Mga makina ng nuklear at plasma na rocket. Ang makina ng rocket na nuklear

© Oksana Viktorova / Collage / Ridus

Ang anunsyo na ginawa ni Vladimir Putin sa panahon ng kanyang mensahe sa Federal Assembly tungkol sa presensya sa Russia ng isang missile ng cruise, na hinimok ng isang engine na pinalakas ng nuklear, na nagdulot ng isang bagyo na gumalaw sa lipunan at media. Kasabay nito, hanggang sa kamakailan lamang, kaunti ang nalalaman tungkol sa kung ano ang tulad ng isang makina at tungkol sa mga posibilidad ng paggamit nito, kapwa ng pangkalahatang publiko at mga espesyalista.

Sinubukan ni "Reedus" kung anong teknikal na aparato ang maaaring pag-uusapan ng pangulo at kung ano ang ginagawang natatangi.

Isinasaalang-alang na ang pagtatanghal sa Manege ay ginawa hindi para sa madla ng mga espesyalista sa teknikal, ngunit para sa publiko na "pangkalahatang", pinapayagan ng mga may-akda ang isang tiyak na pagpapalit ng mga konsepto, si Georgy Tikhomirov, Deputy Director ng Institute of Nuclear Physics at Teknolohiya ng NRNU MEPhI, ay hindi ibubukod.

"Ang sinabi at ipinakita ng pangulo, ang mga eksperto ay tumawag sa mga compact power plant, mga eksperimento kung saan isinagawa sa una sa aviation, at pagkatapos ay sa paggalugad ng malalim na espasyo. Ang mga ito ay pagtatangka upang malutas ang hindi malulutas na problema ng isang sapat na supply ng gasolina para sa mga flight sa walang limitasyong distansya. Sa kahulugan na ito, ang pagtatanghal ay ganap na tama: ang pagkakaroon ng tulad ng isang makina ay tinitiyak ang supply ng kuryente ng mga sistema ng isang rocket o anumang iba pang patakaran ng pamahalaan para sa isang di-makatarungang mahabang panahon, "sinabi niya kay Reedus.

Nagtatrabaho sa tulad ng isang makina sa USSR ay nagsimula eksaktong 60 taon na ang nakaraan sa ilalim ng pamumuno ng mga Akademiko na si M. Keldysh, I. Kurchatov at S. Korolev. Sa parehong taon, ang mga katulad na trabaho ay isinasagawa sa Estados Unidos, ngunit natapos noong 1965. Sa USSR, nagpatuloy ang trabaho sa halos isang dekada bago ito kinilala bilang hindi nauugnay. Marahil iyon ang dahilan kung bakit hindi nagagalaw ang Washington, sinabi na hindi sila nagulat sa pagtatanghal ng Russian missile.

Sa Russia, ang ideya ng isang nuklear na makina ay hindi kailanman namatay - sa partikular, mula noong 2009, ang praktikal na pag-unlad ng naturang pag-install ay isinagawa. Sa paghusga sa pamamagitan ng tiyempo, ang mga pagsubok na inihayag ng pangulo ay magkasya sa magkasanib na proyekto ng Roscosmos at Rosatom, dahil pinlano ng mga developer na magsagawa ng mga pagsubok sa patlang ng engine sa 2018. Marahil, dahil sa mga kadahilanang pampulitika, hinila nila nang kaunti ang kanilang mga sarili at inilipat ang mga salitang "sa kaliwa."

"Sa teknolohikal, nakaayos ito sa isang paraan na ang yunit ng lakas ng nukleyar ay nagpapainit sa coolant ng gas. At ang pinainit na gas alinman ay umiikot sa turbine, o lumilikha ng isang jet thrust nang direkta. Ang isang tuso sa pagtatanghal ng rocket, na narinig namin, ay ang saklaw ng paglipad nito ay hindi pa rin walang hanggan: ito ay limitado sa dami ng nagtatrabaho likido - likidong gas, na maaaring pisikal na pumped sa mga tangke ng rocket, "sabi ng dalubhasa.

Kasabay nito, ang isang space rocket at isang missile ng cruise ay may panimula sa iba't ibang mga scheme ng kontrol sa paglipad, dahil mayroon silang iba't ibang mga gawain. Ang una ay lumilipad sa walang hangin na puwang, hindi kinakailangan upang mapaglalangan - sapat na upang bigyan ito ng isang paunang salakay, at pagkatapos ay gumagalaw ito kasama ang kinakalkula na balangkas ng ballistic.

Ang isang misayl ng cruise, sa kabilang banda, ay dapat na patuloy na baguhin ang tilapon nito, kung saan dapat itong magkaroon ng sapat na supply ng gasolina upang lumikha ng mga impulses. Kung ang gasolina na ito ay papansinin ng isang nuclear power plant o isang tradisyonal na hindi mahalaga sa kasong ito. Tanging ang supply ng gasolina na ito ay mahalaga, binibigyang diin ni Tikhomirov.

"Ang kahulugan ng isang pag-install ng nuklear sa panahon ng malalim na mga flight ng espasyo ay ang pagkakaroon ng isang mapagkukunan ng enerhiya na nakasakay upang kuryente ang mga sistema ng sasakyan sa isang walang limitasyong oras. Sa kasong ito, maaaring hindi lamang isang nuclear reaktor, kundi pati na rin mga radioisotope thermoelectric generators. At ang kahulugan ng tulad ng isang pag-install sa isang rocket, ang paglipad na kung saan ay hindi tatagal ng higit sa ilang sampu-sampung minuto, ay hindi pa malinaw sa akin, "pag-amin ng pisiko.

Ang ulat ng Manege ay lamang ng ilang linggo huli kung ihahambing sa anunsyo ng NASA noong ika-15 ng Pebrero na ang mga Amerikano ay nagpapatuloy ng pananaliksik sa isang nuklear na makina ng rocket, na kanilang tinalikuran kalahati ng isang siglo na ang nakakaraan.

Sa pamamagitan ng paraan, noong Nobyembre 2017, inihayag ng Chinese Corporation ng Aerospace Science and Technology (CASC) na sa pamamagitan ng 2045 isang nukleyar na spacecraft ang lilikha sa China. Samakatuwid, maaari nating ligtas na sabihin na nagsimula na ang buong mundo ng nukleyar na propulsyon ng nukleyar.

Kadalasan, sa pangkalahatang mga publikasyong pang-edukasyon sa mga astronautika, hindi nila naiiba ang pagkakaiba sa pagitan ng isang nuclear rocket engine (NRE) at isang nuclear rocket electric propulsion system (NPP). Gayunpaman, ang mga pagdadaglat na ito ay nagtatago hindi lamang sa pagkakaiba-iba ng mga prinsipyo ng pag-convert ng lakas ng nukleyar sa lakas ng rocket thrust, kundi pati na rin isang napaka-dramatikong kasaysayan ng pag-unlad ng mga astronautika.

Ang dula ng kasaysayan ay nakasalalay sa katotohanan na kung ang mga pag-aaral ng planta ng nukleyar ng kuryente at ang planta ng nukleyar na kapangyarihan pareho sa USSR at sa USA, tumigil sa pangunahin sa mga pang-ekonomiyang kadahilanan, nagpatuloy, kung gayon ang mga paglipad ng tao sa Mars ay matagal nang naging pangkaraniwan.

Nagsimula ang lahat sa mga sasakyang panghimpapawid sa atmospera na may isang ramjet nuklear na makina

Ang mga makina ay nabuo bilang bahagi ng proyekto ng Pluto ay binalak na mai-install sa mga missile ng cruise, na nilikha noong 1950s sa ilalim ng pagtatalaga ng SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, supersonic low-altitude misayl).

Plano ng US na bumuo ng isang misayl na 26.8 metro ang haba, tatlong metro ang lapad, at tumitimbang ng 28 tonelada. Ang katawan ng rocket ay dapat na maglagay ng isang warhead nuklear, pati na rin ang isang sistema ng nukleyar na nukleyar, na may haba na 1.6 metro at isang diameter ng 1.5 metro. Kumpara sa iba pang mga sukat, ang yunit ay tumingin napaka-compact, na nagpapaliwanag ng direktang daloy na prinsipyo ng operasyon.

Ang mga nag-develop ay naniniwala na, salamat sa nuclear engine, ang saklaw ng SLAM misayl ay hindi bababa sa 182 libong kilometro.

Noong 1964, isinara ng US Department of Defense ang proyekto. Ang opisyal na dahilan ay sa paglipad, isang nuclear na pinapatakbo ng missile ng cruise missile ang marumi sa lahat sa paligid. Ngunit sa katunayan, ang kadahilanan ay ang makabuluhang gastos sa paghahatid ng mga naturang missile, lalo na sa oras na iyon ng rocketry batay sa likido na propellant rocket engine ay mabilis na umuunlad, ang pagpapanatili ng kung saan ay mas mura.

