Skeptiker argumentieren, dass die Schaffung eines Atommotors kein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiet von Wissenschaft und Technologie ist, sondern nur eine „Modernisierung eines Dampfkessels“, bei dem Uran anstelle von Kohle und Brennholz als Brennstoff und Wasserstoff als Brennstoff fungiert Arbeitsflüssigkeit. Ist das NRE (Nuclear Jet Engine) so wenig vielversprechend? Versuchen wir es herauszufinden.
Erste Raketen
Alle Verdienste der Menschheit bei der Entwicklung des erdnahen Weltraums können sicher chemischen Strahltriebwerken zugeschrieben werden. Der Betrieb solcher Triebwerke basiert auf der Umwandlung der Energie einer chemischen Reaktion der Kraftstoffverbrennung in einem Oxidationsmittel in die kinetische Energie eines Strahlstroms und folglich einer Rakete. Der verwendete Treibstoff ist Kerosin, flüssiger Wasserstoff, Heptan (für Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke (LTE)) und eine polymerisierte Mischung aus Ammoniumperchlorat, Aluminium und Eisenoxid (für Festtreibstoff (RDTT)).
Es ist bekannt, dass die ersten Raketen, die für Feuerwerkskörper verwendet wurden, bereits im zweiten Jahrhundert vor Christus in China auftauchten. Sie stiegen dank der Energie von Pulvergasen in den Himmel. Die theoretischen Forschungen des deutschen Büchsenmachers Konrad Haas (1556), des polnischen Generals Kazimir Semenovich (1650) und des russischen Generalleutnants Alexander Zasyadko leisteten einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Raketentechnologie.
Ein Patent für die Erfindung des ersten Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerks erhielt der amerikanische Wissenschaftler Robert Goddard. Sein Apparat mit einem Gewicht von 5 kg und einer Länge von etwa 3 m, der mit Benzin und flüssigem Sauerstoff betrieben wurde, wurde 1926 für 2,5 s. flog 56 Meter.
Auf der Suche nach Geschwindigkeit
Ernsthafte experimentelle Arbeiten zur Herstellung von seriellen chemischen Strahltriebwerken begannen in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts. In der Sowjetunion gelten V. P. Glushko und F. A. Zander als Pioniere des Raketenantriebsbaus. Mit ihrer Beteiligung wurden die Triebwerke RD-107 und RD-108 entwickelt, die der UdSSR den Vorrang in der Weltraumforschung verschafften und den Grundstein für die zukünftige Führung Russlands auf dem Gebiet der bemannten Kosmonautik legten.
Mit der Modernisierung des ZhTED wurde klar, dass die theoretische maximale Geschwindigkeit Jetstream darf 5 km/s nicht überschreiten. Das mag ausreichen, um den erdnahen Weltraum zu untersuchen, aber Flüge zu anderen Planeten und noch mehr Sternen werden für die Menschheit ein unerfüllbarer Traum bleiben. Infolgedessen tauchten bereits Mitte des letzten Jahrhunderts Projekte alternativer (nicht chemischer) Raketentriebwerke auf. Am beliebtesten und vielversprechendsten waren Anlagen, die die Energie von Kernreaktionen nutzen. Die ersten Versuchsmuster nuklearer Weltraumtriebwerke (NRE) in der Sowjetunion und den USA wurden 1970 getestet. Nach der Katastrophe von Tschernobyl wurden die Arbeiten in diesem Bereich jedoch auf Druck der Öffentlichkeit eingestellt (in der UdSSR 1988, in den USA - seit 1994).
Die Funktionsweise von Kernkraftwerken basiert auf den gleichen Prinzipien wie die von thermochemischen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Erwärmung des Arbeitsmediums durch die Energie des Zerfalls oder der Fusion von Kernbrennstoff erfolgt. Die Energieeffizienz solcher Motoren ist viel höher als bei chemischen. Beispielsweise beträgt die Energie, die von 1 kg des besten Brennstoffs (einer Mischung aus Beryllium mit Sauerstoff) freigesetzt werden kann, 3 × 107 J, während dieser Wert für Po210-Poloniumisotope 5 × 1011 J beträgt.
Die freigesetzte Energie in einem Nuklearmotor kann auf vielfältige Weise genutzt werden:
Erhitzen des durch die Düsen ausgestoßenen Arbeitsmediums, wie bei einem herkömmlichen Raketentriebwerk, nachdem es in ein elektrisches umgewandelt wurde, Ionisieren und Beschleunigen der Teilchen des Arbeitsmediums, Erzeugen eines direkten Impulses durch Spalt- oder Fusionsprodukte.Sogar gewöhnliches Wasser kann als solches wirken eine Arbeitsflüssigkeit, aber die Verwendung von Alkohol ist viel effektiver, Ammoniak oder flüssiger Wasserstoff. Atomraketentriebwerke werden je nach Aggregatzustand des Brennstoffs für den Reaktor in Fest-, Flüssig- und Gasphase eingeteilt. Der am weitesten entwickelte NRE mit einem Festphasenspaltungsreaktor, der in Kernkraftwerken verwendete Brennstäbe (Brennelemente) als Brennstoff verwendet. Der erste derartige Motor im Rahmen des amerikanischen Projekts Nerva bestand 1966 Bodentests, nachdem er etwa zwei Stunden gearbeitet hatte.
Design-Merkmale
Das Herzstück jedes nuklearen Weltraumtriebwerks ist ein Reaktor, der aus einer aktiven Zone und einem Berylliumreflektor besteht, der sich in einem Energiegebäude befindet. In der aktiven Zone erfolgt die Spaltung der Atome der brennbaren Substanz, in der Regel Uran U238, angereichert mit U235-Isotopen. Um dem Prozess des Kernzerfalls bestimmte Eigenschaften zu verleihen, befinden sich hier auch Moderatoren - feuerfestes Wolfram oder Molybdän. Wenn der Moderator in der Zusammensetzung der Brennelemente enthalten ist, wird der Reaktor als homogen bezeichnet, und wenn er separat platziert wird, als heterogen. Der Nuklearmotor enthält auch eine Arbeitsflüssigkeitsversorgungseinheit, Steuerungen, Schattenstrahlungsschutz und eine Düse. Thermisch hochbelastete Bauteile und Komponenten des Reaktors werden durch das Arbeitsmedium gekühlt, das dann von einer Turbopumpeneinheit in die Brennelemente eingespritzt wird. Hier wird es auf fast 3000˚С erhitzt. Das durch die Düse ausströmende Arbeitsfluid erzeugt Strahlschub.
Typische Reaktorsteuerungen sind Steuerstäbe und Drehtrommeln aus einem Neutronen absorbierenden Stoff (Bor oder Cadmium). Die Stäbe werden direkt im Kern oder in speziellen Nischen des Reflektors platziert, und die Drehtrommeln werden an der Peripherie des Reaktors platziert. Durch Bewegen der Stäbe oder Drehen der Trommeln wird die Anzahl der spaltbaren Kerne pro Zeiteinheit verändert, wodurch die Energiefreisetzung des Reaktors und damit seine Wärmeleistung angepasst werden.
Um die für alle Lebewesen gefährliche Intensität der Neutronen- und Gammastrahlung zu reduzieren, werden im Kraftwerksgebäude Elemente des primären Reaktorschutzes aufgestellt.
Effizienz verbessern
Flüssigphase Atommotor Das Funktionsprinzip und das Gerät ähneln der Festphase, aber der flüssige Zustand des Kraftstoffs ermöglicht es Ihnen, die Reaktionstemperatur und damit den Schub des Triebwerks zu erhöhen. Wenn also für chemische Einheiten (LTE- und Feststoffraketentriebwerke) der maximale spezifische Impuls (Strahlgeschwindigkeit) 5.420 m/s beträgt, für Festphasennuklear und 10.000 m/s weit von der Grenze entfernt ist, dann ist der Durchschnittswert von dieser Indikator für Gasphasen-NRE liegt im Bereich von 30.000 - 50.000 m/s.
