Varo monia kirjaimia.

Venäjällä ydinvoimalaitoksella (NPP) varustetun avaruusaluksen lentomalli on tarkoitus luoda vuoteen 2025 mennessä. Asiaa koskeva työ sisältyy liittovaltion avaruusohjelman 2016–2025 luonnokseen (FKP-25), jonka Roscosmos lähetti ministeriöille hyväksyttäväksi.

Ydinvoimajärjestelmiä pidetään tärkeimpinä lupaavina energianlähteinä avaruudessa suunnitellessa suuria planeettojen välisiä tutkimusmatkoja. Tulevaisuudessa ydinvoimalaitokset, joita Rosatomin yritykset tällä hetkellä kehittävät, pystyvät tulevaisuudessa tuottamaan megawattitehoa avaruudessa.

Kaikki ydinvoimalaitosten rakentamistyöt etenevät suunniteltujen määräaikojen mukaisesti. Voimme hyvin luottavaisin mielin sanoa, että työ valmistuu kohdeohjelman asettamassa ajassa, sanoo valtionyhtiö Rosatomin viestintäosaston projektipäällikkö Andrei Ivanov.

Takana Viime aikoina Projektin puitteissa käytiin läpi kaksi tärkeää vaihetta: polttoaine-elementille luotiin ainutlaatuinen muotoilu, joka varmistaa toimivuuden korkeissa lämpötiloissa, suurissa lämpötilagradienteissa ja suuriannoksisessa säteilyssä. Myös tulevan avaruusvoimayksikön reaktoriastian tekniset testit on saatu päätökseen. Osana näitä testejä runko paineistettiin ja tehtiin 3D-mittauksia perusmetallin, ympäryshitsauksen ja kartiosiirron alueilla.

Toimintaperiaate. Luomisen historia.

Avaruudessa käytettävän ydinreaktorin kanssa ei ole perustavanlaatuisia vaikeuksia. Vuosina 1962-1993 maassamme kertyi rikas kokemus vastaavien laitteistojen tuotannosta. Vastaavaa työtä tehtiin Yhdysvalloissa. 1960-luvun alusta lähtien maailmassa on kehitetty useita erilaisia sähkösuihkumoottoreita: ioni, kiinteä plasma, anodikerrosmoottori, pulssiplasmamoottori, magnetoplasma, magnetoplasmodynaaminen.

Luominen toimii ydinmoottorit avaruusaluksia toteutettiin aktiivisesti Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa viime vuosisadalla: amerikkalaiset sulkivat projektin vuonna 1994, Neuvostoliitto - vuonna 1988. Töiden lopettamista helpotti suurelta osin Tšernobylin katastrofi, joka viritti kielteisesti yleistä mielipidettä ydinenergian käytöstä. Lisäksi ydinlaitosten kokeita avaruudessa ei aina suoritettu säännöllisesti: vuonna 1978 Neuvostoliiton satelliitti Kosmos-954 tuli ilmakehään ja hajosi hajottaen tuhansia radioaktiivisia fragmentteja 100 tuhannen neliömetrin alueelle. km Luoteis-Kanadassa. Neuvostoliitto maksoi Kanadalle yli 10 miljoonaa dollaria rahallisena korvauksena.

Toukokuussa 1988 kaksi organisaatiota - Federation of American Scientists ja Neuvostoliiton tutkijoiden komitea rauhan puolesta ydinuhan puolesta - tekivät yhteisen ehdotuksen ydinenergian käytön kieltämisestä avaruudessa. Tämä ehdotus ei saanut muodollisia seurauksia, mutta sen jälkeen mikään maa ei ole käynnistänyt avaruusaluksia, joissa on ydinvoimaloita.

Projektin suuria etuja ovat käytännössä tärkeät suorituskykyominaisuudet - pitkä käyttöikä (10 vuotta), merkittävä huoltoväli ja pitkä käyttöaika yhdellä kytkimellä.

Vuonna 2010 hankkeelle laadittiin tekniset ehdotukset. Suunnittelu alkoi tänä vuonna.

Ydinvoimalaitoksessa on kolme päälaitetta: 1) reaktorilaitos, jossa on käyttöneste ja apulaitteet (lämmönvaihdin-rekuperaattori ja turbogeneraattori-kompressori); 2) sähköinen raketin propulsiojärjestelmä; 3) jääkaappi-emitteri.

Reaktori.

Fysikaalisesta näkökulmasta tämä on kompakti kaasujäähdytteinen nopea neutronireaktori.
Polttoaine on uraanin yhdiste (dioksidi tai karbonitridi), mutta koska rakenteen on oltava erittäin kompakti, uraanin 235-isotoopin rikastus on suurempi kuin perinteisten (siviili-) ydinvoimaloiden polttoainesauvojen, ehkä yli 20 %. Ja niiden kuori on molybdeenipohjainen tulenkestävien metallien yksikiteinen seos.

Tämän polttoaineen on toimittava erittäin korkeissa lämpötiloissa. Siksi oli tarpeen valita materiaalit, jotka voivat sisältää negatiiviset tekijät liittyvät lämpötilaan ja samalla antavat polttoaineen suorittaa päätehtävänsä - lämmittää kaasun jäähdytysnestettä, jonka avulla tuotetaan sähköä.

Jääkaappi.

Kaasujäähdytys ydinlaitoksen käytön aikana on ehdottoman välttämätöntä. Kuinka haihduttaa lämpöä avoin tila? Ainoa mahdollisuus on säteilyjäähdytys. Lämmitetty pinta tyhjiössä jäähdytetään lähettämällä sähkömagneettisia aaltoja laajalla alueella, mukaan lukien näkyvä valo. Projektin ainutlaatuisuus on erityisen jäähdytysnesteen - helium-ksenon-seoksen käyttö. Asennus tarjoaa korkean hyötysuhteen.

Moottori.

Ionimoottorin toimintaperiaate on seuraava. Kaasunpurkauskammioon luodaan harvinaistunut plasma anodien ja magneettikentässä sijaitsevan katodilohkon avulla. Emissioelektrodi "vetää" siitä käyttönesteen (ksenonin tai muun aineen) ioneja ja kiihtyy sen ja kiihdytyselektrodin välisessä raossa.

Suunnitelman toteuttamiseen luvattiin 17 miljardia ruplaa vuosina 2010–2018. Näistä varoista 7,245 miljardia ruplaa osoitettiin valtionyhtiölle Rosatom itse reaktorin rakentamiseen. Muut 3,955 miljardia - FSUE "Center of Keldysh" ydinvoimalaitoksen perustamiseen. Toiset 5,8 miljardia ruplaa menee RSC Energialle, jossa koko liikenne- ja energiamoduulin toimintakuva on muodostettava samassa ajassa.

Suunnitelmien mukaan vuoden 2017 loppuun mennessä valmistuu ydinvoimalaitos kuljetus- ja energiamoduulin (planeettojenvälisen lentomoduulin) valmistelemiseksi. Vuoden 2018 loppuun mennessä ydinvoimalaitos on valmis lentosuunnittelun testeihin. Hanke rahoitetaan liittovaltion budjetista.

Ei ole mikään salaisuus, että työ ydinrakettimoottorien luomiseksi aloitettiin Yhdysvalloissa ja Neuvostoliitossa viime vuosisadan 60-luvulla. Kuinka pitkälle he ovat tulleet? Ja mitä haasteita kohtasit matkan varrella?

Anatoli Koroteev: Itse asiassa ydinenergian käyttöä avaruudessa koskeva työ aloitettiin ja sitä tehtiin aktiivisesti maassamme ja Yhdysvalloissa 1960- ja 70-luvuilla.

Aluksi tehtävänä oli luoda rakettimoottoreita, jotka käyttäisivät polttoaineen ja hapettimen palamisen kemiallisen energian sijaan vetykuumennusta noin 3000 asteen lämpötilaan. Mutta kävi ilmi, että tällainen suora polku on edelleen tehoton. Saamme lyhyen aikaa suuren työntövoiman, mutta samalla heitämme ulos suihkun, joka voi reaktorin epänormaalin toiminnan sattuessa osoittautua radioaktiivisesti saastuneeksi.

Kokemusta saatiin, mutta me emmekä amerikkalaiset pystyneet luomaan luotettavia moottoreita silloin. Ne toimi, mutta ei tarpeeksi, koska vedyn lämmittäminen 3000 asteeseen ydinreaktorissa on vakava tehtävä. Ja lisäksi tällaisten moottoreiden maatesteissä oli ympäristöongelmia, koska radioaktiivisia suihkuja päästettiin ilmakehään. Ei ole enää salaisuus, että tällainen työ tehtiin erityisesti ydinkokeita varten valmistetulla Semipalatinskin testialueella, joka jäi Kazakstanissa.

Eli kaksi parametria osoittautui kriittisiksi - estävä lämpötila ja säteilypäästöt?

Anatoli Korotejev: Yleensä kyllä. Näistä ja joistakin muista syistä työ maassamme ja Yhdysvalloissa keskeytettiin tai keskeytettiin - sitä voidaan arvioida eri tavoin. Ja meistä tuntui kohtuuttomalta jatkaa niitä tällä tavalla, sanoisin, frontaalisesti, jotta voitaisiin tehdä ydinmoottori, jossa on kaikki jo mainitut puutteet. Olemme ehdottaneet täysin erilaista lähestymistapaa. Se eroaa vanhasta samalla tavalla kuin hybridiauto perinteisestä. Perinteisessä autossa moottori pyörittää pyöriä, kun taas hybridiautoissa moottorista syntyy sähköä, joka pyörittää pyöriä. Toisin sanoen luodaan tietty välivoimalaitos.

