우주선을위한 핵 엔진

러시아는있다 여전히 핵 공간 전력 분야의 선두 기업이다. 설계, 건설 경험, 시운전 및 핵 전원을 갖춘 우주선의 동작은 같은 RSC "에너지"와 "Roskosmos"와 같은 조직입니다. 핵 엔진은 수년 동안 항공기를 운영 반복적으로 그들에게 더 실용적 적합성을 할 수 있습니다.

역사적 기록

의 사용은 핵 에너지 공간에서 더 이상 지난 세기의 70 이거 야에서 소설입니다. 1970-1988의 첫 번째 핵 엔진은 우주로 발사하고 성공적으로 "US-A '의 우주선 (SV)의 관찰에 사용되었다. 그들은 원자력 발전소 (NPP) "벅"3 킬로와트의 전력의 열전 시스템에 적용됩니다.

열전자 NPP "토파즈"와 1987년부터 1988년까지 두 장치 "플라즈마 A"5 kW의 핵 전원으로부터 전력 전기 추진 (ERE)는 제 구현되는 동안 시험 비행 공간왔다.

5 kW 급의 지상 핵 실험 열 이온 원자력 시설 "예니 세이"권력의 복잡한. 25-100 kW 급의 열 이온 원자력 발전 용량 프로젝트를 개발 한이 기술을 바탕으로.

MB "헤라클레스"

70 년대에 RSC "에너지"interorbital 예인선 (MB) "헤라클레스"에 대한 강력한 핵 공간 엔진을 만드는 것이 었습니다 목적있는 과학적이고 실용적인 연구를 시작했다. 킬로와트의 수백 킬로와트와 수만의 전기 추진 장치 용량의 수백 - 작품은 몇 가지의 열 이온 원자력 발전 용량을 가진 핵 전기 추진 (YAERDU)의 많은 년을위한 기초되었다.

설계 매개 변수 MB "헤라클레스"

• 원자력의 유용한 전력 - 550 kW 급;
• 비추력 전기 추진 - 30km / s의;
• 전기 추진 추력 - 26 H;
• NPP 및 전기 추진 자원 - 1만6천시간을;
• 몸 전기 추진 작업 - 크세논;
• 무게 (건조) 예인선 - NEI 포함 14,5-15,7 t, - 6.9 톤.

현대의

XXI 세기에 공간에 대한 새로운 핵 엔진을 만들 수있는 시간입니다. 2009 년 10 월,위원회의 새로운 러시아어 프로젝트 "원자력의 메가 와트 급의 설치와 교통 및 에너지 모듈의 창조"의 회의에서 공식적으로 러시아 경제의 현대화를위한 대통령위원회 및 기술 개발에 의해 승인되었습니다. 최고의 개발자는 다음과 같습니다

• 원자로 공장 - JSC "NIKIET".
• SSC "연구 센터 - 일반적으로 전기 추진 모터와 이온 electrorocket의 YAERDU에 따라 가스 터빈 전력 변환 회로와 원자력 발전소,. 또한 전체 교통 및 에너지 모듈 (TEM)의 개발 프로그램의 조직에 대한 책임 M. V. Keldysha ".
• 일반적인 TEM 디자이너로 RSC "에너지는"이 모듈과 자동 기계를 개발해야합니다.

새 설치의 특성

공간 러시아의 새로운 핵 엔진은 향후 몇 년에 상업 운전을 시작할 계획이다. 가스 터빈 YAERDU의 다음의 예상 특징. 반응기를 사용한 가스 냉각 고속 증식로 터빈 전에 작동 유체 (그 / 크세논 (Xe)의 혼합물)의 온도 - 1,500 K, 전기 에너지로 열 에너지를 변환하는 효율 - 35 %, 라디에이터 형 냉각기 - 드립. 단위 무게 (원자로, 방사선 방호 및 변환 시스템,하지만 냉동 터 없음) - 6,800kg.

공간 사용 계획 (함께 EPS와 원자력, 원자력,) 핵 엔진 :

• 미래 우주선의 일환으로.
• 에너지 집약적 인 시스템 및 우주선에 대한 전기의 소스로.
• 작업 궤도 및 장비의 추가 장기 에너지 공급에 무거운 electrorocket 우주선과 차량의 전달을 보장하기 위해 교통 및 에너지 모듈의 처음 두 문제를 해결합니다.

