የኑክሌር ሞተሮች ለጠፈር መንኮራኩር

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 10:17

ሩሲያ በኒውክሌር ህዋ ሃይል መስክ መሪ ነበረች እና አሁንም ቀጥላለች። እንደ RSC Energia እና Roskosmos ያሉ ድርጅቶች የኑክሌር ኃይል ምንጭ የተገጠመላቸው የጠፈር መንኮራኩሮችን በመንደፍ፣ በመገንባት፣ በማምጠቅ እና በመስራት ልምድ አላቸው። የኒውክሌር ሞተር አውሮፕላኖችን ለብዙ አመታት ለመስራት ያስችለዋል፣ ይህም ተግባራዊ ብቃታቸው በብዙ እጥፍ ይጨምራል።

የታሪክ መዝገብ

የኑክሌር ሃይልን በህዋ ላይ መጠቀም ባለፈው መቶ ክፍለ ዘመን በ70ዎቹ ዓመታት ውስጥ ቅዠት መሆኑ አቆመ። የመጀመሪያዎቹ የኒውክሌር ሞተሮች እ.ኤ.አ. በ1970-1988 ወደ ህዋ ተወንጭፈው በዩኤስ-ኤ ምልከታ የጠፈር መንኮራኩር ላይ በተሳካ ሁኔታ ሰርተዋል። በቴርሞኤሌክትሪክ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ (NPP) "ቡክ" በኤሌክትሪክ ኃይል 3 ኪሎ ዋት ያለው ሥርዓት ተጠቅመዋል።

በ1987-1988 ሁለት የፕላዝማ-ኤ ተሽከርካሪዎች ባለ 5 ኪሎ ዋት ቶፓዝ ቴርሚዮኒክ ኑክሌር ኃይል የበረራ እና የጠፈር ሙከራዎች ተካሂደዋል በዚህ ጊዜ ኤሌክትሪክ ሮኬት ሞተሮች (ኢ.ፒ.) ከኒውክሌር ኃይል ምንጭ ለመጀመሪያ ጊዜ ተንቀሳቅሰዋል።

በመሬት ላይ የተመሰረተ የኒውክሌር ውስብስብበ 5 ኪሎ ዋት አቅም ያለው ቴርሚዮኒክ የኑክሌር ተከላ "Yenisei" የኃይል ሙከራዎች. በእነዚህ ቴክኖሎጂዎች መሰረት ከ25-100 ኪ.ወ አቅም ያላቸው የቴርሚዮኒክ ኑክሌር ኃይል ማመንጫ ፕሮጀክቶች ተዘጋጅተዋል።

ሜባ ሄርኩለስ

እ.ኤ.አ. በ1970ዎቹ፣ RSC Energia ሳይንሳዊ እና ተግባራዊ ምርምር የጀመረ ሲሆን ዓላማውም ለኢንተርኦርቢታል ቱግ (MB) ሄርኩለስ ኃይለኛ የኑክሌር ቦታ ሞተር መፍጠር ነበር። ሥራው ከኒውክሌር ኤሌትሪክ ኃይል ማመንጫ (ኤንኢፒ) አንፃር ለብዙ ዓመታት መጠባበቂያ ለማድረግ አስችሏል ከቴርሚዮኒክ ኑክሌር ኃይል ከበርካታ እስከ መቶ ኪሎ ዋት ኃይል ያለው እና የኤሌክትሪክ ሮኬት ሞተሮች በአስር እና በመቶዎች አሃድ ኃይል የኪሎዋት።

የሜባ "ሄርኩለስ" የንድፍ መለኪያዎች፡

• የኑክሌር ኃይል ማመንጫ የተጣራ የኤሌክትሪክ ኃይል - 550 ኪ.ወ;
• የልዩ የEPS ግፊት - 30 ኪሜ/ሰ፤
• የፕሮጀክተር ግፊት - 26 N፤
• የኑክሌር ኃይል ማመንጫ እና የኤሌክትሪክ ኃይል ምንጭ - 16,000 ሰአታት፤
• የEPS አካል - xenon፤
• የቱግ ክብደት (ደረቅ) - 14.5-15.7 ቶን የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎችን ጨምሮ - 6.9 ቶን።

