Rossiya sayyoralararo parvozlarni amalga oshirishga qodir bo‘lgan kelajak kosmik kemasining asosiy elementlaridan biri bo‘lgan atom elektr stansiyasi (AES) uchun sovutish tizimini sinovdan o‘tkazdi. Kosmosda yadro dvigateli nima uchun kerak, u qanday ishlaydi va nima uchun Roskosmos bu ishlanmani Rossiyaning asosiy kosmik kozi deb biladi, deb yozadi “Izvestiya”.
Atom tarixi
Agar siz qo'lingizni yuragingizga qo'ysangiz, Korolev davridan beri kosmosga parvozlar uchun ishlatiladigan raketalar tubdan o'zgarishlarga uchramagan. Operatsionning umumiy printsipi - kimyoviy, yoqilg'ining oksidlovchi bilan yonishiga asoslangan, bir xil bo'lib qoladi. Dvigatellar, boshqaruv tizimi, yoqilg'i turlari o'zgarib bormoqda. Kosmik sayohatning asosi bir xil bo'lib qoladi - reaktiv harakat raketa yoki kosmik kemani oldinga suradi.
Samaradorlikni oshirish va Oy va Marsga parvozlarni yanada realroq qilish uchun reaktiv dvigatelni almashtira oladigan katta yutuq, ishlanma zarurligi ko'pincha eshitiladi. Gap shundaki, hozirgi vaqtda sayyoralararo kosmik kemalar massasining deyarli katta qismi yoqilg'i va oksidlovchi hisoblanadi. Ammo kimyoviy dvigateldan butunlay voz kechib, yadro dvigatelining energiyasidan foydalanishni boshlasak nima bo'ladi?
Yadro harakatlantiruvchi tizimini yaratish g'oyasi yangi emas. SSSRda yadroviy raketa dvigatelini yaratish muammosi bo'yicha batafsil hukumat qarori 1958 yilda imzolangan. Shunga qaramay, tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, etarli quvvatga ega bo'lgan yadroviy raketa dvigatelidan foydalanib, siz Plutonga (u hali ham sayyoraviy maqomini yo'qotmagan) va olti oy ichida (ikkitasi u erda va to'rttasi orqada) 75 yil sarflab, qaytib kelishingiz mumkin. tonna yonilg'i safarda.
Ular SSSRda yadroviy raketa dvigatelini yaratish bilan shug'ullanishgan, ammo olimlar haqiqiy prototipga endigina yaqinlasha boshladilar. Gap pulda emas, mavzu shu qadar murakkab bo‘lib chiqdiki, hozircha hech qaysi davlat ishchi prototipini yarata olmagan, aksariyat hollarda hammasi rejalar va chizmalar bilan yakunlangan. Qo'shma Shtatlarda harakatlantiruvchi tizim 1965 yil yanvar oyida Marsga parvoz qilish uchun sinovdan o'tkazildi. Ammo Marsni yadroviy dvigatelda zabt etish bo'yicha NERVA loyihasi KIWI sinovlaridan tashqariga chiqmadi va bu Rossiyaning hozirgi rivojlanishidan ancha sodda edi. Xitoy o'zining kosmik rivojlanish rejalariga 2045 yilgacha yaqinroq bo'lgan yadroviy dvigatelni yaratishni kiritdi, bu ham juda tez orada emas.
Rossiyada 2010 yilda kosmik transport tizimlari uchun megavatt toifadagi yadroviy elektr harakatlantiruvchi tizim (AES) loyihasi bo'yicha ishlarning yangi bosqichi boshlandi. Loyiha Roskosmos va Rosatom tomonidan hamkorlikda yaratilmoqda va uni so'nggi paytlarning eng jiddiy va ambitsiyali kosmik loyihalaridan biri deb atash mumkin. Atom elektr stansiyalari boʻyicha yetakchi pudratchi tadqiqot markazi hisoblanadi. M.V. Keldish.
yadro harakati
Rivojlanish davrida bo'lajak yadro dvigatelining u yoki bu qismining tayyorligi haqidagi yangiliklar matbuotga tarqalmoqda. Shu bilan birga, umuman olganda, mutaxassislardan tashqari, bu qanday va nima tufayli ishlashini kam odam tasavvur qiladi. Aslida, kosmik yadro dvigatelining mohiyati Yerdagi bilan bir xil. Yadro reaktsiyasining energiyasi turbogenerator-kompressorni isitish va ishlatish uchun sarflanadi. Oddiy qilib aytadigan bo'lsak, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yadro reaktsiyasidan foydalaniladi, xuddi an'anaviy reaktsiyada bo'lgani kabi. atom elektr stansiyasi. Va elektr energiyasi yordamida elektr raketa dvigatellari ishlaydi. Ushbu o'rnatishda bular yuqori quvvatli ion tirgichlardir.
Ion qo'zg'atuvchilarda, elektr maydonida yuqori tezlikka tezlashtirilgan ionlashtirilgan gazga asoslangan reaktiv zarbani yaratish orqali hosil bo'ladi. Ion dvigatellari hali ham mavjud, ular koinotda sinovdan o'tkazilmoqda. Hozircha ularda faqat bitta muammo bor - deyarli barchasi juda kam quvvatga ega, garchi ular juda kam yoqilg'i iste'mol qilsalar ham. Kosmik sayohat uchun bunday dvigatellar juda yaxshi tanlovdir, ayniqsa siz kosmosda elektr energiyasini olish muammosini hal qilsangiz, yadroviy qurilma buni amalga oshiradi. Bundan tashqari, ionli dvigatellar uzoq vaqt ishlashi mumkin, ionli dvigatellarning eng zamonaviy namunalarini uzluksiz ishlashning maksimal muddati uch yildan ortiq.