Es gibt zwei Arten von Gasphasen-Kernmotorenprojekten:
Ein offener Kreislauf, bei dem eine Kernreaktion innerhalb einer Plasmawolke aus einem Arbeitsfluid stattfindet, das von einem elektromagnetischen Feld gehalten wird und die gesamte erzeugte Wärme absorbiert. Die Temperatur kann mehrere zehntausend Grad erreichen. In diesem Fall ist der aktive Bereich von einer hitzebeständigen Substanz (z. B. Quarz) umgeben - einer Kernlampe, die Strahlungsenergie frei überträgt.In Anlagen des zweiten Typs wird die Reaktionstemperatur durch die Schmelztemperatur der begrenzt Birnenmaterial. Gleichzeitig nimmt die Energieeffizienz eines nuklearen Weltraumtriebwerks etwas ab (spezifischer Impuls bis 15.000 m/s), aber Effizienz und Strahlensicherheit steigen.
Praktische Erfolge
Formal gilt der amerikanische Naturwissenschaftler und Physiker Richard Feynman als Erfinder des Atomkraftwerks. Der Beginn groß angelegter Arbeiten zur Entwicklung und Herstellung von Kernmotoren für Raumfahrzeuge im Rahmen des Rover-Programms wurde 1955 am Los Alamos Research Center (USA) gegeben. Amerikanische Erfinder bevorzugten Anlagen mit einem homogenen Kernreaktor. Die erste experimentelle Probe von "Kiwi-A" wurde im Werk des Atomzentrums in Albuquerque (New Mexico, USA) zusammengebaut und 1959 getestet. Der Reaktor wurde senkrecht mit der Düse nach oben auf den Ständer gestellt. Während der Tests wurde ein erhitzter Strahl aus verbrauchtem Wasserstoff direkt in die Atmosphäre emittiert. Und obwohl der Rector nur etwa 5 Minuten mit geringer Leistung arbeitete, begeisterte der Erfolg die Entwickler.
In der Sowjetunion gab das Treffen der "drei großen K", das 1959 am Institut für Atomenergie stattfand - dem Schöpfer der Atombombe I. V. Kurchatov, dem Haupttheoretiker der russischen Kosmonautik M. V. Keldysh - einen starken Impuls für solche Forschungen und der Generalkonstrukteur der sowjetischen Raketen S.P. Queen. Im Gegensatz zum amerikanischen Modell hatte der sowjetische RD-0410-Motor, der im Konstruktionsbüro des Khimavtomatika-Vereins (Voronezh) entwickelt wurde, einen heterogenen Reaktor. Brandversuche fanden 1978 auf einem Übungsgelände in der Nähe der Stadt Semipalatinsk statt.
Es ist erwähnenswert, dass ziemlich viele theoretische Projekte erstellt wurden, aber die Angelegenheit nie zur praktischen Umsetzung kam. Die Gründe dafür waren das Vorhandensein einer Vielzahl von Problemen in der Materialwissenschaft, der Mangel an personellen und finanziellen Ressourcen.
Zur Anmerkung: Eine wichtige praktische Errungenschaft war die Durchführung von Flugtests von Flugzeugen mit Atommotor. In der UdSSR war der experimentelle strategische Bomber Tu-95LAL der vielversprechendste, in den USA die B-36.
Orion Project oder Pulse NREs
Für Flüge im Weltraum wurde erstmals 1945 von einem amerikanischen Mathematiker polnischer Herkunft, Stanislav Ulam, ein gepulster Atommotor vorgeschlagen. In den nächsten zehn Jahren wurde die Idee von T. Taylor und F. Dyson entwickelt und verfeinert. Die Quintessenz ist, dass die Energie kleiner Kernladungen, die in einiger Entfernung von der Schubplattform am Boden der Rakete gezündet werden, ihr eine große Beschleunigung verleiht.
Im Zuge des 1958 gestarteten Orion-Projekts sollte eine Rakete, die Menschen auf die Marsoberfläche oder in die Umlaufbahn des Jupiter befördern kann, mit einem solchen Triebwerk ausgestattet werden. Die im vorderen Abteil stationierte Besatzung würde durch eine Dämpfungseinrichtung vor den schädlichen Auswirkungen gigantischer Beschleunigungen geschützt. Das Ergebnis der detaillierten Ingenieursarbeit waren Marschtests eines großmaßstäblichen Modells des Schiffes, um die Stabilität des Fluges zu untersuchen (statt Atomladungen wurden herkömmliche Sprengstoffe verwendet). Aufgrund der hohen Kosten wurde das Projekt 1965 eingestellt.
Ähnliche Ideen zur Schaffung eines "Sprengstoffs" wurden im Juli 1961 vom sowjetischen Akademiker A. Sacharow geäußert. Um das Schiff in die Umlaufbahn zu bringen, schlug der Wissenschaftler vor, herkömmliche Flüssigtreibstoffmotoren zu verwenden.
Alternative Projekte
Eine große Anzahl von Projekten ist nicht über die theoretische Forschung hinausgegangen. Darunter waren viele originelle und vielversprechende. Bestätigung ist die Idee der Macht Kernanlageüber das Teilen von Fragmenten. Design-Merkmale und die Konstruktion dieses Motors macht es möglich, ganz auf ein Arbeitsfluid zu verzichten. Der Jetstream, der die notwendigen Vortriebseigenschaften liefert, wird aus verbrauchtem Kernmaterial gebildet. Der Reaktor basiert auf rotierenden Scheiben mit einer unterkritischen Kernmasse (der Spaltungskoeffizient von Atomen ist kleiner als eins). Beim Drehen in dem Sektor der Scheibe, der sich in der aktiven Zone befindet, wird eine Kettenreaktion gestartet und zerfallende hochenergetische Atome werden zur Triebwerksdüse geschickt und bilden einen Strahlstrom. Die überlebenden ganzen Atome werden bei den nächsten Umdrehungen der Brennstoffscheibe an der Reaktion teilnehmen.
Projekte eines Atommotors für Schiffe, die bestimmte Aufgaben im erdnahen Weltraum auf der Grundlage von RTGs (radioisotope thermoelectric generators) ausführen, sind durchaus praktikabel, aber solche Installationen sind für interplanetare und noch mehr interstellare Flüge nicht sehr vielversprechend.
Kernfusionsmotoren haben ein enormes Potenzial. Bereits im derzeitigen Stadium der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie ist eine Impulsinstallation durchaus machbar, bei der wie beim Orion-Projekt thermonukleare Ladungen unter dem Boden der Rakete gezündet werden. Viele Experten sehen die Umsetzung der kontrollierten Kernfusion jedoch in naher Zukunft.
Vor- und Nachteile von YARD
Zu den unbestreitbaren Vorteilen der Verwendung von Nuklearmotoren als Antriebseinheiten für Raumfahrzeuge gehört ihre hohe Energieeffizienz, die mit einem hohen spezifischen Impuls und einer guten Traktionsleistung (bis zu tausend Tonnen im Vakuum) eine beeindruckende Energiereserve mit sich bringt Lebensdauer der Batterie. Modernes Niveau wissenschaftliche und technologische Entwicklung ermöglicht es, die vergleichsweise Kompaktheit einer solchen Anlage sicherzustellen.
Der Hauptnachteil des NRE, der die Einschränkung der Design- und Forschungsarbeit verursachte, ist eine hohe Strahlengefährdung. Dies gilt insbesondere bei der Durchführung von Bodenbrandversuchen, bei denen radioaktive Gase, Verbindungen von Uran und seinen Isotopen zusammen mit dem Arbeitsmedium in die Atmosphäre gelangen können, und die zerstörerische Wirkung von eindringender Strahlung. Aus den gleichen Gründen ist der Start nicht akzeptabel. Raumschiff, ausgestattet mit einem Atommotor, direkt von der Erdoberfläche.
