Rusia ka qenë dhe mbetet ende një lider në fushën e energjisë hapësinore bërthamore. Organizata të tilla si RSC Energia dhe Roskosmos kanë përvojë në projektimin, ndërtimin, lëshimin dhe funksionimin e anijeve kozmike të pajisura me një burim energjie bërthamore. Një motor bërthamor bën të mundur funksionimin e avionëve për shumë vite, duke rritur shumë përshtatshmërinë e tyre praktike.
kronika historike
Në të njëjtën kohë, dërgimi i një aparati kërkimor në orbitat e planetëve të largët të sistemit diellor kërkon një rritje të burimit të një instalimi të tillë bërthamor në 5-7 vjet. Është vërtetuar se një kompleks me një sistem shtytës bërthamor me një fuqi prej rreth 1 MW si pjesë e një anije kozmike kërkimore do të lejojë dërgimin e përshpejtuar të satelitëve artificialë të planetëve më të largët, roverëve planetarë në sipërfaqen e satelitëve natyrorë të këtyre planetëve. dhe shpërndarjen e tokës nga kometat, asteroidet, Merkuri dhe satelitët e Jupiterit dhe Saturnit.
Tërheqës i ripërdorshëm (MB)
Një nga mënyrat më të rëndësishme për të rritur efikasitetin e operacioneve të transportit në hapësirë është përdorimi i ripërdorshëm i elementeve të sistemit të transportit. Motori bërthamor për anije kozmike me një fuqi prej të paktën 500 kW ju lejon të krijoni një tërheqje të ripërdorshme dhe në këtë mënyrë të rrisni ndjeshëm efikasitetin e një sistemi transporti hapësinor me shumë lidhje. Një sistem i tillë është veçanërisht i dobishëm në një program për të siguruar flukse të mëdha ngarkesash vjetore. Një shembull do të ishte programi i eksplorimit të Hënës me krijimin dhe mirëmbajtjen e një baze të banueshme në rritje të vazhdueshme dhe komplekseve eksperimentale teknologjike dhe industriale.
Llogaritja e qarkullimit të ngarkesave
Sipas studimeve të projektimit të RSC Energia, gjatë ndërtimit të bazës, modulet me peshë rreth 10 tonë duhet të dorëzohen në sipërfaqen e Hënës, deri në 30 tonë në orbitën e Hënës. , dhe fluksi vjetor i ngarkesave për të siguruar funksionimin dhe zhvillimin e bazës është 400-500 ton.
Sidoqoftë, parimi i funksionimit të një motori bërthamor nuk lejon që transportuesi të shpërndahet mjaft shpejt. Për shkak të kohës së gjatë të transportit dhe, në përputhje me rrethanat, kohës së konsiderueshme të shpenzuar nga ngarkesa në rripat e rrezatimit të Tokës, jo të gjitha ngarkesat mund të dorëzohen duke përdorur tërheqje me energji bërthamore. Prandaj, fluksi i ngarkesave që mund të sigurohet në bazë të NEP vlerësohet vetëm në 100-300 ton/vit.
Efikasiteti ekonomik
Si kriter për efikasitetin ekonomik të sistemit të transportit ndërorbital, këshillohet të përdoret vlera e kostos për njësi të transportit të një njësie të masës së ngarkesës (PG) nga sipërfaqja e Tokës në orbitën e synuar. RSC Energia zhvilloi një model ekonomik dhe matematikor që merr parasysh komponentët kryesorë të kostos në sistemin e transportit:
- për krijimin dhe lëshimin e moduleve tërheqëse në orbitë;
- për blerjen e një instalimi bërthamor të punës;
- kostot operative, si dhe kostot e R&D dhe kostot e mundshme kapitale.
Treguesit e kostos varen nga parametrat optimalë të MB. Duke përdorur këtë model, një krahasim efikasiteti ekonomik përdorimi i një rimorkimi të ripërdorshëm bazuar në sistemet shtytëse bërthamore me një kapacitet prej rreth 1 MW dhe një tërheqjeje të disponueshme bazuar në ato të avancuara të lëngshme shtytëse në program për të siguruar dërgimin e një ngarkese me një masë totale prej 100 t/vit nga Toka në orbitën hënore me një lartësi prej 100 km. Kur përdoret i njëjti mjet lëshues me një kapacitet mbajtës të barabartë me kapacitetin mbajtës të mjetit lëshues Proton-M dhe një skemë me dy lëshime për ndërtimin e një sistemi transporti, kostoja për njësi e shpërndarjes së një njësie të masës së ngarkesës duke përdorur një tërheqje të bazuar në motori bërthamor do të jetë tre herë më i ulët se kur përdorni rimorkiatorë të disponueshëm të bazuar në raketa me motorë të lëngshëm të llojit DM-3.
konkluzioni
Një motor efikas bërthamor për hapësirën kontribuon në zgjidhje çështjet e mjedisit Toka, fluturimi me njerëz në Mars, krijimi i një sistemi transmetimi me valë energjia në hapësirë, zbatimi i groposjes së sigurisë së lartë në hapësirë të mbetjeve radioaktive veçanërisht të rrezikshme nga energjia bërthamore me bazë tokësore, krijimi i një baze hënore të banueshme dhe fillimi i eksplorimit industrial të Hënës dhe mbrojtja e Tokës nga asteroidi - rrezik kometë.
Shpesh në botimet e përgjithshme arsimore mbi astronautikën, ndryshimi midis një motori rakete bërthamore (NRE) dhe një sistemi shtytës elektrik rakete bërthamore (NRE) nuk dallohet. Sidoqoftë, këto shkurtesa fshehin jo vetëm ndryshimin në parimet e shndërrimit të energjisë bërthamore në shtytje raketash, por edhe një histori shumë dramatike të zhvillimit të astronautikës.
Drama e historisë qëndron në faktin se nëse studimet e termocentraleve bërthamore dhe bërthamore do të ndaleshin kryesisht për arsye ekonomike si në BRSS ashtu edhe në SHBA, atëherë fluturimet njerëzore në Mars do të ishin bërë të zakonshme prej kohësh.
Gjithçka filloi me avionët atmosferikë me një motor bërthamor ramjet
Dizajnerët në SHBA dhe BRSS konsideruan instalimet bërthamore "të marrin frymë" të afta për të tërhequr ajrin e jashtëm dhe për ta ngrohur atë në temperatura kolosale. Ndoshta, ky parim i formimit të shtytjes u huazua nga motorët ramjet, vetëm në vend të karburantit të raketës, u përdor energjia e ndarjes së bërthamave atomike të dioksidit të uraniumit 235.Në SHBA, një motor i tillë u zhvillua si pjesë e projektit Pluto. Amerikanët arritën të krijonin dy prototipe të motorit të ri - Tory-IIA dhe Tory-IIC, mbi të cilat madje u ndezën reaktorët. Kapaciteti i centralit do të ishte 600 megavat.
Motorët e zhvilluar në kuadër të projektit Pluto ishin planifikuar të instaloheshin në raketa lundrimi, të cilat u krijuan në vitet 1950 nën përcaktimin SLAM (Raketat Supersonike me lartësi të ulët, raketa supersonike me lartësi të ulët).
