Sceptycy przekonują, że stworzenie silnika jądrowego nie jest znaczącym postępem w dziedzinie nauki i techniki, a jedynie „modernizacją kotła parowego”, gdzie uran pełni rolę paliwa zamiast węgla i drewna opałowego, a wodór pełni rolę paliwa. Działający płyn. Czy NRE (nuklearny silnik odrzutowy) jest tak mało obiecujący? Spróbujmy to rozgryźć.
Pierwsze rakiety
Wszystkie zasługi ludzkości w rozwoju kosmosu bliskiego Ziemi można bezpiecznie przypisać chemicznym silnikom odrzutowym. Działanie takich jednostek napędowych opiera się na zamianie energii reakcji chemicznej spalania paliwa w utleniaczu na energię kinetyczną strumienia, aw konsekwencji rakiety. Stosowanym paliwem jest nafta, ciekły wodór, heptan (do silników rakietowych na paliwo ciekłe (LTE)) oraz spolimeryzowana mieszanina nadchloranu amonu, aluminium i tlenku żelaza (do silników na paliwo stałe (RDTT)).
Powszechnie wiadomo, że pierwsze rakiety używane do fajerwerków pojawiły się w Chinach już w II wieku p.n.e. Wzniosły się w niebo dzięki energii gazów prochowych. Znaczący wkład w rozwój techniki rakietowej wniosły badania teoretyczne niemieckiego rusznikarza Konrada Haasa (1556), polskiego generała Kazimierza Semenowicza (1650), rosyjskiego generała porucznika Aleksandra Zasiadki.
Patent na wynalezienie pierwszego silnika rakietowego na paliwo ciekłe otrzymał amerykański naukowiec Robert Goddard. Jego aparat o wadze 5 kg i długości około 3 m, zasilany benzyną i ciekłym tlenem, w 1926 r. przez 2,5 sekundy. przeleciał 56 metrów.
W pogoni za szybkością
Poważne prace eksperymentalne nad stworzeniem seryjnych chemicznych silników odrzutowych rozpoczęły się w latach 30. ubiegłego wieku. W Związku Radzieckim za pionierów budowy silników rakietowych uważani są W.P. Głuszko i F.A. Zander. Z ich udziałem opracowano jednostki napędowe RD-107 i RD-108, które zapewniły ZSRR prymat w eksploracji kosmosu i położyły podwaliny pod przyszłe przywództwo Rosji w dziedzinie załogowej kosmonautyki.
Wraz z modernizacją ZhTED stało się jasne, że teoretyczna maksymalna prędkość strumień odrzutowy nie może przekraczać 5 km/s. To może wystarczyć do zbadania przestrzeni bliskiej Ziemi, ale loty na inne planety, a nawet więcej gwiazd, pozostaną niemożliwym do zrealizowania marzeniem ludzkości. W rezultacie już w połowie ubiegłego wieku zaczęły pojawiać się projekty alternatywnych (niechemicznych) silników rakietowych. Najbardziej popularne i obiecujące były instalacje wykorzystujące energię reakcji jądrowych. Pierwsze eksperymentalne próbki kosmicznych silników jądrowych (NRE) w Związku Radzieckim i USA zostały przetestowane w 1970 roku. Jednak po katastrofie w Czarnobylu, pod naciskiem opinii publicznej, prace na tym terenie zostały zawieszone (w ZSRR w 1988 r., w USA od 1994 r.).
Funkcjonowanie elektrowni jądrowych opiera się na tych samych zasadach co elektrownie termochemiczne. Jedyna różnica polega na tym, że ogrzewanie płynu roboczego odbywa się za pomocą energii rozpadu lub syntezy paliwa jądrowego. Sprawność energetyczna takich silników jest znacznie wyższa niż silników chemicznych. Przykładowo energia, jaką może uwolnić 1 kg najlepszego paliwa (mieszanina berylu z tlenem) to 3 × 107 J, podczas gdy dla izotopów polonu Po210 wartość ta wynosi 5 × 1011 J.
Energia uwolniona w silniku jądrowym może być wykorzystana na wiele sposobów:
podgrzewanie płynu roboczego emitowanego przez dysze, jak w tradycyjnym silniku rakietowym, po przekształceniu w elektryczny, jonizujące i przyspieszające cząstki płynu roboczego, tworząc impuls bezpośrednio przez produkty rozszczepienia lub syntezy.. Nawet zwykła woda może działać jako płyn roboczy, ale znacznie skuteczniejsze będzie użycie alkoholu, amoniaku lub ciekłego wodoru. W zależności od stanu skupienia paliwa do reaktora, jądrowe silniki rakietowe dzielą się na fazę stałą, ciekłą i gazową. Najbardziej rozwinięty NRE z reaktorem rozszczepienia w fazie stałej, który wykorzystuje jako paliwo pręty paliwowe (elementy paliwowe) stosowane w elektrowniach jądrowych. Pierwszy taki silnik w ramach amerykańskiego projektu Nerva przeszedł testy naziemne w 1966 roku, pracując przez około dwie godziny.
Cechy konstrukcyjne
Sercem każdego jądrowego silnika kosmicznego jest reaktor składający się ze strefy aktywnej i berylowego reflektora umieszczonego w budynku energetycznym. To w strefie aktywnej następuje rozszczepienie atomów substancji palnej, z reguły uranu U238, wzbogaconego izotopami U235. Aby nadać procesowi rozpadu jądrowego pewne właściwości, znajdują się tutaj również moderatory - ogniotrwały wolfram lub molibden. Jeśli moderator jest zawarty w składzie elementów paliwowych, reaktor nazywamy jednorodnym, a jeśli umieszczony jest osobno - niejednorodnym. Silnik jądrowy zawiera również działającą jednostkę dostarczającą płyn, elementy sterujące, ochronę przed promieniowaniem cieni i dyszę. Elementy konstrukcyjne i elementy reaktora podlegające dużym obciążeniom termicznym są chłodzone przez płyn roboczy, który jest następnie wtryskiwany do zespołów paliwowych przez turbopompę. Tutaj jest podgrzewany do prawie 3000˚С. Wypływający przez dyszę płyn roboczy wytwarza ciąg strumienia.
Typowe elementy sterujące reaktora to pręty sterujące i obrotowe bębny wykonane z substancji pochłaniającej neutrony (bor lub kadm). Pręty umieszcza się bezpośrednio w rdzeniu lub w specjalnych niszach reflektora, a bębny obrotowe umieszcza się na obwodzie reaktora. Przesuwając pręty lub obracając bębny, zmienia się liczbę jąder rozszczepialnych na jednostkę czasu, dostosowując poziom uwalniania energii z reaktora, a w konsekwencji jego moc cieplną.
Aby zmniejszyć natężenie promieniowania neutronowego i gamma, które jest niebezpieczne dla wszystkich żywych istot, w budynku energetycznym umieszcza się elementy ochrony reaktora pierwotnego.
Poprawa wydajności
Faza ciekła silnik jądrowy zasada działania i urządzenie jest podobne do fazy stałej, ale stan ciekły paliwa pozwala zwiększyć temperaturę reakcji, a w konsekwencji ciąg jednostki napędowej. Jeśli więc dla jednostek chemicznych (LTE i silniki rakietowe na paliwo stałe) maksymalny impuls właściwy (prędkość podmuchu odrzutowego) wynosi 5420 m/s, dla jądrowej fazy stałej i 10 000 m/s jest daleki od limitu, to średnia wartość ten wskaźnik dla NRE fazy gazowej mieści się w zakresie 30 000 - 50 000 m/s.