Gegenwart und Zukunft
Laut dem Akademiker der Russischen Akademie der Wissenschaften, Vorsitzender"Keldysh Center" von Anatoly Koroteev, ein grundlegend neuer Typ von Atommotor in Russland, wird in naher Zukunft geschaffen. Der Kern des Ansatzes besteht darin, dass die Energie des Weltraumreaktors nicht auf die direkte Erwärmung des Arbeitsmediums und die Bildung eines Jetstreams gerichtet wird, sondern auf die Stromerzeugung. Die Rolle des Antriebs in der Anlage wird dem Plasmatriebwerk zugewiesen, dessen spezifischer Schub 20-mal höher ist als der Schub der derzeit existierenden chemischen Raketenfahrzeuge. Das Hauptunternehmen des Projekts ist eine Unterabteilung der staatlichen Korporation "Rosatom" JSC "NIKIET" (Moskau).
Auf der Grundlage von NPO Mashinostroeniya (Reutov) wurden bereits 2015 umfassende Mock-up-Tests erfolgreich bestanden. Der November dieses Jahres wurde als Starttermin für die Flugdesigntests des Kernkraftwerks festgelegt. Die wichtigsten Elemente und Systeme müssen getestet werden, auch an Bord der ISS.
Der Betrieb des neuen russischen Atommotors erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf, der das Eindringen radioaktiver Stoffe in den umgebenden Raum vollständig ausschließt. Die Masse und die Gesamteigenschaften der Hauptelemente des Kraftwerks gewährleisten die Verwendung mit vorhandenen inländischen Trägerraketen Proton und Angara.
Die erste Stufe ist Verleugnung
Robert Schmucker, ein deutscher Experte auf dem Gebiet der Raketentechnologie, hielt die Aussagen von V. Putin für völlig unglaubwürdig. „Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Russen einen kleinen fliegenden Reaktor bauen können“, sagte der Experte im Gespräch mit der Deutschen Welle.
Das können sie, Herr Schmucker. Stell dir vor.
Der erste inländische Satellit mit Kernkraftwerk (Kosmos-367) wurde bereits 1970 von Baikonur aus gestartet. 37 Brennelemente des Kleinreaktors BES-5 Buk mit 30 kg Uran bei einer Temperatur im Primärkreislauf von 700 °C und einer Wärmeabgabe von 100 kW lieferten die elektrische Leistung der Anlage von 3 kW. Die Masse des Reaktors beträgt weniger als eine Tonne, die geschätzte Betriebszeit beträgt 120-130 Tage.
Experten werden Zweifel äußern: Diese nukleare „Batterie“ hat zu wenig Leistung ... Aber! Sie schauen auf das Datum: es war vor einem halben Jahrhundert.
Niedriger Wirkungsgrad - eine Folge der thermionischen Umwandlung. Bei anderen Formen der Energieübertragung sind die Indikatoren viel höher, beispielsweise liegt der Wirkungsgrad bei Kernkraftwerken im Bereich von 32-38%. In diesem Sinne ist die thermische Leistung des "Weltraum"-Reaktors von besonderem Interesse. 100 kW sind ein ernsthafter Kampf um den Sieg.
Es sei darauf hingewiesen, dass der BES-5 Buk nicht zur RTG-Familie gehört. Thermoelektrische Radioisotopgeneratoren wandeln die Energie des natürlichen Zerfalls von Atomen radioaktiver Elemente um und haben eine vernachlässigbare Leistung. Gleichzeitig ist die Buk ein echter Reaktor mit kontrollierter Kettenreaktion.
Die nächste Generation sowjetischer Kleinreaktoren, die Ende der 1980er Jahre auf den Markt kam, zeichnete sich durch noch kleinere Abmessungen und eine größere Energiefreisetzung aus. Das war der einzigartige Topaz: Im Vergleich zum Buk wurde die Uranmenge im Reaktor um den Faktor drei (auf 11,5 kg) reduziert. Die Wärmeleistung stieg um 50% und betrug 150 kW, die Dauerbetriebszeit erreichte 11 Monate (ein Reaktor dieses Typs wurde an Bord des Aufklärungssatelliten Cosmos-1867 installiert).
Nukleare Weltraumreaktoren sind eine außerirdische Form des Todes. Bei Kontrollverlust erfüllte die „Sternschnuppe“ keine Wünsche, sondern konnte ihre Sünden an die „Glücklichen“ abgeben.
1992 wurden die beiden verbleibenden Exemplare der kleinen Reaktoren der Topaz-Serie in den Vereinigten Staaten für 13 Millionen US-Dollar verkauft.
Die Hauptfrage lautet: Gibt es genug Leistung, um solche Anlagen als Raketentriebwerke zu verwenden? Indem das Arbeitsmedium (Luft) durch den heißen Reaktorkern geleitet wird und am Ausgang Schub nach dem Gesetz der Impulserhaltung erhalten wird.
Antwort: nein. Buk und Topaz sind kompakte Kernkraftwerke. Andere Mittel sind erforderlich, um ein YRD zu erstellen. Aber der allgemeine Trend ist mit bloßem Auge sichtbar. Kompakte Kernkraftwerke sind seit langem geschaffen und in der Praxis vorhanden.
Welche Leistung sollte ein Kernkraftwerk haben, um als Hauptmotor für einen Marschflugkörper ähnlicher Größe wie der Kh-101 verwendet zu werden?
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Macht zu finden ist auch nicht schwer. N=F×V.
Nach offiziellen Angaben sind die Xa-101-Marschflugkörper sowie die KR der Calibre-Familie mit einem kurzlebigen Turbofan-Triebwerk 50 ausgestattet, das einen Schub von 450 kgf (≈ 4400 N) entwickelt. Marschflugkörper-Reisegeschwindigkeit - 0,8 M oder 270 m / s. Der ideale Konstruktionswirkungsgrad eines Turbojet-Bypass-Triebwerks beträgt 30 %.
In diesem Fall ist die erforderliche Leistung des Marschflugkörpertriebwerks nur 25-mal höher als die thermische Leistung des Reaktors der Topaz-Serie.
Trotz der Zweifel des deutschen Experten ist die Schaffung eines nuklearen Turbostrahl- (oder Staustrahl-) Raketentriebwerks eine realistische Aufgabe, die den Anforderungen unserer Zeit entspricht.
Rakete aus der Hölle
„Es ist alles eine Überraschung – ein nuklear angetriebener Marschflugkörper“, sagte Douglas Barry, Senior Fellow am International Institute for Strategic Studies in London. „Diese Idee ist nicht neu, in den 60er Jahren wurde darüber gesprochen, aber sie stieß auf viele Hindernisse.“
Es wurde nicht nur darüber gesprochen. Bei Tests im Jahr 1964 entwickelte das nukleare Staustrahltriebwerk Tori-IIC einen Schub von 16 Tonnen bei einer thermischen Leistung des Reaktors von 513 MW. Die Installation simulierte einen Überschallflug und verbrauchte in fünf Minuten 450 Tonnen Druckluft. Der Reaktor war sehr "heiß" ausgelegt - die Betriebstemperatur im Kern erreichte 1600°C. Das Design war sehr eng toleriert: In einigen Bereichen lag die zulässige Temperatur nur 150-200 ° C unter der Temperatur, bei der die Raketenelemente schmolzen und zusammenbrachen.
Waren diese Indikatoren für den Einsatz des YaPVRD als Engine in der Praxis ausreichend? Die Antwort ist offensichtlich.
