Энергияи ядрой дар кайхон. Импульсҳои шитоби атомӣ

Идеяхои истифодаи энергияи атом барои харакати киштихои кайхонй ва истифода бурдани он дар базахои ояндаи берунй ё махалхои ахолинишин нав нестанд. Вактхои охир онхо ба мавчи нав омадаанд ва чун ба майдони ракобати куввахои бузург табдил меёбанд, амалй гардидани онхо бештар мешавад.

NASA ва Вазорати энергетикаи ИМА ба ҷустуҷӯ дар байни ширкатҳои дилерӣ шурӯъ карданд лоихахои станцияхои электрикии атомй дар Мох ва Миррих. Ин бояд тадқиқоти дарозмуддат ва ҳатто лоиҳаҳои аҳолинишинро дастгирӣ кунад. Ҳадафи NASA ин аст, ки онро то соли 2026 ба партов омода созад. Комбинат бояд дар руи Замин комилан сохта ва монтаж карда шавад ва баъд бехатарии он санчида шавад.

Энтони Каломино, директори технологияи ядроии NASA дар Идораи технологияҳои кайҳонӣ гуфт, ки Накша аз он иборат аст, ки системам XNUMX киловатт чудокунии ядрой, ки дар охир ба кор андохта шуда, дар Мох гузошта мешавад. (1). Он бояд бо фурудгоҳи моҳвора муттаҳид карда шавад ва тақвияткунанда онро ба он мебарад мадори моҳ. Боркунак баъд системаро ба руи замин бароранд.

Интизор меравад, ки пас аз расидан ба майдон он фавран ба кор омода хоҳад шуд, бидуни ниёз ба васлкунӣ ё сохтмон. Амалиёти мазкур намоиши имкониятҳо буда, нуқтаи ибтидоии истифодаи маҳлул ва ҳосилаҳои он хоҳад буд.

"Вақте ки технология ҳангоми намоиш тасдиқ карда шуд, системаҳои оянда метавонанд васеъ карда шаванд ё дастгоҳҳои сершумор метавонанд якҷоя барои миссияҳои дарозмуддат ба Моҳ ва эҳтимолан Миррих истифода шаванд" гуфт Каломино дар CNBC. «Чор агрегате, ки хар кадомаш 10 киловатт неруи барк истехсол мекунад, кувваи заруриро таъмин мекунад. дар Мох ё Миррих застава барпо кардан.

Қобилияти тавлиди миқдори зиёди нерӯи барқ ​​дар рӯи сайёраҳо бо истифода аз системаи тақсимоти заминӣ имкон медиҳад, ки таҳқиқоти васеъмиқёс, посгоҳҳои инсонӣ ва истифодаи захираҳо дар ҷои худ ва ҳамзамон имкони тиҷоратро фароҳам оранд.

Чӣ тавр он кор хоҳад кард нерӯгоҳи атомӣ? Шакли каме бойшуда сузишвории ядрой иродаи ядрой... Хурд реакторҳои ҳастаӣ гармй хосил мекунад, ки он ба системаи конверсияи энергия гузаронда мешавад. Системаи табдили нерӯ аз муҳаррикҳое иборат хоҳад буд, ки на бо сӯзишвории сӯзишворӣ, балки бо гармии реактор кор мекунанд. Ин муҳаррикҳо гармиро истифода бурда, онро ба нерӯи барқ ​​табдил медиҳанд, ки он ба таҷҳизоти корбар дар сатҳи Моҳ ва Миррих тақсим карда мешавад. Усули паҳншавии гармӣ барои нигоҳ доштани ҳарорати дурусти кори дастгоҳҳо муҳим аст.

Нерӯи ҳастаӣ ҳоло ҳамчун алтернативаи оқилона дар куҷо ҳисобида мешавад нерӯи офтобӣ, шамол ва гидроэнергетика ба осонӣ дастрас нестанд. Масалан, дар Миррих қувваи офтоб вобаста ба фаслҳо хеле фарқ мекунад ва тӯфонҳои ғубори даврӣ метавонанд моҳҳо давом кунанд.

Дар мох моҳи сард шаб 14 рӯз давом мекунад, нури офтоб дар наздикии қутбҳо хеле фарқ мекунад ва дар кратерҳои доимии сояафкан мавҷуд нест. Дар чунин шароити душвор ба даст овардани энергия аз нури офтоб душвор буда, захираи сузишворй махдуд аст. Энергияи тақсимоти рӯизаминӣ ҳалли осон, боэътимод ва муассирро пешниҳод мекунад.

Баръакси реакторҳои заминӣбарои баровардан ё иваз кардани сузишворй нияти нест. Дар охири супориши 10-сола инчунин накшаи безарар ба кор андохтани объект пешбинй шудааст. "Дар охири мӯҳлати хидматаш система хомӯш карда мешавад ва сатҳи радиатсионӣ тадриҷан ба дараҷае коҳиш меёбад, ки барои дастрасӣ ва фаъолияти одамон бехатар аст" гуфт Каломино. "Системаҳои партовҳоро ба як макони дурдасти нигоҳдорӣ интиқол додан мумкин аст, ки онҳо ба экипаж ё муҳити зист хатар эҷод намекунанд."