የቅርብ ጊዜዎች

በ21ኛው ክፍለ ዘመን ለሕዋ አዲስ የኒውክሌር ሞተር ለመፍጠር ጊዜው አሁን ነው። እ.ኤ.አ. በጥቅምት 2009 በሩሲያ ኢኮኖሚ ውስጥ ዘመናዊ እና የቴክኖሎጂ እድገትን በተመለከተ በሩሲያ ፌዴሬሽን ፕሬዝዳንት ስር በተካሄደው የኮሚሽኑ ስብሰባ ላይ አዲስ የሩሲያ ፕሮጀክት "ሜጋ ዋት-ክፍል የኑክሌር ኃይል ማመንጫን በመጠቀም የትራንስፖርት እና የኢነርጂ ሞጁል መፍጠር" ነበር ። በይፋ ጸድቋል። መሪ ገንቢዎች፡ ናቸው።

• Reactor plant – OJSC NIKIET።
• የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ከጋዝ ተርባይን ኢነርጂ ልወጣ እቅድ ጋር፣ ኢፒኤስበ ion ኤሌክትሪክ ሮኬቶች ሞተሮች እና በአጠቃላይ የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ስርዓቶች ላይ - የመንግስት ሳይንሳዊ ማዕከል "በ A. I ስም የተሰየመ የምርምር ማዕከል. M. V. Keldysh”፣ እሱም በአጠቃላይ የትራንስፖርት እና ኢነርጂ ሞጁል (TEM) ልማት ፕሮግራም ኃላፊነት ያለው ድርጅት ነው።
• RKK Energia እንደ TEM ዋና ዲዛይነር በዚህ ሞጁል አውቶማቲክ ተሽከርካሪ ማልማት አለበት።

የአዲሱ ጭነት ባህሪያት

የጠፈር አዲስ የኒውክሌር ሞተር በሚቀጥሉት አመታት ሩሲያ ወደ ንግድ ስራ ለመግባት አቅዳለች። የጋዝ ተርባይን NEP የሚጠበቁ ባህሪያት የሚከተሉት ናቸው. እንደ ሬአክተር በጋዝ የቀዘቀዘ ፈጣን የኒውትሮን ሬአክተር ጥቅም ላይ ይውላል ፣ ከተርባይኑ ፊት ለፊት የሚሠራው ፈሳሽ (ሄ / ኤክስ ድብልቅ) የሙቀት መጠኑ 1500 ኪ. ማቀዝቀዣ-ራዲያተር ነጠብጣብ ነው. የኃይል አሃዱ ክብደት (ሬአክተር ፣ የጨረር መከላከያ እና የመቀየር ስርዓት ፣ ግን ያለ ራዲያተር-ራዲያተር) 6,800 ኪ.ግ ነው።

የጠፈር ኑክሌር ሞተሮች (ኤንፒፒ፣ኤንፒፒ ከኢፒኤስ ጋር) ለመጠቀም ታቅደዋል፡

• እንደ ወደፊት የጠፈር ተሽከርካሪዎች አካል።
• እንደ ሃይል-ተኮር ውስብስቦች እና የጠፈር መንኮራኩሮች የኤሌክትሪክ ምንጮች።
• በትራንስፖርት እና ኢነርጂ ሞጁል ውስጥ የመጀመሪያዎቹን ሁለት ተግባራት ለመፍታት ከባድ የጠፈር መንኮራኩሮች እና ተሽከርካሪዎች የኤሌክትሪክ ሮኬቶችን ወደ ሚሰሩ ምህዋሮች እና ተጨማሪ የረጅም ጊዜ የኃይል አቅርቦትን ለመሳሪያዎቻቸው ለማረጋገጥ።