Ang USSR ay nanatiling tapat sa ideya ng paglikha ng isang direktang daloy na disenyo ng nuclear jet nang mas mahaba kaysa sa Estados Unidos, na isinasara ang proyekto lamang noong 1985. Ngunit ang mga resulta ay mas makabuluhan. Kaya, ang una at nag-iisang nuclear nuclear rocket engine ay binuo sa Khimavtomatika bureau ng disenyo, Voronezh. Ito ang RD-0410 (GRAU index - 11B91, na kilala rin bilang "Irbit" at "IR-100").

Sa RD-0410, isang heterogenous thermal reaktor ang ginamit, ang zirconium hydride ay nagsilbi bilang isang moderator, ang mga neutron na sumasalamin ay gawa sa beryllium, at ang nuclear fuel ay isang materyal batay sa uranium at tungsten carbides, na may isotope na 235 na nagpayaman ng halos 80%.

Kasama sa disenyo ang 37 asembong gasolina na sakop ng thermal insulation na naghihiwalay sa kanila mula sa moderator. Ang disenyo ay nagkaloob na ang daloy ng hydrogen ay unang dumaan sa reflektor at moderator, na pinapanatili ang kanilang temperatura sa temperatura ng silid, at pagkatapos ay ipinasok ang core, kung saan pinalamig nito ang mga asambleya ng gasolina, habang pinapainit hanggang 3100 K. Sa kinatatayuan, ang reflector at moderator ay pinalamig sa isang hiwalay na daloy ng hydrogen.

Ang reaktor ay sumailalim sa isang makabuluhang serye ng mga pagsubok, ngunit hindi pa nasubok para sa buong oras ng pagpapatakbo nito. Gayunpaman, sa labas ng mga yunit ng reaktor ay ganap na nagtrabaho.

Mga pagtutukoy RD 0410

Walang bisa thrust: 3.59 tf (35.2 kN)
Thermal power ng reaktor: 196 MW
Tukoy na salpok ng thrust sa vacuum: 910 kgf s / kg (8927 m / s)
Bilang ng nagsisimula: 10
Ang mapagkukunan ng trabaho: 1 oras
Mga sangkap ng gasolina: nagtatrabaho likido - likido haydrodyen, pantulong na sangkap - heptane
Timbang na may radiation kalasag: 2 tonelada
Mga sukat ng engine: taas 3.5 m, diameter 1.6 m.

Ang medyo maliit na pangkalahatang sukat at timbang, ang mataas na temperatura ng nuclear fuel (3100 K) na may isang mahusay na sistema ng paglamig na may daloy ng hydrogen ay nagpapahiwatig na ang RD0410 ay isang halos perpektong prototype ng isang NRM para sa mga modernong missile ng cruise. At, isinasaalang-alang ang mga modernong teknolohiya para sa pagkuha ng sarili na huminto sa nuclear fuel, ang pagtaas ng mapagkukunan mula sa isang oras hanggang ilang oras ay isang tunay na gawain.

Mga disenyo ng engine ng rocket na nuklear

Mayroong tatlong uri ng NRE ayon sa uri ng gasolina para sa reaktor:

• solidong yugto;
• likidong yugto;
• phase ng gas.

Sa gas-phase NRE, ang gasolina (halimbawa, uranium) at ang gumaganang likido ay nasa isang gas na estado (sa anyo ng plasma) at gaganapin sa nagtatrabaho na lugar ng isang electromagnetic field. Ang uranium plasma na pinainit sa sampu-sampung libong mga degree ay naglilipat ng init sa medium ng nagtatrabaho (halimbawa, hydrogen), na, naman, na pinainit sa mataas na temperatura, ay bumubuo ng isang jet stream.

Sa pamamagitan ng uri ng reaksyon ng nuklear, isang makina ng radioisotope rocket, isang makina ng thermonuclear rocket, at isang tamang engine ng nuklear (ginagamit ang nuclear fission energy) ay nakikilala.

Ang isang kagiliw-giliw na pagpipilian ay isang pulsed NRE - iminungkahi na gumamit ng isang nukleyar na singil bilang isang mapagkukunan ng enerhiya (gasolina). Ang nasabing pag-install ay maaaring maging sa mga panloob at panlabas na uri.

Ang pangunahing bentahe ng NRE ay:

• mataas na tiyak na salpok;
• makabuluhang imbakan ng enerhiya;
• pagiging compaction ng propulsion system;
• ang posibilidad na makakuha ng isang napakataas na tulak - sampu-sampu, daan-daang at libu-libong tonelada sa isang vacuum.

• flux ng pagtagos ng radiation (gamma radiation, neutrons) sa mga reaksyon ng nuklear;
• pagdala ng mataas na radioactive na mga compound ng uranium at mga haluang metal;
• ang pag-agos ng radioactive gas sa isang gumaganang likido.

Ang sistema ng propulsyon ng Nuklear

Kaya, halimbawa, ang natitirang siyentipiko ng Russian na si Anatoly Sazonovich Koroteev, ang may-akda ng imbensyon sa ilalim ng patent, ay nagbigay ng isang teknikal na solusyon para sa komposisyon ng mga kagamitan para sa isang modernong nuclear reaktor. Bukod dito, binabanggit ko ang bahagi ng nasabing patent dokumento na verbatim at walang puna.

Ang kakanyahan ng iminungkahing solusyon sa teknikal ay inilalarawan ng diagram na ipinakita sa pagguhit. Ang isang planta ng lakas ng nukleyar na nagpapatakbo sa isang mode na propulsion-power ay naglalaman ng isang electric propulsion system (EPPU) (halimbawa, ang diagram ay nagpapakita ng dalawang electric propulsion engine 1 at 2 na may kaukulang mga sistema ng supply 3 at 4), isang reaktor na yunit 5, isang turbine 6, isang tagapiga 7, isang generator 8, heat exchanger-recuperator 9, vortex tube Ranque-Hilsch 10, refrigerator-radiator 11. Sa kasong ito, ang turbine 6, compressor 7 at generator 8 ay pinagsama sa isang solong yunit - isang turbo-generator-compressor. Ang planta ng nuclear power ay nilagyan ng pipelines 12 ng gumaganang likido at de-koryenteng linya 13 na nagkokonekta sa generator 8 at EPP. Ang heat exchanger-recuperator 9 ay may tinatawag na mataas na temperatura 14 at mababang temperatura 15 mga inlet ng gumaganang likido, pati na rin ang mataas na temperatura 16 at mababang temperatura 17 outlet ng nagtatrabaho likido.

Ang labasan ng halaman ng reaktor 5 ay konektado sa pasilyo ng turbine 6, ang labasan ng turbine 6 ay konektado sa mataas na temperatura na inlet 14 ng heat exchanger-recuperator 9. Ang mababang temperatura na outlet 15 ng heat exchanger-recuperator 9 ay konektado sa pumapasok sa tubo ng ranggo-Hielsch vortex ng 10. , isa sa mga ito (sa pamamagitan ng "mainit" na gumaganang likido) ay konektado sa radiator refrigerator 11, at ang iba pa (sa pamamagitan ng "malamig" na gumaganang likido) ay konektado sa pumapasok ng compressor 7. Ang labasan ng radiating refrigerator 11 ay konektado din sa compressor 7 inlet. Ang 7 ay konektado sa mababang temperatura na 15 inlet sa heat exchanger-recuperator 9. Ang high-temperatura outlet 16 ng heat exchanger-recuperator 9 ay konektado sa inlet sa pag-install ng reaktor 5. Sa gayon, ang mga pangunahing elemento ng planta ng nuclear power ay magkakaugnay sa isang solong circuit ng gumaganang likido.

Ang YaEDU ay gumagana tulad ng sumusunod. Ang gumaganang likido na pinainit sa yunit ng reaktor 5 ay nakadirekta sa turbine 6, na tinitiyak ang pagpapatakbo ng tagapiga 7 at ang generator 8 ng turbine generator-compressor. Ang generator 8 ay bumubuo ng de-koryenteng enerhiya, na nakadirekta sa pamamagitan ng mga linya ng kuryente 13 sa mga electric rocket engine 1 at 2 at ang kanilang mga sistema ng supply 3 at 4, na tinitiyak ang kanilang operasyon. Pagkatapos umalis sa turbine 6, ang gumaganang likido ay nakadirekta sa pamamagitan ng high-temperatura na inlet 14 sa heat exchanger-recuperator 9, kung saan ang nagtatrabaho likido ay bahagyang pinalamig.

