqiqotlar RSC "Energia" ga ko'ra, Oyga baza qurish haqida 10 tonna, Oyning orbitasi og'irligi modullarini taslim bo'lishi kerak va bazasini ishga va rivojlanishi uchun yillik yuk tashish - 400-500 m.

Biroq, yadroviy dvigateli printsipi yuk tez tarqatish uchun ruxsat bermaydi. Tufayli, shuning uchun uzoq tashish vaqtida va, zarur vaqt, barcha yuk yadroviy dvigatelli römorkörler yordamida berilishi mumkin emas yuk radiatsiya belbog'larini topish. Shuning uchun, taqdim YAERDU asoslangan bo'lishi mumkin yuk faqat 100-300 tonna / yil taxmin.

iqtisodiy samaradorligi

iqtisodiy samaradorligi Inter-orbital transport tizimining bir mezon sifatida u maqsadli orbitaga er yuzidagi birligi yuk (IG) ning massasi chiqindilarining boshiga transport birligi qiymati qiymatini foydalanish tavsiya etiladi. hisobga transport tizimida qiymati asosiy qismlariga oladi RSC "Energia" iqtisodiy va matematik modeli, ishlab chiqilgan:

• yaratish va orbitasi tug birliklarining bartaraf etish;
• yadroviy inshootini faoliyat sotib olish uchun;
• faoliyat xarajatlar, shuningdek, R & D va iloji kapital xarajatlar xarajatlar uchun.

XARAJATLAR parametrlarni MB optimal parametrlari bog'liq. Bu model yordamida ilg'or suyuq asosida haqida 1 MVt qayta- tug asoslangan YAERDU kuch va bir martalik Tug qiyosiy iqtisodiy samaradorligini ilingan raketa dvigateli 100 tonna / yil 100 km yuk massasini Yer Moon orbital balandlikda uchun yetkazib berish uchun dasturda. imkoniyatlar teng burchini "Proton-M" va yadroviy dvigateli asosida ahvolda yordamida yuk birlik massasi ta transport tizimi o'ziga xos yuk xarajatlarning dvuhpuskovoy elektron qurilishini olib Shu Booster foydalanish paytida bir martalik foydalanish paytida uch marta kam bo'ladi turi MM-3 suyuq raketa dvigatellari bilan Römorkör asoslangan.

xulosa

maydon uchun samarali yadro ko'rishga kosmosda energiya simsiz uzatish tizimini yaratish, er yuzida, Marsga odam parvoz ekologik muammolarni hal hissa qo'shadi, atom energiya kosmik juda xavfli radioaktiv chiqindilarni erga xavfsizlik kuchaytirilgan dafn amalga oshirish, bir boshqariladigan Oy bazasini yaratish va Oyning tijorat rivojlantirish, ta'minlash asteroid va kometa xavfning Yerni himoya.