Në Shtetet e Bashkuara, ata planifikonin të ndërtonin një raketë 26.8 metra të gjatë, tre metra në diametër dhe me peshë 28 tonë. Trupi i raketës supozohej të strehonte një kokë bërthamore, si dhe një sistem shtytës bërthamor me një gjatësi prej 1.6 metrash dhe një diametër prej 1.5 metrash. Në sfondin e dimensioneve të tjera, instalimi dukej shumë kompakt, gjë që shpjegon parimin e funksionimit të rrjedhës së drejtpërdrejtë.
Zhvilluesit besuan se, falë motorit bërthamor, rrezja e raketës SLAM do të ishte të paktën 182,000 kilometra.
Në vitin 1964, Departamenti Amerikan i Mbrojtjes e mbylli projektin. Arsyeja zyrtare ishte se gjatë fluturimit, një raketë lundrimi me energji bërthamore ndot shumë gjithçka përreth. Por në fakt, arsyeja ishin kostot e konsiderueshme të mirëmbajtjes së raketave të tilla, veçanërisht pasi deri në atë kohë shkenca e raketave po zhvillohej me shpejtësi bazuar në motorët e raketave me lëndë të lëngshme, mirëmbajtja e të cilave ishte shumë më e lirë.
BRSS i qëndroi besnik idesë së krijimit të një NRE me rrjedhje të drejtpërdrejtë për shumë më gjatë se Shtetet e Bashkuara, duke e mbyllur projektin vetëm në 1985. Por rezultatet ishin shumë më domethënëse. Kështu, motori i parë dhe i vetëm i raketave bërthamore sovjetike u zhvillua në byronë e projektimit Khimavtomatika, Voronezh. Ky është RD-0410 (indeksi GRAU - 11B91, i njohur gjithashtu si "Irbit" dhe "IR-100").
Në RD-0410, u përdor një reaktor termik heterogjen neutron, hidridi i zirkonit shërbeu si moderator, reflektorët e neutronit ishin bërë nga beriliumi, karburanti bërthamor ishte një material i bazuar në uranium dhe karbide tungsteni, i pasuruar në izotopin 235 rreth 80%.
Dizajni përfshinte 37 montime karburanti të mbuluara me izolim termik duke i ndarë ato nga moderatori. Dizajni parashikonte që rrjedha e hidrogjenit të kalonte fillimisht përmes reflektorit dhe moderatorit, duke ruajtur temperaturën e tyre në temperaturën e dhomës, dhe më pas hynte në bërthamë, ku ftohte asambletë e karburantit, duke u ngrohur deri në 3100 K. Në stendë, reflektori dhe moderatori ishin ftohur nga një rrjedhje e veçantë hidrogjeni.
Reaktori kaloi nëpër një seri të konsiderueshme testesh, por nuk u testua kurrë për kohëzgjatjen e plotë të funksionimit. Megjithatë, jashtë njësitë e reaktorit u përpunuan plotësisht.
Specifikimet RD 0410
Shtytje në zbrazëti: 3,59 tf (35,2 kN)
Fuqia termike e reaktorit: 196 MW
Impuls specifik i shtytjes në vakum: 910 kgf s/kg (8927 m/s)
Numri i përfshirjeve: 10
Burimi i punës: 1 orë
Përbërësit e karburantit: lëngu i punës - hidrogjeni i lëngshëm, substanca ndihmëse - heptani
Pesha me mbrojtje nga rrezatimi: 2 ton
Dimensionet e motorit: lartësia 3.5 m, diametri 1.6 m.
Relativisht i vogël dimensionet dhe pesha, temperatura e lartë e karburantit bërthamor (3100 K) me një sistem efikas ftohjeje me rrjedhje hidrogjeni tregon se RD0410 është një prototip pothuajse ideal për motorët e raketave bërthamore për raketat moderne të lundrimit. Dhe duke marrë parasysh teknologjive moderne marrja e karburantit bërthamor vetë-ndalues, rritja e burimit nga një orë në disa orë është një detyrë shumë reale.
Dizajni i motorëve të raketave bërthamore
Një motor rakete bërthamore (NRE) është një motor reaktiv në të cilin energjia e gjeneruar nga një reaksion i prishjes ose shkrirjes bërthamore ngroh lëngun e punës (më shpesh hidrogjeni ose amoniaku).Ekzistojnë tre lloje të NRE sipas llojit të karburantit për reaktorin:
- faza e ngurtë;
- Faza e lëngshme;
- faza e gazit.
Në motorët e raketave bërthamore me fazë gazi, karburanti (për shembull, uraniumi) dhe lëngu i punës janë në gjendje të gaztë (në formën e plazmës) dhe mbahen në zonën e punës nga një fushë elektromagnetike. E ngrohur në dhjetëra mijëra gradë, plazma e uraniumit transferon nxehtësinë në lëngun e punës (për shembull, hidrogjenin), i cili, nga ana tjetër, duke u ngrohur në temperatura të larta, formon një avion.
Sipas llojit të reaksionit bërthamor, dallohen një motor rakete radioizotop, një motor rakete termonukleare dhe një motor bërthamor i duhur (përdoret energjia e ndarjes bërthamore).
Një opsion interesant është gjithashtu një NRE pulsuese - propozohet të përdoret një ngarkesë bërthamore si burim energjie (karburant). Instalime të tilla mund të jenë të llojeve të brendshme dhe të jashtme.
Përparësitë kryesore të YRD janë:
- impuls i lartë specifik;
- rezervë e konsiderueshme e energjisë;
- kompaktësia e sistemit të shtytjes;
- mundësia e marrjes së shtytjes shumë të madhe - dhjetëra, qindra dhe mijëra tonë në vakum.
- flukset e rrezatimit depërtues (rrezatimi gama, neutronet) gjatë reaksioneve bërthamore;
- heqja e komponimeve shumë radioaktive të uraniumit dhe lidhjeve të tij;
- daljen e gazeve radioaktive me lëngun punues.
Centrali bërthamor
Duke marrë parasysh se çdo informacion i besueshëm në lidhje me termocentralet bërthamore nga botimet, duke përfshirë nga artikuj shkencorë, është e pamundur të merret, parimi i funksionimit të instalimeve të tilla konsiderohet më së miri në shembujt e materialeve të patentës së hapur, megjithëse ato përmbajnë njohuri.Kështu, për shembull, shkencëtari i shquar rus Anatoly Sazonovich Koroteev, autori i shpikjes nën një patentë, siguroi një zgjidhje teknike për përbërjen e pajisjeve për një termocentral modern bërthamor. Më tej jap fjalë për fjalë dhe pa komente një pjesë të dokumentit të specifikuar të patentës.