Istnieją dwa rodzaje projektów silników jądrowych w fazie gazowej:
Cykl otwarty, w którym wewnątrz chmury plazmy zachodzi reakcja jądrowa z płynu roboczego utrzymywanego przez pole elektromagnetyczne i pochłaniającego całe wytworzone ciepło. Temperatura może sięgać kilkudziesięciu tysięcy stopni. W tym przypadku obszar aktywny jest otoczony substancją żaroodporną (np. kwarcem) - lampą jądrową, która swobodnie przekazuje energię promieniowania.W instalacjach drugiego typu temperatura reakcji będzie ograniczona temperaturą topnienia materiał żarówki. Jednocześnie spada nieco sprawność energetyczna jądrowego silnika kosmicznego (impuls właściwy do 15 000 m/s), ale wzrasta sprawność i bezpieczeństwo radiacyjne.
Osiągnięcia praktyczne
Formalnie za wynalazcę elektrowni atomowej uważany jest amerykański naukowiec i fizyk Richard Feynman. Rozpoczęcie zakrojonych na szeroką skalę prac nad rozwojem i tworzeniem silników jądrowych do statków kosmicznych w ramach programu Rover miało miejsce w Los Alamos Research Center (USA) w 1955 roku. Amerykańscy wynalazcy preferowali instalacje z jednorodnym reaktorem jądrowym. Pierwsza eksperymentalna próbka „Kiwi-A” została złożona w zakładzie w centrum atomowym w Albuquerque (Nowy Meksyk, USA) i przetestowana w 1959 roku. Reaktor umieszczono pionowo na statywie z dyszą do góry. Podczas testów podgrzany strumień zużytego wodoru został wyemitowany bezpośrednio do atmosfery. I choć rektor pracował na małej mocy tylko przez około 5 minut, to sukces zainspirował twórców.
W Związku Radzieckim potężny impuls do takich badań dało spotkanie „trzech wielkich K”, które odbyło się w 1959 r. W Instytucie Energii Atomowej - twórca bomby atomowej I.V. Kurczatow, główny teoretyk rosyjskiej kosmonautyki M.V. Keldysh i generalny projektant sowieckich pocisków S.P. Queen. W przeciwieństwie do modelu amerykańskiego, radziecki silnik RD-0410, opracowany w biurze projektowym stowarzyszenia Chimawtomatika (Woroneż), miał heterogeniczny reaktor. Testy ogniowe odbyły się na poligonie niedaleko miasta Semipałatyńsk w 1978 roku.
Warto zauważyć, że powstało całkiem sporo projektów teoretycznych, ale sprawa nigdy nie doszła do praktycznej realizacji. Powodem tego była obecność ogromnej liczby problemów w materiałoznawstwie, brak zasobów ludzkich i finansowych.
Dla przypomnienia: ważnym osiągnięciem praktycznym było przeprowadzenie prób w locie samolotów z silnikiem jądrowym. W ZSRR eksperymentalny bombowiec strategiczny Tu-95LAL był najbardziej obiecujący, w USA - B-36.
Orion Project lub Pulse NRE
Do lotów w kosmos po raz pierwszy zaproponował użycie pulsacyjnego silnika jądrowego w 1945 roku przez amerykańskiego matematyka polskiego pochodzenia Stanislava Ulama. W następnej dekadzie pomysł został rozwinięty i dopracowany przez T. Taylora i F. Dysona. Najważniejsze jest to, że energia małych ładunków jądrowych, zdetonowanych w pewnej odległości od platformy pchającej na dnie rakiety, daje jej ogromne przyspieszenie.
W ramach rozpoczętego w 1958 roku projektu Orion planowano wyposażyć w taki silnik rakietę zdolną do przenoszenia ludzi na powierzchnię Marsa lub orbitę Jowisza. Załoga stacjonująca w przednim przedziale byłaby chroniona przed niszczącym działaniem gigantycznych przyspieszeń za pomocą urządzenia tłumiącego. Efektem szczegółowych prac inżynieryjnych były testy marszowe wielkoskalowego modelu statku w celu zbadania stabilności lotu (zamiast ładunków jądrowych użyto konwencjonalnych materiałów wybuchowych). Ze względu na wysokie koszty projekt zamknięto w 1965 roku.
Podobne pomysły na stworzenie „wybuchu” wyraził sowiecki akademik A. Sacharow w lipcu 1961 r. Aby umieścić statek na orbicie, naukowiec zaproponował użycie konwencjonalnych silników na paliwo ciekłe.
Projekty alternatywne
Ogromna liczba projektów nie wyszła poza badania teoretyczne. Wśród nich było wiele oryginalnych i bardzo obiecujących. Bierzmowanie to idea władzy instalacja jądrowa o dzieleniu fragmentów. Cechy konstrukcyjne a konstrukcja tego silnika pozwala w ogóle obejść się bez płynu roboczego. Strumień strumieniowy, który zapewnia niezbędną charakterystykę napędu, powstaje ze zużytego materiału jądrowego. Reaktor oparty jest na wirujących dyskach o podkrytycznej masie jądra (współczynnik rozszczepienia atomów jest mniejszy niż jeden). Obracając się w sektorze dysku znajdującego się w strefie aktywnej, rozpoczyna się reakcja łańcuchowa i do dyszy silnika trafiają rozpadające się atomy o wysokiej energii, tworząc strumień jet. Całe atomy, które przeżyły, wezmą udział w reakcji przy kolejnych obrotach dysku paliwowego.
Projekty silnika jądrowego dla statków wykonujących określone zadania w przestrzeni okołoziemskiej w oparciu o RTG (radioizotopowe generatory termoelektryczne) są całkiem wykonalne, ale takie instalacje nie są zbyt obiecujące dla lotów międzyplanetarnych, a tym bardziej międzygwiezdnych.
Silniki syntezy jądrowej mają ogromny potencjał. Już na obecnym etapie rozwoju nauki i techniki całkiem możliwa jest instalacja impulsowa, w której podobnie jak w projekcie Orion, pod dnem rakiety będą detonowane ładunki termojądrowe. Jednak wielu ekspertów uważa wdrożenie kontrolowanej syntezy jądrowej za kwestię niedalekiej przyszłości.
Zalety i wady YARD
Niewątpliwymi zaletami stosowania silników jądrowych jako jednostek napędowych statków kosmicznych są ich wysoka sprawność energetyczna, która zapewnia wysoki impuls właściwy i dobre właściwości trakcyjne (do tysiąca ton w próżni), imponująca rezerwa energii z żywotność baterii. Poziom nowoczesny rozwój naukowy i technologiczny umożliwia zapewnienie kompaktowości porównawczej takiej instalacji.