Niinpä ehdotimme mallia, jossa avaruusreaktori ei lämmitä siitä ulos tulevaa suihkua, vaan tuottaa sähköä. Reaktorista tuleva kuuma kaasu pyörittää turbiinia, turbiini sähkögeneraattoria ja kompressoria, joka kierrättää työnestettä suljetussa piirissä. Generaattori puolestaan tuottaa sähköä plasmamoottorille, jonka ominaistyöntövoima on 20 kertaa suurempi kuin kemiallisten vastineiden.

Älykäs kaava. Pohjimmiltaan tämä on miniydinvoimala avaruudessa. Ja mitkä ovat sen edut ramjet-ydinmoottoriin verrattuna?

Anatoli Koroteev: Tärkeintä on, että uudesta moottorista tuleva suihku ei ole radioaktiivinen, koska reaktorin läpi kulkee täysin erilainen työneste, joka sisältyy suljettuun piiriin.

Lisäksi meidän ei tarvitse lämmittää vetyä ääriarvoihin tällä menetelmällä: reaktorissa kiertää inerttiä käyttönestettä, joka kuumenee jopa 1500 asteeseen. Yksinkertaistamme tehtäväämme vakavasti. Ja sen seurauksena nostamme ominaistyöntöä ei kahdesti, vaan 20 kertaa verrattuna kemiallisiin moottoreihin.

Toinen asia on myös tärkeä: ei tarvita monimutkaisia täysimittaisia testejä, jotka vaativat entisen Semipalatinskin testipaikan infrastruktuuria, erityisesti Kurchatovin kaupunkiin jääneen penkkipohjan.

Meidän tapauksessamme kaikki tarvittavat testit voidaan tehdä Venäjän alueella ilman, että joudumme pitkiin kansainvälisiin neuvotteluihin ydinenergian käytöstä valtiomme ulkopuolella.

Tehdäänkö vastaavia töitä muissa maissa?

Anatoli Koroteev: Tapasin NASAn apulaisjohtajan kanssa, keskustelimme kysymyksistä, jotka liittyvät ydinenergiaan palaamiseen avaruudessa, ja hän sanoi, että amerikkalaiset osoittavat suurta kiinnostusta tähän.

On täysin mahdollista, että myös Kiina pystyy reagoimaan omalla aktiivisuudellaan, joten on toimittava nopeasti. Eikä vain siksi, että pääsisi puolella askeleella jonkun edellä.

Meidän on työskenneltävä ripeästi ennen kaikkea, jotta syntyvässä kansainvälisessä yhteistyössä ja sitä tosiasiassa muodostumassa näytämme arvoisilta.

En sulje pois mahdollisuutta, että lähitulevaisuudessa saatetaan käynnistää kansainvälinen ydinavaruusvoimalaitoksen ohjelma, samanlainen kuin nyt toteutettavissa oleva ohjatun lämpöydinfuusion ohjelma.

Sergeev Aleksei, 9 "A" luokka MOU "Secondary School No. 84"

Tieteellinen konsultti: , voittoa tavoittelemattoman tieteellisen ja innovatiivisen toiminnan kumppanuuden "Tomsk Atomic Center" apulaisjohtaja

Ohjaaja: , fysiikan opettaja, MOU "Secondary School No. 84" ZATO Seversk

Johdanto

Avaruusaluksen propulsiojärjestelmät on suunniteltu tuottamaan työntövoimaa tai liikemäärää. Propulsiojärjestelmän käyttämän työntövoiman tyypin mukaan ne jaetaan kemiallisiin (CRD) ja ei-kemiallisiin (NCRD). HRD:t jaetaan nestemäisiin (LRE), kiinteisiin polttoaineisiin (RDTT) ja yhdistettyihin (KRD). Ei-kemialliset propulsiojärjestelmät puolestaan jaetaan ydinvoimaan (NRE) ja sähköiseen (EP). Suuri tiedemies Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky loi sata vuotta sitten ensimmäisen propulsiojärjestelmän mallin, joka käytti kiinteitä ja nestemäisiä polttoaineita. Sen jälkeen 1900-luvun jälkipuoliskolla suoritettiin tuhansia lentoja pääasiassa LRE- ja kiinteän polttoaineen raketimoottoreilla.

Tällä hetkellä lennoilla muille planeetoille, tähdistä puhumattakaan, nestemäistä polttoainetta käyttävien rakettimoottoreiden ja kiinteää polttoainetta käyttävien rakettimoottoreiden käyttö on kuitenkin yhä kannattamattomampaa, vaikka rakettimoottoreita onkin kehitetty monia. Todennäköisesti LRE:n ja kiinteän polttoaineen rakettimoottoreiden mahdollisuudet ovat täyttyneet täysin. Syynä tähän on se, että kaikkien kemiallisten rakettimoottoreiden ominaisimpulssi on pieni eikä ylitä 5000 m/s, mikä edellyttää propulsiojärjestelmän pitkäaikaista toimintaa ja vastaavasti suuria polttoainevarastoja riittävän suurten nopeuksien kehittämiseksi, tai kuten astronautiikassa on tapana, suuret Tsiolkovsky-luvun arvot, eli polttoaineena käytettävän raketin massan suhde tyhjän raketin massaan. Näin ollen RN Energian, joka asettaa 100 tonnia hyötykuormaa matalalle kiertoradalle, laukaisumassa on noin 3 000 tonnia, mikä antaa Tsiolkovsky-luvun arvon 30 alueella.

Esimerkiksi lennolla Marsiin Tsiolkovsky-luvun tulisi olla vieläkin suurempi, saavuttaen arvot välillä 30-50. On helppo arvioida, että noin 1000 tonnin hyötykuormalla eli vähimmäismassalla, joka tarvitaan kaiken tarvittavan tuottamiseen Marsiin lähtevän miehistön osalta ottaen huomioon polttoaineen syöttö paluulennolle Maahan, avaruusaluksen alkumassan tulee olla vähintään 30 000 tonnia, mikä ylittää selvästi nykyaikaisen, nesteen käyttöön perustuvan astronautiikan kehitystason. ponneainerakettimoottorit ja kiinteän polttoaineen rakettimoottorit.

Jotta miehitetty miehistö pääsisi lähimmillekin planeetoille, on tarpeen kehittää kantoraketteja moottoreilla, jotka toimivat eri periaatteilla kuin kemiallisella propulsiovoimalla. Lupaavimpia tässä suhteessa ovat sähkösuihkumoottorit (EP), termokemialliset rakettimoottorit ja ydinsuihkumoottorit (NJ).

1.Peruskäsitteet

Rakettimoottori on suihkumoottori, joka ei käytä ympäristöä (ilmaa, vettä) toimintaansa. Yleisimmin käytetyt kemialliset rakettimoottorit. Muita rakettimoottoreita kehitetään ja testataan - sähkö-, ydin- ja muita. Avaruusasemilla ja ajoneuvoissa käytetään laajalti myös yksinkertaisimpia painekaasuilla toimivia rakettimoottoreita. Ne käyttävät yleensä typpeä työnesteenä. /1/

Propulsiojärjestelmien luokitus

2. Rakettimoottorien käyttötarkoitus

Tarkoituksensa mukaan rakettimoottorit on jaettu useisiin päätyyppeihin: kiihdytys (käynnistys), jarrutus, tuki, ohjaus ja muut. Rakettimoottoreita käytetään pääasiassa raketteissa (tämä nimi). Lisäksi ilmailussa käytetään joskus rakettimoottoreita. Rakettimoottorit ovat astronautiikan päämoottoreita.

Sotilaallisissa (taistelu)ohjuksissa on yleensä kiinteän polttoaineen moottorit. Tämä johtuu siitä, että tällainen moottori tankkataan tehtaalla, eikä se vaadi huoltoa itse raketin koko varastointi- ja huoltoajan. Kiinteän polttoaineen moottoreita käytetään usein avaruusrakettien tehostimena. Erityisen laajasti niitä käytetään tässä ominaisuudessa Yhdysvalloissa, Ranskassa, Japanissa ja Kiinassa.

Nestemäistä polttoainetta käyttävillä rakettimoottoreilla on korkeammat työntövoimaominaisuudet kuin kiinteän polttoaineen moottoreilla. Siksi niitä käytetään avaruusrakettien laukaisemiseen Maan kiertoradalle ja planeettojen välisillä lennoilla. Rakettien tärkeimmät nestemäiset ponneaineet ovat kerosiini, heptaani (dimetyylihydratsiini) ja nestemäinen vety. Tällaisille polttoaineille tarvitaan hapettavaa ainetta (happea). Typpihappoa ja nesteytettyä happea käytetään tällaisissa moottoreissa hapettimena. Typpihappo on huonompi kuin nesteytetty happi hapettavat ominaisuudet, mutta ei vaadi erityistä lämpötilajärjestelmää varastoinnin, tankkauksen ja ohjusten käytön aikana

Avaruuslentojen moottorit eroavat maanpäällisistä koneista siinä, että niiden on mahdollisimman pienellä massalla ja tilavuudella tuotettava mahdollisimman paljon tehoa. Lisäksi niille asetetaan sellaisia vaatimuksia kuin poikkeuksellisen korkea hyötysuhde ja luotettavuus, merkittävä käyttöaika. Käytetyn energian tyypin mukaan avaruusalusten propulsiojärjestelmät jaetaan neljään tyyppiin: lämpökemiallinen, ydinvoima, sähköinen, aurinkopurjehdus. Jokaisella näistä tyypeistä on omat etunsa ja haittansa, ja niitä voidaan käyttää tietyissä olosuhteissa.

Tällä hetkellä avaruusaluksia, kiertorata-asemia ja miehittämättömiä maasatelliitteja laukaistaan avaruuteen tehokkailla termokemiallisilla moottoreilla varustetuilla raketeilla. Tarjolla on myös pienitehoisia pienitehoisia moottoreita. Tämä on supistettu kopio tehokkaista moottoreista. Jotkut niistä mahtuvat kämmenelle. Tällaisten moottoreiden työntövoima on hyvin pieni, mutta se riittää ohjaamaan aluksen sijaintia avaruudessa.