የኑክሌር ኦፕሬሽን መርህሞተር

በኒውክሊየስ ውህደት ላይ የተመሰረተ ወይም የኒውክሌር ነዳጅ ፋይበር ሃይልን በመጠቀም የጄት ግፊትን ይፈጥራል። የ pulse-ፈንጂ እና ፈሳሽ ዓይነቶች ተከላዎች አሉ. የፈንጂው ተከላ ጥቃቅን የአቶሚክ ቦምቦችን ወደ ህዋ ይጥላል፣ ይህም በበርካታ ሜትሮች ርቀት ላይ በማፈንዳት መርከቧን በሚፈነዳ ማዕበል ወደፊት ይገፋል። በተግባር፣ እንደዚህ ያሉ መሳሪያዎች እስካሁን ጥቅም ላይ አልዋሉም።

በፈሳሽ ነዳጅ የሚሞሉ ኒዩክሌር ሞተሮች ግን ለረጅም ጊዜ ተሠርተው ተፈትነዋል። በ 60 ዎቹ ውስጥ የሶቪየት ስፔሻሊስቶች ሊሠራ የሚችል ሞዴል RD-0410 ን ቀርፀዋል. በዩናይትድ ስቴትስ ተመሳሳይ ስርዓቶች ተዘጋጅተዋል. የእነሱ መርህ ፈሳሹን በኒውክሌር ሚኒ-ሬአክተር በማሞቅ ላይ የተመሰረተ ነው, ወደ እንፋሎት ይለወጣል እና የጠፈር መንኮራኩሩን የሚገፋው የጄት ጅረት ይፈጥራል. መሣሪያው ፈሳሽ ተብሎ ቢጠራም, ሃይድሮጂን አብዛኛውን ጊዜ እንደ ፈሳሽ ፈሳሽ ይጠቀማል. ሌላው የኒውክሌር ቦታ ተከላ አላማ የመርከቦች እና ሳተላይቶች የኤሌክትሪክ ኦንቦርድ አውታር (መሳሪያዎች) ኃይልን ማጎልበት ነው።

ከባድ የቴሌኮሙኒኬሽን ተሸከርካሪዎች ለአለም አቀፍ የጠፈር ግንኙነቶች

በአሁኑ ሰአት በከባድ የጠፈር መገናኛ ተሸከርካሪዎች ላይ ጥቅም ላይ እንዲውል የታቀደው ህዋ ኒዩክሌር ሞተር ላይ እየተሰራ ነው። አርኤስሲ ኢነርጂያ በኢኮኖሚ ተወዳዳሪ የሆነ ዓለም አቀፍ የጠፈር ኮሙዩኒኬሽን ሲስተም በርካሽ ሴሉላር ኮሙኒኬሽን የምርምር እና ዲዛይን ልማት አከናውኗል።ይህንንም "የቴሌፎን ጣቢያ"ን ከምድር ወደ ህዋ በማስተላለፍ ማግኘት ነበረበት።

የመፈጠራቸው ቅድመ ሁኔታዎች፡ ናቸው።

• የጂኦስቴሽነሪ ምህዋር (ጂኤስኦ)ን በመስራት እና በመሙላት ከሞላ ጎደልተገብሮ ጓደኞች፤
• የድግግሞሽ ድካም፤
• የያማል ተከታታይ የመረጃ ጂኦስቴሽነሪ ሳተላይቶችን በመፍጠር እና በንግድ አጠቃቀም ረገድ አዎንታዊ ልምድ።

የያማል መድረክ ሲፈጠር አዳዲስ ቴክኒካል መፍትሄዎች 95% ደርሰዋል፣ይህም ተሽከርካሪዎች በአለም አቀፍ የጠፈር አገልግሎት ገበያ ተወዳዳሪ እንዲሆኑ አስችሏቸዋል።