Agar siz diagrammaga qarasangiz, yadro energiyasi uning boshlanishini ko'rishingiz mumkin foydali ish umuman emas. Birinchidan, issiqlik almashtirgich isitiladi, keyin elektr energiyasi ishlab chiqariladi, u allaqachon ion dvigateli uchun kuch yaratish uchun ishlatiladi. Afsuski, insoniyat yadroviy qurilmalardan harakatlanish uchun oddiyroq va samaraliroq foydalanishni hali o'rganmagan.
SSSRda yadroviy o'rnatilgan sun'iy yo'ldoshlar dengiz raketalarini tashuvchi aviatsiya uchun "Legend" maqsadli kompleksining bir qismi sifatida uchirildi, ammo bu juda kichik reaktorlar edi va ularning ishi faqat sun'iy yo'ldoshga osilgan qurilmalar uchun elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun etarli edi. Sovet kosmik kemasi uch kilovatt o'rnatish quvvatiga ega edi, ammo hozir rossiyalik mutaxassislar bir megavattdan ortiq quvvatga ega qurilma yaratish ustida ishlamoqda.
Kosmik muammolar
Tabiiyki, muammolar yadroviy o'rnatish kosmosda Yerdagidan ko'p va ularning eng muhimi sovutishdir. Oddiy sharoitlarda buning uchun suv ishlatiladi, bu vosita issiqligini juda samarali qabul qiladi. Kosmosda buni amalga oshirish mumkin emas va yadro dvigatellari talab qiladi samarali tizim sovutish - va ulardan issiqlik kosmosga olib tashlanishi kerak, ya'ni bu faqat radiatsiya shaklida amalga oshirilishi mumkin. Odatda, bu maqsadda panel radiatorlari kosmik kemalarda ishlatiladi - metalldan yasalgan, ular orqali aylanib yuradigan sovutish suvi. Afsuski, bunday radiatorlar, qoida tariqasida, katta vazn va o'lchamlarga ega, bundan tashqari, ular hech qanday tarzda meteoritlardan himoyalanmagan.
2015 yil avgust oyida MAKS aviako'rgazmasida yadro quvvati harakatlantiruvchi tizimlarini tomchilab sovutish modeli namoyish etildi. Unda tomchilar shaklida tarqalgan suyuqlik ochiq kosmosda uchadi, soviydi va keyin yana o'rnatishda yig'iladi. Birgina ulkan kosmik kemani tasavvur qiling-a, uning markazida ulkan dush moslamasi joylashgan bo‘lib, undan milliardlab mikroskopik suv tomchilari chiqib, koinotda uchib ketadi va keyin kosmik changyutgichning ulkan og‘ziga so‘riladi.
Yaqinda yadroviy harakatlanish tizimining tomchi sovutish tizimi quruqlik sharoitida sinovdan o'tkazilganligi ma'lum bo'ldi. Shu bilan birga, sovutish tizimi o'rnatishni yaratishda eng muhim bosqichdir.
Endi gap vaznsiz sharoitda uning ishlashini sinab ko'rish masalasidir va shundan keyingina o'rnatish uchun zarur bo'lgan o'lchamlarda sovutish tizimini yaratishga harakat qilish mumkin bo'ladi. Har bir bunday muvaffaqiyatli sinov biroz yaqinlashtiradi Rossiya mutaxassislari yadroviy inshootni yaratishga qaratilgan. Olimlar shoshmoqda, chunki koinotga yadro dvigatelining uchirilishi Rossiyaga koinotdagi yetakchilik mavqeini tiklashga yordam berishi mumkin, deb ishoniladi.
yadro kosmik davri
Aytaylik, u muvaffaqiyatli bo'ldi va bir necha yildan so'ng kosmosda yadro dvigateli ishlay boshlaydi. Bu qanday yordam beradi, undan qanday foydalanish mumkin? Boshlash uchun shuni aniqlab olish kerakki, bugungi kunda yadroviy harakat tizimi mavjud bo'lgan shaklda u faqat kosmosda ishlashi mumkin. U Yerdan ucha olmaydi va bu shaklda qo'na olmaydi, hozircha an'anaviy kimyoviy raketalarsiz amalga oshirib bo'lmaydi.
Nega kosmosda? Xo'sh, insoniyat Mars va Oyga tezda uchadi va shu bilanmi? Albatta, bunday emas. Hozirgi vaqtda Yer orbitasida ishlaydigan orbital zavodlar va zavodlarning barcha loyihalari ish uchun xom ashyo etishmasligi tufayli to'xtab qoldi. Metall rudasi kabi katta miqdordagi zarur xom ashyoni orbitaga chiqarishning yo'li topilmaguncha, kosmosda biror narsa qurishning ma'nosi yo'q.
Ammo nega ularni Yerdan ko'tarish kerak, agar aksincha, ularni kosmosdan olib kelish mumkin bo'lsa. Quyosh tizimidagi xuddi shu asteroid kamarida turli metallarning, shu jumladan qimmatbaho metallarning juda katta zaxiralari mavjud. Va bu holda, yadro qurolini yaratish shunchaki qutqaruvchiga aylanadi.
Orbitaga ulkan platina yoki oltin moddasi bo'lgan asteroidni olib keling va uni kosmosda o'yib chiqarishni boshlang. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, bunday ishlab chiqarish hajmini hisobga olgan holda, eng foydali mahsulotlardan biri bo'lishi mumkin.
Yadro qurolidan kamroq fantastik foydalanish bormi? Misol uchun, u sun'iy yo'ldoshlarni kerakli orbitalarga etkazish yoki kosmik kemani kosmosdagi kerakli nuqtaga, masalan, Oy orbitasiga etkazish uchun ishlatilishi mumkin. Hozirgi vaqtda buning uchun yuqori bosqichlar qo'llaniladi, masalan, Rossiya Fregati. Ular qimmat, murakkab va bir martalik. Yadro tashuvchisi ularni Yerning past orbitasida olib, kerakli joyga yetkaza oladi.