3. Termokemialliset rakettimoottorit.

Tiedetään, että polttomoottorissa, höyrykattilan uunissa - missä tahansa palaminen tapahtuu, eniten Aktiivinen osallistuminen ottaa ilmakehän happea. Ulkoavaruudessa ei ole ilmaa, ja rakettimoottoreiden toimintaa varten ulkoavaruudessa on oltava kaksi komponenttia - polttoaine ja hapetin.

Nestemäisissä termokemiallisissa rakettimoottoreissa polttoaineena käytetään alkoholia, kerosiinia, bensiiniä, aniliinia, hydratsiinia, dimetyylihydratsiinia, nestemäistä vetyä. Hapettavana aineena käytetään nestemäistä happea, vetyperoksidia, typpihappoa. On mahdollista, että nestemäistä fluoria käytetään tulevaisuudessa hapettimena, kun menetelmiä tällaisen aktiivisen kemikaalin varastointiin ja käyttöön keksitään.

Nestekäyttöisten suihkumoottoreiden polttoaine ja hapetin varastoidaan erikseen, erikoissäiliöissä ja pumpataan polttokammioon. Kun ne yhdistetään polttokammioon, lämpötila kehittyy jopa 3000 - 4500 °C.

Palamistuotteet, laajenevat, saavuttavat nopeuden 2500-4500 m/s. Moottorikotelosta alkaen ne luovat suihkun työntövoiman. Samaan aikaan mitä suurempi kaasujen ulosvirtauksen massa ja nopeus on, sitä suurempi on moottorin työntövoima.

On tapana arvioida moottoreiden ominaistyöntövoima sen työntövoiman määrällä, jonka sekunnissa palanut polttoainemassayksikkö tuottaa. Tätä arvoa kutsutaan rakettimoottorin ominaisimpulssiksi ja se mitataan sekunneissa (kg työntövoimaa / kg palanutta polttoainetta sekunnissa). Parhaiden kiinteää polttoainetta käyttävien rakettimoottoreiden ominaisimpulssi on jopa 190 s, eli 1 kg polttoainetta, joka palaa sekunnissa, muodostaa 190 kg:n työntövoiman. Vety-happi-rakettimoottorin ominaisimpulssi on 350 s. Teoriassa vety-fluorimoottori voi kehittää yli 400 s:n ominaisimpulssin.

Yleisesti käytetty nestemäisen polttoaineen rakettimoottorin kaavio toimii seuraavasti. Puristettu kaasu luo tarvittavan paineen säiliöihin kryogeenisellä polttoaineella estääkseen kaasukuplien syntymisen putkistoissa. Pumput syöttävät polttoainetta rakettimoottoreille. Polttoaine ruiskutetaan palotilaan useiden suuttimien kautta. Myös hapettavaa ainetta ruiskutetaan palotilaan suuttimien kautta.

Missä tahansa autossa polttoaineen palamisen aikana muodostuu suuria lämpövirtoja, jotka lämmittävät moottorin seinämiä. Jos et jäähdytä kammion seiniä, se palaa nopeasti, riippumatta siitä, mistä materiaalista se on valmistettu. Nestekäyttöinen suihkumoottori jäähdytetään yleensä jollakin ponneainekomponentista. Tätä varten kammio tehdään kaksiseinäiseksi. Kylmä polttoainekomponentti virtaa seinien välisessä raossa.

Alumiini" href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark">alumiini jne. Erityisesti tavanomaisten polttoaineiden, kuten vety-happi, lisäaineena. Tällaiset "kolmoiskoostumukset" pystyvät tarjoamaan suurimman mahdollisen nopeuden kemiallisten polttoaineiden ulosvirtaus - jopa 5 km/s. Mutta tämä on käytännössä kemian resurssien raja. Se ei käytännössä pysty enempään. Vaikka ehdotettua kuvausta hallitsevat edelleen nestemäiset rakettimoottorit, on sanottava, että ensimmäinen vuonna ihmiskunnan historiassa luotiin lämpökemiallinen rakettimoottori kiinteällä polttoaineella - Kiinteällä polttoaineella toimiva rakettimoottori Polttoaine - esimerkiksi erikoisruuti - sijaitsee suoraan palotilassa. Palokammio, jossa suihkusuutin täytetty kiinteällä polttoaineella - se on koko suunnittelu Kiinteän polttoaineen palamistapa riippuu kiinteän polttoaineen rakettimoottorin käyttötarkoituksesta (käynnistys, marssi tai yhdistetty). Sotilasasioissa käytetyille kiinteitä polttoaineita käyttäville raketteille on ominaista käynnistys- ja tukimoottorit. rakettimoottori kehittää suuren työntövoiman hyvin lyhyeksi ajaksi, mikä on välttämätöntä, jotta raketti lähtee kantoraketista ja alkukiihtyvyydestään. Marssivat kiinteää polttoainetta käyttävä rakettimoottori on suunniteltu ylläpitämään vakioraketin lentonopeus lentoradan pääosassa (risteily). Erot niiden välillä ovat pääasiassa polttokammion rakenteessa ja polttoainepanoksen palamispinnan profiilissa, jotka määräävät polttoaineen palamisnopeuden, josta riippuvat käyttöaika ja moottorin työntövoima. Toisin kuin tällaiset raketit, maasatelliittien, kiertorata-asemien ja avaruusalusten laukaisuun tarkoitetut kantoraketit sekä planeettojen väliset asemat toimivat vain käynnistystilassa raketin laukaisusta kohteen laukaisuun Maapallon kiertoradalle tai planeettojen väliselle kiertoradalle. lentorata. Yleisesti ottaen kiinteillä raketimoottoreilla ei ole monia etuja nestemäisiin polttoaineisiin verrattuna: ne ovat helppoja valmistaa, niitä voidaan säilyttää pitkään, ne ovat aina toimintavalmiita ja suhteellisen räjähdyssuojattuja. Mutta ominaistyöntövoiman suhteen kiinteän polttoaineen moottorit ovat 10-30% huonompia kuin nestemäiset.

4. Sähkörakettimoottorit

Lähes kaikki edellä käsitellyt rakettimoottorit kehittävät valtavan työntövoiman, ja ne on suunniteltu saattamaan avaruusalukset kiertoradalle maapallon ympäri ja kiihdyttämään ne avaruusnopeuksiin planeettojen välisiä lentoja varten. Se on täysin eri asia - propulsiojärjestelmät avaruusaluksille, jotka on jo laukaistu kiertoradalle tai planeettojen väliselle lentoradalle. Täällä tarvitaan yleensä pienitehoisia moottoreita (useita kilowatteja tai jopa watteja), jotka voivat toimia satoja ja tuhansia tunteja ja käynnistyä ja sammua toistuvasti. Niiden avulla voit ylläpitää lentoa kiertoradalla tai tietyllä lentoradalla, mikä kompensoi lennon aiheuttamaa vastusta. ylemmät kerrokset tunnelma ja aurinkotuuli. Sähkörakettimoottoreissa työneste kiihdytetään tiettyyn nopeuteen kuumentamalla sitä sähköenergialla. Sähkö tulee aurinkopaneeleista tai ydinvoimalaitoksesta. Työnesteen lämmitysmenetelmät ovat erilaisia, mutta todellisuudessa siinä käytetään pääasiassa sähkökaari. Se osoittautui erittäin luotettavaksi ja kestää suuren määrän sulkeumia. Vetyä käytetään työnesteenä sähkökaarimoottoreissa. Sähkökaaren avulla vety kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan ja se muuttuu plasmaksi - sähköisesti neutraaliksi positiivisten ionien ja elektronien seokseksi. Plasman ulosvirtausnopeus potkurista saavuttaa 20 km/s. Kun tutkijat ratkaisevat plasman magneettisen eristyksen ongelman moottorikammion seinistä, on mahdollista nostaa merkittävästi plasman lämpötilaa ja nostaa ulosvirtausnopeus 100 km/s. Ensimmäinen sähköinen rakettimoottori kehitettiin Neuvostoliitossa vuosina. johdolla (myöhemmin hänestä tuli Neuvostoliiton avaruusrakettien moottoreiden luoja ja akateemikko) kuuluisassa kaasudynaamisessa laboratoriossa (GDL). / 10 /

5.Muut moottorityypit

On myös eksoottisempia ydinrakettimoottoriprojekteja, joissa halkeamiskelpoinen materiaali on nestemäisessä, kaasumaisessa tai jopa plasmatilassa, mutta tällaisten suunnitelmien toteuttaminen nykyisellä tekniikan ja tekniikan tasolla on epärealistista. Teoreettisessa tai laboratoriovaiheessa on olemassa seuraavat rakettimoottoriprojektit

Pulssiydinrakettimoottorit, jotka käyttävät pienten ydinpanosten räjähdyksen energiaa;

Lämpöydinrakettimoottorit, jotka voivat käyttää polttoaineena vedyn isotooppia. Vedyn energiatehokkuus tällaisessa reaktiossa on 6,8*1011 kJ/kg, eli noin kaksi kertaluokkaa suurempi kuin ydinfissioreaktioiden tuottavuus;

Aurinkopurjemoottorit - jotka käyttävät auringonvalon painetta (aurinkotuulta), joiden olemassaolon venäläinen fyysikko todisti kokeellisesti jo vuonna 1899. Laskemalla tutkijat ovat osoittaneet, että 1 tonnin painava laite, joka on varustettu halkaisijaltaan 500 metrin purjeella, voi lentää Maasta Marsiin noin 300 päivässä. Aurinkopurjeen hyötysuhde kuitenkin laskee nopeasti etäisyyden mukaan Auringosta.