Das Atom-Staustrahltriebwerk entwickelte mehr (!) Schub als das Turbo-Staustrahltriebwerk des „dreiflügeligen“ Aufklärungsflugzeugs SR-71 „Black Bird“.
"Polygon-401", Tests eines nuklearen Staustrahls
Die Versuchsanlagen „Tori-IIA“ und „-IIC“ sind Prototypen des Nukleartriebwerks des SLAM-Marschflugkörpers.
Eine teuflische Erfindung, die Berechnungen zufolge in der Lage ist, 160.000 km des Weltraums in einer Mindesthöhe mit einer Geschwindigkeit von 3M zu durchdringen. Jeden buchstäblich „niedermähen“, der ihr auf ihrem traurigen Weg begegnete, mit einer Schockwelle und einem Donnerschlag von 162 dB (tödlich für einen Menschen).
Der Kampfflugzeugreaktor hatte keinen biologischen Schutz. Die geplatzten Trommelfelle nach dem SLAM-Vorbeiflug würden vor dem Hintergrund radioaktiver Emissionen aus der Raketendüse wie ein unbedeutender Umstand erscheinen. Das fliegende Monster hinterließ eine mehr als einen Kilometer breite Wolke mit einer Strahlendosis von 200-300 rad. Berechnungen zufolge infizierte SLAM in einer Flugstunde 1.800 Quadratmeilen mit tödlicher Strahlung.
Nach Berechnungen die Länge Flugzeug 26 Meter erreichen konnte. Startgewicht - 27 Tonnen. Kampflast - thermonukleare Ladungen, die nacheinander auf mehrere sowjetische Städte entlang der Flugroute der Rakete abgeworfen werden mussten. Nach Abschluss der Hauptaufgabe sollte SLAM noch einige Tage über dem Territorium der UdSSR kreisen und alles in der Umgebung mit radioaktiven Emissionen infizieren.
Vielleicht das Tödlichste von allem, was der Mensch zu erschaffen versuchte. Glücklicherweise kam es nicht zu echten Starts.
Das Projekt mit dem Codenamen Pluto wurde am 1. Juli 1964 abgebrochen. Gleichzeitig bedauerte laut J. Craven, einem der Entwickler von SLAM, keiner der militärischen und politischen Führer der Vereinigten Staaten die Entscheidung.
Der Grund für den Verzicht auf die "tieffliegende Atomrakete" war die Entwicklung ballistischer Interkontinentalraketen. Kann den notwendigen Schaden in kürzerer Zeit mit unvergleichlichen Risiken für das Militär selbst anrichten. Wie die Autoren der Veröffentlichung in der Zeitschrift Air & Space zu Recht feststellten: Zumindest töteten Interkontinentalraketen nicht jeden, der sich in der Nähe der Trägerrakete befand.
Es ist immer noch unbekannt, wer, wo und wie geplant hatte, den Unhold zu testen. Und wer wäre verantwortlich, wenn SLAM vom Kurs abgekommen und über Los Angeles geflogen wäre? Einer der verrückten Vorschläge schlug vor, die Rakete an ein Kabel zu binden und über menschenleere Bereiche des Stücks im Kreis zu fahren. Nevada. Es stellte sich jedoch sofort eine andere Frage: Was tun mit der Rakete, wenn die letzten Treibstoffreste im Reaktor ausgebrannt sind? Der Ort, an dem die SLAM „landen“ wird, wird jahrhundertelang nicht angefahren.
Leben oder Tod. Endgültige Wahl
Im Gegensatz zum mystischen „Pluto“ aus den 1950er Jahren schlägt das von V. Putin geäußerte Projekt einer modernen Atomrakete die Schaffung vor wirksames Mittel das amerikanische Raketenabwehrsystem zu durchbrechen. Das Mittel der gegenseitig zugesicherten Vernichtung ist das wichtigste Kriterium der nuklearen Abschreckung.
Die Umwandlung der klassischen „nuklearen Triade“ in ein teuflisches „Pentagramm“ - mit der Aufnahme einer neuen Generation von Lieferfahrzeugen (nukleare Marschflugkörper mit unbegrenzter Reichweite und strategische Nukleartorpedos des Status 6), gekoppelt mit der Modernisierung von ICBM-Sprengköpfen ( Manövrieren von Avangard) ist eine angemessene Reaktion auf neue Bedrohungen. Washingtons Raketenabwehrpolitik lässt Moskau keine andere Wahl.
„Sie entwickeln Ihre Raketenabwehrsysteme. Die Reichweite der Raketenabwehrsysteme nimmt zu, die Genauigkeit nimmt zu, diese Waffen werden verbessert. Deshalb müssen wir darauf angemessen reagieren, damit wir das System nicht nur heute überwinden können, sondern auch morgen, wenn Sie neue Waffen haben.“
V. Putin in einem Interview mit NBC.
Die freigegebenen Details der SLAM/Pluto-Experimente beweisen überzeugend, dass die Schaffung eines nuklearen Marschflugkörpers vor sechs Jahrzehnten möglich (technisch machbar) war. Moderne Technologien ermöglicht es Ihnen, die Idee auf ein neues technisches Niveau zu bringen.
Das Schwert rostet mit Versprechungen
Trotz der Masse an offensichtlichen Tatsachen, die die Gründe für das Erscheinen der „Superwaffe des Präsidenten“ erklären und alle Zweifel an der „Unmöglichkeit“ der Schaffung solcher Systeme zerstreuen, gibt es sowohl in Russland als auch im Ausland viele Skeptiker. „Alle aufgeführten Waffen sind nur ein Mittel der Informationskriegsführung.“ Und dann - eine Vielzahl von Vorschlägen.
Wahrscheinlich sollten Karikatur-"Experten" wie I. Moiseev nicht ernst genommen werden. Der Leiter des Space Policy Institute (?), der gegenüber der Online-Ausgabe von The Insider sagte: „Man kann keinen Atommotor in eine Marschflugkörper einbauen. Ja, und solche Motoren gibt es nicht.
Auch auf seriöser analytischer Ebene wird versucht, die Äußerungen des Präsidenten zu „entlarven“. Solche "Ermittlungen" gewinnen in der liberal gesinnten Öffentlichkeit sofort an Popularität. Skeptiker führen die folgenden Argumente an.
Alle oben genannten Systeme werden als streng geheime strategische Waffen eingestuft, deren Existenz weder verifiziert noch geleugnet werden kann. (Die Botschaft an die Bundesversammlung selbst zeigte Computergrafiken und Aufnahmen von Starts, die nicht von Tests anderer Arten von Marschflugkörpern zu unterscheiden waren.) Gleichzeitig spricht beispielsweise niemand über die Schaffung einer schweren Angriffsdrohne oder einer Zerstörerklasse Kriegsschiff. Eine Waffe, die bald der ganzen Welt vorgeführt werden müsste.
Laut einigen „Whistleblowern“ könnte der rein strategische, „geheime“ Kontext der Meldungen auf deren unglaubwürdige Natur hindeuten. Nun, wenn dies das Hauptargument ist, worum geht es dann bei dem Streit mit diesen Leuten?
Es gibt auch einen anderen Standpunkt. Schockierend über Atomraketen und unbemannte 100-Knoten-U-Boote wird vor dem Hintergrund der offensichtlichen Probleme des militärisch-industriellen Komplexes geäußert, die bei der Umsetzung einfacherer „traditioneller“ Waffenprojekte auftreten. Behauptungen von Raketen, die alle existierenden Waffentypen auf einmal übertrafen, stehen in scharfem Kontrast zu dem Hintergrund der bekannten Situation mit der Raketenwissenschaft. Skeptiker zitieren Massenausfälle während der Starts der Bulava oder der Entwicklung der Angara-Trägerrakete, die sich über zwei Jahrzehnte hinzog. Selbst begann im Jahr 1995; In einer Rede im November 2017 versprach der stellvertretende Ministerpräsident D. Rogozin, die Starts der Angara vom Kosmodrom Vostochny erst im ... 2021 wieder aufzunehmen.
