Ядерная электродвигательная установка

Ядерная электродвигательная установка

Ядерная электродвигательная установка (ЯЭДУ) — двигательная установка космического аппарата, включающая в себя комплекс бортовых систем космического аппарата (КА), таких как: электрический ракетный двигатель (ЭРД), система электропитания, обеспечиваемого ядерным реактором, система хранения и подачи рабочего тела (СХиП), система автоматического управления (САУ).

Общее описание

Внешние изображения
Перспективные космические аппараты КБ «Арсенал» с ядерной энергетической установкой

ЯЭДУ иногда путают с ядерным ракетным двигателем, что не совсем корректно, так как ядерный реактор в ЯЭДУ используется только для выработки электроэнергии[1]. Она, в свою очередь, используется для запуска и питания электрического ракетного двигателя (ЭРД), а также обеспечивает электропитание бортовых систем космического аппарата[1][2].

ЯЭДУ состоит из трёх основных устройств: реакторной установки с рабочим телом и вспомогательными устройствами (теплообменник-рекуператор и турбогенератор-компрессор), электроракетной двигательной установки, холодильника-излучателя[3][4][5][6].

Достоинствами ЯЭДУ являются возможность 10-летней эксплуатации, большой межремонтный интервал и продолжительное время работы на одном включении[4]. С физической точки зрения ЯЭДУ — компактный газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах.[4][1].

Перспективы

По оценкам российских учёных ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца[7][8] и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилон Эридана за 24,8 года[9].

История

Начало работ над ядерными двигателями приходится на 1960-е годы[3][10] Ряд предприятий советской отрасли, в частности центр Келдыша, КБХА, Институт Доллежаля, принимали участие в этих работах, в результате был накоплен колоссальный опыт не только по работе с ядерными двигателями, но и по термоэмиссионным и термоэлектрическим энергоустановкам, а также по материалам и топливу[3][11][12].

В советское время c 1968 по 1988 гг. была выпущена серия спутников «Космос» с ядерными реакторами. Несколько аварий спутников этой серии вызвали большой резонанс[13][14].

Стационарные плазменные двигатели разной мощности

Установки первого поколения до начала XXI в. отличались невысокой мощностью[12]: установки типа «Бук», производимые в 1970-е годы НПО «Красная звезда», имели мощность 5 киловатт, в то время как установка начала XXI в. имеет по проекту мощность в 200 раз выше — 1 мегаватт[12].

Отличие от ядерного ракетного двигателя, в котором реактор был нужен для разогрева рабочего тела и создания реактивной тяги[12][3], реактор ЯЭДУ вырабатывал тепловую энергию, которая преобразуется в электрическую и далее расходуется на работу двигателя, установка работает по замкнутому циклу без выброса радиоактивных веществ[3][12], специально для ЯЭДУ в СССР[нет в источнике] был создан стационарный плазменный двигатель СПД-290, тягой до 1500 мН[15][16][17].

Также для ЯЭДУ рассматривался[когда?] вариант ионного двигателя (ИД) высокой мощности разработанный исследовательским центром Келдыша — ИД-500[4]. Его параметры: мощность 32-35 кВт, тяга 375—750 мН, удельный импульс 70000 м/с, коэффициент полезного действия 0,75[4]; он имеет электроды ионно-оптической системы, выполненные из титана с диаметром перфорированной отверстиями зоны 500 мм, катод газоразрядной камеры, который обеспечивает ток разряда в диапазоне 20-70 А и катод-нейтрализатор, способный обеспечить нейтрализацию ионного пучка в диапазоне токов 2-9 А[4]. На следующем этапе разработки двигатель будет оснащен электродами из углерод-углеродного композиционного материала и катодом с поджигающим электродом, выполненным из графита[4].

Современные разработки

После того как подобная программа в США (проект NERVA) была свёрнута в 1971 году, в 2020 году американцы вновь вернулись к данной теме, заказав разработку ядерного теплового двигателя (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) компании Gryphon Technologies, для военных космических рейдеров на атомных двигателях для патрулирования окололунного и околоземного пространства[18], также с 2015 г. идут работы по проекту Kilopower.