Thelbi i zgjidhjes teknike të propozuar ilustrohet nga diagrami i paraqitur në vizatim. Termocentrali bërthamor që funksionon në modalitetin shtytës-energji përmban një sistem shtytës elektrik (EPP) (për shembull, diagrami tregon dy motorë raketash elektrike 1 dhe 2 me sistemet përkatëse të furnizimit 3 dhe 4), një impiant reaktori 5, një turbinë 6, një kompresor 7, një gjenerator 8, një shkëmbyes nxehtësie-rikuperues 9, një tub vorbull Rank-Hilsch 10, një emetues frigorifer 11. Në këtë rast, turbina 6, kompresori 7 dhe gjeneratori 8 kombinohen në një njësi e vetme - një turbogjenerator-kompresor. Termocentrali bërthamor është i pajisur me tubacionet 12 të lëngut të punës dhe linjat elektrike 13 që lidhin gjeneratorin 8 dhe sistemin elektrik shtytës. Shkëmbyesi i nxehtësisë-rikuperues 9 ka të ashtuquajturat hyrje me temperaturë të lartë 14 dhe temperaturë të ulët 15 të lëngut të punës, si dhe dalje me temperaturë të lartë 16 dhe temperaturë të ulët 17 të lëngut të punës.Lidhjet:Dalja e impiantit të reaktorit 5 është e lidhur me hyrjen e turbinës 6, dalja e turbinës 6 është e lidhur me hyrjen me temperaturë të lartë 14 të shkëmbyesit të nxehtësisë-rikuperues 9. Dalja me temperaturë të ulët 15 e shkëmbyesit të nxehtësisë -Rakuperatori 9 është i lidhur me hyrjen në tubin e vorbullës Ranque-Hilsch 10. Tubi i vorbullës Ranque-Hilsch 10 ka dy dalje, njëra prej të cilave (përmes lëngut të punës "të nxehtë") lidhet me radiatorin ftohës 11, dhe tjetra (nëpërmjet lëngut të punës "të ftohtë") lidhet me hyrjen e kompresorit 7. Dalja e ftohësit-radiatorit 11 është gjithashtu e lidhur me hyrjen në kompresorin 7. Dalja 7 e kompresorit është e lidhur me atë me temperaturë të ulët hyrja 15 në shkëmbyesin e nxehtësisë-rikuperues 9. Dalja e temperaturës së lartë 16 e shkëmbyesit të nxehtësisë-rikuperues 9 është e lidhur me hyrjen në impiantin e reaktorit 5. Kështu, elementët kryesorë të termocentralit bërthamor janë të ndërlidhur nga një punë e vetme qark lëngu.
YaEDU funksionon si më poshtë. Lëngu i punës i ngrohur në impiantin e reaktorit 5 dërgohet në turbinën 6, e cila siguron funksionimin e kompresorit 7 dhe gjeneratorit 8 të turbogjenerator-kompresorit. Gjeneratori 8 gjeneron energji elektrike, i cili dërgohet nëpërmjet linjave elektrike 13 tek motorët e raketave elektrike 1 dhe 2 dhe sistemet e furnizimit të tyre 3 dhe 4, duke siguruar funksionimin e tyre. Pas daljes nga turbina 6, lëngu i punës dërgohet përmes hyrjes me temperaturë të lartë 14 në shkëmbyesin e nxehtësisë-rikuperues 9, ku lëngu i punës ftohet pjesërisht.
Më pas, nga dalja me temperaturë të ulët 17 të shkëmbyesit të nxehtësisë-rikuperues 9, lëngu i punës dërgohet në tubin e vorbullës Rank-Hilsch 10, brenda të cilit rrjedha e lëngut të punës ndahet në përbërës "të nxehtë" dhe "të ftohtë". Pjesa "e nxehtë" e lëngut të punës shkon më pas në ftohës-emiter 11, ku kjo pjesë e lëngut të punës ftohet në mënyrë efektive. Pjesa "e ftohtë" e lëngut të punës ndjek hyrjen në kompresor 7, dhe pas ftohjes, pjesa e lëngut të punës që del nga ftohësi-radiator 11 pason.
Kompresori 7 furnizon lëngun e punës të ftohur në shkëmbyesin-rikuperuesin e nxehtësisë 9 përmes hyrjes me temperaturë të ulët 15. Ky lëng pune i ftohur në shkëmbyesin-rikuperuesin e nxehtësisë 9 siguron ftohje të pjesshme të rrjedhës së hyrjes së lëngut të punës që hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë - rekuperatori 9 nga turbina 6 përmes hyrjes së temperaturës së lartë 14. Më tej, lëngu i punës i nxehtë pjesërisht (për shkak të shkëmbimit të nxehtësisë me rrjedhën e kundërt të lëngut të punës nga turbina 6) nga shkëmbyesi i nxehtësisë-rikuperues 9 përmes priza e temperaturës 16 përsëri hyn në impiantin e reaktorit 5, cikli përsëritet përsëri.
Kështu, një lëng i vetëm pune i vendosur në një lak të mbyllur siguron funksionimin e vazhdueshëm të termocentralit bërthamor, dhe përdorimi i një tubi vorbull Rank-Hilsch si pjesë e termocentralit bërthamor në përputhje me zgjidhjen teknike të propozuar përmirëson karakteristikat e peshës dhe madhësisë. i termocentralit bërthamor, rrit besueshmërinë e funksionimit të tij, thjeshton skemën e tij të projektimit dhe bën të mundur rritjen e efikasitetit të termocentralit bërthamor në tërësi.
Makinë ushtarake ruse në hapësirë
Shumë zhurmë në media dhe rrjete sociale bënë deklaratat e Vladimir Putinit se Rusia po teston një raketë lundrimi të gjeneratës së re, e cila pothuajse ka e pakufizuar rezerva e energjisë dhe, për shkak të kësaj, është praktikisht e paprekshme për të gjitha sistemet ekzistuese dhe të projektuara të mbrojtjes raketore.
“Në fund të vitit 2017, në terrenin qendror të stërvitjes Federata Ruse lëshoi me sukses raketën më të fundit ruse të lundrimit nga bërthamore energji instalimi. Gjatë fluturimit, termocentrali arriti fuqinë e caktuar, duke siguruar nivelin e duhur të shtytjes, "tha Putin gjatë fjalimit të tij tradicional në Asamblenë Federale.
Raketa u diskutua në kontekstin e zhvillimeve të tjera të avancuara ruse në fushën e armatimeve, së bashku me raketën e re balistike ndërkontinentale Sarmat, raketën hipersonike Kinzhal, etj. Prandaj, nuk është për t'u habitur që deklaratat e Putinit analizohen kryesisht në një venë politike. Megjithatë, në fakt, pyetja është shumë më e gjerë: duket se Rusia është në prag të zotërimit të teknologjisë reale të së ardhmes, e aftë për të sjellë ndryshime revolucionare në teknologjinë raketore dhe hapësinore dhe jo vetëm. Por gjërat e para së pari…
Teknologjitë e avionit: qorrsokak "kimik".
Këtu tashmë pothuajse njëqind vjet Kur flasim për një motor jet, më së shpeshti nënkuptojmë një motor jet kimik. Të dy avionët reaktivë dhe raketat hapësinore lëvizin nga energjia e marrë nga djegia e karburantit në bord.