Xuddi shu narsa sayyoralararo sayohat uchun ham amal qiladi. holda tez yo'l Mars orbitasiga yuk va odamlarni etkazib berish uchun mustamlaka qilishni boshlash uchun shunchaki imkoniyat yo'q. Hozirgi avlod avtomobillari buni juda qimmat va uzoq vaqt davomida amalga oshiradi. Hozirgacha parvozning davomiyligi boshqa sayyoralarga uchishda eng jiddiy muammolardan biri bo'lib qolmoqda. Yopiq kosmik kema kapsulasida Marsga va orqaga bir necha oylik parvozdan omon qolish oson ish emas. Yadro tortishish bu erda ham yordam berishi mumkin, bu vaqtni sezilarli darajada kamaytiradi.
Kerakli va yetarli
Hozirda bularning barchasi ilmiy fantastikaga o'xshaydi, ammo olimlarning fikriga ko'ra, prototipni sinab ko'rishga bir necha yil qolgan. Talab qilinadigan asosiy narsa nafaqat rivojlanishni yakunlash, balki mamlakatda kosmonavtikaning zarur darajasini saqlab qolishdir. Mablag'lar kamaygan taqdirda ham, raketalar uchishda davom etishi, kosmik kemalar qurilishi va eng qimmatli mutaxassislar ishlashi kerak.
Aks holda, tegishli infratuzilmaga ega bo'lmagan bitta yadroviy dvigatel sababga yordam bermaydi maksimal samaradorlik nafaqat ishlanmani sotish, balki yangi kosmik vositaning barcha imkoniyatlarini ko'rsatib, uni mustaqil ravishda ishlatish juda muhim bo'ladi.
Ayni paytda, mehnatga bog'liq bo'lmagan mamlakatning barcha aholisi faqat osmonga qarash va rus kosmonavtikasi muvaffaqiyatga erishishiga umid qilishlari mumkin. Va yadroviy tortishish va mavjud imkoniyatlarni saqlab qolish. Men boshqa natijalarga ishonishni xohlamayman.
03-03-2018Valeriy Lebedev (sharh)
- Tarixda ramjet yadroviy havo dvigateliga ega qanotli raketalarning rivojlanishi allaqachon sodir bo'lgan: bu AQShda TORY-II reaktorli (1959) SLAM raketasi (aka Pluton), Buyuk Britaniyadagi Avro Z-59 kontseptsiyasi, SSSRda o'qish.
- Yadro reaktorli raketaning ishlash prinsipiga to‘xtalib o‘tamiz.Gap faqat ramjet yadro dvigateli haqida ketmoqda, bu Putin o‘zining cheksiz parvoz masofasi va to‘liq daxlsiz qanotli raketa haqidagi nutqida aynan nimani nazarda tutgan edi.Atmosfera bu raketadagi havo yadro majmuasi tomonidan yuqori haroratgacha isitiladi va orqa ko'krakdan yuqori tezlikda chiqariladi. U Rossiyada (60-yillarda) va amerikaliklar orasida (1959 yildan) sinovdan o'tkazildi. Uning ikkita muhim kamchiligi bor: 1. Xuddi shu kuchli bomba kabi hidlanadi, shuning uchun parvoz paytida traektoriyadagi hamma narsa qoplanadi. 2. Termal diapazonda u shunchalik hidlanadiki, hatto radio trubkalardagi Shimoliy Koreya sun'iy yo'ldoshi ham uni kosmosdan ko'radi. Shunga ko'ra, siz bunday uchadigan kerosinni ishonchli tarzda portlata olasiz.
Shunday qilib, Manejda ko'rsatilgan multfilmlar bu axlatning (ruhiy) direktorining sog'lig'i haqida tashvishlanib, hayratga tushdi.
DA Sovet davri bunday rasmlar (plakatlar va generallar uchun boshqa zavqlar) "cheburashka" deb nomlangan.Umuman olganda, bu odatiy to'g'ridan-to'g'ri sxema bo'lib, oqsoqollar markaziy tanasi va qobig'i bilan ekssimetrikdir. Markaziy korpusning shakli shundayki, kirish joyidagi zarba to'lqinlari tufayli havo siqiladi (ish tsikli 1 M va undan yuqori tezlikda boshlanadi, bu tezlashuv an'anaviy qattiq yoqilg'ida ishga tushirish tezlatgichi tufayli sodir bo'ladi);
- markaziy korpus ichida, monolit yadroli yadroviy issiqlik manbai;
- markaziy korpus 12-16 ta plastinka radiatorlari bilan qobiqqa mahkamlanadi, bu erda issiqlik issiqlik quvurlari orqali yadrodan chiqariladi. Radiatorlar nozul oldidagi kengaytirish zonasida joylashgan;
- radiatorlar va markaziy korpusning materiali, masalan, chegarada 3500 K gacha bo'lgan strukturaviy quvvatni saqlaydigan VNDS-1;
- biz uni sodiqlik uchun 3250 K ga qadar qizdiramiz Radiatorlar atrofida oqayotgan havo ularni isitadi va sovutadi. Keyin u ko'krakdan o'tib, surish hosil qiladi;
- qobiqni maqbul haroratgacha sovutish uchun - biz uning atrofida ejektorni quramiz, bu bir vaqtning o'zida tortishish 30-50% ga oshadi.Kapsüllangan monolit yadroviy energiya bloki ishga tushirilgunga qadar korpusga o'rnatilishi yoki ishga tushirilgunga qadar subkritik holatda saqlanishi va kerak bo'lganda yadro reaktsiyasini boshlashi mumkin. Qanday qilib aniq - bilmayman, bu muhandislik vazifasi (va shuning uchun uni hal qilish mumkin). Shunday qilib, bu aniq birinchi zarba quroli, buvisiga bormang.