Główną wadą NRE, która spowodowała ograniczenie prac projektowych i badawczych, jest wysokie zagrożenie radiacyjne. Jest to szczególnie ważne podczas przeprowadzania prób pożarowych naziemnych, w wyniku których gazy promieniotwórcze, związki uranu i jego izotopy mogą przedostać się do atmosfery wraz z płynem roboczym i niszczącym działaniem promieniowania przenikliwego. Z tych samych powodów start jest nie do przyjęcia. statek kosmiczny, wyposażony w silnik jądrowy, bezpośrednio z powierzchni Ziemi.
Teraźniejszość i przyszłość
Według akademika Rosyjskiej Akademii Nauk, CEO„Keldysh Center” Anatolija Korotejewa, w niedalekiej przyszłości powstanie całkowicie nowy typ silnika jądrowego w Rosji. Istotą tego podejścia jest to, że energia reaktora kosmicznego zostanie skierowana nie na bezpośrednie ogrzewanie płynu roboczego i tworzenie strumienia strumieniowego, ale na generowanie energii elektrycznej. Rolę pędnika w instalacji przypisuje się silnikowi plazmowemu, którego ciąg właściwy jest 20 razy większy niż ciąg obecnie istniejących chemicznych pojazdów rakietowych. Głównym przedsiębiorstwem projektu jest pododdział korporacji państwowej „Rosatom” SA „NIKIET” (Moskwa).
W 2015 roku na podstawie NPO Mashinostroeniya (Reutov) pomyślnie przeszły pełnowymiarowe testy makiety. Listopad br. został ogłoszony datą rozpoczęcia prób projektowych w locie elektrowni jądrowej. Trzeba będzie przetestować najważniejsze elementy i systemy, w tym na pokładzie ISS.
Działanie nowego rosyjskiego silnika jądrowego odbywa się w cyklu zamkniętym, co całkowicie wyklucza wnikanie substancji radioaktywnych do otaczającej przestrzeni. Masa i ogólna charakterystyka głównych elementów elektrowni zapewniają jej zastosowanie z istniejącymi krajowymi pojazdami nośnymi Proton i Angara.
Pierwszym etapem jest zaprzeczenie
Robert Schmucker, niemiecki ekspert w dziedzinie techniki rakietowej, uznał wypowiedzi W. Putina za całkowicie nieprawdopodobne. „Nie wyobrażam sobie, żeby Rosjanie mogli stworzyć mały latający reaktor” – powiedział ekspert w wywiadzie dla Deutsche Welle.
Mogą, Herr Schmucker. Tylko wyobraźnia.
Pierwszy krajowy satelita z elektrownią atomową (Kosmos-367) został wystrzelony z Bajkonuru w 1970 roku. 37 zespołów paliwowych małogabarytowego reaktora BES-5 Buk, zawierających 30 kg uranu, o temperaturze w obiegu pierwotnym 700°C i wydzielaniu ciepła 100 kW zapewniło moc elektryczną instalacji 3 kW. Masa reaktora to mniej niż jedna tona, szacowany czas pracy to 120-130 dni.
Eksperci wyrażą wątpliwości: ta nuklearna „bateria” ma za mało mocy… Ale! Patrzysz na datę: to było pół wieku temu.
Niska wydajność - konsekwencja konwersji termionowej. Przy innych formach przesyłu energii wskaźniki są znacznie wyższe, np. dla elektrowni jądrowych wartość sprawności zawiera się w przedziale 32-38%. W tym sensie moc cieplna „kosmicznego” reaktora jest szczególnie interesująca. 100 kW to poważna próba zwycięstwa.
Należy zaznaczyć, że BES-5 Buk nie należy do rodziny RTG. Radioizotopowe generatory termoelektryczne przetwarzają energię naturalnego rozpadu atomów pierwiastków promieniotwórczych i mają znikomą moc. Jednocześnie Buk jest prawdziwym reaktorem z kontrolowaną reakcją łańcuchową.
Kolejna generacja sowieckich reaktorów małogabarytowych, która pojawiła się pod koniec lat 80., wyróżniała się jeszcze mniejszymi wymiarami i większym uwalnianiem energii. To był jedyny w swoim rodzaju Topaz: w porównaniu z Bukem ilość uranu w reaktorze zmniejszyła się trzykrotnie (do 11,5 kg). Moc cieplna wzrosła o 50% i wyniosła 150 kW, czas ciągłej pracy osiągnął 11 miesięcy (reaktor tego typu został zainstalowany na pokładzie satelity rozpoznawczego Cosmos-1867).
Kosmiczne reaktory jądrowe to pozaziemska forma śmierci. W przypadku utraty kontroli „spadająca gwiazda” nie spełniała pragnień, ale mogła wydać swoje grzechy „szczęściarzom”.
W 1992 roku dwa pozostałe egzemplarze małych reaktorów serii Topaz zostały sprzedane w Stanach Zjednoczonych za 13 milionów dolarów.
Główne pytanie brzmi: czy jest wystarczająca moc, aby takie instalacje mogły być wykorzystywane jako silniki rakietowe? Przepuszczając płyn roboczy (powietrze) przez gorący rdzeń reaktora i uzyskując ciąg na wyjściu zgodnie z zasadą zachowania pędu.
Odpowiedź: nie. Buk i Topaz to kompaktowe elektrownie jądrowe. Do stworzenia YRD potrzebne są inne środki. Ale ogólny trend widoczny jest gołym okiem. Kompaktowe elektrownie jądrowe zostały stworzone i istnieją w praktyce od dawna.
Jaką moc powinna mieć elektrownia jądrowa jako główny silnik pocisku manewrującego podobnego rozmiarem do Kh-101?
Nie możesz znaleźć pracy? Pomnóż czas przez potęgę!
(Zbiór uniwersalnych wskazówek.)
Znalezienie mocy również nie jest trudne. N=F×V.
Według oficjalnych danych pociski manewrujące Xa-101, a także KR z rodziny Calibre, są wyposażone w krótkotrwały silnik turbowentylatorowy-50, który rozwija ciąg 450 kgf (≈ 4400 N). Prędkość przelotowa pocisku Cruise - 0,8 M lub 270 m / s. Idealna sprawność konstrukcyjna silnika turboodrzutowego z obejściem wynosi 30%.
W tym przypadku wymagana moc silnika rakietowego jest tylko 25 razy wyższa niż moc cieplna reaktora serii Topaz.
Pomimo wątpliwości niemieckiego eksperta, stworzenie jądrowego silnika turboodrzutowego (lub strumieniowego) jest zadaniem realistycznym, spełniającym wymagania naszych czasów.
Rakieta z piekła
„To wszystko jest niespodzianką – pocisk manewrujący o napędzie jądrowym” – powiedział Douglas Barry, starszy pracownik Międzynarodowego Instytutu Studiów Strategicznych w Londynie. „Ten pomysł nie jest nowy, mówiono o nim w latach 60., ale napotkał wiele przeszkód”.
Nie tylko o tym mówiono. Podczas testów w 1964 r. jądrowy silnik strumieniowy Tori-IIC uzyskał ciąg 16 ton przy mocy cieplnej reaktora 513 MW. Symulując lot naddźwiękowy, instalacja zużyła 450 ton sprężonego powietrza w pięć minut. Reaktor zaprojektowano jako bardzo „gorący” – temperatura pracy w rdzeniu sięgała 1600°C. Projekt miał bardzo wąskie tolerancje: w wielu obszarach dopuszczalna temperatura była tylko o 150-200 ° C niższa od temperatury, w której topiły się i zapadały elementy rakiety.