AT në terma të përgjithshëm funksionon kështu: karburanti hyn në dhomën e djegies, ku përzihet me një oksidues (ajri atmosferik në një motor që thith ajër ose oksigjen nga rezervat në bord në një motor rakete). Përzierja më pas ndizet, duke rezultuar në një çlirim të shpejtë të një sasie të konsiderueshme energjie në formën e nxehtësisë, e cila transferohet në gazrat e djegies. Kur nxehet, gazi zgjerohet me shpejtësi dhe, si të thuash, shtrydh veten përmes grykës së motorit me një shpejtësi të konsiderueshme. Ngrihet një rrymë avioni dhe krijohet një shtytje jet, duke shtyrë avion në drejtim të kundërt me drejtimin e rrjedhës së avionit.
He 178 dhe Falcon Heavy - produktet dhe motorët janë të ndryshëm, por kjo nuk e ndryshon thelbin.
Motorët e avionëve dhe raketave në të gjithë diversitetin e tyre (nga avioni i parë reaktiv Heinkel 178 deri te Falcon Heavy i Elon Musk) përdorin pikërisht këtë parim - vetëm qasjet ndaj zbatimit të tij po ndryshojnë. Dhe të gjithë projektuesit e teknologjisë së raketave janë të detyruar të përballojnë pengesën themelore të këtij parimi në një mënyrë ose në një tjetër: nevojën për të mbajtur një sasi të konsiderueshme të karburantit të konsumuar me shpejtësi në bordin e avionit. Si Punë e mrekullueshme motori duhet të funksionojë, aq më shumë karburant duhet të ketë në bord dhe aq më pak ngarkesë mund të marrë avioni me vete gjatë fluturimit.
Për shembull, pesha maksimale e ngritjes së një aeroplani Boeing 747-200 është rreth 380 ton. Nga këto, 170 tonë bien mbi vetë avionin, rreth 70 ton mbi ngarkesën (pesha e ngarkesës dhe pasagjerëve) dhe 140 ton, ose rreth 35%, peshon karburantin, e cila digjet në fluturim me një shpejtësi prej rreth 15 tonë në orë. Domethënë, për çdo ton ngarkesë ka 2.5 ton karburant. Dhe raketa Proton-M për të lëshuar 22 ton ngarkesë në një orbitë të ulët referimi konsumon rreth 630 ton karburant, domethënë pothuajse 30 ton karburant për ton ngarkesë. Siç mund ta shihni, koeficienti veprim i dobishëm» më shumë se modeste.
Nëse flasim për fluturime vërtet me rreze të gjatë, për shembull, në planetë të tjerë në sistemin diellor, atëherë raporti i ngarkesës së karburantit bëhet thjesht vdekjeprurës. Për shembull, raketa amerikane Saturn-5 mund të dërgonte 45 tonë ngarkesë në Hënë, ndërsa digjte mbi 2000 tonë karburant. Dhe Falcon Heavy i Elon Musk, me një masë lëshimi prej një mijë e gjysmë ton, është i aftë të lëshojë vetëm 15 tonë ngarkesë në orbitën e Marsit, domethënë 0.1% të masës fillestare.
Kjo është arsyeja pse me njerëz fluturimi në hënë ende mbetet një detyrë në kufirin e aftësive teknologjike të njerëzimit dhe fluturimi drejt Marsit shkon përtej këtyre kufijve. Akoma më keq, nuk është më e mundur të zgjerohen ndjeshëm këto aftësi duke vazhduar të përmirësohen më tej raketat kimike. Në zhvillimin e tyre, njerëzimi "pushoi" përballë një tavani të përcaktuar nga ligjet e natyrës. Për të shkuar më tej, nevojitet një qasje thelbësisht e ndryshme.
Shtytje "atomike".
Djegia e lëndës djegëse kimike ka pushuar prej kohësh të jetë më efikasja nga metodat e njohura të gjenerimit të energjisë.
Nga 1 kilogram qymyr i fortë ju mund të merrni rreth 7 kilovat-orë energji, ndërsa 1 kilogram uranium përmban rreth 620 mijë kilovat-orë.
Dhe nëse krijoni një motor që do të marrë energji nga bërthamore, dhe jo nga proceset kimike, atëherë një motor i tillë do të duhet dhjetëra mijëra(!) herë më pak karburant për të bërë të njëjtën punë. Disavantazhi kryesor i motorëve reaktiv mund të eliminohet kështu. Megjithatë, nga ideja në zbatim ka një rrugë të gjatë për të zgjidhur shumë probleme komplekse. Së pari, ishte e nevojshme të krijohej një reaktor bërthamor mjaft i lehtë dhe kompakt, në mënyrë që të mund të instalohej në një avion. Së dyti, ishte e nevojshme të kuptohej se si të përdorej saktësisht energjia e prishjes së bërthamës atomike për të ngrohur gazin në motor dhe për të krijuar një rrymë avion.
Opsioni më i dukshëm ishte thjesht kalimi i gazit përmes bërthamës së nxehtë të reaktorit. Megjithatë, duke ndërvepruar drejtpërdrejt me asambletë e karburantit, ky gaz do të bëhej shumë radioaktive. Duke e lënë motorin në formën e një rryme avionësh, ai do të infektonte fuqishëm gjithçka përreth, kështu që përdorimi i një motori të tillë në atmosferë do të ishte i papranueshëm. Kjo do të thotë se nxehtësia nga bërthama duhet të transferohet në ndonjë mënyrë tjetër, por si saktësisht? Dhe ku mund të gjej materiale që mund t'i ruajnë ato vetitë strukturore në temperatura kaq të larta?
Është edhe më e lehtë të imagjinohet përdorimi i termocentraleve bërthamore në "automjetet pa pilot në det të thellë", të përmendura edhe nga Putin në të njëjtin mesazh. Në fakt, do të jetë diçka si një super silur, i cili do të thithë ujin e detit, do ta kthejë atë në avull të ndezur, i cili do të formojë një rrymë avion. Një silur i tillë do të jetë në gjendje të kapërcejë mijëra kilometra nën ujë, duke lëvizur në çdo thellësi dhe duke qenë në gjendje të godasë çdo objektiv në det ose në bregdet. Në të njëjtën kohë, do të jetë pothuajse e pamundur ta kapni atë në rrugën drejt objektivit.
Për momentin, duket se Rusia nuk ka ende mostra të pajisjeve të tilla gati për vendosje. Sa i përket raketës lundruese me energji bërthamore për të cilën foli Putin, këtu me sa duket po flasim për lëshimin provë të një "modeli në masë" të një rakete të tillë me një ngrohës elektrik në vend të një bërthamor. Kjo është pikërisht ajo që mund të nënkuptojnë fjalët e Putinit për "arritjen e fuqisë së caktuar" dhe "nivelin e duhur të shtytjes" - kontrollimi nëse motori i një pajisjeje të tillë mund të funksionojë me "parametra të tillë hyrës". Sigurisht, ndryshe nga një mostër me fuqi atomike, një produkt "bedel" nuk është i aftë të fluturojë në një distancë të konsiderueshme arbitrare, por kjo nuk kërkohet prej tij. Në një mostër të tillë, ju mund të punoni jashtë zgjidhjet teknologjike e lidhur me një pjesë thjesht "motorike" - ndërsa reaktori është duke u finalizuar dhe testuar në stendë. Shumë pak kohë mund ta ndajë këtë fazë nga dorëzimi i produktit të përfunduar - një vit ose dy.