Atom elektr stansiyasining kapsulalangan bloki avariya sodir bo'lgan taqdirda yiqilib tushmasligi kafolatlanadigan tarzda amalga oshirilishi mumkin. Ha, og'ir bo'ladi -- lekin baribir og'ir bo'ladi.Gipertovushga erishish uchun vaqt birligi uchun mutlaqo nomaqbul energiya zichligini ishchi suyuqlikka yo'naltirish kerak bo'ladi. 9/10 ehtimoli bilan, uzoq vaqt davomida mavjud bo'lgan materiallar (soat / kun / hafta) buni tortib olmaydi, degradatsiya tezligi g'azablangan bo'ladi.
Va umuman olganda, u erdagi muhit tajovuzkor bo'ladi. Radiatsiyadan himoya qilish juda og'ir, aks holda barcha sensorlar / elektronika darhol poligonga tashlanishi mumkin (xohlaganlar Fukusima va "nima uchun robotlarga tozalash buyurilmagan?" degan savollarni eslashlari mumkin.
Va hokazo ... Bunday vunderkind bola sezilarli darajada "porlaydi". Unga boshqaruv buyruqlarini qanday o'tkazish (agar hamma narsa u erda to'liq ekranlangan bo'lsa) aniq emas.
Keling, atom elektr stantsiyasi bilan ishonchli yaratilgan raketalarga to'xtalib o'tamiz - Amerika dizayni - TORY-II reaktorli SLAM raketalari (1959).
Mana reaktorli dvigatel:
SLAM kontseptsiyasi ta'sirchan o'lchamlari va massasi bo'lgan uch mashinali past uchuvchi raketa edi (27 tonna, uchirish kuchaytirgichlari tushirilgandan keyin 20+ tonna). Dahshatli qimmatga tushadigan past tezlikda parvoz qilish bortda deyarli cheksiz energiya manbai mavjudligidan maksimal darajada foydalanishga imkon berdi, bundan tashqari, yadroviy havo reaktiv dvigatelining muhim xususiyati ish samaradorligini oshirishdir (termodinamik tsikl). ortib borayotgan tezlik bilan, ya'ni. xuddi shu fikr, lekin 1000 km / soat tezlikda ancha og'irroq va umumiy dvigatelga ega bo'ladi. Nihoyat, 1965 yilda yuz metr balandlikdagi 3M havo mudofaasi uchun daxlsizlikni anglatardi.
Dvigatel TORY-IIC. Faol zonadagi yonilg'i novdalari UO2 dan tayyorlangan olti burchakli ichi bo'sh quvurlar bo'lib, himoya keramik qobiq bilan qoplangan, inkalo yoqilg'i majmualarida yig'ilgan.
Ma'lum bo'lishicha, avvalroq atom elektr stantsiyasiga ega qanotli raketa kontseptsiyasi "bog'langan". yuqori tezlik bu erda kontseptsiyaning afzalliklari kuchli edi va uglevodorod yoqilg'isiga ega raqobatchilar zaiflashdi.
- Qadimgi Amerika raketasi SLAM haqida video
- Putin taqdimotida ko'rsatilgan raketa transonik yoki zaif tovushdan tez (agar siz videoda u ekanligiga ishonmasangiz). Ammo shu bilan birga, reaktorning o'lchami SLAM raketasidan TORY-II bilan solishtirganda sezilarli darajada kamaydi, u erda u 2 metrga etdi, shu jumladan grafitdan yasalgan radial neytron reflektori.
SLAM raketasining sxemasi. Barcha drayvlar pnevmatikdir, boshqaruv uskunasi radiatsiyani susaytiradigan kapsulada.
Hatto diametri 0,4-0,6 metr bo'lgan reaktorni yotqizish mumkinmi? Asosiy minimal reaktordan boshlaylik - Pu239 blankasi. Yaxshi namuna Bunday kontseptsiyani amalga oshirish Kilopower kosmik reaktoridir, ammo bu erda U235 ishlatiladi. Reaktor yadrosining diametri atigi 11 santimetr! Agar biz plutoniy 239 ga o'tsak, yadroning o'lchamlari yana 1,5-2 marta kamayadi.
Endi, minimal o'lchamdan boshlab, biz murakkablikni eslab, haqiqiy yadroviy havo reaktiv dvigateliga o'tishni boshlaymiz. Reaktorning o'lchamiga qo'shilishi kerak bo'lgan birinchi narsa reflektorning o'lchamidir - xususan, Kilopowerda BeO hajmini uch baravar oshiradi. Ikkinchidan, biz U yoki Pu blankidan foydalana olmaymiz - ular bir daqiqada havo oqimida yonib ketadi. 1000 S gacha bo'lgan lahzali oksidlanishga yoki keramik qoplamali boshqa nikel qotishmalariga qarshilik ko'rsatadigan inkaloy kabi qobiq kerak. Yadroga katta miqdordagi qobiq materialining kiritilishi zarur bo'lgan yadro yoqilg'i miqdorini darhol bir necha baravar oshiradi - axir, yadrodagi neytronlarning "mahsulsiz" yutilishi endi keskin oshdi!
Bundan tashqari, U yoki Pu ning metall shakli endi mos emas - bu materiallarning o'zi o'tga chidamli emas (plutonium odatda 634 C da eriydi), lekin ular metall qobiqlarning materiallari bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Biz yoqilg'ini klassik UO2 yoki PuO2 shakliga aylantiramiz - biz yadrodagi materialni yana bir marta kislorod bilan suyultiramiz.Va nihoyat, biz reaktorning maqsadini eslaymiz. Biz u orqali juda ko'p havo quyishimiz kerak, biz unga issiqlik beramiz. bo'shliqning taxminan 2/3 qismini "havo quvurlari" egallaydi. Natijada, yadroning minimal diametri 40-50 sm gacha (uran uchun), 10 sm berilliy reflektorli reaktorning diametri esa 60-70 sm gacha o'sadi.