Czy te wskaźniki były wystarczające do praktycznego wykorzystania YaPVRD jako silnika? Odpowiedź jest oczywista.
Atomowy silnik strumieniowy rozwijał większy (!) ciąg niż silnik turboodrzutowy „trójskrzydłowego” samolotu rozpoznawczego SR-71 „Black Bird”.
„Polygon-401”, testy atomowego silnika strumieniowego
Obiekty eksperymentalne „Tori-IIA” i „-IIC” są prototypami silnika jądrowego pocisku manewrującego SLAM.
Diaboliczny wynalazek, zdolny, według obliczeń, przebić 160 000 km przestrzeni na minimalnej wysokości z prędkością 3M. Dosłownie „koszenie” wszystkich, którzy spotkali się na jej żałobnej ścieżce, falą uderzeniową i grzmiącym hukiem 162 dB (śmiertelnym dla osoby).
Reaktor samolotów bojowych nie posiadał żadnej ochrony biologicznej. Pęknięte bębenki uszne po przelocie SLAM wydawałyby się nieistotną okolicznością na tle emisji radioaktywnych z dyszy rakiety. Latający potwór pozostawił po sobie pióropusz o szerokości ponad kilometra z dawką promieniowania 200-300 rad. Według obliczeń, w ciągu jednej godziny lotu SLAM zainfekował 1800 mil kwadratowych śmiertelnym promieniowaniem.
Według obliczeń długość samolot może osiągnąć 26 metrów. Masa początkowa - 27 ton. Ładunek bojowy - ładunki termojądrowe, które musiały być sukcesywnie zrzucane na kilka sowieckich miast na torze lotu pocisku. Po wykonaniu głównego zadania SLAM miał jeszcze przez kilka dni krążyć nad terytorium ZSRR, zarażając wszystko wokół emisją radioaktywną.
Być może najbardziej zabójcza ze wszystkiego, co człowiek próbował stworzyć. Na szczęście nie doszło do prawdziwych premier.
Projekt o kryptonimie Pluton został odwołany 1 lipca 1964 roku. Jednocześnie, według jednego z twórców SLAM, J. Cravena, żadne z wojskowych i politycznych przywódców Stanów Zjednoczonych nie żałowało tej decyzji.
Powodem rezygnacji z „nisko latającego pocisku nuklearnego” był rozwój międzykontynentalnych pocisków balistycznych. Potrafi wyrządzić niezbędne szkody w krótszym czasie, przy nieporównywalnym ryzyku dla samych wojskowych. Jak słusznie zauważyli autorzy publikacji w magazynie Air & Space: ICBM przynajmniej nie zabiły wszystkich, którzy byli w pobliżu wyrzutni.
Nadal nie wiadomo kto, gdzie i jak planował przetestować diabła. I kto byłby odpowiedzialny, gdyby SLAM zboczył z kursu i przeleciał nad Los Angeles. Jedna z szalonych propozycji sugerowała przywiązanie rakiety do kabla i jazdę w kółko nad opustoszałymi terenami utworu. Nevadzie. Jednak natychmiast pojawiło się kolejne pytanie: co zrobić z rakietą, gdy w reaktorze wypalą się ostatnie resztki paliwa? Do miejsca, w którym SLAM „wyląduje”, nie będziemy się zbliżać przez wieki.
Życie albo śmierć. Ostateczny wybór
W przeciwieństwie do mistycznego „Plutona” z lat 50., projekt nowoczesnej rakiety nuklearnej, wyrażony przez V. Putina, proponuje stworzenie skuteczny środek przebić się przez amerykański system obrony przeciwrakietowej. Środki wzajemnie gwarantowanego zniszczenia są najważniejszym kryterium odstraszania nuklearnego.
Przekształcenie klasycznej „triady nuklearnej” w diaboliczny „pentagram” – z włączeniem nowej generacji pojazdów dostawczych (nuklearne pociski manewrujące o nieograniczonym zasięgu i strategiczne torpedy nuklearne status-6), w połączeniu z modernizacją głowic ICBM ( manewrowanie Avangard) jest rozsądną odpowiedzią na nowe zagrożenia. Polityka Waszyngtonu w zakresie obrony przeciwrakietowej nie pozostawia Moskwie innego wyboru.
„Rozwijasz swoje systemy antyrakietowe. Zwiększa się zasięg pocisków przeciwrakietowych, wzrasta celność, broń ta jest ulepszana. Dlatego musimy odpowiednio na to zareagować, abyśmy mogli przezwyciężyć system nie tylko dziś, ale także jutro, kiedy będziecie mieli nową broń.
V. Putin w rozmowie z NBC.
Odtajnione szczegóły eksperymentów SLAM/Pluton przekonująco dowodzą, że stworzenie nuklearnego pocisku manewrującego było możliwe (technicznie wykonalne) sześćdziesiąt lat temu. Nowoczesne technologie pozwala przenieść pomysł na nowy poziom techniczny.
Miecz rdzewieje od obietnic
Pomimo masy oczywistych faktów wyjaśniających powody pojawienia się „prezydenckiej superbroni” i rozwiewających wszelkie wątpliwości co do „niemożliwości” stworzenia takich systemów, zarówno w Rosji, jak i za granicą nie brakuje sceptyków. „Wszystkie wymienione bronie są tylko środkiem wojny informacyjnej”. A potem – różne propozycje.
Prawdopodobnie „ekspertów” karykatury, takich jak I. Moiseev, nie należy traktować poważnie. Szef Space Policy Institute (?), który powiedział w internetowym wydaniu The Insider: „Nie można umieścić silnika jądrowego na pocisku manewrującym. Tak i nie ma takich silników.
Próby „ujawnienia” wypowiedzi prezydenta podejmowane są również na poważniejszym poziomie analitycznym. Takie „śledztwa” natychmiast zyskują popularność wśród liberalnie nastawionej opinii publicznej. Sceptycy przedstawiają następujące argumenty.
Wszystkie wyżej wymienione systemy są klasyfikowane jako strategiczna broń ściśle tajna, której istnienia nie można ani zweryfikować, ani zaprzeczyć. (Sam komunikat do Zgromadzenia Federalnego zawierał grafikę komputerową i materiał filmowy z wystrzeleń nie do odróżnienia od testów innych typów pocisków manewrujących.) Jednocześnie nikt nie mówi na przykład o stworzeniu ciężkiego drona szturmowego czy klasy niszczyciela. okręt wojenny. Broń, która wkrótce musiałaby zostać zademonstrowana całemu światu.
Według niektórych „informatorów” czysto strategiczny, „tajny” kontekst komunikatów może wskazywać na ich nieprawdopodobny charakter. Cóż, jeśli to jest główny argument, to o co chodzi z tymi ludźmi?
Jest też inny punkt widzenia. Szokujące pociski nuklearne i bezzałogowe okręty podwodne o mocy 100 węzłów powstają na tle oczywistych problemów kompleksu wojskowo-przemysłowego napotykanych przy realizacji prostszych projektów „tradycyjnej” broni. Twierdzenia o rakietach, które od razu przewyższyły wszystkie istniejące rodzaje broni, stoją w ostrym kontraście na tle dobrze znanej sytuacji z nauką o rakietach. Sceptycy cytują masowe awarie podczas startów Bulavy, czy też tworzenia rakiety nośnej Angara, która ciągnęła się przez dwie dekady. Sam rozpoczął się w 1995 roku; Przemawiając w listopadzie 2017 r. wicepremier D. Rogozin obiecał wznowić starty Angary z kosmodromu Wostoczny dopiero w... 2021 r.