Epo, nëse një motor i tillë mund të përdoret në raketa lundrimi, atëherë çfarë do ta pengojë atë të përdoret në aviacion? Imagjinoni aeroplan me energji bërthamore të aftë për të udhëtuar dhjetëra mijëra kilometra pa u ulur dhe pa karburant, pa gllabëruar qindra tonë karburant të shtrenjtë të aviacionit! Në përgjithësi, ne po flasim për një zbulim i aftë për të bërë një revolucion të vërtetë në sektorin e transportit në të ardhmen ...
Marsi përpara?
Megjithatë, shumë më emocionues duket se është ende qëllimi kryesor i termocentralit bërthamor - të bëhet zemra bërthamore e një gjenerate të re anijesh kozmike që do të bëjnë të mundur komunikimin e besueshëm të transportit me planetët e tjerë të sistemit diellor. Sigurisht, në hapësirën e jashtme pa ajër, nuk mund të përdorni motorë turbojet që përdorin ajrin e jashtëm. Substanca për të krijuar një rrjedhë avionësh këtu, çfarëdo që mund të thuhet, do të duhet të merret me vete. Detyra është ta përdorim atë gjatë punës shumë më ekonomikisht, dhe për këtë shpejtësia e daljes së substancës nga hunda e motorit duhet të jetë sa më e lartë që të jetë e mundur. Në motorët e raketave kimike, kjo shpejtësi është deri në 5 mijë metra në sekondë (zakonisht 2-3 mijë), dhe nuk është e mundur të rritet ndjeshëm.
Shpejtësi shumë më të larta mund të arrihen duke përdorur një parim të ndryshëm për krijimin e një avioni - nxitimi i grimcave të ngarkuara (joneve) nga një fushë elektrike. Shpejtësia e avionit në një motor jonik mund të arrijë 70,000 metra në sekondë, domethënë, për të marrë të njëjtën sasi lëvizjeje, do t'ju duhet të shpenzoni 20-30 herë më pak substancë. Vërtetë, një motor i tillë do të konsumojë mjaft energji elektrike. Dhe për prodhimin e kësaj energjie, do të jetë e nevojshme reaktor bërthamor.
Modeli i një centrali reaktori për një termocentral bërthamor të klasit megavat
Motorët elektrikë të raketave (joneve dhe plazmës) tashmë ekzistojnë, për shembull, në vitin 1971 BRSS lëshoi në orbitë anijen Meteor me një motor të palëvizshëm plazma SPD-60 të zhvilluar nga OKB Fakel. Sot, motorë të ngjashëm përdoren në mënyrë aktive për të korrigjuar orbitën e satelitëve artificialë të Tokës, por fuqia e tyre nuk i kalon 3-4 kilovat (5 kuaj fuqi e gjysmë).
Megjithatë, në vitin 2015 Qendra Kërkimore. Keldysh njoftoi krijimin e një motori jon prototip me një fuqi të rendit 35 kilovat(48 kf). Nuk tingëllon shumë mbresëlënëse, por disa nga këta motorë janë të mjaftueshëm për të fuqizuar një anije kozmike që lëviz në zbrazëti dhe larg fushave të forta gravitacionale. Përshpejtimi që motorë të tillë do t'i japin anijes kozmike do të jetë i vogël, por ata do të mund ta ruajnë atë. për një kohë të gjatë(Ndërthyesit ekzistues të joneve kanë një kohë funksionimi të vazhdueshëm deri në tre vjet).
Në anijet moderne kozmike, motorët e raketave funksionojnë vetëm për një kohë të shkurtër, ndërsa anija fluturon me inerci për pjesën kryesore të fluturimit. Motori jonik, i cili merr energji nga një reaktor bërthamor, do të funksionojë gjatë gjithë kohës së fluturimit - në gjysmën e parë të tij, duke përshpejtuar anijen, në të dytën - duke e ngadalësuar atë. Llogaritjet tregojnë se një anije e tillë kozmike mund të arrijë në orbitën e Marsit në 30-40 ditë, dhe jo në një vit, si një anije me motorë kimikë, dhe gjithashtu të mbajë me vete një mjet zbritës që mund të dërgojë një person në sipërfaqen e Kuqe. Planet, dhe pastaj nxirreni nga atje.
Rusia ka testuar sistemin e ftohjes për një termocentral bërthamor (NPP) - një nga elementët kryesorë të anijes kozmike të së ardhmes, e cila do të jetë në gjendje të kryejë fluturime ndërplanetare. Pse nevojitet një motor bërthamor në hapësirë, si funksionon dhe pse Roscosmos e konsideron këtë zhvillim si atutën kryesore ruse të hapësirës, thotë Izvestia.
Historia e atomit
Nëse vendosni dorën në zemër, atëherë që nga koha e Korolev, mjetet e lëshimit të përdorura për fluturimet në hapësirë nuk kanë pësuar ndryshime thelbësore. Parimi i përgjithshëm i funksionimit - kimik, i bazuar në djegien e karburantit me një oksidues, mbetet i njëjtë. Motorët, sistemi i kontrollit, llojet e karburantit po ndryshojnë. Baza e udhëtimit në hapësirë mbetet e njëjtë - shtytja e avionëve shtyn një raketë ose anije kozmike përpara.
Shpesh dëgjohet se nevojitet një përparim i madh, një zhvillim që mund të zëvendësojë motorin reaktiv në mënyrë që të rrisë efikasitetin dhe t'i bëjë fluturimet në Hënë dhe Mars më realiste. Fakti është se aktualisht, pothuajse pjesa më e madhe e masës së anijeve kozmike ndërplanetare është karburant dhe oksidues. Po sikur të braktisim fare motorin kimik dhe të fillojmë të përdorim energjinë e motorit bërthamor?
Ideja e krijimit të një sistemi shtytës bërthamor nuk është e re. Në BRSS, një dekret i detajuar i qeverisë për problemin e krijimit të një motori rakete bërthamore u nënshkrua në vitin 1958. Edhe atëherë, u kryen studime që treguan se, duke përdorur një motor rakete bërthamore me fuqi të mjaftueshme, mund të shkoni në Pluton (i cili ende nuk e ka humbur statusin e tij planetar) dhe të ktheheni në gjashtë muaj (dy atje dhe katër prapa), duke shpenzuar 75 ton karburant gjatë udhëtimit.