Havo yadroviy reaktiv dvigatelini diametri taxminan bir metr bo'lgan raketaga surish mumkin, bu, aytmoqchi, 0,6-0,74 m dan kattaroq emas, lekin hali ham tashvishli.
Qanday bo'lmasin, atom elektr stantsiyasi ~ bir necha megavatt quvvatga ega bo'lib, soniyada ~ 10 ^ 16 parchalanish bilan quvvatlanadi. Bu shuni anglatadiki, reaktorning o'zi sirt yaqinida bir necha o'n minglab rentgen va butun raketa bo'ylab ming rentgengacha bo'lgan radiatsiya maydonini yaratadi. Hatto sektor himoyasi bir necha yuz kg o'rnatish, chunki, bu darajalarni juda kamaytirmaydi. neytronlar va gamma kvantlar havodan aks etadi va "himoyani chetlab o'tadi". Bir necha soat ichida bunday reaktor bir necha (bir necha o'nlab) petabekkerel faolligi bilan ~ 10^21-10^22 atom bo'linish mahsulotini ishlab chiqaradi, bu hatto yopilgandan keyin ham reaktor yaqinida bir necha ming rentgen fonini yaratadi. . Raketa dizayni taxminan 10 ^ 14 Bq gacha faollashadi, garchi izotoplar birinchi navbatda beta-emitterlar bo'ladi va faqat bremsstrahlung tomonidan xavfli bo'ladi. Strukturaning o'zidan olingan fon raketa korpusidan 10 metr masofada o'nlab rentgen nurlariga etib borishi mumkin.
Bu barcha qiyinchiliklar bunday raketani ishlab chiqish va sinovdan o'tkazish mumkin bo'lgan vazifa ekanligi haqida fikr beradi. Radiatsiyaga chidamli navigatsiya va boshqaruv uskunalarining butun majmuasini yaratish, ularning barchasini ancha murakkab usulda sinab ko'rish kerak (radiatsiya, harorat, tebranishlar - va bularning barchasi statistika uchun). Har qanday vaqtda ishlaydigan reaktor bilan parvoz sinovlari yuzlab terrabekerlardan petabekkerlar birliklariga chiqishi bilan radiatsiyaviy falokatga aylanishi mumkin. Hatto halokatli vaziyatlar bo'lmasa ham, alohida yonilg'i tayoqlarining bosimini yo'qotish va radionuklidlarning chiqishi ehtimoli juda katta.
Barcha qiyinchiliklar tufayli amerikaliklar raketani tashlab ketishdi yadro dvigateli SLAM 1964 yilAlbatta, Rossiyada bunday sinovlarni o'tkazish mumkin bo'lgan "Novaya Zemlya" poligoni hali ham mavjud, ammo bu uchta muhitda yadroviy qurol sinovlarini taqiqlash to'g'risidagi shartnoma ruhiga zid bo'ladi (taqiqlash yadroviy sinovlarni tizimli ravishda ifloslanishini oldini olish uchun kiritilgan). radionuklidli atmosfera va okean).
Va nihoyat, Rossiya Federatsiyasida bunday reaktorni kim ishlab chiqishi qiziq. An'anaga ko'ra, Kurchatov instituti (umumiy loyiha va hisob-kitoblar), Obninsk FEI (eksperimental sinov va yoqilg'i) va Podolskdagi Luch ilmiy-tadqiqot instituti (yoqilg'i va materiallar texnologiyasi) dastlab yuqori haroratli reaktorlarga jalb qilingan. Keyinchalik, NIKIET jamoasi bunday mashinalarni loyihalashda ishtirok etadi (masalan, IGR va IVG reaktorlari - RD-0410 yadroviy raketa dvigatelining faol zonasining prototiplari). Bugungi kunda NIKIET-da reaktorlarni (yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan RUGK, tez reaktorlar MBIR, ) loyihalash bo'yicha ishlarni amalga oshiruvchi dizaynerlar jamoasi va IPPE va Luch tegishli hisob-kitoblar va texnologiyalar bilan shug'ullanishda davom etmoqda. Kurchatov instituti so'nggi o'n yilliklarda yadroviy reaktorlar nazariyasiga ko'proq o'tdi.
Xulosa qilib aytishimiz mumkinki, atom elektr stantsiyalari bilan havo reaktiv dvigatellari bilan qanotli raketani yaratish odatda amalga oshirilishi mumkin bo'lgan vazifadir, lekin ayni paytda juda qimmat va murakkab, inson va kuchlarni sezilarli darajada safarbar qilishni talab qiladi. moliyaviy resurslar, menimcha, boshqa barcha ovozli loyihalarga qaraganda ko'proq darajada ("Sarmat", "Xanjar", "Status-6", "Avanqard"). Bu safarbarlik zarracha iz qoldirmagani juda g'alati. Va eng muhimi, bunday turdagi qurollarni (mavjud tashuvchilar fonida) olishning qanday foydasi borligi va ular ko'plab kamchiliklardan - radiatsiyaviy xavfsizlik masalalari, yuqori narx, strategik qurollarni qisqartirish bo'yicha shartnomalarga nomuvofiqlikdan qanday ustun turishi mutlaqo tushunarsiz. .
Kichik o'lchamli reaktor 2010 yildan beri ishlab chiqilmoqda, bu haqda Kiriyenko Davlat Dumasida ma'lum qildi. U Oy va Marsga parvozlar uchun elektr harakatlantiruvchi dvigatelli kosmik kemaga o'rnatilishi va bu yil orbitada sinovdan o'tkazilishi kerak edi.