6. Ydinrakettimoottorit

Yksi nestemäisen polttoaineen rakettimoottoreiden tärkeimmistä haitoista liittyy rajoitettu nopeus kaasujen ulosvirtaus. Ydinrakettimoottoreissa näyttää olevan mahdollista käyttää ydin "polttoaineen" hajoamisen aikana vapautuvaa kolossaalista energiaa työaineen lämmittämiseen. Ydinrakettimoottorien toimintaperiaate on lähes sama kuin termokemiallisten moottoreiden toimintaperiaate. Ero on siinä, että työnestettä lämmitetään ei sen oman kemiallisen energian vuoksi, vaan "vieraan" energian vuoksi, joka vapautuu ydinreaktion aikana. Työneste johdetaan ydinreaktorin läpi, jossa tapahtuu atomiytimien (esimerkiksi uraanin) fissioreaktio ja samalla se lämpenee. Ydinrakettimoottorit eliminoivat hapettimen tarpeen ja siksi voidaan käyttää vain yhtä nestettä. Käyttönesteenä on suositeltavaa käyttää aineita, jotka antavat moottorille suuren vetovoiman. Vety täyttää tämän ehdon täydellisimmin, sen jälkeen ammoniakki, hydratsiini ja vesi. Prosessit, joissa ydinenergiaa vapautuu, jaetaan radioaktiivisiin transformaatioihin, raskaiden ytimien fissioreaktioihin ja kevyiden ytimien fuusioreaktioihin. Radioisotooppimuunnokset toteutuvat niin sanotuissa isotooppisissa energialähteissä. Keinotekoisten radioaktiivisten isotooppien ominaismassaenergia (energia, jonka 1 kg painava aine voi vapauttaa) on paljon suurempi kuin kemiallisten polttoaineiden. Siten 210Ро:lle se on 5*10 8 KJ/kg, kun taas energiatehokkaimmassa kemiallisessa polttoaineessa (beryllium hapen kanssa) tämä arvo ei ylitä 3*10 4 KJ/kg. Valitettavasti ei ole vielä järkevää käyttää tällaisia moottoreita avaruuskantoraketeissa. Syynä tähän on isotooppisen aineen korkea hinta ja käytön vaikeus. Isotooppi vapauttaahan energiaa jatkuvasti, myös silloin, kun sitä kuljetetaan erityisessä kontissa ja raketti on pysäköitynä lähdössä. Ydinreaktoreissa käytetään energiatehokkaampaa polttoainetta. Siten 235U:n (uraanin halkeavan isotoopin) ominaismassaenergia on 6,75 * 10 9 kJ / kg, eli noin suuruusluokkaa suurempi kuin isotoopin 210Ро. Nämä moottorit voidaan "kääntää päälle" ja "pois päältä", ydinpolttoaine (233U, 235U, 238U, 239Pu) on paljon halvempaa kuin isotooppi. Tällaisissa moottoreissa ei voida käyttää vain vettä työnesteenä, vaan myös tehokkaampia työaineita - alkoholia, ammoniakkia, nestemäistä vetyä. Nestemäistä vetyä käyttävän moottorin ominaistyöntö on 900 s. Kiinteällä ydinpolttoaineella toimivan ydinrakettimoottorin yksinkertaisimmassa järjestelmässä käyttöneste sijoitetaan säiliöön. Pumppu toimittaa sen moottoritilaan. Suuttimien avulla ruiskutettuna työneste joutuu kosketuksiin lämpöä tuottavan ydinpolttoaineen kanssa, lämpenee, laajenee ja työntyy ulos suuttimen kautta suurella nopeudella. Ydinpolttoaine ylittää energiavarantojen suhteen minkä tahansa muun polttoaineen. Sitten herää luonnollinen kysymys - miksi tätä polttoainetta käyttävillä asennuksilla on edelleen suhteellisen pieni ominaistyöntövoima ja iso massa? Tosiasia on, että kiinteän faasin ydinrakettimoottorin ominaistyöntövoimaa rajoittaa halkeamiskelpoisen materiaalin lämpötila, ja voimalaitos lähettää käytön aikana voimakasta ionisoivaa säteilyä, jolla on haitallinen vaikutus eläviin organismeihin. Biologinen suojaus tällaista säteilyä vastaan on erittäin tärkeää, eikä sitä voida soveltaa avaruusaluksiin. Käytännön kehitys Kiinteää ydinpolttoainetta käyttävät ydinrakettimoottorit lanseerattiin 1950-luvun puolivälissä Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa, lähes samanaikaisesti ensimmäisten ydinvoimaloiden rakentamisen kanssa. Työ tehtiin kohonneen salailun ilmapiirissä, mutta se tiedetään todellinen sovellus astronautiikassa tällaisia rakettimoottoreita ei ole vielä vastaanotettu. Toistaiseksi kaikki on rajoittunut suhteellisen pienitehoisten isotooppisten sähkölähteiden käyttöön Maan miehittämättömissä keinotekoisissa satelliiteissa, planeettojenvälisissä avaruusaluksissa ja maailmankuulussa Neuvostoliiton "kuukulkijassa".

7. Ydinsuihkumoottorit, toimintaperiaate, menetelmät impulssin saamiseksi ydinrakettimoottorissa.

NRE sai nimensä siitä, että ne luovat työntövoimaa käyttämällä ydinenergiaa, eli energiaa, joka vapautuu ydinreaktioiden seurauksena. Yleisesti ottaen nämä reaktiot tarkoittavat kaikkia muutoksia atomiytimien energiatilassa sekä joidenkin ytimien muuttumista toisiksi, jotka liittyvät ytimien rakenteen uudelleenjärjestelyyn tai niiden sisältämien alkuainehiukkasten lukumäärän muutokseen. - nukleonit. Lisäksi ydinreaktiot, kuten tiedetään, voivat tapahtua joko spontaanisti (eli spontaanisti) tai keinotekoisesti indusoituina, esimerkiksi kun joitain ytimiä pommitetaan toisten (tai alkuainehiukkasten) toimesta. Fission ja fuusion ydinreaktiot energian suhteen ylittävät kemialliset reaktiot miljoonia ja kymmeniä miljoonia kertoja. Tämä selittyy sillä, että molekyyleissä olevien atomien kemiallinen sidosenergia on monta kertaa pienempi kuin ytimessä olevien nukleonien ydinsidosenergia. Rakettimoottorien ydinenergiaa voidaan käyttää kahdella tavalla:

1. Vapautuneella energialla lämmitetään työneste, joka sitten laajenee suuttimessa, aivan kuten perinteisessä rakettimoottorissa.

2. Ydinenergia muunnetaan sähköenergiaksi ja sitten sitä käytetään ionisoimaan ja nopeuttamaan työnesteen hiukkasia.

3. Lopuksi impulssin muodostavat itse fissiotuotteet, jotka muodostuvat prosessissa, esimerkiksi tulenkestäviä metalleja - volframia, molybdeeniä) käytetään antamaan erityisiä ominaisuuksia halkeaville aineille.

Kiinteäfaasireaktorin polttoaine-elementit on lävistetty kanavilla, joiden läpi NRE:n käyttöneste virtaa vähitellen lämpeneen. Kanavien halkaisija on noin 1-3 mm ja niiden kokonaispinta-ala on 20-30 % ytimen poikkileikkauksesta. Sydän on ripustettu tehokotelon sisällä olevaan erikoisverkkoon, jotta se voi laajentua reaktoria kuumennettaessa (muuten se romahtaa lämpöjännityksen vuoksi).

Sydämeen kohdistuu suuria mekaanisia kuormituksia, jotka liittyvät merkittävien hydraulisten paineen laskuun (jopa useisiin kymmeniin ilmakehoihin) virtaavan työnesteen, lämpöjännityksen ja tärinän vaikutuksesta. Sydämen koon kasvu reaktorin lämmityksen aikana saavuttaa useita senttejä. Aktiivinen vyöhyke ja heijastin on sijoitettu vahvan tehokotelon sisään, joka havaitsee työnesteen paineen ja suihkusuuttimen synnyttämän työntövoiman. Kotelo on suljettu vahvalla kannella. Se sisältää pneumaattiset, jousi- tai sähkömekanismit säätöelinten käyttämiseksi, NRE:n kiinnityspisteet avaruusalukseen, laipat NRE:n yhdistämiseksi käyttönesteen syöttöputkiin. Myös turbopumppuyksikkö voi sijaita kannen päällä.

8 - Suutin,

9 - laajeneva suutin,

10 - Turbiinin työaineen valinta,

11 - Voimajoukot,

12 - Ohjausrumpu

13 - Turbiinin pakokaasu (käytetään asennon säätämiseen ja työntövoiman lisäämiseen),

14 - rengaskäytöt ohjausrummut)

Vuoden 1957 alussa päätettiin Los Alamos -laboratorion työn lopullinen suunta ja päätettiin rakentaa grafiittiydinreaktori grafiittiin dispergoituneen uraanipolttoaineen kanssa. Tähän suuntaan luotu Kiwi-A-reaktori testattiin vuonna 1959 1. heinäkuuta.

Amerikkalainen kiinteäfaasinen ydinsuihkumoottori XE Prime testipenkillä (1968)

Reaktorin rakentamisen lisäksi Los Alamos Laboratory oli täydessä vauhdissa erityisen koealueen rakentamisessa Nevadaan ja toteutti myös useita erityistilauksia Yhdysvaltain ilmavoimista asiaan liittyvillä alueilla (yksittäisen TNRE:n kehittäminen yksikköä). Los Alamos Laboratoryn puolesta kaikki yksittäisten komponenttien valmistukseen liittyvät erikoistilaukset toteuttivat yritykset: Aerojet General, North American Aviationin Rocketdyne-divisioona. Kesällä 1958 kaikki Rover-ohjelman hallinta siirtyi USA:n ilmavoimille vasta organisoidulle National Aeronautics and Space Administrationille (NASA). Kesän 1960 puolivälissä AEC:n ja NASA:n välisen erityissopimuksen seurauksena syntyi G. Fingerin johdolla Office of Space Nuclear Engines, joka johti jatkossa Rover-ohjelmaa.