Und übrigens, warum blieb Zircon, die wichtigste Marinesensation des vergangenen Jahres, unbeachtet? Eine Hyperschallrakete, die alle bestehenden Konzepte des Seekampfes durchstreichen kann.
Die Nachricht über die Ankunft von Lasersystemen in den Truppen erregte die Aufmerksamkeit der Hersteller von Lasersystemen. Vorhandene Beispiele für gerichtete Energiewaffen wurden auf einer umfassenden Grundlage von Forschung und Entwicklung von Hightech-Geräten für den zivilen Markt geschaffen. Beispielsweise stellt die amerikanische Schiffsanlage AN/SEQ-3 LaWS ein „Paket“ aus sechs Schweißlasern mit einer Gesamtleistung von 33 kW dar.
Die Ankündigung der Schaffung eines superstarken Kampflasers kontrastiert vor dem Hintergrund einer sehr schwachen Laserindustrie: Russland ist nicht einer der weltweit größten Hersteller von Laserausrüstung (Coherent, IPG Photonics oder die chinesische Han „Laser Technology“) , das plötzliche Auftauchen von Hochleistungs-Laserwaffen weckt echtes Interesse bei Spezialisten.
Es gibt immer mehr Fragen als Antworten. Der Teufel steckt jedoch im Detail offizielle Quellen geben eine äußerst schlechte Vorstellung von den neuesten Waffen. Oft ist nicht einmal klar, ob das System bereits reif für die Einführung ist oder sich in einem bestimmten Entwicklungsstadium befindet. Die bekannten Präzedenzfälle im Zusammenhang mit der Herstellung solcher Waffen in der Vergangenheit weisen darauf hin, dass die daraus resultierenden Probleme nicht mit einem Fingerschnippen gelöst sind. Fans technischer Innovationen sind besorgt über die Wahl eines Ortes zum Testen eines Raumfahrzeugs mit Atommotor. Oder Möglichkeiten, mit der Unterwasserdrohne Status-6 zu kommunizieren ( grundlegendes Problem: Die Funkkommunikation funktioniert nicht unter Wasser, während der Kommunikationssitzungen müssen U-Boote an die Oberfläche steigen). Es wäre interessant, eine Erklärung zur Verwendung zu hören: Im Vergleich zu herkömmlichen ICBMs und SLBMs, die einen Krieg innerhalb einer Stunde beginnen und beenden können, benötigt Status-6 mehrere Tage, um die US-Küste zu erreichen. Wenn sonst niemand da ist!
Der letzte Kampf ist vorbei.
Ist jemand am Leben geblieben?
Als Antwort - nur der Wind heult ...
Verwendung von Materialien:
Air & Space Magazine (April-Mai 1990)
Der stille Krieg von John Craven
Bereits Ende dieses Jahrzehnts kann in Russland ein atomgetriebenes Raumschiff für interplanetare Reisen gebaut werden. Und das wird die Situation sowohl im erdnahen Raum als auch auf der Erde selbst dramatisch verändern.
Bereits 2018 soll das Kernkraftwerk (KKW) flugbereit sein. Dies teilte der Direktor des Keldysh-Zentrums, Akademiker, mit Anatoly Koroteev. „Wir müssen das erste Muster (eines Kernkraftwerks der Megawattklasse. - Ca. "Expert Online") für Flugdesigntests im Jahr 2018 vorbereiten. Ob sie fliegen wird oder nicht, ist eine andere Sache, es kann eine Warteschlange geben, aber sie muss bereit sein zu fliegen “, berichtete RIA Novosti. Damit tritt eines der ehrgeizigsten sowjetisch-russischen Projekte auf dem Gebiet der Weltraumforschung in die Phase der sofortigen praktischen Umsetzung ein.
Das ist die Essenz dieses Projekts, dessen Wurzeln bis in die Mitte des letzten Jahrhunderts zurückreichen. Heute werden Flüge in den erdnahen Weltraum mit Raketen durchgeführt, die sich durch die Verbrennung von flüssigem oder festem Brennstoff in ihren Triebwerken fortbewegen. Tatsächlich ist dies der gleiche Motor wie im Auto. Nur in einem Auto drückt brennendes Benzin die Kolben in die Zylinder und überträgt seine Energie durch sie auf die Räder. Und in einem Raketentriebwerk treibt das Verbrennen von Kerosin oder Heptyl die Rakete direkt nach vorne.
Im vergangenen halben Jahrhundert wurde diese Raketentechnologie auf der ganzen Welt bis ins kleinste Detail ausgearbeitet. Aber die Raketenwissenschaftler selbst geben das zu. Verbesserung - ja, es ist notwendig. Der Versuch, die Tragfähigkeit von Raketen von derzeit 23 Tonnen auf 100 und sogar 150 Tonnen zu erhöhen, basierend auf "verbesserten" Verbrennungsmotoren - ja, Sie müssen es versuchen. Aber das ist eine Sackgasse in Bezug auf die Evolution. " Egal, wie viel Raketentriebwerksspezialisten auf der ganzen Welt arbeiten, der maximale Effekt, den wir erzielen, wird in Bruchteilen von Prozent berechnet. Grob gesagt wurde alles aus bestehenden Raketentriebwerken herausgepresst, sei es flüssiger oder fester Treibstoff, und Versuche, den Schub zu erhöhen, spezifischer Impuls sind einfach hoffnungslos. Kernkraftwerke hingegen geben eine Steigerung um ein Vielfaches. Am Beispiel eines Fluges zum Mars – jetzt muss man anderthalb bis zwei Jahre hin und zurück fliegen, aber es wird möglich sein, in zwei bis vier Monaten zu fliegen ", - der Ex-Chef der Föderalen Raumfahrtbehörde Russlands hat einmal die Situation bewertet Anatoly Perminov.
Daher war im Jahr 2010 der damalige Präsident von Russland und jetzt der Premierminister Dmitri Medwedew Ende dieses Jahrzehnts wurde der Auftrag erteilt, in unserem Land ein Raumtransport- und Energiemodul auf der Basis eines Kernkraftwerks der Megawattklasse zu bauen. Es ist geplant, bis 2018 17 Milliarden Rubel aus dem Bundeshaushalt, Roskosmos und Rosatom für die Entwicklung dieses Projekts bereitzustellen. 7,2 Milliarden dieses Betrags wurden der State Atomic Energy Corporation Rosatom für die Errichtung einer Reaktoranlage zugewiesen (dies wird vom Dollezhal Research and Design Institute of Power Engineering durchgeführt), 4 Milliarden - dem Keldysh Center für die Errichtung einer Kernkraftwerk. 5,8 Milliarden Rubel werden RSC Energia für die Schaffung eines Transport- und Energiemoduls, dh eines Raketenschiffs, zugewiesen.
Natürlich findet all diese Arbeit nicht im luftleeren Raum statt. Von 1970 bis 1988 schickte allein die UdSSR mehr als drei Dutzend Spionagesatelliten ins All, die mit Kernkraftwerken mit geringer Leistung vom Typ Buk und Topaz ausgestattet waren. Sie wurden verwendet, um ein Allwetter-Überwachungssystem für Oberflächenziele in den gesamten Gewässern des Weltozeans zu schaffen und Zielkennzeichnungen mit Übertragung an Waffenträger oder auszustellen Kommandoposten- das System der Meeresraumaufklärung und Zielbezeichnung "Legend" (1978).