Shubhasiz, shunga o'xshash qurilma qanotli raketalar va suv osti kemalari uchun ishlatiladi.Ha, atom dvigatelini o'rnatish mumkin va ko'p yillar oldin shtatlarda Mach 3 uchun qo'chqorli reaktiv kruiz raketasi uchun qilingan 500 megavattli dvigatelning 5 daqiqalik muvaffaqiyatli sinovlari buni tasdiqladi (Pluton loyihasi). ). Skameyka sinovlari, albatta (dvigatel kerakli bosim / haroratda tayyorlangan havo bilan "puflatildi"). Lekin nega? Mavjud (va prognoz qilingan) ballistik raketalar yadroviy paritet uchun etarli. Nima uchun ishlatish (va sinovdan o'tkazish) uchun potentsialroq xavfliroq ("o'z" uchun) qurollarni yaratish kerak? Hatto Pluton loyihasida ham bunday raketa o'z hududi ustidan sezilarli balandlikda uchib, faqat dushman hududiga yaqin joylashgan subradar balandliklariga tushishi nazarda tutilgan. Materiallar harorati 1300 Selsiydan yuqori bo'lgan himoyalanmagan 500 megavattli havo sovutadigan uran reaktori yaqinida bo'lish unchalik yaxshi emas. To'g'ri, eslatib o'tilgan raketalar (agar ular haqiqatan ham ishlab chiqilayotgan bo'lsa) Plutondan (Slam) kamroq kuchli bo'ladi.
2007 yilda Putin taqdimotida atom elektr stansiyasi bilan eng so'nggi qanotli raketani ko'rsatadigan animatsion video.
Ehtimol, bularning barchasi shantajning Shimoliy Koreya versiyasiga tayyorgarlikdir. Biz xavfli qurollarimizni ishlab chiqishni to'xtatamiz - siz esa bizdan sanksiyalarni olib tashlayapsiz.
Qanday hafta - Xitoy boshlig'i hayot qoidasini buzadi, rus butun dunyoga tahdid soladi.
Yadro raketa dvigateli - raketa dvigateli, uning printsipi yadro reaktsiyasi yoki radioaktiv parchalanishga asoslangan bo'lib, ishlaydigan suyuqlikni isitadigan energiya chiqariladi, bu reaktsiya mahsulotlari yoki vodorod kabi boshqa moddalar bo'lishi mumkin.
Keling, harakatning variantlari va tamoyillarini ko'rib chiqaylik ...
Yuqoridagi ishlash printsipidan foydalanadigan bir necha turdagi raketa dvigatellari mavjud: yadro, radioizotop, termoyadro. Yadro raketa dvigatellari yordamida kimyoviy raketa dvigatellari berishi mumkin bo'lganidan ancha yuqori o'ziga xos impuls qiymatlarini olish mumkin. Maxsus impulsning yuqori qiymati ishchi suyuqlikning ekspiratsiyasining yuqori tezligi bilan izohlanadi - taxminan 8-50 km / s. Yadro dvigatelining tortish kuchi kimyoviy dvigatellar bilan taqqoslanadi, bu esa kelajakda barcha kimyoviy dvigatellarni yadro dvigatellari bilan almashtirish imkonini beradi.
To'liq almashtirish uchun asosiy to'siq radioaktiv ifloslanishdir. muhit yadroviy raketa dvigatellari tufayli yuzaga kelgan.
Ular ikki turga bo'linadi - qattiq fazali va gaz fazali. Birinchi turdagi dvigatellarda parchalanuvchi material rivojlangan sirtga ega bo'lgan novda yig'malariga joylashtiriladi. Bu gazsimon ishlaydigan suyuqlikni samarali isitish imkonini beradi, odatda vodorod ishchi suyuqlik vazifasini bajaradi. Egzoz tezligi ishchi suyuqlikning maksimal harorati bilan chegaralanadi, bu esa, o'z navbatida, to'g'ridan-to'g'ri strukturaviy elementlarning ruxsat etilgan maksimal haroratiga bog'liq va u 3000 K dan oshmaydi. Gaz fazali yadroli raketa dvigatellarida parchalanuvchi modda. gazsimon holatda bo'ladi. Uning ish joyida saqlanishi elektromagnit maydon ta'sirida amalga oshiriladi. Ushbu turdagi yadroviy raketa dvigatellari uchun strukturaviy elementlar to'xtatuvchi omil emas, shuning uchun ishchi suyuqlikning tugash tezligi 30 km / s dan oshishi mumkin. Ular parchalanuvchi materialning oqib chiqishiga qaramay, birinchi bosqich dvigatellari sifatida ishlatilishi mumkin.
70-yillarda. 20-asr Amerika Qo'shma Shtatlari va Sovet Ittifoqida qattiq fazada parchalanadigan materialga ega bo'lgan yadro raketa dvigatellari faol sinovdan o'tkazildi. AQShda NERVA dasturi doirasida eksperimental yadroviy raketa dvigatelini yaratish dasturi ishlab chiqilmoqda.
Amerikaliklar suyuq vodorod bilan sovutilgan grafit reaktorini ishlab chiqdilar, u isitiladi, bug'lanadi va raketa nozullari orqali chiqariladi. Grafitni tanlash uning haroratga chidamliligi bilan bog'liq edi. Ushbu loyiha uchun o'ziga xos impuls hosil bo'lgan dvigatelning kuchi 1100 kN bo'lgan kimyoviy dvigatellarning mos keladigan ko'rsatkichidan ikki baravar yuqori bo'lishi kerak edi. Nerva reaktori Saturn V raketasining uchinchi bosqichining bir qismi sifatida ishlashi kerak edi, ammo Oy dasturining yopilishi va ushbu sinfdagi raketa dvigatellari uchun boshqa vazifalar yo'qligi sababli reaktor hech qachon amalda sinovdan o'tkazilmagan.