Kuuden ydinsuihkumoottoreiden "kuuman testin" tulokset olivat erittäin rohkaisevia, ja vuoden 1961 alussa laadittiin raportti reaktorin lentotesteistä (RJFT). Sitten vuoden 1961 puolivälissä käynnistettiin Nerva-projekti (ydinmoottorin käyttö avaruusraketeissa). Pääurakoitsijaksi valittiin Aerojet General ja reaktorin rakentamisesta vastaavaksi alihankkijaksi Westinghouse.

10.2 TNRD-työ Venäjällä

Amerikkalaiset" href="/text/category/amerikanetc/" rel="bookmark">Amerikkalaiset Venäläiset tiedemiehet käyttivät taloudellisimpia ja tehokkaimpia yksittäisten polttoaine-elementtien testejä tutkimusreaktoreissa. Salyut", Design Bureau of Chemical Automation, IAE, NIKIET ja NPO "Luch" (PNITI) kehittää erilaisia avaruusydinrakettimoottoreiden ja hybridiydinvoimaloiden hankkeita. Luch, MAI) luotiin YARD RD 0411 ja vähimmäismittaisen ydinmoottorin RD 0410 työntövoima 40 ja 3,6 tonnia.

Tuloksena valmistettiin reaktori, "kylmä" moottori ja pöytäprototyyppi kaasumaisen vedyn testausta varten. Toisin kuin amerikkalaisessa, jonka ominaisimpulssi oli korkeintaan 8250 m/s, Neuvostoliiton TNRE:n indikaattori oli lämmönkestävämpien ja kehittyneempien polttoaine-elementtien käytön ja sydämen korkean lämpötilan vuoksi yhtä suuri kuin 9100 m/s. s ja korkeampi. NPO Luchin yhteisen tutkimusmatkan TNRD:n testauspenkkipaikka sijaitsi 50 km lounaaseen Semipalatinsk-21:n kaupungista. Hän aloitti työskentelyn vuonna 1962. Vuosina Testipaikalla testattiin NRE-prototyyppien täyden mittakaavan polttoaine-elementtejä. Samalla pakokaasut pääsivät suljettuun päästöjärjestelmään. Penkkikompleksi ydinmoottoreiden täysimittaiseen testaukseen "Baikal-1" sijaitsee 65 km etelään Semipalatinsk-21:n kaupungista. Vuodesta 1970 vuoteen 1988 suoritettiin noin 30 reaktorin "kuumakäynnistystä". Teho ei samaan aikaan ylittänyt 230 MW:ta vedyn virtausnopeudella 16,5 kg/s asti ja sen lämpötila reaktorin ulostulossa 3100 K. Kaikki laukaisut onnistuivat, tapaturmattomasti ja suunnitelmien mukaan.

Neuvostoliiton TYARD RD-0410 - ainoa toimiva ja luotettava teollinen ydinrakettimoottori maailmassa

Tällä hetkellä tällaiset työt kaatopaikalla on lopetettu, vaikka laitteet pidetään suhteellisen toimintakunnossa. NPO Luchin pöytäjalka on ainoa kokeellinen kompleksi maailmassa, jossa on mahdollista testata NRE-reaktorien elementtejä ilman merkittäviä taloudellisia ja aikakustannuksia. On mahdollista, että TNRE-töiden jatkaminen Yhdysvalloissa Kuuhun ja Marsiin lennoille osana Space Research Initiative -ohjelmaa, johon on suunniteltu Venäjän ja Kazakstanin asiantuntijoiden osallistumista, johtaa Semipalatinskin toiminnan jatkamiseen. tukikohta ja "Marsilaisen" retkikunnan toteuttaminen 2020-luvulla .

Pääasialliset tunnusmerkit

Vedyn ominaisimpulssi: 910 - 980 sek(teoriassa 1000 asti sek).

· Työkappaleen (vety) uloshengityksen nopeus: 9100 - 9800 m/s.

· Saavutettava työntövoima: jopa satoja ja tuhansia tonneja.

· Maksimikäyttölämpötilat: 3000°С - 3700°С (lyhytaikainen mukaanlukien).

· Käyttöikä: jopa useita tuhansia tunteja (ajoittainen aktivointi). /5/

11. Laite

Neuvostoliiton kiinteän faasin ydinrakettimoottorin RD-0410 laite

1 - putki käyttönesteen säiliöstä

2 - turbopumppuyksikkö

3 - ohjaa rumpukäyttöä

4 - säteilysuojelu

5 - ohjausrumpu

6 - hidastin

7 - polttoainenippu

8 - reaktoriastia

9 -palopohja

10 - Suuttimen jäähdytyslinja

11- suutinkammio

12 -suutin

12. Toimintaperiaate

TNRD on toimintaperiaatteeltaan korkean lämpötilan reaktorilämmönvaihdin, johon työnestettä (nestemäistä vetyä) johdetaan paineen alaisena ja kun se kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin (yli 3000 °C), se on ulos jäähdytetyn suuttimen läpi. Lämmön talteenotto suuttimessa on erittäin hyödyllistä, koska se mahdollistaa paljon nopeamman vedyn kuumentamisen ja suuren lämpöenergian hyödyntämisen nostaa ominaisimpulssin 1000 sekuntiin (9100-9800 m/s).

Ydinrakettimoottorireaktori

MsoNormalTable">

toimiva elin

Tiheys, g/cm3

Ominaistyöntövoima (ilmoitetuissa lämpötiloissa lämmityskammiossa, °K), sek

0,071 (neste)

0,682 (neste)

1 000 (neste)

Ei. tiedot

(Huomautus: Paine kuumennuskammiossa on 45,7 atm, laajeneminen paineeseen 1 atm vakiolla kemiallinen koostumus työelin) /6/

15. Edut

TNRD:n tärkein etu kemiallisiin raketimoottoreihin verrattuna on saada korkeampi ominaisimpulssi, merkittävä energiavarasto, kompakti järjestelmä ja kyky saavuttaa erittäin suuri työntövoima (kymmeniä, satoja ja tuhansia tonneja tyhjiössä. Yleensä ominaisimpulssi Tyhjiössä saavutettu kemiallinen rakettipolttoaine (kerosiini-happi, vety-happi) on 3-4-kertainen ja korkeimmalla lämpövoimakkuudella 4-5-kertainen. Tällä hetkellä USA:ssa. ja Venäjällä on huomattava kokemus tällaisten moottoreiden kehittämisestä ja rakentamisesta, ja tarvittaessa (erityisavaruustutkimusohjelmat) tällaisia moottoreita voidaan valmistaa lyhyessä ajassa ja niillä on kohtuulliset kustannukset. lisäkäyttöä häiriöliikkeet painovoimakentän avulla suuret planeetat(Jupiter, Uranus, Saturnus, Neptunus) aurinkokunnan tutkimuksen saavutettavissa olevat rajat laajenevat merkittävästi, ja kaukaisille planeetoille saavuttamiseen tarvittava aika lyhenee merkittävästi. Lisäksi TNRD:tä voidaan käyttää menestyksekkäästi ajoneuvoissa, jotka liikennöivät jättimäisten planeettojen matalilla kiertoradoilla käyttämällä niiden harventunutta ilmakehää työskentelynesteenä, tai työskentelyyn niiden ilmakehässä. /8/

16. Haitat

TNRD:n suurin haittapuoli on voimakkaan tunkeutuvan säteilyvuon (gammasäteily, neutronit) läsnäolo sekä erittäin radioaktiivisten uraaniyhdisteiden, tulenkestävien yhdisteiden indusoituneella säteilyllä ja radioaktiivisten kaasujen poistaminen työnesteen mukana. Tässä suhteessa TNRD:tä ei voida hyväksyä maalaukaisuissa, jotta vältetään ympäristötilanteen heikkeneminen laukaisupaikalla ja ilmakehässä. /14/

17. TJARDin ominaisuuksien parantaminen. Hybridi TNRD

Kuten kaikilla raketilla tai kaikilla moottoreilla yleensä, kiinteäfaasisella ydinsuihkumoottorilla on merkittäviä rajoituksia saavutettavissa oleville kriittisille ominaisuuksille. Nämä rajoitukset edustavat laitteen (TNRD) mahdotonta toimia lämpötila-alueella, joka ylittää moottorin rakennemateriaalien enimmäiskäyttölämpötila-alueen. TNRD:n ominaisuuksien laajentamiseksi ja tärkeimpien toimintaparametrien merkittäväksi lisäämiseksi voidaan soveltaa erilaisia hybridijärjestelmiä, joissa TNRD toimii lämmön ja energian lähteenä ja käytetään lisäfysikaalisia menetelmiä työkappaleiden kiihdyttämiseen. Luotettavin, käytännössä toteutettavissa ja jolla on korkeat ominaisuudet ominaisimpulssin ja työntövoiman suhteen, on hybridijärjestelmä, jossa on ylimääräinen MHD-piiri (magnetohydrodynaaminen piiri) ionisoidun työnesteen (vety ja erityiset lisäaineet) nopeuttamiseksi. /13/

18. YARDin aiheuttama säteilyvaara.

Toimiva NRE on voimakas säteilylähde - gamma- ja neutronisäteily. Ilman erityistoimenpiteitä säteily voi aiheuttaa avaruusaluksen käyttönesteen ja rakenteen ei-hyväksyttävää kuumenemista, metallisten rakennemateriaalien haurastumista, muovin tuhoutumista ja kumiosien vanhenemista, sähkökaapeleiden eristyksen rikkomista ja elektroniikkalaitteiden vikoja. Säteily voi aiheuttaa materiaalien indusoitua (keinotekoista) radioaktiivisuutta – niiden aktivoitumista.