Nasa und Amerikanische Unternehmen, Hersteller von Raumfahrzeugen und deren Transportmittel, haben es in dieser Zeit nicht geschafft, obwohl sie es dreimal versucht haben, zu schaffen Kernreaktor, die im Weltraum stabil funktionieren würde. Daher wurde 1988 ein Einsatzverbot für Raumfahrzeuge mit Kernkraftantrieb durch die UN durchgesetzt und die Produktion von Satelliten des Typs US-A mit Kernkraftwerken an Bord in der Sowjetunion eingestellt.
Parallel dazu führte das Keldysh Center in den 60-70er Jahren des letzten Jahrhunderts aktive Arbeiten zur Entwicklung eines Ionenmotors (Elektroplasmamotor) durch, der sich am besten für die Schaffung eines mit Kernbrennstoff betriebenen Hochleistungsantriebssystems eignet. Der Reaktor erzeugt Wärme, die vom Generator in Strom umgewandelt wird. Mit Hilfe von Strom wird das Edelgas Xenon in einem solchen Triebwerk zunächst ionisiert, dann werden positiv geladene Teilchen (positive Xenon-Ionen) in einem elektrostatischen Feld auf eine vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigt und erzeugen Schub, um das Triebwerk zu verlassen. Dies ist das Funktionsprinzip des Ionenmotors, dessen Prototyp bereits im Keldysh Center erstellt wurde.
« In den 1990er Jahren nahmen wir im Keldysh Center die Arbeit an Ionentriebwerken wieder auf. Nun soll für ein so starkes Projekt eine neue Kooperation entstehen. Es gibt bereits einen Prototyp eines Ionenmotors, an dem die wichtigsten technologischen und gestalterischen Lösungen ausgearbeitet werden können. Und regelmäßige Produkte müssen noch geschaffen werden. Wir haben eine Frist - bis 2018 soll das Produkt für Flugtests bereit sein, und bis 2015 soll die Hauptentwicklung des Triebwerks abgeschlossen sein. Als nächstes - Lebensdauertests und Tests der gesamten Einheit als Ganzes“, - bemerkte im vergangenen Jahr der Leiter der Abteilung für Elektrophysik des nach M.V. Keldysha, Professor, Fakultät für Aerophysik und Weltraumforschung, Moskauer Institut für Physik und Technologie Oleg Gorschkow.
Welchen praktischen Nutzen hat Russland aus diesen Entwicklungen? Dieser Vorteil übersteigt bei weitem die 17 Milliarden Rubel, die der Staat bis 2018 für die Schaffung einer Trägerrakete mit einem Kernkraftwerk mit einer Leistung von 1 MW an Bord ausgeben will. Erstens ist es eine starke Erweiterung der Möglichkeiten unseres Landes und der Menschheit im Allgemeinen. Ein Raumschiff mit Atomantrieb gibt den Menschen echte Möglichkeiten, sich auf anderen Planeten zu engagieren. Jetzt haben viele Länder solche Schiffe. Sie wurden 2003 in den Vereinigten Staaten wieder aufgenommen, nachdem die Amerikaner zwei Proben russischer Satelliten mit Kernkraftwerken erhalten hatten.
Trotzdem Mitglied der NASA-Sonderkommission für bemannte Flüge Edward Crowley, zum Beispiel glaubt er, dass ein Schiff für einen internationalen Flug zum Mars russische Atommotoren haben sollte. " gefragt Russische Erfahrung bei der Entwicklung von Nuklearmotoren. Ich denke, Russland hat eine sehr große Erfahrung sowohl in der Entwicklung von Raketentriebwerken als auch in der Nukleartechnik. Sie hat auch umfangreiche Erfahrung in der menschlichen Anpassung an Weltraumbedingungen, da russische Kosmonauten sehr lange Flüge absolvierten. “, sagte Crowley Reportern im vergangenen Frühjahr nach einem Vortrag an der Moskauer Staatsuniversität über amerikanische Pläne zur bemannten Weltraumforschung.
Zweitens, solche Schiffe ermöglichen es, die Aktivität im erdnahen Weltraum stark zu intensivieren und bieten eine echte Gelegenheit, mit der Besiedlung des Mondes zu beginnen (es gibt bereits Bauprojekte auf dem Erdtrabanten Atomkraftwerke). « Der Einsatz nuklearer Antriebssysteme wird für große bemannte Systeme in Betracht gezogen und nicht für kleine Raumfahrzeuge, die auf anderen Arten von Anlagen mit Ionenantrieb oder Sonnenwindenergie fliegen können. Es ist möglich, Kernkraftwerke mit Ionenmotoren auf einem interorbitalen wiederverwendbaren Schlepper zu verwenden. Zum Beispiel, um Fracht zwischen niedrigen und hohen Umlaufbahnen zu transportieren, um zu Asteroiden zu fliegen. Sie können einen wiederverwendbaren Mondschlepper bauen oder eine Expedition zum Mars schicken", - sagt Professor Oleg Gorshkov. Solche Schiffe verändern die Wirtschaftlichkeit der Weltraumforschung dramatisch. Nach Berechnungen der Spezialisten von RSC Energia reduziert eine nuklearbetriebene Trägerrakete die Kosten für den Start einer Nutzlast in eine Umlaufbahn um den Mond um mehr als das Zweifache im Vergleich zu Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerken.
Drittens, das sind neue Materialien und Technologien, die während der Durchführung dieses Projekts geschaffen und dann in andere Branchen eingeführt werden - Metallurgie, Maschinenbau usw. Das heißt, dies ist eines dieser bahnbrechenden Projekte, das sowohl die russische als auch die Weltwirtschaft wirklich voranbringen kann.
Ende letzten Jahres testeten die russischen Strategic Missile Forces eine völlig neue Waffe, deren Existenz, wie bisher angenommen, unmöglich war. Der atomgetriebene Marschflugkörper, von Militärexperten als 9M730 bezeichnet, ist genau die neue Waffe, von der Präsident Putin in seiner Rede vor der Bundesversammlung gesprochen hat. Der Test der Rakete wurde angeblich Ende Herbst 2017 auf dem Testgelände Novaya Zemlya durchgeführt, aber die genauen Daten werden nicht bald freigegeben. Der Entwickler der Rakete ist vermutlich auch das Novator Experimental Design Bureau (Jekaterinburg). Laut kompetenten Quellen traf die Rakete im Normalmodus das Ziel und die Tests wurden als vollständig erfolgreich anerkannt. Darüber hinaus tauchten in den Medien angebliche Fotos des Starts (oben) einer neuen Rakete mit einem Kernkraftwerk auf, und sogar indirekte Beweise im Zusammenhang mit der Anwesenheit zum voraussichtlichen Testzeitpunkt in unmittelbarer Nähe des Testgeländes des "Flying Labor" Il-976 LII Gromov mit Rosatom-Markierungen. Es tauchten jedoch weitere Fragen auf. Ist die erklärte Fähigkeit der Rakete, eine unbegrenzte Reichweite zu haben, realistisch und wie wird sie erreicht?