A tak przy okazji, dlaczego Cyrkon, główna marynarska sensacja zeszłego roku, pozostała bez uwagi? Pocisk hipersoniczny, który może przekreślić wszystkie istniejące koncepcje walki morskiej.
Wiadomość o pojawieniu się systemów laserowych w wojsku zwróciła uwagę producentów systemów laserowych. Istniejące przykłady ukierunkowanych broni energetycznych powstały na podstawie szeroko zakrojonych badań i rozwoju sprzętu high-tech na rynek cywilny. Na przykład amerykańska instalacja okrętowa AN/SEQ-3 LaWS stanowi „pakiet” sześciu laserów spawalniczych o łącznej mocy 33 kW.
Zapowiedź stworzenia superpotężnego lasera bojowego kontrastuje z bardzo słabym przemysłem laserowym: Rosja nie jest jednym z największych na świecie producentów sprzętu laserowego (Coherent, IPG Photonics czy chińska Han „Laser Technology). , nagłe pojawienie się broni laserowej dużej mocy wzbudza ogromne zainteresowanie wśród specjalistów .
Zawsze jest więcej pytań niż odpowiedzi. Diabeł tkwi jednak w szczegółach oficjalne źródła dają wyjątkowo słabe pojęcie o najnowszej broni. Często nie jest nawet jasne, czy system jest już gotowy do przyjęcia, czy też jest na pewnym etapie rozwoju. Dobrze znane precedensy związane z tworzeniem takiej broni w przeszłości wskazują, że problemów z tego wynikających nie rozwiązuje się jednym pstryknięciem palca. Fani nowinek technicznych są zaniepokojeni wyborem miejsca do testowania statku kosmicznego z silnikiem jądrowym. Lub sposoby komunikacji z podwodnym dronem Status-6 ( podstawowy problem: komunikacja radiowa nie działa pod wodą, podczas sesji komunikacyjnych okręty podwodne zmuszone są wynurzyć się na powierzchnię). Interesujące byłoby usłyszeć wyjaśnienie, jak z niego korzystać: w porównaniu z tradycyjnymi ICBM i SLBM, które mogą rozpocząć i zakończyć wojnę w ciągu godziny, dotarcie do wybrzeża Stanów Zjednoczonych zajmie Status-6 kilka dni. Kiedy nikogo tam nie ma!
Ostatnia walka dobiegła końca.
Czy ktoś pozostał przy życiu?
W odpowiedzi tylko wycie wiatru...
Korzystanie z materiałów:
Magazyn Air&Space (kwiecień-maj 1990)
Cicha wojna Johna Cravena
Już pod koniec tej dekady w Rosji może powstać statek kosmiczny o napędzie atomowym do podróży międzyplanetarnych. A to radykalnie zmieni sytuację zarówno w przestrzeni bliskiej Ziemi, jak i na samej Ziemi.
Elektrownia jądrowa (NPP) będzie gotowa do lotu już w 2018 roku. Zostało to ogłoszone przez dyrektora Keldysh Center, akademika Anatolij Korotejew. „Musimy przygotować pierwszą próbkę (megawatowej elektrowni jądrowej – ok. „Expert Online”) do testów projektu lotu w 2018 roku. To, czy będzie latać, czy nie, to inna sprawa, może być kolejka, ale musi być gotowa do lotu ”- powiedział RIA Novosti. Oznacza to, że jeden z najbardziej ambitnych sowiecko-rosyjskich projektów w dziedzinie eksploracji kosmosu wchodzi w fazę natychmiastowej praktycznej realizacji.
Istotą tego projektu, którego korzenie sięgają połowy ubiegłego wieku, jest to. Obecnie loty do kosmosu bliskiego Ziemi są wykonywane na rakietach, które poruszają się w wyniku spalania w ich silnikach paliwa ciekłego lub stałego. W rzeczywistości jest to ten sam silnik, co w samochodzie. Tylko w samochodzie spalanie benzyny popycha tłoki w cylindrach, przenosząc przez nie swoją energię na koła. A w silniku rakietowym spalanie nafty lub heptylu bezpośrednio popycha rakietę do przodu.
Przez ostatnie pół wieku ta technologia rakietowa była dopracowywana na całym świecie w najdrobniejszych szczegółach. Ale sami naukowcy zajmujący się rakietami to przyznają. Poprawa - tak, jest konieczna. Próba zwiększenia nośności rakiet z obecnych 23 ton do 100, a nawet 150 ton w oparciu o „ulepszone” silniki spalinowe – tak, trzeba spróbować. Ale to ślepy zaułek pod względem ewolucji. " Bez względu na to, ile pracują specjaliści od silników rakietowych na całym świecie, maksymalny efekt, jaki uzyskamy, zostanie obliczony w ułamkach procentowych. Z grubsza rzecz biorąc, wszystko zostało wyciśnięte z istniejących silników rakietowych, czy to paliwo płynne, czy stałe, i próby zwiększenia ciągu, specyficzny impuls są po prostu beznadziejne. Z kolei elektrownie jądrowe dają kilkukrotny wzrost. Na przykładzie lotu na Marsa - teraz trzeba polecieć od półtora do dwóch lat tam i z powrotem, ale będzie można latać za dwa do czterech miesięcy "- były szef Federalnej Agencji Kosmicznej Rosji kiedyś ocenił sytuację Anatolij Perminow.
Dlatego jeszcze w 2010 roku ówczesny prezydent Rosji, a teraz premier Dmitrij Miedwiediew do końca tej dekady wydano rozkaz stworzenia w naszym kraju kosmicznego modułu transportowo-energetycznego opartego na megawatowej elektrowni jądrowej. Na rozwój tego projektu do 2018 roku planuje się przeznaczyć 17 mld rubli z budżetu federalnego Roskosmosu i Rosatomu. 7,2 mld z tej kwoty przeznaczono na Państwową Korporację Energii Atomowej Rosatom na utworzenie elektrowni reaktorowej (robi to Instytut Badań i Projektowania w Energetyce Dollezhal), 4 mld na Centrum Keldysh na utworzenie elektrownia atomowa. Na stworzenie modułu transportowo-energetycznego, czyli innymi słowy rakiety, RSC Energia przeznacza 5,8 mld rubli.
Oczywiście cała ta praca nie odbywa się w próżni. W latach 1970-1988 tylko ZSRR wystrzelił w kosmos ponad trzy tuziny satelitów szpiegowskich, wyposażonych w elektrownie jądrowe małej mocy typu Buk i Topaz. Wykorzystywano je do tworzenia systemu obserwacji celów nawodnych na wszystkich wodach Oceanu Światowego w każdych warunkach pogodowych oraz do wydawania oznaczeń celów z transmisją do nośników broni lub stanowiska dowodzenia- system rozpoznania kosmosu morskiego i wyznaczania celów „Legenda” (1978).