Hozirgi vaqtda gaz fazali yadroviy raketa dvigateli nazariy rivojlanish bosqichida. Gaz fazali yadro dvigatelida plutoniydan foydalanish mo'ljallangan, uning sekin harakatlanuvchi gaz oqimi tezroq sovutuvchi vodorod oqimi bilan o'ralgan. Orbitalda kosmik stantsiyalar MIR va ISS gaz fazali dvigatellarni yanada rivojlantirishga turtki beradigan tajribalar o'tkazdi.
Bugungi kunda Rossiya yadroviy harakatlantiruvchi tizimlar sohasidagi tadqiqotlarini biroz "muzlatib qo'ygan" deb aytishimiz mumkin. Rossiyalik olimlarning ishi ko'proq atom energetikasi harakatlantiruvchi tizimlarining asosiy komponentlari va agregatlarini ishlab chiqish va takomillashtirishga, shuningdek ularni birlashtirishga qaratilgan. Bu boradagi keyingi tadqiqotlarning ustuvor yo‘nalishi ikki rejimda ishlashga qodir atom elektr stansiyalarini yaratishdan iborat. Birinchisi - yadroviy raketa dvigatelining rejimi, ikkinchisi - kosmik kemada o'rnatilgan uskunani quvvatlantirish uchun ishlab chiqaruvchi elektr energiyasini o'rnatish rejimi.
Ushbu maqolani fantast yozuvchilar qanday qilib dadil g'oyalarni ilgari surgani va olimlar ularni hayotga tatbiq etishi haqidagi an'anaviy parcha bilan boshlash mumkin. Bu mumkin, lekin markalar bilan yozishni xohlamayman. Qattiq va suyuq zamonaviy raketa dvigatellari nisbatan uzoq masofalarga parvozlar uchun qoniqarsiz ko'rsatkichlarga ega ekanligini yodda tutish yaxshiroqdir. Ular sizga yuklarni Yer orbitasiga olib chiqishga, Oyga biror narsa yetkazishga imkon beradi - garchi bunday parvoz qimmatroq bo'lsa ham. Ammo bunday dvigatellar bilan Marsga uchish endi oson emas. Ularga yoqilg'i va oksidlovchini kerakli miqdorda bering. Va bu hajmlar engib o'tish kerak bo'lgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
An'anaviy kimyoviy raketa dvigatellariga alternativa elektr, plazma va yadro dvigatellaridir. Barcha muqobil dvigatellardan faqat bitta tizim dvigatelni ishlab chiqish bosqichiga yetdi - yadroviy (NRE). Sovet Ittifoqi va AQShda 1950-yillardayoq yadroviy raketa dvigatellarini yaratish bo'yicha ishlar boshlandi. Amerikaliklar bunday elektr stantsiyasining ikkala varianti ustida ishladilar: reaktiv va impuls. Birinchi kontseptsiya ishchi suyuqlikni yadroviy reaktor yordamida isitishni, so'ngra nozullar orqali chiqarishni o'z ichiga oladi. NRE impulsi, o'z navbatida, kichik miqdordagi yadro yoqilg'isining ketma-ket portlashlari orqali kosmik kemani harakatga keltiradi.
Shuningdek, AQShda YARDning ikkala versiyasini birlashtirgan Orion loyihasi ixtiro qilingan. Bu quyidagicha amalga oshirildi: kemaning dumidan taxminan 100 tonna trotil sig'imi bo'lgan kichik yadroviy zaryadlar otildi. Ularning orqasida metall disklar otildi. Kemadan uzoqroqda zaryad portladi, disk bug'landi va modda turli yo'nalishlarda tarqaldi. Uning bir qismi kemaning mustahkamlangan quyruq qismiga tegib, uni oldinga siljitdi. Bosimning kichik o'sishi zarbalarni qabul qiladigan plastinkaning bug'lanishi bilan berilishi kerak edi. Bunday parvozning narxi har bir kilogramm yuk uchun atigi 150 dollarni tashkil qilishi kerak edi.
Bu hatto sinovlarga ham keldi: tajriba shuni ko'rsatdiki, ketma-ket impulslar yordamida harakatlanish, shuningdek, etarli kuchga ega bo'lgan qattiq plastinka yaratish mumkin. Ammo Orion loyihasi 1965 yilda istiqbolsiz deb yopildi. Biroq, bu hech bo'lmaganda quyosh tizimiga ekspeditsiyalarga ruxsat beradigan yagona mavjud kontseptsiyadir.
Prototipni qurishdan oldin faqat reaktiv YARDga etib borish mumkin edi. Bular Sovet RD-0410 va Amerika NERVA edi. Ular bir xil printsipda ishladilar: "odatda" yadro reaktori ishchi suyuqlik isitiladi, bu esa nozullardan chiqarilganda surish hosil qiladi. Ikkala dvigatelning ishchi suyuqligi suyuq vodorod edi, ammo Sovet davrida geptan yordamchi modda sifatida ishlatilgan.
RD-0410 ning tortish kuchi 3,5 tonnani tashkil etdi, NERVA deyarli 34 tonnani berdi, lekin u ham katta o'lchamlarga ega edi: uzunligi 43,7 metr va diametri 10,5 metr, sovet dvigateli uchun mos ravishda 3,5 va 1,6 metr. Shu bilan birga, Amerika dvigateli resurs jihatidan sovet dvigateliga uch marta yutqazdi - RD-0410 bir soat ishlashi mumkin edi.