Eigenschaften eines Marschflugkörpers mit einem Kernkraftwerk
Die Eigenschaften der atomgetriebenen Marschflugkörper, die unmittelbar nach der Rede von Wladimir Putin in den Medien erschienen, können sich von den tatsächlichen unterscheiden, die später bekannt werden. Bisher sind folgende Daten zu Größe und Leistungsmerkmalen der Rakete öffentlich bekannt geworden:Länge
- Heimat- nicht weniger als 12 Meter,
- marschieren- nicht weniger als 9 Meter,
Raketenkörper Durchmesser- etwa 1 Meter,
Rumpfbreite- etwa 1,5 Meter,
Schwanzhöhe- 3,6 - 3,8 Meter
Das Funktionsprinzip des russischen Marschflugkörpers mit Atomantrieb
Die Entwicklung von Raketen mit einem Kernkraftwerk wurde von mehreren Ländern gleichzeitig durchgeführt, und die Entwicklung begann bereits in den fernen 1960er Jahren. Die von den Ingenieuren vorgeschlagenen Konstruktionen unterschieden sich nur in Details, vereinfacht lässt sich das Funktionsprinzip wie folgt beschreiben: Der Kernreaktor erhitzt das in spezielle Behälter (verschiedene Optionen, von Ammoniak bis Wasserstoff) eintretende Gemisch mit anschließendem Ausstoß durch Düsen darunter hoher Druck. Allerdings die Version des Marschflugkörpers, die erwähnt wurde Russischer Präsident, passt zu keinem der zuvor entwickelten Designbeispiele.Tatsache ist, dass die Rakete laut Putin eine nahezu unbegrenzte Flugreichweite hat. Das ist natürlich nicht so zu verstehen, dass eine Rakete jahrelang fliegen kann, aber es kann als direktes Indiz dafür gewertet werden, dass ihre Flugreichweite um ein Vielfaches größer ist als die Flugreichweite moderner Marschflugkörper. Der zweite nicht zu übersehende Punkt hängt auch mit der deklarierten unbegrenzten Flugreichweite und dementsprechend dem Betrieb des Triebwerks des Marschflugkörpers zusammen. Beispielsweise hatte ein im RD-0410-Triebwerk getesteter heterogener thermischer Neutronenreaktor, der von Kurchatov, Keldysh und Korolev entwickelt wurde, eine Testlebensdauer von nur 1 Stunde, und in diesem Fall kann es keine unbegrenzte Flugreichweite einer solchen Kreuzfahrt geben Rakete mit Atomantrieb Rede.
All dies deutet darauf hin, dass russische Wissenschaftler ein völlig neues, bisher unberücksichtigtes Konzept der Struktur vorgeschlagen haben, bei dem eine Substanz zum Erhitzen und anschließenden Ausstoßen aus der Düse verwendet wird, die eine viel wirtschaftlichere Ressource für den Verbrauch über große Entfernungen bietet. Beispielsweise kann es sich um ein nukleares Luftstrahltriebwerk (NaVRD) eines völlig neuen Typs handeln, bei dem die Arbeitsmasse atmosphärische Luft ist, die durch Kompressoren in die Arbeitstanks eingeblasen, von einer nuklearen Anlage erhitzt und anschließend durch Düsen ausgestoßen wird.
Es ist auch erwähnenswert, dass der von Wladimir Putin angekündigte Marschflugkörper mit einem Kernkraftwerk in der Lage ist, die Zonen des aktiven Betriebs von Luftverteidigungs- und Raketenabwehrsystemen zu umfliegen und den Weg zum Ziel auf niedrigem und ultra-niedrigem Niveau zu halten. niedrige Höhen. Dies ist nur möglich, indem der Flugkörper mit Geländefolgesystemen ausgestattet wird, die resistent gegen erzeugte Störungen sind elektronische Kriegsführung Feind.
Russland hat das Kühlsystem für ein Kernkraftwerk (NPP) getestet - eines der Schlüsselelemente des Raumfahrzeugs der Zukunft, das interplanetare Flüge durchführen kann. Warum ein Nuklearmotor im Weltraum benötigt wird, wie er funktioniert und warum Roskosmos diese Entwicklung als den wichtigsten russischen Weltraumtrumpf betrachtet, sagt Iswestija.
Geschichte des Atoms
Wenn Sie Ihre Hand auf Ihr Herz legen, dann haben sich die Trägerraketen, die für Flüge ins All verwendet werden, seit Korolev nicht grundlegend verändert. Das allgemeine Funktionsprinzip - chemisch, basierend auf der Verbrennung von Kraftstoff mit einem Oxidationsmittel - bleibt gleich. Motoren, Steuerungssystem, Kraftstoffarten ändern sich. Die Grundlage der Raumfahrt bleibt gleich – der Düsenantrieb treibt eine Rakete oder ein Raumschiff voran.
Man hört oft, dass ein großer Durchbruch nötig ist, eine Entwicklung, die das Düsentriebwerk ersetzen kann, um die Effizienz zu steigern und Flüge zum Mond und zum Mars realistischer zu machen. Tatsache ist, dass derzeit fast der größte Teil der Masse interplanetarer Raumfahrzeuge Brennstoff und Oxidationsmittel ist. Aber was wäre, wenn wir den chemischen Motor ganz aufgeben und die Energie des Atommotors nutzen würden?
Die Idee, ein nukleares Antriebssystem zu schaffen, ist nicht neu. In der UdSSR wurde bereits 1958 ein detaillierter Regierungserlass zum Problem der Schaffung eines Atomraketentriebwerks unterzeichnet. Schon damals wurden Studien durchgeführt, die dies mit Atomkraft zeigten Raketenantrieb genug Energie, können Sie Pluto (der seinen planetarischen Status noch nicht verloren hat) und zurück in sechs Monaten erreichen (zwei hin und vier zurück), wobei Sie 75 Tonnen Treibstoff für die Reise verbrauchen.
Sie waren an der Entwicklung eines Atomraketentriebwerks in der UdSSR beteiligt, aber die Wissenschaftler näherten sich erst jetzt dem echten Prototyp. Es geht nicht um Geld, das Thema stellte sich als so kompliziert heraus, dass bisher keines der Länder einen funktionierenden Prototypen erstellen konnte, und in den meisten Fällen endete alles mit Plänen und Zeichnungen. In den Vereinigten Staaten wurde das Antriebssystem für einen Flug zum Mars im Januar 1965 getestet. Aber das NERVA-Projekt zur Eroberung des Mars mit einem Atommotor ging nicht über die KIWI-Tests hinaus und war viel einfacher als die aktuelle russische Entwicklung. China hat in seine Weltraumentwicklungspläne die Schaffung eines Nuklearmotors näher an 2045 aufgenommen, was auch sehr, sehr nicht bald ist.
In Russland begann 2010 eine neue Arbeitsrunde am Projekt eines nuklearelektrischen Antriebssystems (NPP) der Megawattklasse für Raumtransportsysteme. Das Projekt wird gemeinsam von Roscosmos und Rosatom erstellt und kann als eines der ernsthaftesten und ehrgeizigsten Weltraumprojekte der letzten Zeit bezeichnet werden. Hauptauftragnehmer für Kernkraftwerke ist das Forschungszentrum. MV Keldysch.
Nukleare Bewegung
Während der gesamten Entwicklungszeit sickern Nachrichten über die Bereitschaft des einen oder anderen Teils des zukünftigen Atommotors an die Presse. Gleichzeitig stellen sich im Allgemeinen außer Spezialisten nur wenige Menschen vor, wie und aufgrund dessen es funktionieren wird. Tatsächlich ist die Essenz eines Weltraum-Atommotors ungefähr dieselbe wie auf der Erde. Die Energie der Kernreaktion wird zum Heizen und Betreiben des Turbogenerator-Kompressors genutzt. Vereinfacht gesagt wird eine Kernreaktion zur Stromerzeugung genutzt, fast genauso wie bei einer konventionellen. Kernkraftwerk. Und mit Hilfe von Elektrizität funktionieren elektrische Raketentriebwerke. Bei dieser Installation handelt es sich um Hochleistungs-Ionentriebwerke.
In Ionentriebwerken wird Schub erzeugt, indem Strahlschub basierend auf ionisiertem Gas erzeugt wird, das auf beschleunigt wird hohe Geschwindigkeiten in einem elektrischen Feld. Ionentriebwerke sind noch da, sie werden im Weltraum getestet. Bisher haben sie nur ein Problem - fast alle haben sehr wenig Schub, obwohl sie sehr wenig Treibstoff verbrauchen. Für die Raumfahrt sind solche Motoren eine großartige Option, insbesondere wenn Sie das Problem der Stromversorgung im Weltraum lösen, was eine Atomanlage tun wird. Darüber hinaus können Ionenmotoren lange arbeiten, die maximale Dauerbetriebsdauer der modernsten Muster von Ionenmotoren beträgt mehr als drei Jahre.