Ata ishin të angazhuar në zhvillimin e një motori rakete bërthamore në BRSS, por shkencëtarët filluan t'i afrohen prototipit të vërtetë vetëm tani. Nuk bëhet fjalë për para, tema doli të jetë aq e ndërlikuar sa asnjë nga vendet nuk ka arritur të krijojë një prototip pune deri më tani dhe në shumicën e rasteve gjithçka përfundonte me plane dhe vizatime. Në Shtetet e Bashkuara, sistemi i shtytjes u testua për një fluturim në Mars në janar 1965. Por projekti NERVA për të pushtuar Marsin me një motor bërthamor nuk shkoi përtej testeve KIWI dhe ishte shumë më i thjeshtë se zhvillimi aktual rus. Kina ka përfshirë në planet e saj të zhvillimit hapësinor krijimin e një motori bërthamor më afër vitit 2045, që është gjithashtu shumë, shumë jo shpejt.
Në Rusi, një raund i ri i punës për projektin e një sistemi shtytës elektrik bërthamor (NPP) të një klase megavat për sistemet e transportit hapësinor filloi në 2010. Projekti po krijohet bashkërisht nga Roscosmos dhe Rosatom dhe mund të quhet një nga projektet hapësinore më serioze dhe ambicioze të kohëve të fundit. Kontraktori kryesor për termocentralet bërthamore është Qendra Kërkimore. M.V. Keldysh.
lëvizje bërthamore
Gjatë gjithë periudhës së zhvillimit, lajmet për gatishmërinë e njërës ose tjetrës pjesë të motorit të ardhshëm bërthamor po rrjedhin në shtyp. Në të njëjtën kohë, në përgjithësi, përveç specialistëve, pak njerëz imagjinojnë se si dhe për shkak të asaj që do të funksionojë. Në fakt, thelbi i një motori bërthamor hapësinor është pothuajse i njëjtë si në Tokë. Energjia e reaksionit bërthamor përdoret për ngrohjen dhe funksionimin e turbogjeneratorit-kompresor. Për ta thënë thjesht, një reaksion bërthamor përdoret për të gjeneruar energji elektrike, pothuajse saktësisht i njëjtë si në një reaksion konvencional. Centrali bërthamor. Dhe me ndihmën e energjisë elektrike funksionojnë motorët elektrikë të raketave. Në këtë instalim, këta janë shtytës jonesh me fuqi të lartë.
Në motorët me jon, shtytja krijohet duke krijuar shtytje jet bazuar në gazin jonizues të përshpejtuar në shpejtësi të lartë në një fushë elektrike. Motorët jonikë janë ende atje, ata po testohen në hapësirë. Deri më tani, ata kanë vetëm një problem - pothuajse të gjithë kanë shumë pak shtytje, megjithëse konsumojnë shumë pak karburant. Për udhëtimet në hapësirë, motorë të tillë janë një opsion i shkëlqyeshëm, veçanërisht nëse zgjidhni problemin e marrjes së energjisë elektrike në hapësirë, gjë që do ta bëjë një instalim bërthamor. Për më tepër, motorët jonikë mund të punojnë për një kohë të gjatë, periudha maksimale e funksionimit të vazhdueshëm të mostrave më moderne të motorëve jonikë është më shumë se tre vjet.
Nëse shikoni diagramin, mund të shihni se energjia bërthamore fillon e saj punë e dobishme aspak menjëherë. Së pari, shkëmbyesi i nxehtësisë nxehet, pastaj prodhohet energji elektrike, tashmë përdoret për të krijuar shtytje për motorin jonik. Mjerisht, njerëzimi nuk ka mësuar ende të përdorë instalimet bërthamore për lëvizje në një mënyrë më të thjeshtë dhe më efikase.
Në BRSS, satelitët me një instalim bërthamor u lëshuan si pjesë e kompleksit të përcaktimit të objektivit Legend për aviacionin transportues të raketave detare, por këta ishin reaktorë shumë të vegjël dhe puna e tyre ishte e mjaftueshme vetëm për të gjeneruar energji elektrike për pajisjet e varura në satelit. Anija kozmike sovjetike kishte një kapacitet instalimi prej tre kilovatësh, por tani specialistët rusë po punojnë për krijimin e një instalimi me një kapacitet prej më shumë se një megavat.
Çështjet Kozmike
Natyrisht, një instalim bërthamor në hapësirë ka shumë më tepër probleme sesa në Tokë, dhe më i rëndësishmi prej tyre është ftohja. Në kushte normale, për këtë përdoret uji, i cili thith nxehtësinë e motorit me shumë efikasitet. Në hapësirë, kjo nuk mund të bëhet, dhe motorët bërthamorë kërkojnë sistem efikas ftohja - dhe nxehtësia prej tyre duhet të hiqet në hapësirën e jashtme, domethënë kjo mund të bëhet vetëm në formën e rrezatimit. Zakonisht, për këtë qëllim, radiatorët e paneleve përdoren në anije kozmike - të bëra prej metali, me një ftohës që qarkullon nëpër to. Mjerisht, radiatorë të tillë, si rregull, kanë një peshë dhe dimensione të mëdha, përveç kësaj, ato nuk mbrohen në asnjë mënyrë nga meteorët.
Në gusht 2015, në shfaqjen ajrore MAKS, u shfaq një model i ftohjes me rënie të sistemeve shtytëse të energjisë bërthamore. Në të, lëngu, i shpërndarë në formën e pikave, fluturon në hapësirë të hapur, ftohet dhe më pas grumbullohet përsëri në instalim. Vetëm imagjinoni një anije kozmike të madhe, në qendër të së cilës është një instalim gjigant dush, nga i cili shpërthejnë miliarda pika mikroskopike uji, fluturojnë në hapësirë dhe më pas thithen në grykën e madhe të një fshesë me korrent hapësinor.
Kohët e fundit, u bë e ditur se sistemi i ftohjes së pikave të një sistemi shtytës bërthamor u testua në kushte tokësore. Në të njëjtën kohë, sistemi i ftohjes është faza më e rëndësishme në krijimin e instalimit.
Tani bëhet fjalë për të testuar performancën e tij në kushte pa peshë, dhe vetëm pas kësaj do të jetë e mundur të përpiqeni të krijoni një sistem ftohjeje në dimensionet e kërkuara për instalimin. Çdo test i tillë i suksesshëm sjell pak më afër Specialistët rusë për krijimin e një objekti bërthamor. Shkencëtarët janë me nxitim, sepse besohet se lëshimi i një motori bërthamor në hapësirë mund të ndihmojë Rusinë të rifitojë pozicionin e saj udhëheqës në hapësirë.
epoka e hapësirës bërthamore
Supozoni se do të ketë sukses dhe pas disa vitesh një motor bërthamor do të fillojë të punojë në hapësirë. Si do të ndihmojë, si mund të përdoret? Për të filluar, vlen të sqarohet se në formën në të cilën ekziston sot një sistem shtytës bërthamor, ai mund të funksionojë vetëm në hapësirën e jashtme. Nuk mund të ngrihet nga Toka dhe të zbresë në këtë formë në asnjë mënyrë, deri më tani është e pamundur të bëhet pa raketa tradicionale kimike.
Pse në hapësirë? Epo, njerëzimi fluturon shpejt drejt Marsit dhe Hënës, dhe kjo është ajo? Jo sigurisht në atë mënyrë. Aktualisht, të gjitha projektet e fabrikave dhe fabrikave orbitale që operojnë në orbitën e Tokës janë ngecur për shkak të mungesës së lëndëve të para për punë. Nuk ka kuptim të ndërtohet diçka në hapësirë derisa të gjendet një mënyrë për të hedhur në orbitë një sasi të madhe të lëndëve të para të nevojshme, si minerali i metalit.