Pagkatapos, mula sa mababang temperatura na outlet 17 ng heat exchanger-recuperator 9, ang gumaganang likido ay nakadirekta sa Rank-Hilsch vortex tube 10, sa loob kung saan ang gumaganang daloy ng likido ay nahahati sa mga sangkap na "mainit" at "malamig". Ang "mainit" na bahagi ng gumaganang likido pagkatapos ay pumupunta sa radiator refrigerator 11, kung saan ang bahaging ito ng nagtatrabaho likido ay epektibong pinalamig. Ang "malamig" na bahagi ng gumaganang likido ay pumupunta sa pumapasok sa tagapiga 7; pagkatapos ng paglamig, ang bahagi ng gumaganang likido na umaalis sa refrigerator-radiator 11 ay sumusunod.

Ang Compressor 7 ay nagbibigay ng cooled working fluid sa heat exchanger-recuperator 9 sa pamamagitan ng low-temperatura na inlet 15. Ang cooled working fluid na ito sa heat exchanger-recuperator 9 ay nagbibigay ng bahagyang paglamig sa counter-flow ng working fluid na pumapasok sa heat exchanger-recuperator 9 mula sa turbine 6 hanggang sa high-temperatura na inlet 14. Bukod dito, Ang bahagyang pinainit na gumaganang likido (dahil sa palitan ng init kasama ang counter flow ng gumaganang likido mula sa turbine 6) mula sa heat exchanger-recuperator 9 sa pamamagitan ng high-temperatura outlet 16 ay muling pumasok sa reaktor yunit 5, ang siklo ay paulit-ulit na muli.

Kaya, ang isang solong gumaganang likido na matatagpuan sa isang saradong loop ay nagsisiguro sa patuloy na pagpapatakbo ng planta ng kuryente ng nuklear, at ang paggamit ng isang tube-Hilsch vortex tube sa planta ng lakas ng nukleyar alinsunod sa inaangkin na solusyon sa teknikal na nagbibigay ng isang pagpapabuti sa bigat at laki ng mga katangian ng planta ng nuclear power, pinatataas ang pagiging maaasahan ng operasyon nito, pinapadali ang disenyo nito at ginagawang posible upang madagdagan kahusayan ng nuclear power plant bilang isang buo.

Sinubukan ng Russia ang isang sistema ng paglamig para sa isang sistema ng propulsion ng nuclear power (NPP), isa sa mga pangunahing elemento ng spacecraft ng hinaharap, kung saan posible na magsagawa ng interplanetary flight. Bakit kailangan ang isang nuklear na makina sa espasyo, paano ito gumagana at bakit isinasaalang-alang ng Roscosmos na ang pag-unlad na ito ay ang pangunahing Russian space trump card, sabi ni Izvestia.

Kasaysayan ng atom

Kung inilagay mo ang iyong kamay sa iyong puso, pagkatapos mula noong panahon ng Korolyov, ang mga naglulunsad na sasakyan na ginamit para sa mga flight sa espasyo ay hindi sumailalim sa anumang mga pangunahing pagbabago. Ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo - kemikal batay sa pagkasunog ng gasolina na may isang oxidizer - ay nananatiling pareho. Ang mga makina, control system, mga uri ng gasolina ay nagbabago. Ang batayan ng paglalakbay sa espasyo ay nananatiling hindi nagbabago - ang jet thrust ay nagtutulak sa isang rocket o spacecraft pasulong.

Ang isang tao ay madalas na nakakarinig na ang isang pangunahing tagumpay ay kinakailangan, isang pag-unlad na maaaring palitan ang isang jet engine upang madagdagan ang kahusayan at gawing mas makatotohanang ang mga flight sa Buwan at Mars. Ang katotohanan ay sa kasalukuyang panahon halos lahat ng masa ng interplanetary spacecraft ay gasolina at isang oxidizer. Paano kung talikuran natin ang makina ng kemikal at simulang gamitin ang enerhiya ng isang nuklear na makina?

Ang ideya ng paglikha ng isang sistemang nukleyar ng nukleyar ay hindi bago. Sa USSR, isang detalyadong utos ng gobyerno sa paglikha ng isang makina ng nuclear rocket ay nilagdaan noong 1958. Magkagayunman, isinasagawa ang mga pag-aaral na nagpapakita na, gamit ang isang nuclear rocket engine na may sapat na lakas, maaari kang makapunta sa Pluto (na hindi pa nawala ang katayuan sa planeta nito) at bumalik sa anim na buwan (dalawa doon at apat na likod), na gumugol ng 75 tonelada ng gasolina sa paglalakbay.

Sa USSR, nakikibahagi sila sa pagbuo ng isang makina ng nuclear rocket, ngunit ang mga siyentipiko ay nagsimulang lumapit sa isang tunay na prototype lamang ngayon. Ito ay hindi tungkol sa pera, ang paksa ay naging kumplikado na walang bansa pa na lumikha ng isang gumaganang prototype, at sa karamihan ng mga kaso ang lahat ay natapos sa mga plano at mga guhit. Sa Estados Unidos, isang sistema ng propulsyon ang sinubukan para sa isang paglipad sa Mars noong Enero 1965. Ngunit higit pa kaysa sa mga pagsubok sa KIWI, ang proyekto ng NERVA na sakupin ang Mars sa isang makinang nukleyar ay hindi lumipat, at ito ay mas simple kaysa sa kasalukuyang pag-unlad ng Russia. Inilagay ng China ang mga plano sa pag-unlad ng puwang nito ang paglikha ng isang makinang nuklear na malapit sa 2045, na kung saan ay din, sa lalong madaling panahon.

Sa Russia, isang bagong pag-ikot ng trabaho sa proyekto ng isang megawatt klase na nukleyar na de-kuryenteng sistema ng propulsion (NPP) para sa mga sistema ng transportasyon sa espasyo ay nagsimula noong 2010. Ang proyekto ay binuo nang magkasama nina Roskosmos at Rosatom, at maaari itong tawaging isa sa mga pinaka-seryoso at mapaghangad na mga proyekto sa espasyo ng mga nakaraang panahon. Ang pangunahing tagapagpatupad para sa planta ng nuclear power ay ang Research Center. M.V. Keldysh.

Kilusang nukleyar

Sa buong panahon ng pag-unlad, ang balita ay naihayag sa pindutin tungkol sa pagiging handa ng isa o sa iba pang bahagi ng hinaharap na makina nuklear. Kasabay nito, sa pangkalahatan, maliban sa mga espesyalista, kakaunti ang nag-iisip kung paano at paano ito gagana. Sa totoo lang, ang kakanyahan ng puwang ng nukleyar na makina ay halos pareho din sa Earth. Ang enerhiya ng isang nukleyar na reaksyon ay ginagamit upang magpainit at magpatakbo ng isang turbine generator-compressor. Maglagay lamang, isang nukleyar na reaksyon ay ginagamit upang makabuo ng koryente, sa parehong paraan tulad ng sa isang maginoo na nukleyar na planta ng kuryente. At sa tulong ng koryente, gumagana ang mga de-motor na rocket na makina. Sa pag-install na ito, ang mga ito ay mataas na lakas ng lakas ng enerhiya.

Sa mga makina ng ion, ang thrust ay nilikha sa pamamagitan ng paglikha ng isang jet thrust batay sa ionized gas, pinabilis sa mataas na bilis sa isang electric field. Ang mga makina ng Ion ay umiiral pa, sinusubukan ang mga ito sa espasyo. Sa ngayon mayroon lamang silang isang problema - halos lahat ng mga ito ay may napakakaunting tulak, kahit na kumokonsumo sila ng napakaliit na gasolina. Para sa paglalakbay sa espasyo, ang mga naturang engine ay isang mahusay na pagpipilian, lalo na kung malulutas mo ang problema sa pagkuha ng koryente sa espasyo, na gagawin ng isang pag-install ng nukleyar. Bilang karagdagan, ang mga thruster ng ion ay maaaring gumana nang mahabang panahon, ang maximum na tagal ng tuluy-tuloy na operasyon ng pinaka-modernong thrusters ng ion ay higit sa tatlong taon.

Kung titingnan mo ang diagram, mapapansin mo na ang enerhiya ng nuklear ay hindi nagsisimula agad sa kapaki-pakinabang na gawain nito. Una, ang heat exchanger ay kumakain, pagkatapos ay nabuo ang kuryente, ginagamit na ito upang lumikha ng thrust ng ion engine. Sa kasamaang palad, ang sangkatauhan ay hindi pa natutunan kung paano gamitin ang mga pag-install ng nuklear para sa paggalaw sa isang mas simple at mas epektibong paraan.