Wenn Sie sich das Diagramm ansehen, können Sie sehen, dass die Kernenergie ihren Anfang nimmt nützliche Arbeitüberhaupt nicht sofort. Zuerst wird der Wärmetauscher aufgeheizt, dann wird Strom erzeugt, der bereits zur Schuberzeugung für das Ionentriebwerk genutzt wird. Leider hat die Menschheit noch nicht gelernt, Nuklearanlagen einfacher und effizienter für die Fortbewegung zu nutzen.
In der UdSSR wurden Satelliten mit einer Nuklearanlage als Teil des Zielbestimmungskomplexes Legend für die Luftfahrt mit Marineraketen gestartet, aber dies waren sehr kleine Reaktoren, und ihre Arbeit reichte nur aus, um Strom für die am Satelliten aufgehängten Geräte zu erzeugen. Sowjetische Raumfahrzeuge hatten eine Installationskapazität von drei Kilowatt, aber jetzt arbeiten russische Spezialisten daran, eine Installation mit einer Kapazität von mehr als einem Megawatt zu schaffen.
Kosmische Probleme
Natürlich hat eine Nuklearanlage im Weltraum viel mehr Probleme als auf der Erde, und das wichtigste davon ist die Kühlung. Unter normalen Bedingungen wird dafür Wasser verwendet, das die Motorwärme sehr effizient aufnimmt. Im Weltraum ist dies nicht möglich, und Atommotoren erfordern effizientes System Kühlung - und die Wärme von ihnen muss in den Weltraum abgeführt werden, dh dies kann nur in Form von Strahlung erfolgen. Üblicherweise werden zu diesem Zweck in Raumfahrzeugen Flachstrahler eingesetzt - aus Metall, durch die ein Kühlmittel zirkuliert. Leider haben solche Heizkörper in der Regel ein großes Gewicht und große Abmessungen, außerdem sind sie in keiner Weise vor Meteoriten geschützt.
Im August 2015 wurde auf der MAKS-Flugschau ein Modell der Tropfenkühlung von Kernkraftantriebssystemen gezeigt. Darin fliegt die in Tröpfchen dispergierte Flüssigkeit ins Freie, kühlt ab und wird dann wieder in der Anlage gesammelt. Stellen Sie sich ein riesiges Raumschiff vor, in dessen Mitte sich eine riesige Duschinstallation befindet, aus der Milliarden mikroskopisch kleiner Wassertropfen ausbrechen, ins All fliegen und dann in den riesigen Mund eines Weltraumstaubsaugers gesaugt werden.
In jüngerer Zeit wurde bekannt, dass das Tropfenkühlsystem eines Kernantriebssystems unter terrestrischen Bedingungen getestet wurde. Gleichzeitig ist das Kühlsystem die wichtigste Phase bei der Erstellung der Anlage.
Jetzt geht es darum, seine Leistung unter Schwerelosigkeit zu testen, und erst danach kann versucht werden, ein Kühlsystem in den für den Einbau erforderlichen Dimensionen zu erstellen. Jeder solche erfolgreiche Test bringt ein Stück näher Russische Spezialisten zur Errichtung einer kerntechnischen Anlage. Wissenschaftler haben es eilig, weil man glaubt, dass der Start eines Atommotors ins All Russland helfen kann, seine Führungsposition im Weltraum zurückzugewinnen.
Nukleares Weltraumzeitalter
Angenommen, es gelingt, und in ein paar Jahren wird ein Atommotor im Weltraum zu arbeiten beginnen. Wie wird es helfen, wie kann es verwendet werden? Zunächst sollte klargestellt werden, dass ein nukleares Antriebssystem in der Form, in der es heute existiert, nur im Weltraum funktionieren kann. Es kann in dieser Form auf keinen Fall von der Erde abheben und landen, bisher ist es unmöglich, auf herkömmliche chemische Raketen zu verzichten.
Warum im Weltall? Nun, die Menschheit fliegt schnell zum Mars und zum Mond, und das war's? So sicher nicht. Derzeit sind alle Projekte von Orbitalfabriken und Fabriken, die in der Erdumlaufbahn betrieben werden, aufgrund des Mangels an Rohstoffen für die Arbeit ins Stocken geraten. Es macht keinen Sinn, irgendetwas im Weltraum zu bauen, bis ein Weg gefunden wird, eine große Menge der benötigten Rohstoffe wie Metallerz in die Umlaufbahn zu bringen.
Aber warum sie von der Erde aufheben, wenn man sie im Gegenteil aus dem Weltraum bringen kann. Im selben Asteroidengürtel im Sonnensystem gibt es einfach riesige Reserven verschiedener Metalle, darunter auch Edelmetalle. Und in diesem Fall wird die Schaffung eines Atomschleppers nur zum Lebensretter.
Bringen Sie einen riesigen platin- oder goldhaltigen Asteroiden in die Umlaufbahn und beginnen Sie, ihn direkt im Weltraum zu schnitzen. Laut Experten kann sich eine solche Produktion unter Berücksichtigung des Volumens als eine der profitabelsten herausstellen.
Gibt es eine weniger fantastische Verwendung für einen Atomschlepper? Beispielsweise kann es verwendet werden, um Satelliten in die gewünschten Umlaufbahnen zu bringen oder Raumfahrzeuge an den gewünschten Punkt im Weltraum zu bringen, beispielsweise in die Mondumlaufbahn. Derzeit werden dafür Oberstufen verwendet, zum Beispiel die russische Fregat. Sie sind teuer, komplex und wegwerfbar. Ein nuklearer Schlepper wird in der Lage sein, sie im erdnahen Orbit aufzunehmen und dorthin zu bringen, wo sie gebraucht werden.
Dasselbe gilt für interplanetare Reisen. Ohne der schnelle Weg Um Fracht und Menschen in die Umlaufbahn des Mars zu bringen, gibt es einfach keine Chance, mit der Kolonisierung zu beginnen. Trägerraketen der aktuellen Generation werden dies sehr teuer und lange tun. Bislang bleibt die Flugdauer eines der gravierendsten Probleme bei Flügen zu anderen Planeten. Monatelange Flüge zum Mars und zurück in einer geschlossenen Raumkapsel zu überstehen, ist keine leichte Aufgabe. Auch hier kann ein Nuklearschlepper Abhilfe schaffen und diese Zeit deutlich verkürzen.
Notwendig und ausreichend
Derzeit sieht das alles nach Science-Fiction aus, aber bis zum Test des Prototyps bleiben laut Wissenschaftlern nur noch wenige Jahre. Die Hauptsache ist, nicht nur die Entwicklung abzuschließen, sondern auch das notwendige Niveau der Raumfahrt im Land aufrechtzuerhalten. Auch bei sinkenden Fördermitteln sollen weiterhin Raketen abheben, Raumfahrzeuge gebaut und die wertvollsten Spezialisten arbeiten.
Andernfalls hilft ein Atommotor ohne die entsprechende Infrastruktur der Sache nicht, z maximale Effizienz Es wird sehr wichtig sein, die Entwicklung nicht nur zu verkaufen, sondern sie unabhängig zu nutzen und alle Fähigkeiten des neuen Raumfahrzeugs zu zeigen.
Inzwischen können alle nicht an die Arbeit gebundenen Einwohner des Landes nur in den Himmel blicken und hoffen, dass die russische Kosmonautik erfolgreich sein wird. Und ein nuklearer Schlepper und die Erhaltung der aktuellen Fähigkeiten. Ich möchte nicht an andere Ergebnisse glauben.