Por pse t'i ngrini ato nga Toka, nëse, përkundrazi, mund t'i sillni nga hapësira. Në të njëjtin brez asteroid në sistemin diellor, ka thjesht rezerva të mëdha të metaleve të ndryshme, përfshirë ato të çmuara. Dhe në këtë rast, krijimi i një tërheqjeje bërthamore do të bëhet thjesht një shpëtim.
Sillni në orbitë një asteroid të madh platini ose me ar dhe filloni ta gdhendni pikërisht në hapësirë. Sipas ekspertëve, një prodhim i tillë, duke marrë parasysh vëllimin, mund të rezultojë të jetë një nga më fitimprurës.
A ka një përdorim më pak fantastik për një tërheqje bërthamore? Për shembull, mund të përdoret për të dërguar satelitët në orbitat e dëshiruara ose për të sjellë anijen kozmike në pikën e dëshiruar në hapësirë, për shembull, në orbitën hënore. Aktualisht, fazat e sipërme përdoren për këtë, për shembull, Fregat Ruse. Ato janë të shtrenjta, komplekse dhe të disponueshme. Një tërheqje bërthamore do të jetë në gjendje t'i marrë ato në orbitën e ulët të Tokës dhe t'i dorëzojë ato kudo që të jetë e nevojshme.
E njëjta gjë vlen edhe për udhëtimet ndërplanetare. pa mënyrë të shpejtë për të dërguar ngarkesë dhe njerëz në orbitën e Marsit, thjesht nuk ka asnjë shans për të filluar kolonizimin. Makinat e lëshuara të gjeneratës aktuale do ta bëjnë këtë shumë shtrenjtë dhe për një kohë të gjatë. Deri më tani, kohëzgjatja e fluturimit mbetet një nga problemet më serioze gjatë fluturimit në planetë të tjerë. Të mbijetosh muaj të tërë fluturimi për në Mars dhe mbrapa në një kapsulë të mbyllur të anijes nuk është një detyrë e lehtë. Një tërheqje bërthamore mund të ndihmojë edhe këtu, duke reduktuar ndjeshëm këtë kohë.
E nevojshme dhe e mjaftueshme
Aktualisht, e gjithë kjo duket si fantashkencë, por sipas shkencëtarëve, vetëm disa vite kanë mbetur para testimit të prototipit. Gjëja kryesore që kërkohet është jo vetëm përfundimi i zhvillimit, por edhe ruajtja e nivelit të nevojshëm të astronautikës në vend. Edhe me një rënie të fondeve, raketat duhet të vazhdojnë të ngrihen, anije kozmike duhet të ndërtohen dhe specialistët më të vlefshëm duhet të punojnë.
Përndryshe, një motor bërthamor pa infrastrukturën e duhur nuk do të ndihmojë kauzën, sepse efikasitet maksimal do të jetë shumë e rëndësishme jo vetëm për të shitur zhvillimin, por për ta përdorur atë në mënyrë të pavarur, duke treguar të gjitha aftësitë e mjetit të ri hapësinor.
Ndërkohë, të gjithë banorët e vendit që nuk janë të lidhur me punën mund të shikojnë vetëm qiellin dhe të shpresojnë se kozmonautika ruse do të ketë sukses. Dhe një tërheqje bërthamore, dhe ruajtja e aftësive aktuale. Nuk dua të besoj në rezultate të tjera.
Tashmë në fund të kësaj dekade, një anije kozmike me energji bërthamore për udhëtime ndërplanetare mund të krijohet në Rusi. Dhe kjo do të ndryshojë në mënyrë dramatike situatën si në hapësirën afër Tokës ashtu edhe në vetë Tokën.
Termocentrali bërthamor (NPP) do të jetë gati për fluturim që në vitin 2018. Kështu ka bërë të ditur drejtori i Qendrës Keldysh, akademik Anatoli Koroteev. "Ne duhet të përgatisim mostrën e parë (të një termocentrali bërthamor të klasit megavat. - Përafërsisht "Ekspert Online") për testet e projektimit të fluturimit në 2018. Nëse ajo do të fluturojë apo jo është një çështje tjetër, mund të ketë një radhë, por ajo duhet të jetë gati për të fluturuar, "thotë RIA Novosti. Kjo do të thotë se një nga projektet më ambicioze sovjeto-ruse në fushën e eksplorimit të hapësirës po hyn në fazën e zbatimit të menjëhershëm praktik.
Thelbi i këtij projekti, rrënjët e të cilit dalin në mesin e shekullit të kaluar, është ky. Tani fluturimet drejt hapësirës afër Tokës kryhen me raketa që lëvizin për shkak të djegies së karburantit të lëngshëm ose të ngurtë në motorët e tyre. Në fakt, ky është i njëjti motor si në makinë. Vetëm në një makinë, benzina, duke djegur, shtyn pistonët në cilindra, duke e transferuar energjinë e saj në rrota përmes tyre. Dhe në një motor rakete, djegia e vajgurit ose heptilit e shtyn drejtpërdrejt raketën përpara.
Gjatë gjysmëshekullit të kaluar, kjo teknologji raketore është përpunuar në të gjithë botën deri në detajet më të vogla. Por vetë shkencëtarët e raketave e pranojnë këtë. Përmirësimi - po, është i nevojshëm. Përpjekja për të rritur kapacitetin mbajtës të raketave nga 23 tonë aktuale në 100 dhe madje 150 tonë bazuar në motorët me djegie "të përmirësuara" - po, duhet të provoni. Por kjo është një rrugë pa krye përsa i përket evolucionit. " Pavarësisht se sa shumë punojnë specialistët e motorëve të raketave në të gjithë botën, efekti maksimal që marrim do të llogaritet në fraksione të përqindjes. Përafërsisht, gjithçka është shtrydhur nga motorët ekzistues të raketave, qoftë ai i lëngshëm apo i ngurtë, dhe përpjekjet për të rritur shtytje, impuls specifik janë thjesht të pashpresë. Nga ana tjetër, termocentralet bërthamore japin një rritje disafish. Në shembullin e një fluturimi në Mars - tani ju duhet të fluturoni një e gjysmë deri në dy vjet atje dhe mbrapa, por do të jetë e mundur të fluturoni në dy deri në katër muaj ", - vlerësoi dikur situatën ish-kreu i Agjencisë Federale të Hapësirës së Rusisë Anatoli Perminov.