NASA i Firmy amerykańskie, produkujący statki kosmiczne i ich środki przenoszenia, nie byli w stanie w tym czasie, chociaż trzykrotnie próbowali, stworzyć reaktor jądrowy, który pracowałby stabilnie w kosmosie. W związku z tym w 1988 roku ONZ wprowadził zakaz używania statków kosmicznych z napędami jądrowymi, a w Związku Radzieckim zaprzestano produkcji satelitów typu US-A z elektrowniami jądrowymi na pokładzie.
Równolegle w latach 60-70 ubiegłego wieku Centrum Keldysha prowadziło aktywne prace nad stworzeniem silnika jonowego (silnik elektroplazmowy), który jest najbardziej odpowiedni do stworzenia układu napędowego dużej mocy działającego na paliwie jądrowym. Reaktor wytwarza ciepło, które generator zamienia na energię elektryczną. Za pomocą elektryczności ksenonowy gaz obojętny w takim silniku jest najpierw jonizowany, a następnie dodatnio naładowane cząstki (dodatnie jony ksenonu) są przyspieszane w polu elektrostatycznym do określonej prędkości i wytwarzają ciąg, opuszczając silnik. Taka jest zasada działania silnika jonowego, którego prototyp powstał już w Keldysh Center.
« W latach 90. w Keldysh Center wznowiliśmy prace nad silnikami jonowymi. Teraz należy nawiązać nową współpracę dla tak potężnego projektu. Istnieje już prototyp silnika jonowego, na którym możliwe jest opracowanie głównych rozwiązań technologicznych i konstrukcyjnych. A regularne produkty wciąż muszą być tworzone. Mamy termin – do 2018 roku produkt powinien być gotowy do prób w locie, a do 2015 roku główne prace rozwojowe silnika powinny być zakończone. Next - testy żywotności i testy całej jednostki jako całości”, - zauważył w zeszłym roku kierownik wydziału elektrofizyki Centrum Badawczego im. M.V. Keldysha, profesor, Wydział Aerofizyki i Badań Kosmicznych, Moskiewski Instytut Fizyki i Technologii Oleg Gorszkow.
Jaka jest praktyczna korzyść Rosji z tych wydarzeń? Ta korzyść znacznie przekracza 17 miliardów rubli, które państwo zamierza wydać do 2018 roku na stworzenie pojazdu nośnego z elektrownią atomową na pokładzie o mocy 1 MW. Po pierwsze, jest to gwałtowne rozszerzenie możliwości naszego kraju i ludzkości w ogóle. Statek kosmiczny z silnikiem jądrowym daje ludziom realne możliwości zaangażowania się na innych planetach. Teraz wiele krajów ma takie statki. W Stanach Zjednoczonych wznowiono je w 2003 roku, po tym, jak Amerykanie otrzymali dwie próbki rosyjskich satelitów z elektrowniami jądrowymi.
Jednak mimo to członek specjalnej komisji NASA ds. lotów załogowych Edwardzie Crowleyu, na przykład uważa, że statek na międzynarodowy lot na Marsa powinien mieć rosyjskie silniki jądrowe. " cieszący się popytem Rosyjskie doświadczenie w rozwoju silników jądrowych. Myślę, że Rosja ma bardzo wspaniałe doświadczenie zarówno w rozwoju silników rakietowych, jak iw technologii jądrowej. Ma też duże doświadczenie w adaptacji człowieka do warunków kosmicznych, ponieważ rosyjscy kosmonauci wykonywali bardzo długie loty. „, Crowley powiedział dziennikarzom zeszłej wiosny po wykładzie na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym na temat amerykańskich planów załogowej eksploracji kosmosu.
Po drugie, takie statki pozwalają na gwałtowną intensyfikację aktywności w przestrzeni okołoziemskiej i dają realną szansę na rozpoczęcie kolonizacji Księżyca (na satelicie Ziemi są już projekty budowlane). elektrownie jądrowe). « Zastosowanie jądrowych systemów napędowych jest rozważane w przypadku dużych systemów załogowych, a nie małych statków kosmicznych, które mogą latać na innych typach instalacji wykorzystujących napęd jonowy lub energię wiatru słonecznego. Możliwe jest wykorzystanie elektrowni jądrowych z silnikami jonowymi na międzyorbitalnym holowniku wielokrotnego użytku. Na przykład, aby przewozić ładunek między niską i wysoką orbitą, latać na asteroidy. Możesz stworzyć holownik księżycowy wielokrotnego użytku lub wysłać ekspedycję na Marsa"- mówi profesor Oleg Gorszkow. Takie statki dramatycznie zmieniają ekonomię eksploracji kosmosu. Według wyliczeń specjalistów RSC Energia, rakieta nośna o napędzie jądrowym zmniejsza koszt wystrzelenia ładunku na orbitę okołoksiężycową ponad dwukrotnie w porównaniu z silnikami rakietowymi na paliwo ciekłe.
Po trzecie są to nowe materiały i technologie, które powstaną podczas realizacji tego projektu, a następnie zostaną wprowadzone do innych branż – metalurgii, budowy maszyn itp. Oznacza to, że jest to jeden z takich przełomowych projektów, które mogą naprawdę popchnąć do przodu zarówno rosyjską, jak i światową gospodarkę.
Pod koniec ubiegłego roku Rosyjskie Strategiczne Siły Rakietowe przetestowały zupełnie nową broń, której istnienie, jak wcześniej sądzono, było niemożliwe. Pocisk manewrujący o napędzie atomowym, oznaczony przez ekspertów wojskowych 9M730, jest dokładnie nową bronią, o której mówił prezydent Putin w swoim przemówieniu do Zgromadzenia Federalnego. Test rakiety został podobno przeprowadzony na poligonie Nowaja Ziemia, wstępnie pod koniec jesieni 2017 roku, ale dokładne dane nie zostaną wkrótce odtajnione. Deweloperem rakiety prawdopodobnie jest również Biuro Projektów Eksperymentalnych Novator (Jekaterynburg). Według kompetentnych źródeł rakieta trafiła w cel w trybie normalnym, a testy uznano za całkowicie udane. Ponadto w mediach pojawiły się rzekome fotografie wystrzelenia (powyżej) nowego pocisku z elektrownią jądrową, a nawet pośrednie dowody związane z obecnością w szacowanym czasie testów w bezpośrednim sąsiedztwie poligonu „latającego”. laboratorium” Ił-976 LII Gromov ze znakami Rosatom. Pojawiło się jednak więcej pytań. Czy deklarowana zdolność rakiety do lotu na nieograniczony zasięg jest realistyczna i jak to osiągnąć?