핵 엔진의 작동 원리

핵의 합성 또는 분열 에너지의 사용에 기초하여 어느 핵연료 폼 제트 추력. 설치 펄스 폭발 및 유체 유형을 구분합니다. 폭발 공장은 멀리 몇 미터 폭발, 폭발 앞으로 배를 밀어 것을 공간 소형 원자 폭탄으로 방출한다. 실제로, 이러한 장치는 사용되지 않습니다.

액체 추진 엔진은, 다른 한편으로는, 긴 개발 및 테스트되었습니다. 위로 60 년대, 소련 전문가는 실행 가능한 모델 RD-0410을 설계했다. 이러한 시스템은 미국에서 개발되었다. 이들 원리는 액체 핵 소형 반응기의 가열에 기초하고, 그 증기로 변환 우주선 푸시 제트 스트림을 형성한다. 장치가 작동 유체로서 액체라고되어 있지만, 통상적으로 수소를 사용한다. 우주 원자력 시스템의 또 다른 목적 - 네트워크 (장비) 선박 및 위성 온보드 전원 전기.

헤비 통신 장치 글로벌 공간 통신

지금이 순간, 작품은 무거운 장치 공간의 통신에 사용되는 공간에 대한 핵 엔진에 진행되고있다. RSC "에네르기는"연구와 국제 우주 통신 시스템의 설계를 수행 한 우주에 지구에서 "전화 교환"의 전송을 달성했는데 싼 휴대 전화와 함께 경제적으로 경쟁력이있다.

그들의 창조를위한 전제 조건은 다음과 같습니다 :

• 정지 궤도 궤도 (GEO) 위성 운영 및 수동의 거의 완전한 충전;
• 주파수 자원의 고갈;
• 생성 및 정보 정지 궤도 위성 "야말"의 상업적 이용의 긍정적 인 경험.

당신은 "야말"플랫폼을 만들 때, 새로운 기술 솔루션 공간 서비스의 세계 시장에서 경쟁력을 위해 이러한 장치를 사용할 수있는 95 %이었다.

이 기술 통신 대략 장비 매 7 년 모듈의 교체를 가정한다. 그것은 그들에 의해 소비되는 전력의 증가와 정지 궤도에 멀티 3-4 무거운 위성의 시스템을 만들 것입니다. 처음에는 우주선은 태양 광 발전 30 ~ 80 kW 급에 근거하여 설계되었습니다. 다음 단계는 전원으로 동작의 확장 모드 (적어도 10-15년)과 150-180 kW 급 (기본 모듈 GSO의 전달을위한) 전송 모드에서 최대 1 년으로 핵 엔진 400 킬로와트를 사용합니다.

antimeteoritnoy의 핵 엔진은 지구 시스템을 보호

RKK는 "에너지"는 후반 90의 디자인 연구에 혜성과 소행성 원자력 발전소와 YAERDU가에 사용할 수의 핵에서 antimeteoritnoy 지구 방어 시스템의 창조에 그것을 보여 주었다 완료 :

1. 지구 궤도를 교차 소행성과 혜성의 궤도를 감시하는 시스템을 만들기. 이를 위해, 위험한 물체 검출 자신의 궤도의 매개 변수와 그 특성의 차 조사를 계산하기위한 광학 및 레이더 장비를 갖춘 특수 우주선을 마련 할 것을 제안. 150 kW 급의 듀얼 모드 열 이온의 NPI 용량이 시스템의 핵 공간 엔진을 포함 할 수있다. 그녀의 인생이 10 년 이상이어야한다.
2. 매립 안전 아스테로이드에 영향 (원자핵 폭발 장치)의 시험. 아스테로이드 다각형에 시험 장치의 YAERDU 전력 전달은 전달 된 페이로드 (150 내지 500 킬로와트)의 질량에 의존한다.
3. 표준 노출 배달은 위험한 개체 세계에 접근하기위한 (15-50t의 인터셉터 총 질량)을 의미한다. 핵 필요 제트 엔진 위험한 아스테로이드 원자핵의 전하 전달을 위해 1 내지 10 MW의 용량있는 폭발의 위험으로 인해 경로에서 거부 할 제트 아스테로이드 재료 표면.

깊은 공간에서 연구 장비 납품

공간 객체에 대한 과학적인 장비 (먼 행성, 정기적 인 혜성, 소행성)의 납품은 우주 기반 LRE 단계를 사용하여 수행 할 수있다. 위성의 천체 궤도 작업 출력에 둘 때 우주선을위한 핵 엔진을 사용하여, 편법, 천체와 직접 접촉 대량 증가 연구 단지, 착륙 및 이륙 단계의 포함을 요구하는 재료 샘플 및 기타 연구보세요.