Реактори хурд, сабук, вале самаранок, талабот зиёд аст

Вақте ки таҳқиқоти кайҳон инкишоф меёбад, мо аллакай хеле хуб кор карда истодаем системаҳои тавлиди нерӯи ҳастаӣ дар миқёси хурд. Ин гуна системахо кайхоннаварди бесарнишинеро, ки ба районхои дурдасти системаи Офтоб сафар мекунанд, кайхо боз бо кувваи электрики до-ранд.

Дар соли 2019 киштии кайҳонии атомии New Horizons аз дуртарин объекти дар масофаи наздик дидашуда, Ultima Thule, дуртар аз Плутон дар минтақае бо номи камарбанди Койпер парвоз кард. Вай бе кувваи атом ин корро карда наметавонист. Энергияи офтобӣ берун аз мадори Миррих бо қувваи кофӣ мавҷуд нест. Сарчашмаҳои кимиёвӣ дер давом намекунанд, зеро зичии энергияи онҳо хеле паст ва массаи онҳо хеле калон аст.

Дар миссияҳои дарозмуддат истифода мешавад генераторҳои радиотермикӣ (RTG) изотопи плутонийи 238Pu-ро истифода мебарад, ки барои тавлиди гармии доимӣ аз таназзули табиии радиоактивӣ тавассути партоби зарраҳои алфа, ки баъдан ба нерӯи барқ ​​табдил меёбад, беҳтарин аст. Нисфи умри 88-солаи он маънои онро дорад, ки он вазифаи дарозмуддатро иҷро мекунад. Бо вуҷуди ин, RTGҳо наметавонанд қудрати баланди мушаххасро барои миссияҳои тӯлонӣ, киштиҳои азимтар таъмин кунанд, на аз пойгоҳҳои берун аз замин.

Як ҳалли масъала, барои ҳузури иктишофӣ ва эҳтимолан ҷойгиршавӣ дар Миррих ё Моҳ метавонад тарҳҳои реактори хурде бошад, ки NASA дар тӯли чанд сол озмоиш кардааст. Ин дастгоҳҳо маълуманд Лоиҳаи тақсимоти энергияи килоэнергия (2), барои таъмини нерӯи барқ ​​аз 1 то 10 кВт тарҳрезӣ шудаанд ва метавонанд ҳамчун модулҳои ҳамоҳангшуда ба системаҳои ҳаракатдиҳандаи барқ ​​​​ё барои дастгирии тадқиқот, истихроҷи маъдан ё колонияҳо дар ҷисмҳои кайҳонии бегона танзим карда шаванд.

Тавре ки шумо медонед, дар кайҳон аҳамияти оммавӣ дорад. қувваи реактор он набояд аз вазни миёнаи мошин зиёд бошад. Чунон ки маълум аст, масалан, аз намоиши ба наздикй Ракетаҳои SpaceX Falcon Heavyба фазой коинот баровардани мошин дар айни замой проблемам техникй нест. Ҳамин тариқ, реакторҳои сабук метавонанд ба мадори атрофи Замин ва берун аз он ҷойгир карда шаванд.

2. Прототипи реактори XNUMX киловатт KIlopower.

Ракета бо реактор умеду тарсу вахмро зиёд мекунад

Собиқ мудири NASA Ҷим Бриденстайн борхо таъкид кард у афзалиятҳои муҳаррикҳои гармидиҳии атомӣ, илова кард, ки нерӯи бештар дар мадор метавонад имкон диҳад, ки киштии мадор дар сурати ҳамлаи силоҳи зидди моҳвораӣ бомуваффақият гурезад.

Реакторҳо дар мадор инчунин лазерхои пуриктидори харбиро ба кор андохта метавонистанд, ки ин ба хукуматдорони ШМА низ мароки калон дорад. Бо вуҷуди ин, пеш аз он ки муҳаррики мушакии ҳастаӣ парвози аввалини худро анҷом диҳад, NASA бояд қонунҳои худро дар бораи ба кайҳон интиқол додани маводи ҳастаӣ тағир диҳад. Агар ин дуруст бошад, пас тибқи нақшаи NASA, нахустин парвози муҳаррики ҳастаӣ бояд соли 2024 сурат гирад.

Бо вуҷуди ин, ба назар чунин мерасад, ки ИМА лоиҳаҳои ҳастаии худро оғоз мекунад, бахусус пас аз он ки Русия барномаи даҳсоларо барои сохтани як киштии кайҳонии ғайринизомии дорои нерӯи ҳастаӣ эълон кард. Онҳо як вақт пешвои бебаҳс дар технологияи кайҳонӣ буданд.

Дар солҳои 60-ум Иёлоти Муттаҳида лоиҳаи мушаки ҳастаии импулси Орион дошт, ки он бояд чунон тавоно бошад, ки имкон медиҳад тамоми шаҳрҳоро ба кайҳон интиқол медиҳандва хатто парвози одамро ба Алфа Центаври. Ҳамаи он сериалҳои кӯҳнаи телевизионии амрикоӣ аз солҳои 70-ум дар раф буданд.