Tällä hetkellä NRE-avaruusalusten säteilysuojeluongelma katsotaan periaatteessa ratkaistua. Myös ydinrakettimoottorien huoltoon koepenkeillä ja laukaisupaikoilla liittyvät peruskysymykset on ratkaistu. Vaikka toimiva NRE aiheuttaa vaaran käyttöhenkilöstölle, "jo päivä NRE:n toiminnan päättymisen jälkeen se on mahdollista ilman keinoja henkilökohtainen suojaus oleskele useita kymmeniä minuutteja 50 metrin etäisyydellä PIHASTA ja jopa lähesty sitä. Yksinkertaisin suojakeino mahdollistaa huoltohenkilöstön pääsyn ydinrakettimoottorin työalueelle pian testauksen jälkeen.

Laukaisukompleksien kontaminaatiotaso ja ympäristöön, ei ilmeisesti ole este NRE:n käytölle avaruusrakettien alemmilla vaiheilla. Ympäristön ja käyttöhenkilöstön säteilyvaaran ongelmaa lieventää pitkälti se, että työnesteenä käytetty vety ei käytännössä aktivoidu kulkiessaan reaktorin läpi. Siksi NRE-suihku ei ole vaarallisempi kuin LRE-suihku. / 4 /

Johtopäätös

Kun tarkastellaan NRE:n kehittämisen ja käytön näkymiä astronautiikassa, on lähdettävä eri tyyppisten NRE:iden saavutetuista ja odotettavissa olevista ominaisuuksista, siitä, mitä ne voivat antaa astronautiikalle, niiden soveltamisesta ja lopuksi siitä, että ne ovat lähellä. NRE-ongelman ja avaruuden energiahuolto-ongelman sekä energian kehityksen välistä yhteyttä.

Kuten edellä mainittiin, kaikista mahdollisista NRE-tyypeistä kehittyneimmät ovat lämpöradioisotooppimoottori ja moottori, jossa on kiinteäfaasinen fissioreaktori. Mutta jos radioisotooppi-NRE:iden ominaisuudet eivät anna meidän toivoa niiden laajaa käyttöä astronautiikassa (ainakin lähitulevaisuudessa), niin kiinteän faasin NRE:iden luominen avaa suuria näkymiä astronautialle.

Esimerkiksi on ehdotettu laitetta, jonka alkumassa on 40 000 tonnia (eli noin 10 kertaa suurempi kuin suurimpien nykyaikaisten kantorakettien massa), josta 1/10 putoaa hyötykuorman päälle ja 2/3 ydinvoimalle. maksuja. Jos joka 3. sekunti räjäytetään yksi lataus, niin niiden syöttö riittää 10 päivän jatkuvaan ydinrakettimoottorin toimintaan. Tänä aikana laite kiihtyy 10 000 km/s nopeuteen ja tulevaisuudessa 130 vuoden kuluttua se voi saavuttaa Alpha Centauri -tähden.

Ydinvoimalaitoksilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita ovat käytännössä rajoittamaton energiankulutus, toiminnan riippumattomuus ympäristöstä, alttius ulkoisista vaikutuksista(kosminen säteily, meteoriittivauriot, korkea ja matalat lämpötilat jne.). Ydinradioisotooppilaitosten enimmäisteho on kuitenkin rajoitettu useiden satojen wattien luokkaan. Tätä rajoitusta ei ole ydinreaktorivoimaloissa, mikä määrää ennalta niiden käytön kannattavuuden raskaiden avaruusalusten pitkäaikaisilla lennoilla lähellä maapalloa, lentäessä aurinkokunnan kaukaisille planeetoille ja muissa tapauksissa.

Kiinteän faasin ja muiden fissioreaktoreilla varustettujen NRE:iden edut paljastuvat täydellisimmin tutkittaessa sellaisia monimutkaisia avaruusohjelmia, kuten miehitetyt lennot aurinkokunnan planeetoille (esimerkiksi retkikunnan aikana Marsiin). Tässä tapauksessa RD:n ominaisimpulssin kasvu mahdollistaa laadullisesti uusien ongelmien ratkaisemisen. Kaikkia näitä ongelmia helpottaa huomattavasti kiinteän faasin NRE:n käyttö, jonka spesifinen impulssi on kaksinkertainen nykyaikaisiin LRE:ihin verrattuna. Tällöin on myös mahdollista lyhentää lentoaikoja merkittävästi.

Todennäköisesti lähitulevaisuudessa kiinteän faasin NRE:istä tulee yksi yleisimmistä RD: istä. Kiinteän faasin NRE:tä voidaan käyttää ajoneuvoina pitkän matkan lennoilla esimerkiksi sellaisille planeetoille kuin Neptunukselle, Plutoon ja jopa lentää aurinkokunnasta. Lentoihin tähtiin fissioperiaatteisiin perustuva NRE ei kuitenkaan sovellu. Tässä tapauksessa lupaavia ovat fuusioreaktioiden periaatteella toimivat NRE:t tai tarkemmin sanottuna lämpöydinsuihkumoottorit (TRD) ja fotoniset suihkumoottorit (PRD:t), joissa aineen ja antiaineen tuhoutumisreaktio on liikkeen lähde. Todennäköisimmin ihmiskunta matkustaa tähtienvälisessä avaruudessa kuitenkin käyttää erilaista, suihkusta poikkeavaa liiketapaa.

Lopuksi muotoilen uudelleen kuuluisa lause Einstein - matkustaakseen tähtiin ihmiskunnan täytyy keksiä jotain, joka olisi monimutkaisuudeltaan ja havainnollisuudeltaan verrattavissa neandertalilaisen ydinreaktoriin!

KIRJALLISUUS

Lähteet:

1. "Raketit ja ihmiset. Kirja 4 Moon race" - M: Knowledge, 1999.
2. http://www. lpre. de/energomash/index. htm
3. Pervushin "Taistelu tähdistä. Avaruusvastakkaina" - M: tieto, 1998.
4. L. Gilberg "Taivaan valloitus" - M: Knowledge, 1994.
5. http://epizodsspace. *****/bibl/molodtsov
6. "Moottori", "Ydinmoottorit avaruusajoneuvoihin", nro 5, 1999

7. "Moottori", "Kaasufaasiset ydinmoottorit avaruusajoneuvoihin",

Nro 6, 1999
7.http://www. *****/content/numbers/263/03.shtml
8.http://www. lpre. de/energomash/index. htm
9.http://www. *****/content/numbers/219/37.shtml
10., Chekalin tulevaisuuden liikenne.

Moskova: Knowledge, 1983.

11., Chekalinin avaruustutkimus. - M.:

Knowledge, 1988.

12. Gubanov B. "Energia - Buran" - askel tulevaisuuteen // Tiede ja elämä.-

13. Getland K. Avaruustekniikka. - M.: Mir, 1986.

14., Sergeyuk ja kauppa. - M .: APN, 1989.

15 .Neuvostoliitto avaruudessa. 2005.-M.: APN, 1989.

16. Matkalla syvään avaruuteen // Energia. - 1985. - Nro 6.

SOVELLUS

Kiinteän faasin ydinsuihkumoottoreiden pääominaisuudet

Valmistajamaa	Moottori	Työntövoima tyhjiössä, kN	erityinen impulssi, sek	Projektityö, vuosi
























	NERVA/Lox sekasykli

Rakettimoottori, jossa käyttöneste on joko ydinreaktion tai radioaktiivisen hajoamisen aikana vapautuvan energian tai suoraan näiden reaktioiden tuotteiden lämmittämä aine (esim. vety). Erota…… Suuri Ensyklopedinen sanakirja

ydinrakettimoottori- branduolinis raketinis variklis statusas T ala Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma vykstant branduolinei arba termobranduolinei reakcijai. Branduoliniams raketiniams varikliams sudaroma kur kas didesnis… … Artilerijos terminų žodynas

- (NRE) rakettimoottori, jossa työntövoima syntyy radioaktiivisen hajoamisen tai ydinreaktion aikana vapautuvasta energiasta. NRE:ssä tapahtuvan ydinreaktion tyypin mukaan radioisotooppirakettimoottori on eristetty, ... ...

- (YARD) rakettimoottori, jossa energianlähde on ydinpolttoaine. YARD:lla ydinreaktorin kanssa. Ketjuydinreaktion seurauksena vapautuva lämpö siirtyy käyttönesteeseen (esimerkiksi vetyyn). Ydinreaktorin ydin ......

Tämä artikkeli pitäisi wikifioida. Muotoile se artikkelien muotoilusääntöjen mukaisesti. Ydinrakettimoottori homogeenisessa ydinpolttoaineen suolojen liuoksessa (englanniksi ... Wikipedia

Ydinrakettimoottori (NRE) on eräänlainen rakettimoottori, joka käyttää ydinfission tai -fuusion energiaa suihkun työntövoiman luomiseen. Ne ovat itse asiassa reaktiivisia (lämmittävät työnesteen ydinreaktorissa ja poistavat kaasua ... ... Wikipedia

Suihkumoottori, jonka energianlähde ja käyttöneste sijaitsevat itse ajoneuvossa. Rakettimoottori on ainoa, joka on käytännössä hallittu lähettämään hyötykuorma keinotekoisen maasatelliitin kiertoradalle ja käyttämään sitä ... ... Wikipedia

- (RD) Suihkumoottori, joka käyttää työhönsä vain liikkuvassa ajoneuvossa (lentokone, maa, vedenalainen) varastossa olevia aineita ja energialähteitä. Näin ollen toisin kuin ilmasuihkumoottoreissa (katso ... ... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

Isotooppirakettimoottori, ydinrakettimoottori, joka käyttää kemikaalien radioaktiivisten isotooppien hajoamisenergiaa. elementtejä. Tämä energia lämmittää käyttönestettä tai hajoamistuotteet itse ovat työnestettä, muodostaen ... ... Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja

Venäjä on testannut ydinvoimalan (NPP) jäähdytysjärjestelmää, joka on yksi tulevaisuuden avaruusalusten avainelementeistä, joka pystyy suorittamaan planeettojen välisiä lentoja. Miksi ydinmoottoria tarvitaan avaruudessa, miten se toimii ja miksi Roskosmos pitää tätä kehitystä Venäjän tärkeimpänä avaruusvalttina, Izvestia kertoo.

