Tuuma mootorid kosmose

Venemaa on olnud ja on jätkuvalt liider valdkonnas tuumaenergia ruumi võimsus. Kogemused projekteerimise, ehitamise, kasutuselevõtmise, käitamise kosmoselaevade varustatud tuumaenergia allikatest on organisatsioonide nagu RSC "Energia" ja "Roskosmos". Tuuma mootor võimaldab õhusõidukite käitamiseks aastaid, muutes need praktilist sobivust korduvalt.

kronoloogilist

Kasutamine tuumaenergia kosmoses ei ole enam fiktsiooni 70-ndate eelmise sajandi. Esimene tuuma mootorite 1970-1988 olid kosmosesse ja edukalt kasutatud ruumi sõidukid (SV) märkused "US-A". Neid rakendatakse termoelektrijaama süsteemi tuumaelektrijaama (TEJ) "Buck" elektriline võimsus 3 kW.

In 1987-1988 kaks seadet "Plasma-A" koos termioonilistes NPP "Topaz" 5 kW on lennu-testimise ruumi, mille jooksul võimsuse elektrireaktiivajamid (ERE) alates tuumaenergia allikas esmakordselt rakendatud.

Keerulise maapealse tuumaenergia katsetamine termioonilistes tuumaseade "Jenissei" võimsusega 5 kW. Lähtudes nende tehnoloogiate töötatud projektide termioonilistes tuumaenergia maht 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Energia" 70. aastatel alanud teaduslikud ja praktilised uuringud, mille eesmärk oli luua võimas tuuma ruumi mootor interorbital puksiiri (MB) "Hercules". Töö tulemusena aluse aastaid tuumaenergia elektrireaktiivajamid (YAERDU) koos termioonilistes tuumaenergia maht paar - sadu kilovatti ja elektriline käitamisseadmesse maht kümneid kuni sadu kilovatti.

Design parameetrid MB "Hercules":

• kasulik elektri tuumaenergia - 550 kW;
• eriimpulss elektrireaktiivajamid - 30 km / s;
• Elektrivool tõukejõud - 26 H;
• ressursi NPP ja elektrireaktiivajamid - 16000 tundi;
• tööorgan elektrireaktiivajamid - xenon;
• mass (kuiv) puksiiri - 14,5-15,7 t, sealhulgas NEI - 6,9 tonni.

kaasaegne

XXI sajandil on aeg luua uue tuumajaama mootori ruumi. 2009. aasta oktoobris toimunud kohtumisel komisjoni uue Venemaa projekt "loomine transpordi ja energeetika moodul megavatt-klassi paigaldus tuumajaama" on ametlikult heaks kiitnud presidendi nõukogu ajakohastamiseks ja tehnoloogiaarenduse Venemaa majanduse. on juhtiv arendajad:

• Tuumajaamas - JSC "NIKIET".
• Tuumajaama gaasiturbiini muundurtehnika circuit, mis põhineb elektrireaktiivajamid mootorid ja ioonsed electrorocket YAERDU üldiselt - SSC "Research Center. M. V. Keldysha ", mis on vastutav ka korralduse arengukava transpordi ja energeetika moodul (TEM) tervikuna.
• RSC "Energia" üldise TEM disainer peab töötama automaatselt masina seda moodulit.

Omadused uue käitise

Uus tuumaenergia mootori ruumi Venemaa plaanib käivituv järgmise paari aasta jooksul. Prognoositav omadusi gaasiturbiini YAERDU järgmine. Reaktor gaasiga jahutati kiiresti aretaja reaktori temperatuur töövedeliku (segu Ta / Xe) enne turbiini - 1500 K, tõhususe muundades termilise energia elektrienergiaks - 35%, radiaator-tüüpi jahedam - tilguti. Üksus Kaal (reaktoris, kiirguskaitse ja muundamise süsteemi, kuid ilma jahutus emitter) - 6800 kg.

Space tuuma mootorid (tuumaenergia, tuumaenergia, koos EPS) kava kasutada:

• Osana tulevikus kosmoseaparaatides.
• Nagu allikatest elektri energiamahukate süsteemid ja kosmosesõidukite.
• Et lahendada kaks esimest probleeme transpordi ja energeetika moodul tagada tarne raske electrorocket kosmose ja sõidukite tööpäeva orbiidil ja edasist pikaajalist energiavarustus seadmed.