В 2021 г. Космическое агентство Великобритании заключило соглашение с компанией Rolls-Royce, в рамках которого планируется создать ядерный силовой двигатель для космических аппаратов дальнего действия.[19]

в России

Основная статья: Ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса

В 2009 году проект ЯЭДУ мегаваттного класса для космических транспортных систем (сейчас - космический буксир «Нуклон») утвердила Комиссия по модернизации и технологическому развитию экономики России при президенте России[20][21]. Проект направлен на то, чтобы вывести Россию на лидирующие позиции в создании энергетических комплексов космического назначения, способных решать широкий спектр задач в космосе, таких как исследование Луны и дальних планет с созданием на них автоматических баз[22]. Особенность проекта 2009—2018 гг. заключается в использовании специального теплоносителя — гелий-ксеноновой смеси[12], а также то, что рабочие органы системы и защиты реакторной установки выполнены из труб, изготовленных из молибденового сплава[23][24].

С 2010 года в России начались работы над проектом. Главным предприятием конструктором считается «НИКИЭТ», во главе с директором — генеральным конструктором Юрием Драгуновым.[1] На начало 2016 года завершено эскизное проектирование[1], проектная документация[25], завершены испытания системы управления реактором[26], проведены испытания ТВЭЛ[4], проведены испытания корпуса реактора[27], проведены испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки[28].

На 2021 г. ведётся отработка макета; к 2025 году планируется создать опытные образцы данной энергоустановки; заявлена плановая дата лётных испытаний космического тягача с ЯЭДУ — 2030 год.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Первую часть проекта ядерного двигателя для корабля завершат в 2012 г. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  2. ↑ Could we travel to Mars in 30 DAYS Nasa believes nuclear-powered rockets could make trip faster and cheaper. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 В России создается принципиально новая энергодвигательная установка для космических миссий. Дата обращения: 8 июля 2014. Архивировано 12 ноября 2013 года.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Космические ядерные энергодвигательные установки сейчас возможны только в России Архивная копия от 16 апреля 2016 на Wayback Machine // Коммерсантъ
  5. ↑ Реактор для космического ядерного двигателя будет готов к концу 2014 г. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  6. ↑ Дорога к Марсу. Российские ученые готовы к покорению Красной планеты Архивная копия от 17 мая 2016 на Wayback Machine // АиФ
  7. ↑ АКАДЕМИИ НАУК СССР КОМИССИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЙ К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МУЗЕЙ ИСТОРИИ КОСМОНАВТИКИ им. К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО ТРУДЫ ДВАДЦАТЫХ ЧТЕНИЙ К. Э.ЦИОЛКОВСКОГО Секция «Проблемы ракетной и космической техники» Калуга, 1985 г. А. В. Багров, М. А. Смирнов, С. А. Смирнов МЕЖЗВЕЗДНЫЕ КОРАБЛИ С МАГНИТНЫМ ЗЕРКАЛОМ
  8. ↑ Багров А. В., Смирнов М. А. Каравеллы для звездоплавателей // Наука и человечество. 1992—1994. — М.: Знание, 1994.
  9. ↑ Международный ежегодник «Гипотезы прогнозы наука и фантастика» 1991 г. XXI век: строим звездолет. Александр Викторович Багров. Михаил Александрович Смирнов
  10. ↑ Экспедиция к Марсу может отправиться на российских ядерных двигателях. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  11. ↑ С атомной энергетикой дальний космос станет ближе. Дата обращения: 14 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  12. ↑ 1 2 3 4 5 6 Мы в космосе всегда были на шаг впереди других стран Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine // КП, 10.04.2015
  13. ↑ 10 радиационных инцидентов эпохи космической гонки. Дата обращения: 14 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  14. ↑ Синявский, 2015.
  15. ↑ МАИ. Дата обращения: 13 апреля 2017. Архивировано 14 апреля 2017 года.
  16. ↑ Ионные, ядерные и плазменные двигатели для России и США Архивная копия от 22 августа 2019 на Wayback Machine //galspace.spb.ru
  17. ↑ Создание стационарного плазменного двигателя повышенной мощности. Дата обращения: 22 августа 2019. Архивировано 22 августа 2019 года.
  18. ↑ Космические силы США заказали разработку ядерного двигателя для лунных рейдеров Архивная копия от 9 февраля 2021 на Wayback Machine // 3DNews, 1.10.2020
  19. ↑ Великобритания хочет создать дальний космический флот на атомных двигателях Rolls-Royce Архивная копия от 9 февраля 2021 на Wayback Machine // 3DNews, 16.01.2021
  20. ↑ Стенографический отчёт о заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России. Президент России (28 октября 2009). — «Предлагается уникальный прорывной проект создания транспортного энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.» Дата обращения: 30 октября 2016. Архивировано из оригинала 30 октября 2016 года.
  21. ↑ В России собрали первый в мире ТВЭЛ для космической энергоустановки Архивная копия от 8 июля 2014 на Wayback Machine // Лента. Ру, июль 2014
  22. ↑ Уникальный конструкционный материал корпуса способен обеспечить работу реактора на протяжении более чем 100 тысяч часов. Дата обращения: 5 декабря 2015. Архивировано 1 апреля 2016 года.
  23. ↑ Уникальные трубы для космической ядерной энергоустановки созданы в РФ. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  24. ↑ Российские специалисты создали не имеющие аналогов трубы для системы управления будущей космической ядерной энергодвигательной установки. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  25. ↑ В 2016 году Росатом приступит к созданию космического реактора. Дата обращения: 3 августа 2015. Архивировано 22 декабря 2015 года.
  26. ↑ Завершены испытания регулирующего органа реактора ЯЭДУ мегаваттного класса. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 22 июля 2018 года.
  27. ↑ В России успешно завершены испытания корпуса ядерного реактора для космоса. Дата обращения: 4 декабря 2015. Архивировано 29 ноября 2015 года.
  28. ↑ АО «НИКИЭТ» успешно завершило испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки для транспортно-энергетического модуля Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine // atomic-energy.ru