Prandaj, në vitin 2010, Presidenti i atëhershëm i Rusisë, dhe tani Kryeministër Dmitri Medvedev u dha një urdhër deri në fund të kësaj dekade për të krijuar në vendin tonë një modul transporti hapësinor dhe energjitik të bazuar në një termocentral bërthamor të klasit megavat. Është planifikuar të ndahen 17 miliardë rubla nga buxheti federal, Roskosmos dhe Rosatom për zhvillimin e këtij projekti deri në vitin 2018. 7.2 miliardë nga kjo shumë iu ndanë Korporatës Shtetërore të Energjisë Atomike Rosatom për krijimin e një impianti reaktori (kjo po bëhet nga Instituti i Kërkimit dhe Projektimit të Inxhinierisë së Energjisë Dollezhal), 4 miliardë - Qendrës Keldysh për krijimin e një Centrali bërthamor. 5.8 miliardë rubla i janë ndarë RSC Energia për krijimin e një moduli transporti dhe energjie, domethënë, me fjalë të tjera, një anije rakete.
Natyrisht, e gjithë kjo punë nuk bëhet në vakum. Nga viti 1970 deri në 1988, vetëm BRSS lëshoi më shumë se tre duzina satelitë spiun në hapësirë, të pajisur me termocentrale bërthamore me fuqi të ulët të llojeve Buk dhe Topaz. Ato u përdorën për të krijuar një sistem mbikëqyrjeje të të gjitha motit për objektivat sipërfaqësore në të gjithë ujërat e Oqeanit Botëror dhe për të lëshuar përcaktimin e objektivit me transmetim tek transportuesit e armëve ose postet komanduese- sistemi i zbulimit të hapësirës detare dhe përcaktimi i objektivit "Legjenda" (1978).
NASA dhe kompanitë amerikane, duke prodhuar anije kozmike dhe mjetet e tyre të shpërndarjes, nuk kanë mundur gjatë kësaj kohe, megjithëse u përpoqën tre herë, të krijonin një reaktor bërthamor që do të funksiononte në mënyrë të qëndrueshme në hapësirë. Prandaj, në 1988, një ndalim i përdorimit të anijeve kozmike me sisteme shtytëse të energjisë bërthamore u krye përmes OKB-së, dhe prodhimi i satelitëve të tipit US-A me termocentrale bërthamore në bord u ndërpre në Bashkimin Sovjetik.
Paralelisht, në vitet 60-70 të shekullit të kaluar, Qendra Keldysh kreu punë aktive për krijimin e një motori jonik (motori elektroplazma), i cili është më i përshtatshmi për krijimin e një sistemi shtytës me fuqi të lartë që vepron në karburant bërthamor. Reaktori gjeneron nxehtësi, e cila shndërrohet në energji elektrike nga gjeneratori. Me ndihmën e energjisë elektrike, gazi inert ksenon në një motor të tillë fillimisht jonizohet, dhe më pas grimcat e ngarkuara pozitivisht (jonet e ksenonit pozitiv) përshpejtohen në një fushë elektrostatike në një shpejtësi të paracaktuar dhe krijojnë shtytje, duke e lënë motorin. Ky është parimi i funksionimit të motorit jonik, prototipi i të cilit tashmë është krijuar në Qendrën Keldysh.
« Në vitet 1990, ne në Qendrën Keldysh rifilluam punën për motorët jonikë. Tani duhet të krijohet një bashkëpunim i ri për një projekt kaq të fuqishëm. Ekziston tashmë një prototip i një motori jonik, mbi të cilin është e mundur të përpunohen zgjidhjet kryesore teknologjike dhe të projektimit. Dhe ende duhet të krijohen produkte të rregullta. Ne kemi një afat - deri në vitin 2018 produkti duhet të jetë gati për testet e fluturimit, dhe deri në vitin 2015 duhet të përfundojë zhvillimi kryesor i motorit. Tjetra - testet e jetës dhe testet e të gjithë njësisë në tërësi”, - vuri në dukje vitin e kaluar kreu i departamentit të elektrofizikës së Qendrës Kërkimore me emrin M.V. Keldysha, Profesor, Fakulteti i Aerofizikës dhe Kërkimeve Hapësinore, Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë Oleg Gorshkov.
Cili është përfitimi praktik i Rusisë nga këto zhvillime? Ky përfitim tejkalon shumë 17 miliardë rubla që shteti synon të shpenzojë deri në vitin 2018 për krijimin e një mjeti lëshues me një bërthamor. termocentrali në bord me një kapacitet prej 1 MW. Së pari, është një zgjerim i mprehtë i mundësive të vendit tonë dhe njerëzimit në përgjithësi. Një anije kozmike me një motor bërthamor u jep mundësi reale njerëzve që të angazhohen në planetë të tjerë. Tani shumë vende kanë anije të tilla. Ata rifilluan në Shtetet e Bashkuara në 2003, pasi amerikanët morën dy mostra të satelitëve rusë me termocentrale bërthamore.
Sidoqoftë, pavarësisht kësaj, një anëtar i komisionit special të NASA-s për fluturimet me pilot Edward Crowley, për shembull, ai beson se një anije për një fluturim ndërkombëtar në Mars duhet të ketë motorë bërthamorë rusë. " në kërkesë Përvoja ruse në zhvillimin e motorëve bërthamorë. Unë mendoj se Rusia ka një shumë përvojë e madhe si në zhvillimin e motorëve të raketave ashtu edhe në teknologjinë bërthamore. Ajo gjithashtu ka përvojë të gjerë në përshtatjen njerëzore ndaj kushteve hapësinore, pasi kozmonautët rusë bënë fluturime shumë të gjata. ", u tha Crowley gazetarëve pranverën e kaluar pas një leksioni në Universitetin Shtetëror të Moskës mbi planet amerikane për eksplorimin e hapësirës me njerëz.
Së dyti, anije të tilla bëjnë të mundur intensifikimin e mprehtë të aktivitetit në hapësirën afër Tokës dhe ofrojnë një mundësi reale për të filluar kolonizimin e Hënës (ka tashmë projekte ndërtimi në satelitin e Tokës centralet bërthamore). « Përdorimi i sistemeve të shtytjes bërthamore konsiderohet për sisteme të mëdha me njerëz dhe jo për anije të vogla kozmike që mund të fluturojnë në lloje të tjera instalimesh duke përdorur shtytje jonike ose energji diellore të erës. Është e mundur të përdoren termocentrale bërthamore me motorë jonikë në një tërheqje të ripërdorshme ndërorbitale. Për shembull, për të transportuar ngarkesa midis orbitave të ulëta dhe të larta, për të fluturuar drejt asteroideve. Mund të krijoni një tërheqje hënore të ripërdorshme ose të dërgoni një ekspeditë në Mars", - thotë profesor Oleg Gorshkov. Anije të tilla po ndryshojnë në mënyrë dramatike ekonominë e eksplorimit të hapësirës. Sipas llogaritjeve të specialistëve të RSC Energia, një mjet lëshimi me energji bërthamore zvogëlon koston e lëshimit të ngarkesës në një orbitë rrethore hënore me më shumë se dy herë në krahasim me motorët e raketave me motor të lëngshëm.
Së treti, këto janë materiale dhe teknologji të reja që do të krijohen gjatë zbatimit të këtij projekti dhe më pas do të futen në industri të tjera - metalurgji, inxhinieri mekanike, etj. Kjo do të thotë, ky është një nga projektet e tilla përparimtare që me të vërtetë mund të shtyjë përpara si ekonominë ruse ashtu edhe atë botërore.