Tööpõhimõte tuuma mootori

Põhinevad kas sünteesi tuumade või energia kasutamise lõhustumise tuumakütuse moodustamaks jet tõukejõu. Eristada paigaldus impulsi lõhkeaine ja vedeliku tüüpi. Blast tekkib kosmosesse miniatuurne aatompommiplahvatuste et detoneeriva mõne meetri kaugusel, lööklaine lükatakse laeva edasi. Praktikas selliseid vahendeid ei kasutata.

Liquid Käiturites teiselt poolt juba ammu välja töötatud ja testitud. Tagasi 60s, Nõukogude spetsialistid on mõeldud toimiv mudel RD-0410. Need süsteemid töötati välja Ameerika Ühendriikides. Tööpõhimõtte põhineb vedeliku kuumutamiseks tuuma minireaktoris, muundatakse see aur ja moodustab jugavooluga, mis lükkab kosmosesõidukite. Kuigi seadme nimetatakse vedelikku töövedeliku, tüüpiliselt kasutatakse vesinikku. Teine eesmärk ruumi tuumasüsteemid - powered elektriline laeva elektrivõrgu (varustus) laevade ja satelliite.

Raske telekommunikatsiooni seadmete globaalse ruumi kommunikatsioon

Praegu tehakse tööd tuumarelva mootorid ruumi, mida kasutatakse raske seade ruumi side. RSC "Energia" on läbi uuringud ja kujunduse globaalse ruumi sidesüsteemi on majanduslikult konkurentsivõimeline odav mobiiltelefon, mis pidi saavutada üleandmise "telefonikeskjaama" Maalt kosmosesse.

Eeldused nende loomist on:

• peaaegu täielik täitmine geostatsionaarorbiidi (GEO) satelliidid tegevuspiirkond ja passiivse;
• ammendumise sagedus ressurss;
• positiivne kogemus loomine ja ärieesmärgil teavet geostatsionaarsete satelliitide "Jamali".

Kui loote "Jamali" platvorm, uusi tehnilisi lahendusi on 95%, mis võimaldas selliste seadmete muutuks konkurentsivõimeliseks maailmaturul ruumi teenuseid.

Eeldatakse asendamine moodulid tehnoloogilise sideseadmete umbes iga seitsme aasta jooksul. See looks süsteemi multi-3-4 raske satelliite geostatsionaarorbiidi tõusuga elektrienergiat tarbitakse nende poolt. Esialgu kosmoselaev on loodud põhjal päikeseenergia 30-80 kW. Järgmine samm on kasutada tuuma mootorid 400 kW kuni üks aasta transpordiliigi (kohaletoimetamise baasmoodulina GSO) ja 150-180 kW laiendatud töörežiimi (vähemalt 10-15 aastat) vooluallikana.

Tuuma mootorite antimeteoritnoy kaitsta Maa süsteemi

Lõpule RKK "Energia" lõpus 90 disaini uuringud on näidanud, et loomisel antimeteoritnoy Earth defence süsteemi tuumad komeedid ja asteroidid tuumaelektrijaama ja YAERDU saab kasutada:

1. Loomine järelevalvesüsteemi trajektoore asteroide ja komeete, mis ületavad Maa orbiidil. Sel ettepanek korraldada erilist kosmoselaev varustatud optilise ja radari avastamise seadmed ohtlikke esemeid, parameetrite arvutamiseks nende trajektoorid ja esmane uuring nende omadused. Süsteem tuuma ruumi mootori kahesüsteemse termioonilistes NPI maht 150 kW võivad olla seotud. Tema elu peab olema vähemalt 10 aastat.
2. Katsed mõju (termotuuma plahvatus seade) prügila ohutu asteroid. YAERDU võimu üleandmise Katseseadme asteroid-polügooni sõltub mass tarnitud põhiinformatsiooni (150-500 kW).
3. Toimetaja standard kokkupuude tähendab (kogumiskaevu kogumass 15-50 tonni) lähenevaks ohtliku objekti maailmas. Nõua tuuma reaktiivmootoriga võimsusega 1-10 MW kättetoimetamiseks ohtlik asteroid termotuuma eest, mille pind plahvatus tõttu jet asteroid materjali võimalik tagasi lükata ohtlike tee.

Tarneaeg teadusaparatuuri kosmosesügavusest

Toimetaja teadusliku sisseseade ruumi objektide (kauge planeete, perioodilised komeedid, asteroidid) võib läbi viia, kasutades kosmose- LRE etappidel. Kasutage tuuma mootorid ruumi sõidukid on otstarbekas, kui panna ülesande väljundi tiirlevad taevakeha satelliidi otsest kontakti taevakeha materjali valiku proove ja muud uuringud nõuavad mass kasv teadus- kompleks, kandmiseks maandumis-off etappidel.

parameetrid mootorid

Tuuma mootori kosmoseaparaadi teadusuuringute kompleks laiendada "akna start" (tänu kontrollitud heakskiidu töökiirust keha), mis lihtsustab planeerimist ja vähendab projekti. Teostatud uuringud RSC "Energia", näitas, et YAERDU 150 kW kuni kolm aastat on paljutõotav vahend pakkuda moodulid kosmoses asteroidi vöö.