በየሰባት አመቱ ገደማ ሞጁሎችን በቴክኖሎጂ የመገናኛ መሳሪያዎች መተካት ይጠበቃል። ይህም በእነርሱ ፍጆታ የኤሌክትሪክ ኃይል መጨመር ጋር 3-4 ከባድ multifunctional ጂኦኦ ሳተላይቶች ስርዓቶች መፍጠር ያስችላል. መጀመሪያ ላይ የጠፈር መንኮራኩሮች የተነደፉት ከ30-80 ኪ.ወ. በሚቀጥለው ደረጃ 400 ኪሎ ዋት የኑክሌር ሞተሮች እስከ አንድ አመት ድረስ በማጓጓዣ ሁነታ (የቤዝ ሞጁሉን ወደ ጂኤስኦ ለማድረስ) እና 150-180 ኪ.ቮ በረጅም ጊዜ አሠራር ውስጥ ለመጠቀም ታቅዷል. (ቢያንስ 10-15 ዓመታት) እንደ ኤሌክትሪክ ምንጭ።

የኑክሌር ሞተሮች በምድር ፀረ-ሜትሮይት ጥበቃ ስርዓት

በ90ዎቹ መገባደጃ ላይ በአርኤስሲ ኢነርጂያ የተካሄደው የንድፍ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ምድርን ከኮሜት እና አስትሮይድ ኒዩክሊየይ የሚከላከል ፀረ-ሜትሮይት ሲስተም ሲፈጠር የኒውክሌር-ኤሌክትሪክ ጭነቶች እና የኒውክሌር መስፋፋት ስርዓቶች ሊሆኑ ይችላሉ ። ጥቅም ላይ የዋለው ለ፡

1. የምድርን ምህዋር የሚያቋርጡ የአስትሮይድ እና ኮከቦችን አቅጣጫ ለመከታተል የሚያስችል ስርዓት መፍጠር። ይህንን ለማድረግ አደገኛ ነገሮችን ለመለየት በኦፕቲካል እና ራዳር መሳሪያዎች የተገጠሙ ልዩ የጠፈር መንኮራኩሮችን ማዘጋጀት ይመከራል.የእነሱን የትራፊክ መመዘኛዎች ስሌት እና የባህሪያቸውን የመጀመሪያ ደረጃ ጥናት. ስርዓቱ 150 ኪሎ ዋት ወይም ከዚያ በላይ ኃይል ያለው ባለሁለት ሞድ ቴርሚዮኒክ ኑክሌር ኃይል ያለው የኑክሌር ቦታ ሞተርን መጠቀም ይችላል። ሃብቱ ቢያንስ 10 አመት መሆን አለበት።
2. የመፈተሽ ዘዴዎች (የቴርሞኑክሌር መሳሪያ ፍንዳታ) ባለብዙ ጎን ደህንነቱ አስትሮይድ። የሙከራ መሳሪያውን ወደ አስትሮይድ መሞከሪያ ቦታ የማድረስ የ NEP ሃይል የሚወሰነው በተጫነው ጭነት ብዛት (150-500 ኪ.ወ) ነው።
3. የመደበኛ የተፅዕኖ መንገዶችን (በአጠቃላይ ከ15-50 ቶን ክብደት ያለው ጠላፊ) ወደ ምድር ለሚጠጋ አደገኛ ነገር ማድረስ። ከ1-10MW አቅም ያለው የኒውክሌር ጄት ሞተር ቴርሞኑክለር ቻርጅ ለሆነ አደገኛ አስትሮይድ ለማድረስ ይፈለጋል።

የምርምር መሳሪያዎችን ወደ ጥልቅ ቦታ

የሳይንሳዊ መሳሪያዎችን ወደ ህዋ ነገሮች (ሩቅ ፕላኔቶች፣ፔርዲክ ኮሜት፣አስትሮይድ) ማድረስ በLRE ላይ የተመሰረተ የጠፈር ደረጃዎችን በመጠቀም ሊከናወን ይችላል። ወደ የሰማይ አካል ሳተላይት ምህዋር ውስጥ መግባት፣ ከሰለስቲያል አካል ጋር ቀጥተኛ ግንኙነት፣ የናሙና ንጥረ ነገሮችን እና ሌሎች የምርምር ውስብስቦቹን ብዛት መጨመር የሚጠይቁ ጥናቶችን በሚያደርጉበት ጊዜ ኒውክሌር ሞተሮችን ለጠፈር መንኮራኩሮች መጠቀም ተገቢ ነው። የማረፊያ እና የመነሻ ደረጃዎችን ማካተት።