Литература

  • Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Ядерные ракетные двигатели // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996. — 326 с.
  • Александр Железняков. Ядерное созвездие: история создания и эксплуатации отечественных космических аппаратов с ядерными энергетическими установками. Портал "Космический мир" (сентябрь 2004). Дата обращения: 29 ноября 2016. Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 года.
  • П.А.Карасев. Ядерные энергетические установки в космосе. Агентство ПРоАтом (1 июня 2007). Дата обращения: 29 ноября 2016.
  • Синявский В. В. Ядерная энергетика в околоземном космосе // Земля и Вселенная : журнал. — 2015. — № 3. — С. 36—47. — ISSN 0044-3948.

Read other articles:

Empoasca

Empoasca Empoasca cf. decipiensTaksonomiKerajaanAnimaliaFilumArthropodaKelasInsectaOrdoHemipteraFamiliCicadellidaeGenusEmpoasca lbs Empoasca adalah sebuah genus belalang besar yang masuk subkeluarga Typhlocybinae dari keluarga Cicadellidae. Spesies Empoasca abrupta DeLong, 1931 Empoasca affinis Nast, 1937 Empoasca alsiosa Ribaut, 1933 Empoasca apicalis (Flor, 1861) Empoasca canariensis Metcalf, 1955 Empoasca decedens (Paoli, 1932) Empoasca decipiens Paoli, 1930 Empoasca fabae Harris, 1841 Emp...

 

Холокост на Украине

Часть серии статей о Холокосте Идеология и политика Расовая гигиена · Расовый антисемитизм · Нацистская расовая политика · Нюрнбергские расовые законы Шоа Лагеря смерти Белжец · Дахау · Майданек · Малый Тростенец · Маутхаузен ·&...

 

Asam tiosulfat

Asam tiosulfat[1] Nama Nama IUPAC asam-O sulfurotioat[3] Nama IUPAC (sistematis) dihidroksidooksidosulfidosulfur[3] Nama lain asam tiosulfatasam-O, O sulfurotioat[2] Penanda Nomor CAS 13686-28-7 N Model 3D (JSmol) Gambar interaktif 3DMet {{{3DMet}}} ChEBI CHEBI:29279 Y ChemSpider 22886 Y Nomor EC PubChem CID 24478 Nomor RTECS {{{value}}} CompTox Dashboard (EPA) DTXSID00159981 InChI InChI=1S/H2O3S2/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) YKey: DHCDFWK...

Daftar turunan Ubuntu

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Januari 2023. Artikel ini perlu diterjemahkan ke bahasa Indonesia. Artikel ini ditulis atau diterjemahkan secara buruk dari Wikipedia bahasa selain Indonesia. Jika halaman ini ditujukan untuk komunitas berbahasa tersebut, halaman itu harus dikontribusikan ke Wikiped...