Sa USSR, ang mga satellite na may isang pag-install nukleyar ay inilunsad bilang bahagi ng kumplikadong pagtatalaga ng target ng alamat para sa sasakyang panghimpapawid na nagdadala ng missile, ngunit ang mga ito ay napakaliit na mga reaktor, at ang kanilang trabaho ay sapat lamang upang makabuo ng koryente para sa mga aparato na naka-hang sa satellite. Ang spacecraft ng Sobyet ay mayroong kapasidad sa pag-install ng tatlong kilowatt, ngunit ngayon ang mga espesyalista ng Russia ay nagtatrabaho sa paglikha ng isang pag-install na may kapasidad na higit pa sa isang megawatt.

Mga problema sa espasyo

Naturally, ang isang pag-install ng nukleyar sa espasyo ay may mas maraming mga problema kaysa sa Earth, at ang pinakamahalaga sa kanila ay ang paglamig. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang tubig ay ginagamit para sa mga ito, na lubos na epektibo na sumisipsip ng init ng engine. Sa espasyo, gayunpaman, hindi ito magagawa, at ang mga nuklear na nuklear ay nangangailangan ng isang epektibong sistema ng paglamig - bukod dito, ang init mula sa mga ito ay dapat na alisin sa labas ng kalawakan, iyon ay, maaari itong gawin lamang sa anyo ng radiation. Karaniwan, para dito, ginagamit ng spacecraft ang mga panel ng radiator - gawa sa metal, na may isang coolant na nagpapalipat-lipat sa kanila. Sa kasamaang palad, ang mga naturang radiator, bilang panuntunan, ay may maraming timbang at sukat, bilang karagdagan, hindi sila pinoprotektahan mula sa hit na meteorite.

Noong Agosto 2015, ang isang modelo ng pagtulo ng paglamig ng mga sistemang propulsion ng nuclear power ay ipinakita sa air show ng MAKS. Sa loob nito, ang likido, nagkalat sa anyo ng mga patak, lilipad sa bukas na espasyo, pinalamig, at pagkatapos ay muling nangongolekta sa pag-install. Isipin lamang ang isang malaking sasakyang pangalangaang, sa gitna ng kung saan ay isang higanteng pag-install ng shower, mula sa kung saan bilyun-milyong mga mikroskopiko na mga droplet ng tubig ang tumakas palabas, lumipad sa espasyo, at pagkatapos ay sinipsip sa malaking kampanilya ng espasyo ng vacuum cleaner.

Karamihan sa mga kamakailan-lamang, ito ay kilala na ang drop system ng paglamig ng isang sistemang nukleyar ng nuklear ay nasubok sa ilalim ng mga kondisyon ng terrestrial. Sa kasong ito, ang sistema ng paglamig ay ang pinakamahalagang yugto sa paglikha ng pag-install.

Ngayon ang bagay ay upang subukan ang pagganap nito sa mga kondisyon ng zero gravity at pagkatapos nito posible na subukang lumikha ng sistema ng paglamig sa mga sukat na kinakailangan para sa pag-install. Ang bawat tulad ng matagumpay na pagsubok ay nagdadala ng mga espesyalista sa Russia nang medyo malapit sa paglikha ng isang pag-install ng nukleyar. Nagmamadali ang mga siyentipiko sa lahat ng kanilang lakas, sapagkat pinaniniwalaan na ang paglalagay ng isang nuklear na makina sa puwang ay makakatulong sa Russia na mabawi ang posisyon ng pamumuno nito sa espasyo.

Panahon ng espasyo ng Nuklear

Ipagpalagay na ito ay nagtagumpay, at sa loob ng ilang taon ang isang nuklear na makina ay magsisimulang gumana sa kalawakan. Paano ito makakatulong, paano ito magagamit? Upang magsimula, sulit na linawin na sa anyo kung saan umiiral ang isang sistemang nukleyar ng nukleyar, maaari lamang itong gumana sa kalawakan. Hindi ito maaaring mag-alis mula sa Earth at lupa sa form na ito sa anumang paraan, dito hindi ito magagawa nang walang tradisyonal na mga rocket na kemikal.

Bakit sa espasyo? Buweno, ang sangkatauhan ay lumilipad sa Mars at Buwan nang mabilis, at iyon? Hindi tiyak sa ganoong paraan. Sa kasalukuyan, ang lahat ng mga proyekto ng mga pabrika ng orbital at pabrika na nagpapatakbo sa orbit ng Earth ay natigil dahil sa kakulangan ng mga hilaw na materyales para sa trabaho. Walang saysay na makabuo ng anuman sa kalawakan hanggang sa isang paraan ay natagpuan upang maglagay ng isang malaking halaga ng kinakailangang hilaw na materyal sa orbit, tulad ng metal ore.

Ngunit bakit itaas ang mga ito mula sa Earth, kung maaari mong, sa kabilang banda, dalhin sila mula sa kalawakan. Sa parehong sinturon ng asteroid sa solar system, mayroong mga napakalaking reserba ng iba't ibang mga metal, kabilang ang mga mahahalagang. At sa kasong ito, ang paglikha ng isang nuclear tug ay magiging isang lifesaver lamang.

Magdala ng isang malaking platinum o asteroid na nagdadala ng ginto sa orbit at simulang i-cut ito nang tama sa kalawakan. Ayon sa mga kalkulasyon ng mga espesyalista, tulad ng paggawa, na isinasaalang-alang ang lakas ng tunog, ay maaaring maging isa sa mga pinaka kumikita.

Mayroon bang mas kaunting kamangha-manghang paggamit para sa isang nuclear tug? Halimbawa, maaari itong magamit upang maihatid ang mga satellite sa nais na mga orbit o magdala ng spacecraft sa nais na punto sa espasyo, halimbawa, sa lunar na orbit. Sa kasalukuyan, ang mga itaas na yugto ay ginagamit para dito, halimbawa ang Russian "Fregat". Ang mga ito ay mahal, kumplikado, at itapon. Ang nuclear tug ay magagawang kunin ang mga ito sa mababang orbit na lupa at ihahatid sila kung kinakailangan.

Ang parehong ay sa paglalakbay ng planeta. Nang walang isang mabilis na paraan upang maihatid ang kargamento at mga tao sa orbit ng Mars, walang pagkakataon na kolonisasyon. Ang mga rocket ng booster ng kasalukuyang henerasyon ay gagawa ng napakamahal at pag-ubos ng oras. Hanggang ngayon, ang tagal ng paglipad ay nananatiling isa sa mga pinaka-malubhang problema kapag lumilipad sa iba pang mga planeta. Ang mga natitirang buwan ng paglipad patungo sa Mars at bumalik sa isang saradong kapsula ng isang spacecraft ay hindi isang madaling gawain. Ang tulong ng nukleyar ay makakatulong upang makatulong dito, na makabuluhang bawasan ang oras na ito.

Kinakailangan at sapat

Sa kasalukuyan, ang lahat ng ito ay mukhang pantasya, ngunit, ayon sa mga siyentipiko, ilang taon lamang ang natitira bago subukan ang prototype. Ang pangunahing bagay na kinakailangan ay hindi lamang upang makumpleto ang pag-unlad, kundi pati na rin upang mapanatili ang kinakailangang antas ng mga kosmonautika sa bansa. Kahit na may pagbagsak sa pagpopondo, ang mga rocket ay dapat magpatuloy na mag-alis, dapat na itayo ang spacecraft, at dapat na gumana ang pinakamahalagang espesyalista.

Kung hindi, ang isang nukleyar na makina nang walang naaangkop na imprastraktura ay hindi makakatulong sa negosyo; para sa pinakamataas na kahusayan, magiging napakahalaga hindi lamang ibenta ang pag-unlad, ngunit gamitin ito nang nakapag-iisa, na ipinapakita ang lahat ng mga kakayahan ng bagong sasakyang pang-espasyo.

Samantala, ang lahat ng mga residente ng bansa na hindi nakatali sa trabaho ay maaari lamang tumingin sa kalangitan at umaasa na ang Russian cosmonautics ay magtagumpay. At ang nuclear tug at ang pangangalaga ng kasalukuyang mga kakayahan. Ayokong maniwala sa ibang mga kinalabasan.

Ang mga modernong makina ng rocket ay gumagawa ng isang mahusay na trabaho ng paglalagay ng teknolohiya sa orbit, ngunit ang mga ito ay ganap na hindi angkop para sa mahabang paglalakbay sa espasyo. Samakatuwid, sa loob ng higit sa isang dosenang taon, ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa paglikha ng mga alternatibong puwang na makina na maaaring mapabilis ang mga barko upang maitala ang mga bilis. Tingnan natin ang pitong pangunahing ideya mula sa lugar na ito.

EmDrive

Upang lumipat, kailangan mong itulak mula sa isang bagay - ang panuntunang ito ay itinuturing na isa sa hindi matitinag na mga haligi ng pisika at astronautika. Ano ang eksaktong magsisimula mula - mula sa lupa, tubig, hangin o isang jet ng gas, tulad ng kaso ng mga rocket engine - ay hindi napakahalaga.