매개 변수 엔진

우주선 연구 단지에 대한 핵 엔진은 계획을 간소화하고 프로젝트의 비용을 절감 (때문에 몸의 작업 속도의 제어 방전)은 "윈도우 시작"확장됩니다. 연구, RSC "에너지 아"에 의해 수행 3 년에 YAERDU 150 kW 급이 공간에 모듈을 전달하는 유망한 수단 인 것으로 나타났다 소행성 벨트.

동시에 태양계의 먼 행성의 궤도의 연구 단위의 전달은 자원의 증가 5-7 년 원자력 시설의 위로를 필요로한다. 그것은 연구의 일환으로 약 1 MW의 용량 YAERDU 단지는 우주선과 지상 지구에 인공 위성이 가장 먼 행성이 행성의 위성의 표면에 행성 탐사선, 및 배달 궤도 5-7 년 동안 배달을 가속 수 있음을 입증 혜성, 소행성, 수성과 목성과 토성의 위성.

재사용 리프트 (MB)

공간에서 교통 운영의 효율성을 향상시킬 수있는 가장 중요한 방법 중 하나는 교통 시스템의 재사용 가능한 요소입니다. 최소 500 kW 급의 우주선 전력 원자력 엔진은 크게 멀티 티어 우주 운송 시스템의 효율성을 향상시켜 재사용 견인을 만들 수 있습니다. 프로그램에서 이러한 시스템에 특히 유용 큰 연간화물 트래픽을 제공합니다. 예 생성 및 유인 기지의 유지 보수 달 탐사 프로그램이 지속적으로 증가하고 실험 기술 및 산업 단지되어있을 것이다.

회전율 계산

700 ~ 800 톤으로 추정된다 유인 달 기지 건설에 지구에서 30m 총화물 및 달 궤도 스테이션을 방문 -. 설계 연구 RSC "에너지 아"에 따르면, 달에 기지 건설은 약 10 톤 달의 궤도 무게 모듈을 제공한다 베이스의 운영 및 개발을위한 연간화물 교통 - 400~500미터.

그러나, 핵 엔진의 원리는 화물선 빠르게 분산 할 수 없습니다. 때문에 때문에 긴 운송 시간에 상당한 시간이 모든화물이 핵 엔진과 예인선을 사용하여 전달 될 수없는 페이로드 방사선 벨트를 발견. 따라서, 제공 YAERDU에 근거 할 수있다화물은 1백~3백t / 년 추정했다.

경제적 효율성

경제성 간 궤도 교통 시스템의 기준으로는 목표 궤도로 지구 표면에서 단위 페이로드 (GHG) 질량 배출량 당 수송 단가의 값을 사용하는 것이 바람직하다. 계정에 전송 시스템에서 비용의 주요 구성 요소를 필요 RSC "에너지 아"경제와 수학적 모델이 개발되었다 :

• 생성과 궤도 당김 유니트의 제거;
• 핵 시설 운영의 구입;
• 운영 비용뿐만 아니라, R & D 및 가능한 자본 지출 비용.

비용 매개 변수는 MB의 최적의 매개 변수에 따라 달라집니다. 이 모델을 사용하면 고급 액체를 기준으로 약 1 mW의 재사용 예인선 기반 YAERDU 전력 및 일회용 예인선의 비교 경제성을 조사 하였다 로켓 엔진 100 톤 / 년의 100km 페이로드 총 질량의 지구 달 궤도 고도에 배달을 보장하기 위해 프로그램. 용량 동일한 듀티 "양성자 M"핵 엔진의 기초 터그하여 페이로드의 단위 질량 당 수송 시스템 특정 배송 비용 dvuhpuskovoy 회로 구성을 운반 같은 부스터를 사용하는 경우 상기 일회용을 사용하는 경우보다 3 배 낮은 것 유형 MM-3의 액체 로켓 엔진과 예인선을 기반으로.

결론

공간에 대한 효과적인 핵 추진이 공간에서 에너지를 무선 전송하는 시스템을 구축, 지구, 화성에 사람의 비행 환경 문제의 해결에 기여하고, 핵 에너지의 공간이 매우 위험한 방사성 폐기물 지상에서 보안이 강화 된 매장의 구현, 유인 달 기지의 생성과 달의 상업적 개발을 보장하기 위해 소행성과 혜성의 위험으로부터 지구를 보호합니다.