Бо вуҷуди ин, вақти он расидааст, ки консепсияи кӯҳнаро тоза кунед. двигатели ядрой дар кайхонасосан аз он сабаб, ки рақибон, дар ин ҳолат асосан Русия, ба наздикӣ ба ин технология таваҷҷӯҳи зиёд зоҳир карданд. Мушаки гармидиҳии ҳастаӣ метавонад вақти парвоз ба Миррихро ду маротиба ва ҳатто то XNUMX рӯз кам кунад, ки ин маънои онро дорад, ки кайҳоннавардҳо захираҳои камтар ва сарбории радиатсионӣ ба экипаж камтар истеъмол мекунанд. Илова бар ин, чунон ки ба назар мерасад, ин гуна вобастагӣ аз «тирезаҳо», яъне дар чанд сол ба Замин такроран наздик шудани Миррих вуҷуд нахоҳад дошт.

Бо вуҷуди ин, хатаре вуҷуд дорад, ки он аз он иборат аст, ки реактори бортӣ манбаи иловагии радиатсионӣ хоҳад буд, дар шароите, ки кайҳон аллакай таҳдиди бузурги ин хусусиятро дорад. Ин ҳама нест. Муҳаррики гармидиҳии атомӣ аз тарси таркиш ва захролудшавй дар атмосфераи Замин cap дода намешавад. Бинобар ин барои cap додани ракетахои мукаррарй пешбинй карда шудааст. Бинобар ин мо мархалаи гаронтаринеро, ки бо ба мадор баровардани масса аз Замин алоцаманд аст, намегузарем.

Лоиҳаи тадқиқотии NASA номида мешавад ДАРАХТХО (Симулятори муҳити зисти мушакии атомӣ) як намунаи кӯшишҳои NASA барои бозгашт ба ҳаракати ҳастаӣ мебошад. Дар соли 2017, пеш аз он ки ҳар гуна сӯҳбат дар бораи бозгашт ба технология ба миён омад, NASA бо BWX Technologies шартномаи сесолаи 19 миллион долларро барои таҳияи ҷузъҳои сӯзишворӣ ва реакторҳои барои сохтмон зарурӣ дод. муҳаррики ҳастаӣ. Яке аз навтарин консепсияҳои ҳаракати ҳастаии кайҳонии NASA ин реактори Swarm-Probe ATEG SPEAR (3) мебошад, ки интизор меравад модератори нави реактори сабук ва генераторҳои пешрафтаи термоэлектрикӣ (ATEGs) -ро барои ба таври назаррас коҳиш додани массаи умумии аслӣ истифода кунад.

Ин паст кардани ҳарорати корӣ ва паст кардани сатҳи умумии қувваи ядроро талаб мекунад. Бо вуҷуди ин, массаи камшуда қувваи камтари ҳаракатро талаб мекунад, ки дар натиҷа як киштии хурд, арзон ва бо нерӯи ҳастаӣ кор мекунад.

3. Визуалии зонд дар доираи лоиҳаи Swarm-Probe Enabling Reactor ATEG таҳия шудааст.

Анатолий ПерминовДар ин бора раиси Агентии федералии кайҳонии Русия хабар дод. киштии фалакпаймои атомиро барои парвози чукури кайхонй кор карда мебарояд, пешниҳоди худ, муносибати аслии. Тарҳрезии пешакӣ то соли 2013 ба итмом расида, 9 соли оянда таҳияи он ба нақша гирифта шудааст. Ин система бояд маҷмӯи тавлиди нерӯи атомӣ бо системаи ҳаракаткунандаи ион бошад. Гази гарм дар ҳарорати 1500°С аз реактор бояд турбинаро гардонад, ки генераторро табдил медиҳад, ки барои муҳаррики ион нерӯи барқ ​​тавлид мекунад.

Ба гуфтаи Перминов, двигатель кодир аст, ки парвози одамро ба Миррих дастгирй кунадва кайхоннавардон ба туфайли кувваи атом 30 руз дар сайёраи Сурх монданд. Дар маҷмӯъ, парвоз ба Миррих бо муҳаррики ҳастаӣ ва суръатбахшии доимӣ ба ҷои ҳашт моҳ шаш ҳафта тӯл мекашид, агар он аз муҳаррики кимиёвӣ 300 маротиба зиёдтар бошад.

Аммо, дар барномаи русӣ на ҳама чиз он қадар ҳамвор аст. Моҳи августи соли 2019 реактор дар Сарови Русия дар соҳили Баҳри Сафед, ки бахше аз муҳаррики мушакӣ дар баҳри Балтика буд, таркид. сузишвории моеъ. Маълум нест, ки ин фалокат ба барномаи пажӯҳишҳои ҳастаии Русия рабт дорад ё на.

Аммо, бешубҳа, як унсури рақобат байни Иёлоти Муттаҳида ва Русия ва эҳтимолан Чин дар замин аст. истифода бурдани энергияи атом дар кайхон ба тадкикот кувваи пурзури тезонанда медихад.