Isang kilalang eksperimento sa pag-iisip: isipin na ang isang astronaut ay nagpunta sa kalawakan, ngunit ang cable na nagkokonekta sa kanya sa spacecraft ay biglang sinira at ang tao ay nagsisimulang dahan-dahang lumipad. Ang mayroon lamang siya ay isang toolbox. Ano ang kanyang mga aksyon? Tamang sagot: kailangan niyang itapon ang mga tool mula sa barko. Ayon sa batas ng pag-iingat ng momentum, ang tao ay itatapon mula sa instrumento na may eksaktong puwersa ng instrumento mula sa tao, kaya't unti-unting siya ay lumipat patungo sa barko. Ito ang jet thrust - ang tanging posibleng paraan upang lumipat sa walang laman na puwang. Totoo, ang EmDrive, tulad ng ipinapakita ng mga eksperimento, ay may ilang mga pagkakataon upang mapawalang-saysay ang hindi nasabi na pahayag na ito.

Ang tagalikha ng engine na ito ay ang engineer ng British na si Roger Shaer, na nagtatag ng kanyang sariling kumpanya ng Satelit Propulsion Research noong 2001. Ang disenyo ng EmDrive ay medyo kapansin-pansin at ito ay isang metal na balde na hugis, na tinatakan sa parehong mga dulo. Sa loob ng balde na ito ay isang magnetron na nagpapalabas ng mga electromagnetic waves, tulad ng sa isang maginoo na microwave. At lumiliko na sapat upang lumikha ng isang napakaliit, ngunit medyo napansin.

Ang mismong may-akda ay nagpapaliwanag sa pagpapatakbo ng kanyang engine sa pamamagitan ng pagkakaiba ng presyon ng electromagnetic radiation sa iba't ibang mga dulo ng "balde" - sa makitid na dulo mas mababa ito sa malawak. Lumilikha ito ng isang itinulak na direksyon patungo sa makitid na dulo. Ang posibilidad ng naturang operasyon ng engine ay hinamon nang higit sa isang beses, ngunit sa lahat ng mga eksperimento, ang pag-install ng Shaer ay nagpapakita ng pagkakaroon ng thrust sa inilaan na direksyon.

Ang mga eksperimento na sumubok sa bucket ni Shaer ay may kasamang mga organisasyon tulad ng NASA, Technical University of Dresden at ang Chinese Academy of Science. Ang pag-imbento ay nasubok sa iba't ibang mga kondisyon, kabilang ang isang vacuum, kung saan ipinakita nito ang pagkakaroon ng isang thrust ng 20 micronewtons.

Ito ay napakaliit na kamag-anak sa mga makina ng mga jet engine. Ngunit, dahil sa ang makina ng Shaer ay maaaring gumana hangga't gusto mo, dahil hindi ito nangangailangan ng isang suplay ng gasolina (ang mga baterya ng solar ay maaaring magbigay ng magnetron upang gumana), ito ay potensyal na may kakayahang pabilisin ang spacecraft sa napakalaking bilis, na sinusukat bilang isang porsyento ng bilis ng ilaw.

Upang ganap na mapatunayan ang pagganap ng motor, kinakailangan upang magsagawa ng maraming mga pagsukat at mapupuksa ang mga epekto na maaaring mabuo, halimbawa, sa pamamagitan ng mga panlabas na magnetic field. Gayunpaman, ang mga alternatibong posibleng mga paliwanag para sa hindi normal na pagtulak ng makina ng Shaer ay inilalagay na, na sa pangkalahatan, ay lumalabag sa karaniwang mga batas ng pisika.

Halimbawa, ang mga bersyon ay inaasahan na ang makina ay maaaring lumikha ng tulak dahil sa pakikisalamuha nito sa isang pisikal na vacuum, na sa antas ng kabuuan ay walang enerhiya na zero at napupuno ng patuloy na paglitaw at paglaho ng mga virtual na elementong elementarya. Sino ang magiging tama sa wakas - ang mga may-akda ng teoryang ito, si Shaer mismo o iba pang mga nag-aalinlangan, malalaman natin sa malapit na hinaharap.

Paglayag ng solar

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang presyon ng electromagnetic radiation. Nangangahulugan ito na sa teorya maaari itong mai-convert sa paggalaw - halimbawa, sa tulong ng isang layag. Kung paanong ang mga barko ng nakaraang mga siglo ay nahuli ng hangin sa kanilang mga layag, ang sasakyang panghimpapawid ng hinaharap ay mahuhuli ang araw o anumang iba pang mga ilaw ng ilaw sa kanilang mga layag.

Ang problema, gayunpaman, ay ang light pressure ay napakaliit at bumababa sa pagtaas ng distansya mula sa pinagmulan. Samakatuwid, upang maging epektibo, tulad ng isang layag ay dapat na napaka magaan at napakalaking. At pinatataas nito ang panganib ng pagkasira ng buong istraktura kapag nakatagpo ito ng isang asteroid o iba pang bagay.

Ang mga pagtatangka upang makabuo at maglunsad ng mga solar na paglalayag sa mga puwang na naganap - noong 1993, sinubukan ng Russia ang solar na layag sa spacecraft ng Progress, at noong 2010, ang Japan ay nagsagawa ng matagumpay na mga pagsubok sa daan patungo sa Venus. Ngunit hindi isang solong barko ang gumagamit ng layag bilang pangunahing mapagkukunan ng pabilis. Ang isa pang proyekto, isang de-koryenteng layag, mukhang medyo mas may pag-asa sa paggalang na ito.

Elektronikong layag

Ang araw ay naglalabas hindi lamang ng mga photon, kundi pati na rin mga de-koryenteng sisingilin na mga particle ng bagay: mga elektron, proton at mga ion. Ang lahat ng mga ito ay bumubuo ng tinatawag na solar na hangin, na nagdadala sa malayo mula sa ibabaw ng araw ng halos isang milyong tonelada ng bagay bawat segundo.

Ang solar na hangin ay kumakalat sa bilyun-bilyong kilometro at responsable para sa ilang mga likas na phenomena sa ating planeta: geomagnetic na bagyo at ang hilagang ilaw. Ang lupa ay protektado mula sa solar na hangin sa pamamagitan ng sarili nitong magnetic field.

Ang solar wind, tulad ng hangin ng hangin, ay angkop para sa paglalakbay, kailangan mo lamang itong iputok sa mga layag. Ang proyekto ng de-koryenteng layag, na nilikha noong 2006 ng siyentipikong Finnish na si Pekka Janhunen, sa panlabas ay hindi gaanong magkakatulad sa solar na. Ang makina na ito ay binubuo ng maraming mahaba, manipis na mga cable, na katulad ng mga tagapagsalita ng isang gulong nang walang rim.

Salamat sa electron gun na nagliliyab laban sa direksyon ng paglalakbay, ang mga cable na ito ay nakakakuha ng positibong sisingilin na potensyal. Dahil ang masa ng isang elektron ay humigit-kumulang na 1800 beses mas mababa kaysa sa masa ng isang proton, ang thrust na nilikha ng mga electron ay hindi maglaro ng isang pangunahing papel. Ang mga elektron ng solar na hangin ay hindi mahalaga para sa tulad ng isang layag. Ngunit ang positibong sisingilin na mga particle - proton at alpha radiation - ay itatanggal mula sa mga lubid, sa gayon ay lumilikha ng jet thrust.

Bagaman ang thrust na ito ay tungkol sa 200 beses na mas mababa kaysa sa isang solar na layag, ang European Space Agency ay interesado. Ang katotohanan ay ang isang de-koryenteng layag ay mas madali sa disenyo, paggawa, pag-deploy at pagpapatakbo sa espasyo. Bilang karagdagan, ang paggamit ng grabidad, pinapayagan ka rin ng layag na maglakbay sa mapagkukunan ng stellar wind, at hindi lamang ito malayo. At dahil ang lugar ng ibabaw ng naturang isang layag ay mas mababa kaysa sa isang solar na layag, hindi gaanong mas mahina sa mga asteroid at mga labi ng espasyo. Marahil makikita natin ang unang mga eksperimentong barko sa isang de-koryenteng layag sa susunod na ilang taon.

Ang makina ng Ion

Ang daloy ng mga sisingilin na mga particle ng bagay, iyon ay, mga ions, ay pinapalabas hindi lamang ng mga bituin. Ang Ionized gas ay maaari ring malikhaing likhang-sining. Karaniwan, ang mga partikulo ng gas ay walang kinikilingan neutral, ngunit kapag ang mga atomo o molekula nito ay nawawala ang mga elektron, nagiging mga ions ito. Sa kabuuan ng masa nito, ang nasabing gas ay hindi pa rin mayroong isang singil ng kuryente, ngunit ang mga indibidwal na partikulo nito ay sisingilin, na nangangahulugang maaari silang lumipat sa isang magnetic field.