Samal ajal kohaletoimetamise tutkimusyksikössäsi orbiidil kaugete planeetide päikesesüsteemi on vaja suurendada ressursse, tuumarajatise kuni 5-7 aastat. On tõestatud, et YAERDU kompleks, mille võimsus on umbes 1 MW osana uuringud võimaldavad kosmoselaev kiirendatud edastus 5-7 aastat orbiidil tehiskaaslane kõige kauge planeete, planeetide kulguritelt pinnal loomuliku satelliitide neist planeetidest ja elluviimist kohapeal Earthis komeedid, asteroidid, Mercury ja satelliitide Jupiteri ja Saturni.

Korduvkasutusega lift (MB)

Üks tähtsamaid viise, et parandada tõhusust vedude ruumi on korduvkasutatavad elemendid transpordisüsteemi. Tuuma mootori kosmoseaparaadi võimsusega vähemalt 500 kW võimaldab teil luua korduvkasutatavaid takud ja seeläbi oluliselt parandada tõhusust mitmekihilise ruumi transpordisüsteemi. Eriti kasulik, et selline süsteem on programmis ette suur aastane kaubaveomaht. Näiteks oleks programmi Lunar uuringuloa loomise ja hooldamise mehitatud baasi kasvab pidevalt ja eksperimentaalne tehnoloogia ja tööstus-kompleksid.

käibe arvutamise kohta

Vastavalt projekteerimise uuringud RSC "Energia", ehituse aluse Kuul peab valmima moodulid kaalub umbes 10 tonni, orbiidi Kuu -. 30 m Kokku lasti Maa ehitamiseks mehitatud Kuu baasi ja külastas Kuu orbiidi jaam on hinnanguliselt 700-800 tonni ja aastane kaubaveomaht toimimise ja arengu alus - 400-500 m.

Kuid põhimõte tuumajõuseade ei võimalda kaubalaev kiiresti hajuda. Tänu kaua transport ja seega palju aega leida kasulikku koormust kiirguse vööd mitte kõik lasti üleandmist kasutades puksiiride tuumajõuseade. Seetõttu lasti, mis võib anda põhineb YAERDU hinnanguliselt vaid 100-300 tonni / aastas.

ökonoomsus

Selle kriteeriumi majandusliku efektiivsuse muu orbiidil transpordisüsteemi on soovitav kasutada osaku väärtuse veokulu ühiku mass koormale (KHG) heidet alates maapinna arvesse eesmärki orbiidil. RSC "Energia" majandus- ja matemaatilise mudeli, mis võtab arvesse põhikomponendid kulud transpordi süsteem on välja töötatud:

• loomist ja kõrvaldamine orbiidil puksiiri ühikut;
• ostmiseks tegutsevad tuumarajatise;
• tegevuskulud, samuti R & D ja võimalikke kapitalikulusid kanda.

Kuluparameetrid sõltub optimaalne parameetrid MB. Selle mudeli abil uuriti suhteline majanduslik efektiivsus korduvkasutatavad puksiiri põhineb YAERDU võimsus umbes 1 mW ning ühekordselt puksiiri põhjal arenenud vedelik raketi mootor programmis tagada tarne Maa Kuu orbiidil kõrgusel 100 km kasuliku lasti kogumass 100 tonni / aastas. Kui kasutate sama korduva kandevõime võrdne kohustus "Proton-M" ja dvuhpuskovoy circuit ehitus transpordisüsteemi konkreetse postikulud massiühiku koormale kasutades puksiiri põhjal tuumajõuseade on kolm korda väiksem kui kasutades ühekordselt põhineb puksiiride vedelik rakettmootorid tüüpi MM-3.

järeldus

Tõhus käivitatud tuumaenergia ruumi aitab keskkonnaprobleemide lahendamise maa, lennu mees Marsile, luues süsteemi traadita ülekande energia ruumi, rakendamise täiustatud turvalisusega matmine ruumi väga ohtlik radioaktiivsete jäätmete maapinnale tuumaenergia loomine mehitatud Kuu baasi ja kaubandusliku arengu Moon, et tagada kaitsta Maa asteroid ja komeet ohtu.