Charakterystyka pocisku samosterującego z elektrownią jądrową
Charakterystyka pocisku manewrującego z napędem jądrowym, który pojawił się w mediach zaraz po przemówieniu Władimira Putina, może różnić się od rzeczywistych, które poznamy później. Do chwili obecnej publicznie znane stały się następujące dane dotyczące wielkości i charakterystyki rakiety:Długość
- Dom- nie mniej niż 12 metrów,
- maszerujący- nie mniej niż 9 metrów,
Średnica korpusu rakiety- około 1 metra,
Szerokość kadłuba- około 1,5 metra,
wysokość ogona- 3,6 - 3,8 metra
Zasada działania rosyjskiego pocisku manewrującego o napędzie atomowym
Rozwój pocisków z elektrownią jądrową został przeprowadzony przez kilka krajów jednocześnie, a rozwój rozpoczął się w odległych latach 60. XX wieku. Projekty zaproponowane przez inżynierów różniły się jedynie szczegółami, zasadę działania w uproszczeniu można opisać następująco: reaktor jądrowy podgrzewa mieszaninę wchodząc do specjalnych zbiorników (różne opcje, od amoniaku po wodór) z następczym wyrzutem przez dysze pod wysokie ciśnienie. Jednak wspomniana wersja pocisku manewrującego Prezydent Rosji, nie pasuje do żadnego z wcześniej opracowanych przykładów projektów.Faktem jest, że według Putina pocisk ma prawie nieograniczony zasięg lotu. Nie można tego oczywiście rozumieć w taki sposób, aby rakieta mogła latać latami, ale można to uznać za bezpośrednią wskazówkę, że jej zasięg lotu jest wielokrotnie większy niż zasięg nowoczesnych pocisków manewrujących. Drugi punkt, którego nie można pominąć, wiąże się również z deklarowanym nieograniczonym zasięgiem lotu, a zatem z pracą zespołu napędowego pocisku cruise. Na przykład heterogeniczny reaktor neutronów termicznych testowany w silniku RD-0410, który został opracowany przez Kurchatova, Keldysh i Korolev, miał żywotność testową tylko 1 godzinę, a w tym przypadku nie może być nieograniczonego zasięgu lotu takiego rejsu pocisk z silnikiem jądrowym przemówienie.
Wszystko to sugeruje, że rosyjscy naukowcy zaproponowali zupełnie nową, wcześniej nierozważaną koncepcję konstrukcji, w której do ogrzewania i późniejszego wyrzucania z dyszy używa się substancji, która ma znacznie bardziej ekonomiczne zasoby do wydawania pieniędzy na duże odległości. Przykładem może być jądrowy silnik odrzutowy (NaVRD) zupełnie nowego typu, w którym masą roboczą jest powietrze atmosferyczne wtryskiwane do zbiorników roboczych przez kompresory, ogrzewane przez instalację jądrową, a następnie wyrzucane przez dysze.
Warto również zauważyć, że zapowiadany przez Władimira Putina pocisk manewrujący z siłownią jądrową jest w stanie latać po strefach aktywnego działania systemów obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej, a także utrzymywać ścieżkę do celu na niskim i ultra- niskie wysokości. Jest to możliwe tylko dzięki wyposażeniu pocisku w systemy podążania za terenem, które są odporne na zakłócenia wywołane przez elektroniczna wojna wróg.
Rosja przetestowała system chłodzenia elektrowni jądrowej (NPP) – jednego z kluczowych elementów statku kosmicznego przyszłości, który będzie mógł wykonywać loty międzyplanetarne. Dlaczego silnik nuklearny jest potrzebny w kosmosie, jak działa i dlaczego Roscosmos uważa ten rozwój za główną rosyjską kartę atutową, mówi Izwiestia.
Historia atomu
Jeśli położysz rękę na sercu, to od czasów Korolowa pojazdy nośne używane do lotów w kosmos nie przeszły zasadniczych zmian. Ogólna zasada działania - chemiczna, oparta na spalaniu paliwa z utleniaczem, pozostaje taka sama. Zmieniają się silniki, system sterowania, rodzaje paliwa. Podstawa podróży kosmicznych pozostaje taka sama – napęd odrzutowy popycha do przodu rakietę lub statek kosmiczny.
Często słyszy się, że potrzebny jest wielki przełom, rozwój, który może zastąpić silnik odrzutowy w celu zwiększenia wydajności i uczynienia lotów na Księżyc i Marsa bardziej realistycznymi. Faktem jest, że obecnie prawie większość masy międzyplanetarnych statków kosmicznych to paliwo i utleniacz. Ale co, jeśli całkowicie zrezygnujemy z silnika chemicznego i zaczniemy wykorzystywać energię silnika jądrowego?
Pomysł stworzenia systemu napędu jądrowego nie jest nowy. W ZSRR szczegółowy dekret rządowy w sprawie problemu stworzenia silnika rakietowego jądrowego został podpisany w 1958 roku. Już wtedy przeprowadzono badania, które wykazały, że przy użyciu energii jądrowej silnik rakietowy wystarczającej mocy, możesz dostać się do Plutona (który jeszcze nie stracił statusu planety) iz powrotem za sześć miesięcy (dwa tam i cztery z powrotem), wydając 75 ton paliwa w podróży.
Byli zaangażowani w rozwój silnika rakietowego jądrowego w ZSRR, ale naukowcy dopiero teraz zaczęli zbliżać się do prawdziwego prototypu. Nie chodzi o pieniądze, temat okazał się na tyle skomplikowany, że żadnemu z krajów nie udało się do tej pory stworzyć działającego prototypu, a w większości przypadków wszystko kończyło się na planach i rysunkach. W Stanach Zjednoczonych układ napędowy testowano przed lotem na Marsa w styczniu 1965 roku. Ale projekt NERVA podboju Marsa za pomocą silnika nuklearnego nie wyszedł poza testy KIWI i był znacznie prostszy niż obecny rozwój Rosji. Chiny uwzględniły w swoich planach rozwoju kosmosu stworzenie silnika jądrowego bliżej 2045 r., czyli bardzo, bardzo niedługo.
W Rosji w 2010 roku rozpoczęła się nowa runda prac nad projektem jądrowego elektrycznego systemu napędowego (NPP) klasy megawatowej dla systemów transportu kosmicznego. Projekt jest tworzony wspólnie przez Roscosmos i Rosatom i można go nazwać jednym z najpoważniejszych i najbardziej ambitnych projektów kosmicznych ostatnich czasów. Głównym wykonawcą elektrowni jądrowych jest Centrum Badawcze. Śr. Keldysz.
ruch nuklearny
Przez cały okres prac rozwojowych do prasy przeciekają informacje o gotowości jednej lub drugiej części przyszłego silnika jądrowego. Jednocześnie na ogół poza specjalistami niewiele osób wyobraża sobie, jak i dzięki czemu będzie działać. W rzeczywistości istota kosmicznego silnika jądrowego jest mniej więcej taka sama jak na Ziemi. Energia reakcji jądrowej jest wykorzystywana do ogrzewania i pracy turbogeneratora-sprężarki. Mówiąc prościej, reakcja jądrowa służy do generowania elektryczności, prawie dokładnie takiej samej, jak w przypadku konwencjonalnej. elektrownia atomowa. A za pomocą elektryczności działają elektryczne silniki rakietowe. W tej instalacji są to silniki jonowe dużej mocy.
W silnikach jonowych ciąg jest wytwarzany przez wytworzenie ciągu odrzutowego w oparciu o zjonizowany gaz przyspieszony do wysokie prędkości w polu elektrycznym. Silniki jonowe wciąż tam są, są testowane w kosmosie. Na razie mają tylko jeden problem - prawie wszystkie mają bardzo mały ciąg, chociaż zużywają bardzo mało paliwa. W przypadku podróży kosmicznych takie silniki są świetną opcją, zwłaszcza jeśli rozwiążesz problem pozyskiwania energii elektrycznej w kosmosie, co zrobi instalacja jądrowa. Ponadto silniki jonowe mogą pracować przez długi czas, maksymalny okres ciągłej pracy najnowocześniejszych próbek silników jonowych wynosi ponad trzy lata.