Sa isang engine ng ion, isang inert gas (karaniwang xenon) ay na-ionize ng isang stream ng mga high-energy electron. Kinatok nila ang mga elektron sa labas ng mga atomo, at nakakakuha sila ng isang positibong singil. Dagdag pa, ang mga nagresultang mga ion ay pinabilis sa isang larangan ng electrostatic sa bilis ng pagkakasunud-sunod ng 200 km / s, na kung saan ay 50 beses na mas malaki kaysa sa rate ng pag-agos ng gas mula sa mga makinang jet engine. Gayunpaman, ang mga modernong thruster ng ion ay may napakababang thrust - mga 50-100 millinewton. Ang gayong makina ay hindi rin makakaalis sa mesa. Ngunit mayroon siyang isang seryosong plus.

Ang isang malaking tiyak na salpok ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkonsumo ng gasolina sa makina. Ang enerhiya na nakuha mula sa mga baterya ng solar ay ginagamit upang ma-ionize ang gas, kaya ang Ion engine ay maaaring gumana nang napakatagal - hanggang sa tatlong taon nang walang pagkagambala. Para sa naturang panahon, magkakaroon siya ng oras upang mapabilis ang spacecraft upang mapabilis na hindi pinangarap ng mga makina ng kemikal.

Ang mga makina ng Ion ay paulit-ulit na araro ang kalakhan ng solar system bilang bahagi ng iba't ibang mga misyon, ngunit kadalasan bilang katulong, at hindi pangunahing. Ngayon, ang mga engine ng plasma ay lalong tinatalakay bilang isang posibleng alternatibo sa mga makina ng ion.

Plasma engine

Kung ang antas ng ionization ng mga atom ay nagiging mataas (tungkol sa 99%), kung gayon ang tulad ng isang pinagsama-samang estado ng bagay ay tinatawag na plasma. Ang estado ng Plasma ay maaaring makamit lamang sa mataas na temperatura, samakatuwid, ang ionized gas ay pinainit hanggang sa ilang milyong degree sa mga engine ng plasma. Ang pag-init ay isinasagawa gamit ang isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya - solar panel o, mas realistiko, isang maliit na reaktor ng nuklear.

Ang mainit na plasma ay pagkatapos ay ejected sa pamamagitan ng rocket nozzle, na lumilikha ng thrust na sampu-sampung beses na mas malaki kaysa sa isang thruster ng ion. Ang isang halimbawa ng isang engine ng plasma ay ang proyekto ng VASIMR, na umuunlad simula pa noong 70s ng huling siglo. Hindi tulad ng mga thrusters ng ion, ang mga thrusters ng plasma ay hindi pa nasubok sa espasyo, ngunit ang mga dakilang pag-asa ay naka-pin sa kanila. Ito ang VASIMR plasma engine na isa sa mga pangunahing kandidato para sa manned flight sa Mars.

Fusion engine

Sinusubukan ng mga tao na ubusin ang enerhiya ng thermonuclear fusion mula pa noong kalagitnaan ng ikadalawampu siglo, ngunit sa ngayon hindi pa nila ito nagagawa. Gayunpaman, ang kinokontrol na thermonuclear fusion ay talagang kaakit-akit, dahil ito ay isang mapagkukunan ng napakalaking enerhiya na nakuha mula sa sobrang murang gasolina - isotopes ng helium at hydrogen.

Sa ngayon, maraming mga proyekto para sa disenyo ng isang jet engine sa enerhiya ng thermonuclear fusion. Ang pinaka-pangako sa kanila ay itinuturing na isang modelo batay sa isang reaktor na may magnetic plasma confinement. Ang isang thermonuclear reaktor sa tulad ng isang makina ay magiging isang unpressurized cylindrical chamber na 100-300 metro ang haba at 1-3 metro ang diameter. Ang silid ay dapat ipagkaloob ng gasolina sa anyo ng isang mataas na temperatura ng plasma, na, sa sapat na presyon, ay pumapasok sa isang reaksyon ng nuclear fusion. Ang mga coils ng magnetic system na matatagpuan sa paligid ng silid ay dapat panatilihin ang plasma na ito upang makipag-ugnay sa kagamitan.

Ang thermonuclear reaksyon zone ay matatagpuan kasama ang axis ng tulad ng isang silindro. Gamit ang mga magnetic field, ang sobrang mainit na plasma ay dumadaloy sa pamamagitan ng nozzle ng reaktor, na lumilikha ng matinding thrust, maraming beses na mas malaki kaysa sa mga makina na kemikal.

Antimatter engine

Ang lahat ng mga bagay sa paligid sa amin ay binubuo ng mga fermion - elementong mga partikulo na may kalahating integer na pag-ikot. Ito ay, halimbawa, mga pag-aaway, na bumubuo ng mga proton at neutron sa atomic nuclei, pati na rin ang mga electron. Bukod dito, ang bawat fermion ay may sariling antiparticle. Para sa isang elektron, ito ay isang positron, para sa isang quark - isang antiquark.

Ang mga antiparticle ay may parehong masa at parehong iikot tulad ng kanilang karaniwang "mga kasama", naiiba sa pag-sign ng lahat ng iba pang mga parameter ng kabuuan. Sa teorya, ang antiparticle ay may kakayahang bumubuo ng antimatter, ngunit sa ngayon, ang antimatter ay hindi nakarehistro kahit saan sa Uniberso. Para sa pangunahing siyensya, ang malaking katanungan ay kung bakit hindi ito umiiral.

Ngunit sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, makakakuha ka ng ilang antimatter. Halimbawa, ang isang eksperimento ay isinagawa kamakailan sa paghahambing sa mga katangian ng mga proton at antiproton na naimbak sa isang magnetic trap.

Kapag natutugunan ang antimatter at ordinaryong bagay, ang isang proseso ng pagkawasak ng isa't isa ay nangyayari, na sinamahan ng isang pagsabog ng enerhiya ng colossal. Kaya, kung kumuha ka ng isang kilo ng bagay at antimatter, kung gayon ang dami ng enerhiya na pinakawalan kapag nagkita sila ay maihahambing sa pagsabog ng Tsar Bomb - ang pinakamalakas na bomba ng hydrogen sa kasaysayan ng sangkatauhan.

Bukod dito, ang isang makabuluhang bahagi ng enerhiya ay ilalabas sa anyo ng mga photon ng electromagnetic radiation. Alinsunod dito, mayroong isang pagnanais na gamitin ang enerhiya na ito para sa paglalakbay sa espasyo sa pamamagitan ng paglikha ng isang photon engine, na katulad ng isang solar na layag, lamang sa kasong ito ang ilaw ay bubuo ng isang panloob na mapagkukunan.

Ngunit upang epektibong magamit ang radiation sa isang jet engine, kinakailangan upang malutas ang problema sa paglikha ng isang "salamin" na maaaring ipakita ang mga photon na ito. Pagkatapos ng lahat, ang barko ay dapat kahit papaano itulak upang lumikha ng tulak.

Walang makabagong materyal lamang ang hindi makatiis sa radiation na ipinanganak kung sakaling may pagsabog at agad na maulit. Sa kanilang mga nobelang fiction science, nalutas ng mga kapatid na Strugatsky ang problemang ito sa pamamagitan ng paglikha ng isang "absolute reflektor". Sa totoong buhay, wala pa ring nagawa na ganito. Ang gawaing ito, tulad ng mga isyu ng paglikha ng isang malaking halaga ng antimatter at pangmatagalang imbakan, ay isang bagay para sa pisika ng hinaharap.

Ang unang yugto ay pagtanggi

Ang dalubhasa sa Aleman sa larangan ng rocketry na si Robert Schmucker, ay isinasaalang-alang ang mga pahayag ni V. Putin na ganap na nagagawa. "Hindi ko maisip na ang mga Ruso ay maaaring lumikha ng isang maliit na lumilipad na reaktor," sinabi ng dalubhasa sa isang pakikipanayam kay Deutsche Welle.

Maaari nilang, Herr Schmucker. Isipin mo lang.

Ang unang domestic satellite na may isang nuclear power plant (Kosmos-367) ay inilunsad mula sa Baikonur noong 1970. 37 mga asambleya ng gasolina ng maliit na laki ng reaktor ng BES-5 Buk, na naglalaman ng 30 kg ng uranium, sa isang temperatura sa pangunahing circuit ng 700 ° C at isang paglabas ng init ng 100 kW, ay nagbigay ng isang electric power ng pag-install ng 3 kW. Ang masa ng reaktor ay mas mababa sa isang tonelada, ang tinantyang oras ng pagpapatakbo ay 120-130 araw.