የሞተር መለኪያዎች

የኑክሌር ሞተር ለጠፈር መንኮራኩርየምርምር ውስብስቡ የ"ጅምር መስኮቱን" ያሰፋል (በቁጥጥር ስር ባለው የስራ ፈሳሹ ፍሰት መጠን) ፣ ይህም እቅድ ማውጣትን ቀላል ያደርገዋል እና የፕሮጀክቱን ወጪ ይቀንሳል። በአርኤስሲ ኢነርጂያ የተደረገ ጥናት እንደሚያሳየው 150 ኪሎ ዋት የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ እስከ ሶስት አመት የሚቆይ የአገልግሎት ጊዜ ያለው የሕዋ ሞጁሎችን ወደ አስትሮይድ ቀበቶ ለማድረስ ተስፋ ሰጪ ዘዴ ነው።

በተመሳሳይ ጊዜ የምርምር መሣሪያን ወደ ሩቅ የፕላኔቶች የፀሐይ ሥርዓት ምህዋር ለማድረስ እስከ 5-7 ዓመታት ድረስ የኒውክሌር ተከላ ሀብቱን መጨመር ይጠይቃል። እንደ የምርምር መንኮራኩር አካል ሆኖ 1 ሜጋ ዋት የሚሆን የኑክሌር ማበረታቻ ስርዓት ያለው ውስብስብ እጅግ በጣም ርቀው የሚገኙትን ፕላኔቶች ሰው ሰራሽ ሳተላይቶችን በፍጥነት ወደ እነዚህ ፕላኔቶች የተፈጥሮ ሳተላይቶች ወለል ላይ ለማድረስ እንደሚያስችል ተረጋግጧል። እና ከኮሜትሮች፣ አስትሮይድ፣ ሜርኩሪ እና የጁፒተር እና የሳተርን ጨረቃዎች አፈር ማድረስ።

ዳግም ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ጉተታ (ሜባ)

በህዋ ላይ የትራንስፖርት ስራዎችን ውጤታማነት ለመጨመር አንዱና ዋነኛው መንገድ የትራንስፖርት ስርዓቱን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ነው። ቢያንስ 500 ኪሎ ዋት ኃይል ያለው የጠፈር መንኮራኩር የኑክሌር ሞተር እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ጉተታ እንዲፈጠር እና በዚህም የብዝሃ-አገናኝ የጠፈር ማጓጓዣ ስርዓትን ውጤታማነት በእጅጉ ያሳድጋል። እንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት በተለይ ትልቅ ዓመታዊ የጭነት ፍሰቶችን ለማረጋገጥ በፕሮግራሙ ውስጥ ጠቃሚ ነው. ለምሳሌ የጨረቃ አሰሳ ፕሮግራም በየጊዜው በማደግ ላይ ያለ የመኖሪያ ቤት እና የሙከራ የቴክኖሎጂ እና የምርት ውህዶችን በመፍጠር እና በመጠገን ነው።

የጭነት ማዞሪያ ስሌት

በ RKK ዲዛይን ጥናቶች መሰረት"ኢነርጂያ", የመሠረቱ ግንባታ በሚካሄድበት ጊዜ 10 ቶን የሚመዝኑ ሞጁሎች ወደ ጨረቃ ወለል እስከ 30 ቶን ወደ ጨረቃ ምህዋር መድረስ አለባቸው. የመሠረቱን አሠራር እና ልማት ለማረጋገጥ - 400-500 ቲ.