Atomin historia

Jos laitat kätesi sydämellesi, niin Korolevin ajoista lähtien avaruuteen lentämiseen käytetyt kantoraketit eivät ole kokeneet perustavanlaatuisia muutoksia. Yleinen käytäntö työ - kemikaali, joka perustuu polttoaineen polttamiseen hapettimella, pysyy samana. Moottorit, ohjausjärjestelmä, polttoainetyypit muuttuvat. Avaruusmatkailun perusta pysyy samana - suihkukoneisto työntää rakettia tai avaruusalusta eteenpäin.

Usein kuullaan, että tarvitaan suuri läpimurto, kehitys, joka voi korvata suihkumoottorin tehokkuuden lisäämiseksi ja Kuuhun ja Marsiin suuntautuvien lennoista realistisemmaksi. Pointti on, että tällä hetkellä melkein suurin osa massat planeettojen välisiä avaruusaluksia ovat polttoainetta ja hapettimia. Mutta entä jos hylkäämme kemiallisen moottorin kokonaan ja alamme käyttää ydinmoottorin energiaa?

Ajatus ydinvoimajärjestelmän luomisesta ei ole uusi. Neuvostoliitossa allekirjoitettiin vuonna 1958 yksityiskohtainen hallituksen asetus ydinrakettimoottorin luomisongelmasta. Jo silloin tehtiin tutkimuksia, jotka osoittivat, että käyttämällä riittävän tehokasta ydinrakettimoottoria pääsee Plutoon (joka ei ole vielä menettänyt planeettaasemaansa) ja takaisin kuudessa kuukaudessa (kaksi sinne ja neljä takaisin) kuluttamalla 75 tonneja polttoainetta matkalla.

He olivat mukana ydinrakettimoottorin kehittämisessä Neuvostoliitossa, mutta tutkijat alkoivat lähestyä todellista prototyyppiä vasta nyt. Kyse ei ole rahasta, aihe osoittautui niin monimutkaiseksi, että mikään maa ei ole toistaiseksi kyennyt luomaan toimivaa prototyyppiä, ja useimmissa tapauksissa kaikki päättyi suunnitelmiin ja piirustuksiin. Yhdysvalloissa propulsiojärjestelmää testattiin lentoa varten Marsiin tammikuussa 1965. Mutta NERVA-projekti Marsin valloittamiseksi ydinmoottorilla ei edennyt KIWI-testejä pidemmälle, ja se oli paljon yksinkertaisempi kuin nykyinen Venäjän kehitys. Kiina on sisällyttänyt avaruuskehityssuunnitelmiinsa ydinmoottorin luomisen lähemmäksi vuotta 2045, mikä on myös hyvin, hyvin pian.

Venäjällä aloitettiin vuonna 2010 uusi työkierros avaruuskuljetusjärjestelmien megawattiluokan ydinvoimalaitoksen (NPP) projektista. Roscosmosin ja Rosatomin yhdessä toteuttama hanke, jota voidaan kutsua yhdeksi viime aikojen vakavimmista ja kunnianhimoisimmista avaruusprojekteista. Ydinvoimalaitosten pääurakoitsija on Tutkimuskeskus niitä. M.V. Keldysh.

ydinliikettä

Lehdistölle vuotaa koko kehityskauden ajan uutisia tulevan ydinmoottorin yhden tai toisen osan valmiudesta. Samaan aikaan yleensä, asiantuntijoita lukuun ottamatta, harvat ihmiset kuvittelevat, kuinka ja minkä vuoksi se toimii. Itse asiassa avaruusydinmoottorin olemus on suunnilleen sama kuin maan päällä. Ydinreaktion energiaa käytetään turbogeneraattori-kompressorin lämmittämiseen ja toimintaan. Yksinkertaisesti sanottuna ydinreaktiota käytetään sähkön tuottamiseen, lähes täsmälleen samalla tavalla kuin perinteisessä ydinvoimalassa. Ja sähkön avulla sähkörakettimoottorit toimivat. Tässä asennuksessa nämä ovat suuritehoisia ionipotkurit.

Ionipotkureissa työntövoima luodaan luomalla suihkutyöntövoima, joka perustuu ionisoituun kaasuun, joka on kiihdytetty suuriin nopeuksiin sähkökentässä. Ionimoottorit ovat edelleen olemassa, niitä testataan avaruudessa. Toistaiseksi niillä on vain yksi ongelma - melkein kaikissa niissä on hyvin vähän työntövoimaa, vaikka ne kuluttavat hyvin vähän polttoainetta. Avaruusmatkoille tällaiset moottorit ovat loistava vaihtoehto, varsinkin jos ratkaiset ongelman saada sähköä avaruudessa, minkä ydinlaitos tekee. Lisäksi ionimoottorit voivat toimia pitkään, nykyaikaisimpien ionimoottorinäytteiden jatkuvan toiminnan enimmäisaika on yli kolme vuotta.

Jos katsot kaaviota, voit nähdä, että ydinenergia ei aloita hyödyllistä työtään heti. Ensin lämmönvaihdin lämmitetään, sitten sähköä tuotetaan, sitä käytetään jo työntövoiman luomiseen ionimoottorille. Valitettavasti ihmiskunta ei ole vielä oppinut käyttämään ydinlaitoksia liikkumiseen yksinkertaisemmin ja tehokkaammin.

Neuvostoliitossa satelliitteja, joissa oli ydinlaitos, laukaistiin osana laivaston ohjuksia kuljettavan ilmailun Legend-kohdenimityskompleksia, mutta nämä olivat hyvin pieniä reaktoreita, ja niiden työ riitti vain tuottamaan sähköä satelliitissa ripustetuille laitteille. Neuvostoliiton avaruusalusten asennuskapasiteetti oli kolme kilowattia, mutta nyt venäläiset asiantuntijat työskentelevät luodakseen asennuksen, jonka kapasiteetti on yli megawatti.

Kosmiset ongelmat

Luonnollisesti ydinlaitoksella avaruudessa on paljon enemmän ongelmia kuin maan päällä, ja niistä tärkein on jäähdytys. Normaaleissa olosuhteissa tähän käytetään vettä, joka imee moottorin lämpöä erittäin tehokkaasti. Avaruudessa tätä ei voida tehdä, ja ydinmoottorit vaativat tehokas järjestelmä jäähdytys - ja lämpö niistä on poistettava ulkoavaruuteen, eli tämä voidaan tehdä vain säteilyn muodossa. Yleensä tähän tarkoitukseen käytetään avaruusaluksissa paneelipattereita - valmistettu metallista, ja niiden läpi kiertää jäähdytysneste. Valitettavasti tällaisilla pattereilla on yleensä suuri paino ja mitat, lisäksi niitä ei ole suojattu meteoriiteilta millään tavalla.

Elokuussa 2015 MAKS-lentonäyttelyssä esiteltiin malli ydinvoiman propulsiojärjestelmien pudotusjäähdytyksestä. Siinä pisaroiden muodossa hajotettu neste lentää avoimessa tilassa, jäähtyy ja kerätään sitten uudelleen asennukseen. Kuvittele vain valtava avaruusalus, jonka keskellä on jättiläinen suihkuinstallaatio, josta miljardeja mikroskooppisia vesipisaroita purkautuu, lentää avaruudessa ja sitten imetään avaruuspölynimurin valtavaan suuhun.

Äskettäin tuli tunnetuksi, että ydinvoimajärjestelmän pudotusjäähdytysjärjestelmää testattiin maanpäällisissä olosuhteissa. Samalla jäähdytysjärjestelmä on tärkein vaihe asennuksen luomisessa.

Nyt on tarkoitus testata sen suorituskykyä painottomissa olosuhteissa, ja vasta sen jälkeen voidaan yrittää luoda jäähdytysjärjestelmä asennuksen vaatimissa mitoissa. Jokainen tällainen onnistunut testi tuo venäläiset asiantuntijat hieman lähemmäksi ydinlaitoksen luomista. Tutkijoilla on kiire, koska uskotaan, että ydinmoottorin laukaisu avaruuteen voi auttaa Venäjää saamaan takaisin johtoasemansa avaruudessa.

ydinavaruusaika

Oletetaan, että se onnistuu, ja muutaman vuoden kuluttua ydinmoottori alkaa toimia avaruudessa. Miten se auttaa, miten sitä voidaan käyttää? Aluksi on syytä selventää, että siinä muodossa, jossa ydinvoimajärjestelmä on nykyään olemassa, se voi toimia vain ulkoavaruudessa. Se ei voi nousta maasta ja laskeutua tässä muodossa millään tavalla, toistaiseksi se on mahdotonta ilman perinteisiä kemiallisia raketteja.

Miksi avaruudessa? No, ihmiskunta lentää Marsiin ja Kuuhun nopeasti, ja siinä se? Ei varmasti sillä tavalla. Tällä hetkellä kaikki Maan kiertoradalla toimivien kiertoratalaitosten ja tehtaiden projektit ovat pysähdyksissä työraaka-aineiden puutteen vuoksi. Ei ole mitään järkeä rakentaa mitään avaruuteen ennen kuin löydetään tapa saada kiertoradalle suuri määrä tarvittavia raaka-aineita, kuten metallimalmia.