Ang mga eksperto ay mag-aalinlangan na ang nuklear na "baterya" na ito ay may kaunting lakas ... Ngunit! Tingnan ang petsa: ito ay kalahating siglo na ang nakalilipas.

Ang mababang kahusayan ay isang kinahinatnan ng thermionic conversion. Para sa iba pang mga form ng paghahatid ng kuryente, ang mga tagapagpahiwatig ay mas mataas, halimbawa, para sa mga halaman ng nuclear power, ang kahusayan ng kahusayan ay nasa saklaw ng 32-38%. Sa kahulugan na ito, ang thermal power ng "space" reaktor ay partikular na interes. Ang 100 kW ay isang seryosong pag-angkin upang manalo.

Dapat pansinin na ang BES-5 Buk ay hindi kabilang sa pamilyang RTG. Ang mga generator ng radioisotope thermoelectric ay nag-convert ng enerhiya ng natural na pagkabulok ng mga atom ng mga elemento ng radioactive at may kapabayaan na kapangyarihan. Kasabay nito, si Buk ay isang tunay na reaktor na may isang kinokontrol na reaksyon ng kadena.

Ang susunod na henerasyon ng mga maliit na laki ng reaktor ng Sobyet, na lumitaw noong huling bahagi ng 1980s, ay mas maliit at mas mahusay sa enerhiya. Ito ang natatanging "Topaz": kung ihahambing sa "Buk" ang halaga ng uranium sa reaktor ay nabawasan ng tatlong beses (hanggang 11.5 kg). Ang lakas ng thermal ay nadagdagan ng 50% at umabot sa 150 kW, ang oras ng patuloy na operasyon ay umabot sa 11 buwan (ang reaktor ng ganitong uri ay na-install sa board ng Kosmos-1867 reconnaissance satellite).

Ang mga reaktor ng espasyo ng nukleyar ay isang pormasyong pang-extraterrestrial ng kamatayan. Sa kaso ng pagkawala ng kontrol, ang "pagbaril ng bituin" ay hindi nagtupad ng mga pagnanasa, ngunit maaaring patawarin ang "masuwerteng" ng kanilang mga kasalanan.

Noong 1992, ang dalawang natitirang maliliit na reaktor ng serye ng Topaz ay naibenta sa Estados Unidos sa halagang $ 13 milyon.

Ang pangunahing tanong ay: may sapat bang lakas para sa mga naturang pag-install upang magamit ang mga ito bilang mga rocket engine? Sa pamamagitan ng pagpasa ng gumaganang likido (hangin) sa pamamagitan ng mainit na core ng reaktor at pagkuha ng thrust sa outlet ayon sa batas ng pag-iingat ng momentum.

Ang sagot ay hindi. Ang Buk at Topaz ay mga compact nuclear power halaman. Ang iba pang paraan ay kinakailangan upang lumikha ng isang NRE. Ngunit ang pangkalahatang kalakaran ay nakikita ng hubad na mata. Ang mga compact nuclear power plant ay matagal nang nilikha at umiiral sa pagsasanay.

Anong kapangyarihan ang dapat na isang nuclear power plant na dapat gamitin bilang isang cruise missile cruise engine na parehong sukat ng Kh-101?

Hindi mahanap ang isang trabaho? I-Multiply ang iyong oras na may kapangyarihan!
(Isang koleksyon ng mga unibersal na tip.)

Hindi rin mahirap ang paghahanap ng kapangyarihan. N \u003d F × V

Ayon sa opisyal na data, ang X-101 na mga missile ng cruise, tulad ng KR ng pamilyang Caliber, ay nilagyan ng isang maiksing turbojet engine-50, na bubuo ng isang thrust na 450 kgf (≈ 4400 N). Ang bilis ng cruise ng cruise missile - 0.8M, o 270 m / s. Ang perpektong kahusayan ng disenyo ng isang turbojet by-pass engine ay 30%.

Sa kasong ito, ang kinakailangang kapangyarihan ng cruise missile engine ay 25 beses lamang na mas mataas kaysa sa thermal power ng Topaz series reaktor.

Sa kabila ng mga pag-aalinlangan ng dalubhasa sa Aleman, ang paglikha ng isang nuclear turbojet (o ramjet) rocket engine ay isang makatotohanang gawain na nakakatugon sa mga kinakailangan ng ating oras.

Rocket ng impiyerno

"Ito ay lahat ng sorpresa - isang nuclear na pinalakas na pandaraya ng cruise," sabi ni Douglas Barry, nakatatandang kapwa sa International Institute for Strategic Studies sa London. "Ang ideyang ito ay hindi bago, napag-usapan noong 60s, ngunit nahaharap sa maraming mga hadlang."

Hindi lamang ito napag-usapan. Sa mga pagsubok noong 1964, ang nuclear ramjet engine na "Tori-IIS" ay nakabuo ng isang thrust na 16 tonelada na may thermal power ng reaktor ng 513 MW. Paggaya ng isang supersonic na flight, ang pag-install ay gumamit ng 450 toneladang naka-compress na hangin sa loob ng limang minuto. Ang reaktor ay idinisenyo upang maging napaka "mainit" - ang operating temperatura sa core naabot 1600 ° C. Ang disenyo ay may napaka-makitid na pagpapahintulot: sa isang bilang ng mga lugar na pinapayagan na temperatura ay 150-200 ° C na mas mababa kaysa sa temperatura kung saan ang mga elemento ng rocket ay natunaw at gumuho.

Sapat na ba ang mga tagapagpahiwatig na ito para sa paggamit ng isang nuclear jet engine bilang isang engine sa pagsasanay? Malinaw ang sagot.

Ang nukleyar na makinang ramjet ay nakabuo ng higit pa (!) Kaysa sa turbo-ramjet engine ng SR-71 "Blackbird" na three-flight reconnaissance aircraft.

"Polygon-401", mga pagsubok sa nuclear ramjet

Mga pang-eksperimentong pag-install na "Tory-IIA" at "-IIC" - mga prototypes ng nuclear engine ng SLAM cruise missile.

Ang isang pag-imbento ng diablo, may kakayahang, ayon sa mga kalkulasyon, na magtusok ng 160,000 km na puwang sa isang minimum na taas na may bilis na 3M. Sa literal na "paggugupit" lahat ng nakatagpo sa kanya ng landas na nagdadalamhati na may isang shock wave at isang kulog na rolyo ng 162 dB (nakamamatay na halaga para sa mga tao).

Ang reaktor ng labanan ng sasakyang panghimpapawid ay walang anumang proteksyon sa biyolohikal. Ang mga eardrum ay nabalian pagkatapos ng paglipad ng SLAM ay tila isang hindi gaanong kahalagahan laban sa background ng mga radioactive na paglabas mula sa rocket nozzle. Ang lumilipad na halimaw ay nag-iwan ng isang trail na higit sa isang kilometro ang lapad na may radiation na dosis na 200-300 rad. Sa isang oras na paglipad, tinatayang nahawahan ng SLAM ang 1,800 square miles ng nakamamatay radiation.

Ayon sa mga kalkulasyon, ang haba ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring umabot ng 26 metro. Ang bigat ng paglulunsad ay 27 tonelada. Labanan ang pagkarga - ang mga singil ng thermonuclear, na kailangang sunud-sunod na ibinaba sa ilang mga lungsod ng Sobyet, kasama ang ruta ng flight ng rocket. Matapos makumpleto ang pangunahing gawain, ang SLAM ay dapat na bilugan sa teritoryo ng USSR nang maraming mga araw, na nahawahan ang lahat sa paligid ng mga radioactive na paglabas.

Marahil ang pinaka nakamamatay sa lahat na sinubukan ng tao na likhain. Sa kabutihang palad, hindi ito dumating sa totoong paglulunsad.

Ang proyekto, na pinangalanang code na Pluto, ay kinansela noong Hulyo 1, 1964. Kasabay nito, ayon sa isa sa mga nag-develop ng SLAM, si J. Craven, wala sa pamunuan ng militar at pampulitika ng US ang nanghinayang sa desisyon.

Ang dahilan ng pagtanggi ng "low-flying nuclear misayl" ay ang pagbuo ng mga intercontinental ballistic missile. May kakayahang ipahamak ang kinakailangang pinsala sa mas kaunting oras na may hindi maihahambing na mga panganib para sa militar mismo. Bilang ang mga may-akda ng publication sa magazine ng Air & Space na nararapat na nabanggit: Ang mga ICBM, kahit papaano, ay hindi pumatay sa lahat na malapit sa launcher.