Jeśli spojrzysz na diagram, zobaczysz, że energia jądrowa zaczyna się użyteczna praca wcale nie od razu. Najpierw podgrzewany jest wymiennik ciepła, następnie wytwarzana jest energia elektryczna, która jest już wykorzystywana do wytworzenia ciągu dla silnika jonowego. Niestety, ludzkość nie nauczyła się jeszcze wykorzystywać instalacji nuklearnych do poruszania się w prostszy i bardziej efektywny sposób.
W ZSRR wystrzelono satelity z instalacją nuklearną w ramach kompleksu wyznaczania celów Legend dla lotnictwa z pociskami morskimi, ale były to bardzo małe reaktory, a ich praca wystarczyła tylko do wytworzenia energii elektrycznej dla urządzeń zawieszonych na satelicie. Radziecki statek kosmiczny miał moc instalacji trzech kilowatów, ale teraz rosyjscy specjaliści pracują nad stworzeniem instalacji o mocy ponad megawata.
Kosmiczne problemy
Oczywiście instalacja jądrowa w kosmosie ma znacznie więcej problemów niż na Ziemi, a najważniejszym z nich jest chłodzenie. W normalnych warunkach wykorzystywana jest do tego woda, która bardzo skutecznie pochłania ciepło silnika. W kosmosie nie da się tego zrobić, a silniki jądrowe wymagają: sprawny system chłodzenie - a ciepło z nich musi zostać usunięte w przestrzeń kosmiczną, to znaczy można to zrobić tylko w postaci promieniowania. Zwykle w tym celu w statkach kosmicznych stosuje się grzejniki płytowe - wykonane z metalu, przez które krąży chłodziwo. Niestety, takie grzejniki z reguły mają dużą wagę i wymiary, a ponadto nie są w żaden sposób chronione przed meteorytami.
W sierpniu 2015 roku na pokazach lotniczych MAKS pokazano model chłodzenia kroplowego jądrowych układów napędowych. W nim ciecz, rozproszona w postaci kropel, leci na otwartej przestrzeni, stygnie, a następnie jest ponownie gromadzona w instalacji. Wyobraź sobie ogromny statek kosmiczny, w centrum którego znajduje się gigantyczna instalacja prysznicowa, z której wyrywają się miliardy mikroskopijnych kropel wody, lecą w kosmos, a następnie są zasysane do ogromnej paszczy kosmicznego odkurzacza.
Niedawno okazało się, że układ chłodzenia kroplowego jądrowego układu napędowego był testowany w warunkach naziemnych. Jednocześnie układ chłodzenia jest najważniejszym etapem tworzenia instalacji.
Teraz wystarczy przetestować jego działanie w warunkach nieważkości, a dopiero potem będzie można spróbować stworzyć układ chłodzenia o wymiarach wymaganych do instalacji. Każdy taki udany test trochę przybliża Rosyjscy specjaliści do powstania obiektu jądrowego. Naukowcy się spieszą, ponieważ uważa się, że wystrzelenie w kosmos silnika jądrowego może pomóc Rosji odzyskać pozycję lidera w kosmosie.
nuklearna epoka kosmiczna
Załóżmy, że to się uda i za kilka lat w kosmosie zacznie działać silnik jądrowy. Jak to pomoże, jak można go wykorzystać? Na początek warto wyjaśnić, że w formie, w jakiej obecnie istnieje jądrowy system napędowy, może on działać tylko w kosmosie. Nie może w żaden sposób wystartować z Ziemi i wylądować w tej formie, jak dotąd nie można obejść się bez tradycyjnych rakiet chemicznych.
Dlaczego w kosmosie? Cóż, ludzkość szybko leci na Marsa i Księżyc, i to wszystko? Nie na pewno w ten sposób. Obecnie wszystkie projekty fabryk orbitalnych i fabryk działających na orbicie okołoziemskiej stoją w martwym punkcie z powodu braku surowców do pracy. Nie ma sensu budować czegokolwiek w kosmosie, dopóki nie zostanie znaleziony sposób na umieszczenie na orbicie dużej ilości wymaganych surowców, takich jak ruda metalu.
Ale po co podnosić je z Ziemi, jeśli wręcz przeciwnie, można je sprowadzić z kosmosu. W tym samym pasie asteroid w Układzie Słonecznym znajdują się po prostu ogromne rezerwy różnych metali, w tym szlachetnych. W tym przypadku stworzenie holownika jądrowego stanie się tylko ratunkiem.
Przenieś na orbitę ogromną platynową lub zawierającą złoto asteroidę i zacznij ją rzeźbić w kosmosie. Zdaniem ekspertów taka produkcja, biorąc pod uwagę wolumen, może okazać się jedną z najbardziej opłacalnych.
Czy istnieje mniej fantastyczne zastosowanie holownika jądrowego? Na przykład może być używany do dostarczania satelitów na pożądane orbity lub przenoszenia statku kosmicznego w żądany punkt w kosmosie, na przykład na orbitę księżycową. Obecnie wykorzystywane są do tego górne stopnie, na przykład rosyjska Fregat. Są drogie, skomplikowane i jednorazowe. Holownik nuklearny będzie mógł je odebrać na niskiej orbicie okołoziemskiej i dostarczyć tam, gdzie będzie to potrzebne.
To samo dotyczy podróży międzyplanetarnych. Bez szybki sposób aby dostarczyć ładunek i ludzi na orbitę Marsa, po prostu nie ma szans na rozpoczęcie kolonizacji. Pojazdy startowe obecnej generacji zrobią to bardzo drogo i przez długi czas. Do tej pory czas trwania lotu pozostaje jednym z najpoważniejszych problemów podczas lotów na inne planety. Przetrwanie miesięcy lotu na Marsa iz powrotem w zamkniętej kapsule statku kosmicznego nie jest łatwym zadaniem. Tu również może pomóc holownik jądrowy, znacznie skracając ten czas.
Niezbędne i wystarczające
Obecnie wszystko to wygląda jak science fiction, ale według naukowców do przetestowania prototypu zostało tylko kilka lat. Najważniejsze, co jest wymagane, to nie tylko dokończenie rozwoju, ale także utrzymanie niezbędnego poziomu astronautyki w kraju. Nawet przy spadku funduszy rakiety powinny nadal startować, budować statki kosmiczne, a najcenniejsi specjaliści powinni pracować.
W przeciwnym razie jeden silnik jądrowy bez odpowiedniej infrastruktury nie pomoże sprawie, bo… maksymalna wydajność bardzo ważne będzie nie tylko sprzedanie rozwoju, ale samodzielne jego wykorzystanie, pokazując wszystkie możliwości nowego pojazdu kosmicznego.
Tymczasem wszyscy mieszkańcy kraju, którzy nie są przywiązani do pracy, mogą tylko patrzeć w niebo i mieć nadzieję, że rosyjska kosmonautyka odniesie sukces. I holownik nuklearny i zachowanie obecnych możliwości. Nie chcę wierzyć w inne wyniki.