Biroq, ikkala dvigatel ham va'da qilinganiga qaramay, Yerda qoldi va hech qaerga uchmadi. Ikkala loyihaning yopilishining asosiy sababi (70-yillarning o'rtalarida NERVA, 1985 yilda RD-0410) puldir. Kimyoviy dvigatellarning xarakteristikalari yadro dvigatellariga qaraganda yomonroq, ammo bir xil foydali yuk bilan yadroviy raketa dvigateliga ega kemaning bir marta uchirish narxi raketa dvigateli bilan bir xil Soyuzni ishga tushirishdan 8-12 baravar ko'p bo'lishi mumkin. Va bu yadro dvigatellarini amaliy foydalanishga yaroqli holga keltirish uchun zarur bo'lgan barcha xarajatlarni hisobga olmagan holda.
"Arzon" Shuttlesning foydalanishdan chiqarilishi va yaqinda kosmik texnologiyalarda inqilobiy yutuqlarning yo'qligi yangi echimlarni talab qiladi. Joriy yilning aprel oyida Roskosmosning o‘sha paytdagi rahbari A.Perminov butunlay yangi NREni ishlab chiqish va foydalanishga topshirish niyatida ekanligini ma’lum qildi. Aynan shu narsa, Roskosmosning fikriga ko'ra, butun dunyo astronavtikasidagi "vaziyatni" tubdan yaxshilashi kerak. Endi kosmonavtikaning keyingi inqilobchilari kim bo'lishi aniq bo'ldi: FSUE "Keldysh Center" NREni rivojlantirish bilan shug'ullanadi. Bosh direktor Korxona A.Koroteev allaqachon jamoatchilikni xursand qilgan dastlabki dizayn yangi YARD uchun kosmik kema kelgusi yilda tayyor bo'ladi. Dvigatel dizayni 2019 yilgacha tayyor bo'lishi kerak, sinovlar 2025 yilga mo'ljallangan.
Kompleks TEM - transport va energiya moduli deb nomlandi. U gaz bilan sovutilgan yadroviy reaktorni olib yuradi. To'g'ridan-to'g'ri harakatlanish hali hal qilinmagan: yoki u RD-0410 kabi reaktiv dvigatel yoki elektr raketa dvigateli (EP) bo'ladi. Biroq, oxirgi turdagi hali dunyoning hech bir joyida ommaviy ravishda qo'llanilmagan: ular bilan faqat uchta kosmik kema jihozlangan. Ammo reaktor nafaqat dvigatelni, balki boshqa ko'plab bloklarni ham quvvatlantirishi yoki hatto butun TEMni kosmik elektr stantsiyasi sifatida ishlatishi EJE foydasiga gapiradi.
Raketa dvigateli, unda ishchi suyuqlik modda (masalan, vodorod) bo'lib, yadroviy reaktsiya yoki radioaktiv parchalanish paytida chiqarilgan energiya yoki to'g'ridan-to'g'ri bu reaktsiyalar mahsulotlari bilan isitiladi. Farqlash…… Katta ensiklopedik lug'at
Raketa dvigateli, unda ishchi suyuqlik yadro reaktsiyasi yoki radioaktiv parchalanish paytida chiqarilgan energiya yoki to'g'ridan-to'g'ri ushbu reaktsiyalar mahsulotlari bilan isitiladigan modda (masalan, vodorod). In …… ensiklopedik lug'at
yadroviy raketa dvigateli- Branduolinis raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma vykstant branduolinei arba termobranduolinei reakcijai. Branduoliniams raketiniams varikliams sudaroma kur kas didesnė… … Artilerijos terminų žodynas
- (NRE) radioaktiv parchalanish yoki yadro reaktsiyasi paytida ajralib chiqadigan energiya tufayli surish kuchi hosil bo'lgan raketa dvigateli. NREda sodir bo'ladigan yadro reaktsiyasining turiga ko'ra, radioizotopli raketa dvigateli ajratilgan, ... ...
- (YARD) raketa dvigateli, unda energiya manbai yadro yoqilg'isi hisoblanadi. Yadro reaktori bo'lgan hovlida. Zanjirli yadro reaksiyasi natijasida ajralib chiqadigan issiqlik ishchi suyuqlikka (masalan, vodorod) o'tadi. Yadro reaktorining yadrosi ......
Ushbu maqola wikifikatsiya qilinishi kerak. Iltimos, uni maqolalarni formatlash qoidalariga muvofiq formatlang. Yadro yoqilg'isi tuzlarining bir hil eritmasidagi yadro raketasi dvigateli (inglizcha ... Vikipediya
Yadroviy raketa dvigateli (NRE) - raketa dvigatelining bir turi bo'lib, u reaktiv zarbani yaratish uchun yadro parchalanishi yoki termoyadroviy energiyasidan foydalanadi. Ular aslida reaktivdir (yadro reaktorida ishchi suyuqlikni isitish va gazni olib tashlash ... ... Vikipediya
Energiya manbai va ishchi suyuqligi transport vositasining o'zida joylashgan reaktiv dvigatel. Raketa dvigateli - bu sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi orbitasiga foydali yukni chiqarish va undan foydalanish uchun amalda o'zlashtirilgan yagona vositadir ... ... Vikipediya
- (RD) O'z ishi uchun faqat harakatlanuvchi transport vositasida (samolyot, yer, suv ostida) mavjud bo'lgan moddalar va energiya manbalaridan foydalanadigan reaktiv dvigatel. Shunday qilib, havo reaktiv dvigatellaridan farqli o'laroq (Qarang ... ... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi
Izotop raketa dvigateli, kimyoviy moddalarning radioaktiv izotoplarining parchalanish energiyasidan foydalanadigan yadroviy raketa dvigateli. elementlar. Bu energiya ishchi suyuqlikni isitish uchun xizmat qiladi yoki parchalanish mahsulotlarining o'zi ishchi suyuqlik bo'lib, ... ... Katta ensiklopedik politexnika lug'ati