Hindi pa rin nalalaman kung sino, saan at kung paano binalak na magsagawa ng mga pagsubok sa fiend ng impiyerno. At sino ang sasagot kung ang SLAM ay umalis sa kurso at lumipad sa Los Angeles. Ang isa sa mga mabaliw na panukala ay upang itali ang rocket sa cable at magmaneho sa isang bilog sa mga hindi nakatira na mga lugar ng piraso. Nevada. Gayunpaman, ang isa pang tanong kaagad na lumabas: ano ang gagawin sa rocket kapag ang huling labi ng gasolina ay sinunog sa reaktor? Ang lugar kung saan ang mga "lupain" ng SLAM ay hindi lalapit ng maraming siglo.

Buhay o kamatayan. Pangwakas na pagpipilian

Kabaligtaran sa mystical "Pluto" mula noong 1950s, ang proyekto ng isang modernong missile ng nuklear, na binigkas ni V. Putin, ay nagmumungkahi ng paglikha ng isang epektibong paraan para sa pagsira sa American missile defense system. Ang paraan ng katiyakan na pagkawasak sa isa't isa ay ang pinakamahalagang kriterya para sa paghadlang sa nukleyar.

Ang pagbabagong-anyo ng klasikong "nuclear triad" sa isang mala-diyos na "pentagram" - kasama ang pagsasama ng isang bagong henerasyon ng mga sasakyan sa paghahatid (mga nuclear cruise missile na walang limitasyong saklaw at estratehikong nukleyar na torpedoes "katayuan-6"), kasabay ng paggawa ng modernisasyon ng mga bodega ng ICBM (maneuvering "Vanguard") ay makatwiran tugon sa paglitaw ng mga bagong banta. Ang patakaran sa pagtatanggol ng missile ng Washington ay walang pagpipilian.

"Binuo mo ang iyong mga anti-missile system. Ang hanay ng mga anti-missile ay tumataas, ang katumpakan ay tumataas, ang armas na ito ay pinabuting. Samakatuwid, kailangan nating sapat na tumugon dito upang malampasan natin ang sistema hindi lamang ngayon, kundi pati na rin bukas, kapag mayroon kang isang bagong sandata. "

Ang pinahayag na mga detalye ng mga eksperimento sa programa ng SLAM / Pluto na nakakumbinsi na nagpapatunay na ang paglikha ng isang missile ng nuclear cruise ay posible (technically feasible) anim na dekada na ang nakalilipas. Pinapayagan ka ng modernong teknolohiya na magdala ng isang ideya sa isang bagong antas ng teknikal.

Ang tabak ay umaasa sa mga pangako

Sa kabila ng dami ng mga halatang katotohanan na nagpapaliwanag ng mga dahilan ng paglitaw ng "superweapon ng pangulo" at pagtapon ng anumang mga pagdududa tungkol sa "imposibilidad" ng paglikha ng mga naturang sistema, maraming mga nag-aalinlangan sa Russia, pati na rin sa ibang bansa. "Ang lahat ng mga sandatang ito ay isang paraan lamang ng pakikidigma ng impormasyon." At pagkatapos - isang iba't ibang mga panukala.

Marahil, hindi ka dapat kumuha ng mga caricatured na "eksperto" tulad ng I. Moiseev. Ang pinuno ng Institute for Space Policy (?), Sino ang nagsabi sa The Insider: "Hindi ka maaaring maglagay ng isang nuklear na makina sa isang missile ng cruise. At walang ganoong mga makina ".

Ang mga pagsisikap na "ilantad" ang mga pahayag ng pangulo ay ginagawa sa isang mas malubhang antas ng pagsusuri. Ang nasabing "pagsisiyasat" ay kaagad na tanyag sa publiko na may malay-isip. Ang mga skeptiko ay gumagawa ng mga sumusunod na argumento.

Ang lahat ng tunog na mga komplikadong tumutukoy sa madiskarteng nangungunang mga sikretong armas, ang pagkakaroon ng kung saan ay hindi posible upang mapatunayan o tanggihan. (Ang mensahe sa Federal Assembly mismo ay nagpakita ng mga graphic graphics at paglulunsad ng footage na hindi mailalarawan mula sa mga pagsubok ng iba pang mga uri ng mga missile ng cruise.) Kasabay nito, walang sinuman ang nag-uusap, halimbawa, tungkol sa paglikha ng isang mabigat na pag-atake ng drone o isang pandigma na klase ng digmaan. Isang sandata na malapit nang malinaw na maipakita sa buong mundo.

Ayon sa ilang "whistleblowers", ang mataas na estratehikong, "lihim" na konteksto ng mga mensahe ay maaaring magpahiwatig ng kanilang hindi maaaring mangyari. Buweno, kung ito ang pangunahing argumento, kung gayon ano ang hindi pagkakaunawaan sa mga taong ito?

Mayroon ding ibang pananaw. Ang mga nakagugulat tungkol sa mga nukleyar na nuklear at mga walang submarino na 100-node submarines ay ginawa laban sa background ng mga malinaw na problema ng military-industrial complex, na nakatagpo sa pagpapatupad ng mga mas simpleng proyekto ng "tradisyonal" na mga armas. Ang mga pag-angkin tungkol sa mga missile na lumampas sa lahat ng umiiral na mga sandata nang sabay-sabay ay tumayo nang matalim na kaibahan sa kilalang sitwasyon na may rocketry. Ang mga skeptics ay nagbabanggit bilang isang halimbawa ng napakalaking mga pagkabigo sa paglulunsad ng Bulava o ang paglikha ng sasakyan ng paglunsad ng Angara na dalawang dekada. Nagsimula ang sarili nito noong 1995; nagsasalita noong Nobyembre 2017, ipinangako ng Deputy Prime Minister D. Rogozin na ipagpatuloy ang paglulunsad ng Angara mula sa Vostochny cosmodrome lamang ... 2021.

At, sa pamamagitan ng paraan, bakit ang "Zircon", ang pangunahing pandamdam ng pandagat ng nakaraang taon, ay naiwan nang walang pansin? Ang isang hypersonic misayl na may kakayahang kanselahin ang lahat ng mga umiiral na konsepto ng labanan sa dagat.

Ang balita ng pagdating ng mga sistema ng laser sa tropa ay nakakaakit ng pansin ng mga tagagawa ng mga pag-install ng laser. Ang umiiral na mga modelo ng mga direktang sandata ng enerhiya ay nilikha sa isang malawak na batayan ng pananaliksik at pagbuo ng mga high-tech na kagamitan para sa merkado ng sibilyan. Halimbawa, ang pag-install ng American shipborne AN / SEQ-3 LaWS ay kumakatawan sa isang "pack" ng anim na welding laser na may kabuuang lakas na 33 kW.

Ang pag-anunsyo ng paglikha ng isang napakalakas na laban sa laser na kontra laban sa background ng isang napaka mahina na industriya ng laser: Ang Russia ay hindi kabilang sa pinakamalaking tagagawa ng mga kagamitan sa laser (Coherent, IPG Photonics, o Han's "Laser Technology). Samakatuwid, ang biglaang paglitaw ng mga high-power laser na armas ay nagpukaw ng tunay na interes sa mga espesyalista. ...

Laging maraming mga katanungan kaysa sa mga sagot. Ang diyablo ay nasa mga detalye, ngunit ang mga opisyal na mapagkukunan ay nagbibigay ng labis na hindi magandang ideya sa pinakabagong mga sandata. Ito ay madalas na hindi malinaw kung ang sistema ay handa na para sa pag-aampon, o ang pag-unlad nito ay nasa isang tiyak na yugto. Ang mga kilalang naunang nauugnay sa paglikha ng naturang mga sandata sa nakaraan ay nagpapahiwatig na ang mga problemang lumitaw sa kasong ito ay hindi malulutas ng isang iglap ng mga daliri. Ang mga tagahanga ng mga makabagong teknolohiyang nag-aalala tungkol sa pagpili ng isang lugar para sa pagsubok ng mga nuclear launcher na missile na nagpapatakbo. O ang mga pamamaraan ng pakikipag-usap sa drone sa ilalim ng dagat na "Status-6" (pangunahing problema: ang komunikasyon sa radyo ay hindi gumana sa ilalim ng tubig, sa mga session ng komunikasyon ang mga submarino ay pinipilit na tumaas sa ibabaw). Ito ay magiging kagiliw-giliw na marinig ang isang paliwanag tungkol sa kung paano gamitin ito: kung ihahambing sa tradisyonal na mga ICBM at SLBM, na maaaring magsimula at magtapos ng isang digmaan sa loob ng isang oras, ang Status 6 ay tatagal ng ilang araw upang maabot ang baybayin ng US. Kapag wala nang tao doon!

Tapos na ang huling labanan.
Mayroon bang buhay?
Bilang tugon - umungol lamang ang hangin ...

Paggamit ng mga materyales:
Air & Space Magazine (Abril-Mayo 1990)
Ang Silent War ni John Craven