 

Patrick Modiano

Pour les articles homonymes, voir Modiano. Patrick ModianoPatrick Modiano à Stockholm lors de la conférence de presse de l'Académie suédoise le 6 décembre 2014.BiographieNaissance 30 juillet 1945 (78 ans)Boulogne-Billancourt (Seine, France)Nom de naissance Jean Patrick ModianoNationalité françaiseFormation Lycée Henri-IVLycée Michel-MontaigneActivités Scénariste, parolier, dramaturge, écrivain, essayistePériode d'activité depuis 1968Langue d'écriture FrançaisPère Albert...

 

Yahoo! News

Yahoo! NewsURLnews.yahoo.comTipeBeritaRegistration (en)OpsionalPemilikYahoo!PembuatYahoo!Service entry (en)1996 KeadaanAktif Logo Yahoo! News, 2013-2019 Yahoo! News adalah sebuah pembaca umpan berbasis Internet yang disediakan Yahoo!. Situs ini menampilkan fitur berita Top Stories, U.S. National, World, Business, Entertainment, Science, Health, Weather, Most Popular, News Photos, Op/Ed, dan Local. Artikel di Yahoo! News berasal dari berbagai agen berita, termasuk Associated Press (AP), Reuter...

Sevillana (estación)

Sevillana UbicaciónCoordenadas 4°35′43″N 74°08′55″O / 4.5951805989402, -74.14849945845Dirección Autopista Sur con carrera 61ALocalidad Kennedy y TunjuelitoCiudad BogotáDatos de la estaciónCódigo TM0096Inauguración 15 de abril de 2006Operador TransMilenioLíneasLínea(s) NQS Sur « Venecia ← G → C.C. Paseo Villa del Río - Madelena » [editar datos en Wikidata] La estación sencilla Sevillana, hace parte del sistema de transporte masivo de Bogotá ...

 

Stress

Pour les articles homonymes, voir Tension et Stress (homonymie). Le stress [stʁɛs] (de l'anglais stress [stɹɛs][1] Écouter) est, en biologie, l'ensemble des réactions d'un organisme soumis à des pressions ou contraintes de l'environnement, les stresseurs (en). Ces réactions dépendent toujours de la perception qu'a l'individu des pressions qu'il ressent. Selon la définition médicale, il s'agit d'une séquence complexe de situations provoquant des réactions phy...

 

Vauda Canavese

Questa voce sull'argomento centri abitati della città metropolitana di Torino è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Vauda Canavesecomune Vauda Canavese – VedutaVeduta Chiesa Parrocchiale LocalizzazioneStato Italia Regione Piemonte Città metropolitana Torino AmministrazioneSindacoAlessandro Fiorio (lista civica Vivere Vauda[1]) dal 25-5-2014 TerritorioCoordinate45°16′48.53″N 7°37′32.1″E /...

Roosseno Soerjohadikoesoemo

Roosseno Soerjohadikoesoemo Menteri Perekonomian Indonesia ke-12Masa jabatan8 November 1954 – 12 Agustus 1955PresidenSoekarnoPerdana MenteriAli SastroamidjojoPendahuluIskak TjokroadisurjoPenggantiIJK HendrowahyonoMenteri Perhubungan Indonesia ke-6Masa jabatan12 Oktober 1953 – 23 Oktober 1954PresidenSoekarnoPerdana MenteriAli SastroamidjojoPendahuluAbikoesno TjokrosoejosoPenggantiAdnan Kapau GaniMenteri Pekerjaan Umum Indonesia ke-10Masa jabatan30 Juli 1953...

 

San Diego Bay National Wildlife Refuge

National Wildlife Refuge in California San Diego Bay National Wildlife RefugeIUCN category IV (habitat/species management area)Map of the United StatesLocationSan Diego County, California, United StatesNearest citySan Diego, CaliforniaGoverning bodyU.S. Fish and Wildlife ServiceWebsiteSan Diego Bay National Wildlife Refuge 32°36′12.39″N 117°07′24.29″W / 32.6034417°N 117.1234139°W / 32.6034417; -117.1234139 San Diego Bay National Wildlife Refuge is...

 

Let's All Sing with The Chipmunks

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Let's All Sing with The Chipmunks – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (October 2021) (Learn how and when to remove this message) 1959 studio album by Ross Bagdasarian and Alvin and the ChipmunksLet's All Sing with the ChipmunksStudio album by ...