Mutta miksi nostaa niitä maasta, jos päinvastoin voit tuoda ne avaruudesta. Aurinkokunnan samalla asteroidivyöhykkeellä on yksinkertaisesti valtavat metallivarastot, mukaan lukien jalometallit. Ja tässä tapauksessa ydinhinaajan luomisesta tulee vain hengenpelastaja.

Tuo valtava platinaa tai kultaa sisältävä asteroidi kiertoradalle ja aloita sen kaivertaminen suoraan avaruudessa. Asiantuntijoiden mukaan tällainen tuotanto voi määrä huomioon ottaen osoittautua yhdeksi kannattavimmista.

Onko ydinhinaajalle vähemmän fantastista käyttöä? Sillä voidaan esimerkiksi toimittaa satelliitteja halutuille kiertoradalle tai tuoda avaruusaluksia haluttuun pisteeseen avaruudessa, esimerkiksi kuun kiertoradalle. Tällä hetkellä tähän käytetään ylempiä tasoja, esimerkiksi venäläinen Fregat. Ne ovat kalliita, monimutkaisia ja kertakäyttöisiä. Ydinhinaaja pystyy poimimaan ne matalalla Maan kiertoradalla ja toimittamaan ne minne tahansa.

Sama pätee planeettojen väliseen matkustamiseen. Ilman nopea tapa kuljettaa rahtia ja ihmisiä Marsin kiertoradalle, ei yksinkertaisesti ole mahdollisuutta aloittaa kolonisaatiota. Nykyisen sukupolven laukaisuajoneuvot tekevät tämän erittäin kalliisti ja pitkään. Toistaiseksi lennon kesto on yksi pisimmistä vakavia ongelmia lentäessään muille planeetoille. Selviytyminen kuukausien lennosta Marsiin ja takaisin suljetussa avaruusaluskapselissa ei ole helppo tehtävä. Ydinhinaaja voi auttaa tässäkin, mikä vähentää merkittävästi tätä aikaa.

Tarpeellinen ja riittävä

Tällä hetkellä kaikki tämä näyttää tieteiskirjallisuudesta, mutta tutkijoiden mukaan prototyypin testaamiseen on jäljellä vain muutama vuosi. Tärkeintä ei ole vain kehityksen saattaminen päätökseen, vaan myös astronautiikan tarvittavan tason ylläpitäminen maassa. Rakettien pitäisi jatkaa nousua, avaruusaluksia tulee rakentaa ja arvokkaimpien asiantuntijoiden työskennellä, vaikka rahoitus vähenee.

Muuten yksi ydinmoottori ilman asianmukaista infrastruktuuria ei auta asiaa, maksimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi on erittäin tärkeää paitsi myydä kehitystä, myös käyttää sitä itsenäisesti, osoittaen kaikki uuden avaruusajoneuvon ominaisuudet.

Sillä välin kaikki maan asukkaat, jotka eivät ole sidottu työhön, voivat vain katsoa taivaalle ja toivoa, että venäläinen kosmonautiikka onnistuu. Ja ydinhinaaja ja nykyisten valmiuksien säilyttäminen. En halua uskoa muihin tuloksiin.

Tämän artikkelin voisi aloittaa perinteisellä jaksolla siitä, kuinka tieteiskirjailijat esittävät rohkeita ideoita ja tutkijat sitten toteuttavat ne. Se on mahdollista, mutta en halua kirjoittaa leimoilla. On parempi muistaa, että nykyaikaisten rakettimoottoreiden, kiinteiden ja nestemäisten, suorituskyky on enemmän kuin epätyydyttävä lennoilla suhteellisen pitkiä matkoja. Niiden avulla voit laittaa rahtia Maan kiertoradalle, toimittaa jotain Kuuhun - myös, vaikka tällainen lento on kalliimpi. Mutta lentäminen Marsiin sellaisilla moottoreilla ei ole enää helppoa. Anna heille polttoainetta ja hapetinta oikeat määrät. Ja nämä määrät ovat suoraan verrannollisia ylitettävään etäisyyteen.

Vaihtoehto perinteisille kemiallisille rakettimoottoreille ovat sähkö-, plasma- ja ydinmoottorit. Kaikista vaihtoehtoisista moottoreista vain yksi järjestelmä on saavuttanut moottorin kehitysvaiheen - ydinvoima (NRE). Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa aloitettiin ydinrakettimoottoreiden luominen jo 1950-luvulla. Amerikkalaiset työskentelivät molemmilla vaihtoehdoilla tällaiselle voimalaitokselle: suihku ja impulssi. Ensimmäinen konsepti sisältää käyttönesteen kuumentamisen ydinreaktorilla, jota seuraa ruiskutus suuttimien kautta. Impulssi NRE puolestaan ajaa avaruusalusta peräkkäisten pienen määrän ydinpolttoaineen räjähdyksen kautta.

Myös USA:ssa keksittiin Orion-projekti, jossa yhdistettiin molemmat YARD-versiot. Tämä tehtiin seuraavasti: aluksen pyrstöstä heitettiin pieniä ydinpanoksia, joiden kapasiteetti oli noin 100 tonnia TNT:tä. Niiden takana ammuttiin metallilevyjä. Etäisyydellä aluksesta panos räjähti, kiekko haihtui ja aine levisi eri suuntiin. Osa siitä osui aluksen vahvistettuun peräosaan ja liikutti sitä eteenpäin. Pieni lisäys työntövoimaan olisi pitänyt saada iskuja vastaanottavan levyn haihtumisesta. Tällaisen lennon yksikkökustannus oli vain 150 sitten dollaria hyötykuorman kilogrammalta.

Se tuli jopa kokeisiin: kokemus on osoittanut, että liikkuminen peräkkäisten impulssien avulla on mahdollista, samoin kuin riittävän vahvan perälevyn luominen. Mutta Orion-projekti suljettiin vuonna 1965 lupaamattomana. Tämä on kuitenkin toistaiseksi ainoa olemassa oleva konsepti, jolla voidaan tehdä tutkimusretkiä ainakin aurinkokuntaan.

Ennen prototyypin rakentamista oli mahdollista päästä vain jet YARDiin. Nämä olivat Neuvostoliiton RD-0410 ja amerikkalainen NERVA. He työskentelivät samalla periaatteella: "tavanomaisessa" ydinreaktorissa käyttöneste kuumennetaan, joka suuttimista ulostyöntyessään muodostaa työntövoiman. Molempien moottoreiden käyttöneste oli nestemäistä vetyä, mutta Neuvostoliitossa heptaania käytettiin apuaineena.

RD-0410:n työntövoima oli 3,5 tonnia, NERVA antoi melkein 34, mutta sillä oli myös suuret mitat: pituus 43,7 metriä ja halkaisija 10,5 metriä verrattuna Neuvostoliiton moottoriin vastaavasti 3,5 ja 1,6 metriä. Samaan aikaan amerikkalainen moottori hävisi kolme kertaa Neuvostoliiton moottorille resurssien suhteen - RD-0410 saattoi toimia tunnin ajan.

Molemmat moottorit pysyivät kuitenkin lupauksesta huolimatta myös maan päällä eivätkä lentäneet minnekään. Pääsyy molempien hankkeiden päättämiseen (NERVA 70-luvun puolivälissä, RD-0410 vuonna 1985) on raha. Kemiallisten moottoreiden ominaisuudet ovat huonommat kuin ydinmoottoreilla, mutta samalla hyötykuormalla varustetun ydinrakettimoottorin aluksen yhden laukaisun hinta voi olla 8-12 kertaa korkeampi kuin saman Sojuzin laukaisu rakettimoottorilla. Ja tämä on ottamatta huomioon kaikkia kustannuksia, jotka ovat välttämättömiä ydinmoottoreiden saattamiseksi käyttökelpoisiksi.

"Halpojen" sukkuloiden käytöstä poistaminen ja viimeaikainen vallankumouksellisten läpimurtojen puuttuminen avaruusteknologiasta vaativat uusia ratkaisuja. Tämän vuoden huhtikuussa Roscosmosin silloinen johtaja A. Perminov ilmoitti aikomuksestaan kehittää ja ottaa käyttöön täysin uusi NRE. Juuri tämän pitäisi Roskosmosin mukaan parantaa radikaalisti koko maailman astronautiikan "tilannetta". Nyt on käynyt selväksi, kenestä tulisi tulla seuraavat kosmonautikan vallankumoukselliset: FSUE "Keldysh Center" osallistuu NRE: n kehittämiseen. toimitusjohtaja yritys A. Koroteev on jo ilahduttanut yleisöä, että uuden ydinrakettimoottorin avaruusaluksen alustava suunnittelu valmistuu ensi vuonna. Moottorin suunnittelun pitäisi olla valmis vuoteen 2019 mennessä, ja testit suunnitellaan vuonna 2025.

Kompleksi sai nimekseen TEM - kuljetus- ja energiamoduuli. Se kuljettaa kaasujäähdytteisen ydinreaktorin. Suoraa käyttövoimaa ei ole vielä päätetty: joko se on suihkumoottori, kuten RD-0410, tai sähköinen rakettimoottori (EP). Jälkimmäistä tyyppiä ei kuitenkaan ole vielä käytetty massiivisesti missään päin maailmaa: vain kolme avaruusalusta oli varustettu niillä. Mutta se, että reaktori voi käyttää moottorin lisäksi monia muita yksiköitä tai jopa käyttää koko TEM:ää avaruusvoimalaitoksena, puhuu EJE:n puolesta.

Venäjä kokosi maailman ensimmäisen ydinavaruusmoottorin. Ydinrakettimoottori venäläisille avaruusaluksille