ነገር ግን የኒውክሌር ኤንጂን ኦፕሬሽን መርህ ማጓጓዣውን በበቂ ፍጥነት ለመበተን አይፈቅድም። በመጓጓዣው ረጅም ጊዜ እና በዚህ መሠረት ፣ በመሬት ላይ ባለው የጨረር ቀበቶዎች ውስጥ ባለው ጭነት ምክንያት የሚያሳልፈው ጉልህ ጊዜ ፣ ሁሉም ጭነት በኒውክሌር የሚሠሩ ጉተቶችን በመጠቀም ሊደርስ አይችልም ። ስለዚህ በ NEP መሰረት ሊቀርብ የሚችለው የካርጎ ፍሰት በዓመት ከ100-300 ቶን ብቻ ይገመታል።

የወጪ ቅልጥፍና

የኢንተርኦርቢታል ትራንስፖርት ሥርዓት ኢኮኖሚያዊ ብቃትን ለመለካት እንደመመዘኛ አንድ አሃድ የጅምላ ክፍያ (PG) ከምድር ገጽ ወደ ኢላማው ምህዋር ለማጓጓዝ የንጥል ዋጋን መጠቀም ተገቢ ነው። RSC Energia በትራንስፖርት ሥርዓቱ ውስጥ ያሉትን ዋና ዋና የወጪ አካላት ያገናዘበ ኢኮኖሚያዊ እና ሒሳባዊ ሞዴል አዘጋጅቷል፡

• የቱግ ሞጁሎችን ወደ ምህዋር ለመፍጠር እና ለማስጀመር፤
• ለሚሰራ የኒውክሌር መጫኛ ግዢ፤
• የስራ ማስኬጃ ወጪዎች፣እንዲሁም የR&D ወጪዎች እና ሊሆኑ የሚችሉ የካፒታል ወጪዎች።

የዋጋ አመላካቾች በሜባው ምርጥ መለኪያዎች ይወሰናሉ። ይህንን ሞዴል በመጠቀም, ንፅፅርበ NEP ላይ ተመስርተው እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ጉተታ በ 1 MW አካባቢ እና ሊጣል የሚችል ጉተታ በፕሮግራሙ ውስጥ በላቁ የፈሳሽ ሮኬት ሞተሮች ላይ የተመሰረተ ጭነት ከመሬት እስከ ጨረቃ ምህዋር ድረስ በአመት 100 ቶን ለማድረስ የሚያስችል ኢኮኖሚያዊ ብቃት። በ 100 ኪ.ሜ ከፍታ. ተመሳሳይ የማስነሻ ተሽከርካሪን ከፕሮቶን-ኤም ማስጀመሪያ ተሽከርካሪ የመሸከም አቅም ጋር እኩል የሆነ የመሸከም አቅም ያለው እና የትራንስፖርት ስርዓትን ለመገንባት ሁለት የማስጀመሪያ መርሃ ግብሮችን በሚጠቀሙበት ጊዜ በኒውክሌር የሚሠራ ጉተታ በመጠቀም የአንድ ክፍል ጭነት ጭነት ለማድረስ የሚወጣው አሃድ ዋጋ የፈሳሽ ሞተሮች ዓይነት DM-3 ባላቸው ሮኬቶች ላይ ተመስርተው የሚጣሉ ጉተታዎችን ሲጠቀሙ ከሶስት እጥፍ ያነሰ ይሆናል።

ማጠቃለያ

የጠፈር ቀልጣፋ የኒውክሌር ሞተር የምድርን አካባቢያዊ ችግሮች ለመፍታት፣ ወደ ማርስ የሚደረገው በረራ፣ የገመድ አልባ የሃይል ማስተላለፊያ ዘዴን በህዋ ላይ በመፍጠር፣ በተለይም አደገኛ የራዲዮአክቲቭ ቆሻሻን በመሬት ላይ የተመሰረተ ቆሻሻን ለማስወገድ አስተዋፅኦ ያደርጋል። የኒውክሌር ኢነርጂ በህዋ ላይ፣ ለመኖሪያ ምቹ የሆነ የጨረቃ መሰረት መፍጠር እና የጨረቃን የኢንዱስትሪ ጥናት በመጀመር ምድርን ከአስትሮይድ-ኮሜት አደጋ መከላከልን ማረጋገጥ።