ソー (オー＝ド＝セーヌ県)

Sceaux 行政国 フランス地域圏 (Région) イル＝ド＝フランス地域圏県 (département) オー＝ド＝セーヌ県郡 (arrondissement) アントニー郡小郡 (canton) 小郡庁所在地INSEEコード 92071郵便番号 92330市長（任期） フィリップ・ローラン（2008年-2014年）自治体間連合 (fr) メトロポール・デュ・グラン・パリ人口動態人口 19,679人（2007年）人口密度 5466人/km2住民の呼称 Scéens地理座標 北緯48度4...

 

2016年美國總統選舉

2016年美國總統選舉 ← 2012 2016年11月8日 2020 → 538個選舉人團席位獲勝需270票民意調查投票率55.7%[1][2] ▲ 0.8 %   获提名人 唐納·川普 希拉莉·克林頓 政党 共和黨 民主党 家鄉州 紐約州 紐約州 竞选搭档 迈克·彭斯 蒂姆·凱恩 选举人票 304[3][4][註 1] 227[5] 胜出州/省 30 + 緬-2 20 + DC 民選得票 62,984,828[6] 65,853,514[6]...

 

والبة بن الحباب

والبة بن الحباب معلومات شخصية مكان الميلاد الكوفة  مواطنة العراق  الحياة العملية المهنة شاعر،  وكاتب  تعديل مصدري - تعديل   والبة بن الحُباب (ت. نحو 170 هـ/نحو 786) شاعر ، من أهل الكوفة. عنه هو أبو أسامة والبة بن الحباب الأسدي الكوفي، من بني نصر بن قعين، من أسد بن خزيم...

Chief of the Philippine National Police

Chief of thePhilippine National PoliceHepe ngPambansang Pulisya ng PilipinasPNP sealFlag of the PNP ChiefIncumbentPGen. Rommel Francisco D. Marbilsince April 1, 2024Philippine National PoliceStatusFull-TimeMember ofNational Police Commission (NAPOLCOM)SeatCamp Crame, Quezon City, Metro Manila, PhilippinesNominatorNational Police Commission (NAPOLCOM)AppointerPresident of the PhilippinesTerm lengthFour years, Mandatory retirement upon reaching the age of 56unless extended by the Presiden...

 

Premier Division 2017 (Irlanda)

League of Ireland 2017Airtricity Premier Division 2017 Competizione League of Ireland Premier Division Sport Calcio Edizione 97ª Organizzatore FAI Date dal 24 febbraio 2017al 27 ottobre 2017 Luogo  Irlanda Partecipanti 12 Formula Girone all'italiana Risultati Vincitore Cork City(3º titolo) Secondo Dundalk Retrocessioni Galway UnitedFinn HarpsDrogheda Utd Statistiche Miglior marcatore Sean Maguire (20) Incontri disputati 198 Gol segnati 549 (2,77 per incontro) Cronolo...

 

Autonomous Province of Korçë

1916–1920 republic in Europe Autonomous Province of KorçëKrahina Autonome e Korçës (Albanian)1916–1920 FlagAlbania after its fragmentation in 1916[1]StatusProtectorate of FranceCapitalKorçëCommon languagesAlbanian, FrenchGovernment14-member local governmentPrefect of Police[2] • 1916-1920 Themistokli Gërmenji Historical eraWorld War I• Protocol signed December 10, 1916• French Army depart June 15, 1920 CurrencyKorçë frange Prece...

Adolf Christian

Adolf ChristianNazionalità Austria Ciclismo SpecialitàStrada Termine carriera1962 CarrieraSquadre di club 1957-1958 Carpano1959 Ignis1960 IgnisFerrys1961Cynar-Mittelholzer IgnisBluna Nazionale 1957-1961 Austria   Modifica dati su Wikidata · Manuale Adolf Christian (Vienna, 3 giugno 1934 – Vienna, 8 luglio 1999) è stato un ciclista su strada austriaco, professionista dal 1957 al 1961. Indice 1 Carriera 2 Palmarès 2.1 Strada 2.2 Pista 3 Piazzamenti 3.1 ...

 

List of highways numbered 53

SR-53 redirects here. For the British rocket-fighter-plane, see Saunders-Roe SR.53. The following highways are numbered 53: This list is incomplete; you can help by adding missing items. (August 2008) Cambodia National Road 53 (Cambodia) Canada Alberta Highway 53 India National Highway 53 (India) Ireland N53 road (Ireland) Italy Autostrada A53 Japan Japan National Route 53 Korea, South National Route 53 (South Korea) Mexico Mexican Federal Highway 53 New Zealand New Zealand State Highway 53 ...