يتم نشر تقرير الحجم ذو الصلة على بوابة الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب (Nasem). تكاليف نسخة مطبوعة 45 دولارا (حوالي 3300 روبل)، ويمكن تنزيل ملف PDF مجاني بعد التسجيل. في المنشور، يقود الخبراء الرائدون لصناعة الصواريخ والفضاء رأيهم الرسمي في قضيتين رئيسيين: محركات الصواريخ النووية الحرارية (NTP، الفناء) ومصانع الطاقة النووية لمحركات التشغيل الكهربائية (NEP).
تم وضع كل من هذه الأنشطة بطريقة أو بأخرى وتسداد "في المعدن"، ولكن لمهام المريخ لا يكفي. يتذكر أن البحوث الوطنية للملاحة الجوية والفضاء في مجال الطيران (NASA) تخطط للأشخاص على الكوكب الأحمر حوالي عام 2039. سيؤدي ذلك إلى تسبق الرحلة المحرمة للمريخ أو رفيقه Fobos عام 2033. ومع ذلك، يبدو أن الوقت قد يتعرض للإيذاء، ومع ذلك، يعتقد الخبراء أنه إذا لم تتخذ إجراء، فسيتعين عليك الطيران على الصواريخ الكيميائية والحد بقوة برنامج البعثات. يتعارض التقرير بأكمله بفكر واحد: دون زيادة في التمويل وسرعة التنمية "العدوانية"، فإن المفاعلات النووية لن تساعد المستعمرين في المريخ.
قد نعتقد أن ناسا والأقسام الأمريكية المصاحبة ببساطة تحاول ببساطة أن يسجل السياسيين بشكل مقنع والجمهور لتوسيع التمويل. إلى حد ما، الأمر كذلك، ولكن، من ناحية أخرى، يتم إثبات جميع الطلبات تماما. إذا قمت بالتحرص من وجهة النظر "، فإنهم يحتاجون فقط إلى المال أكثر"، وهناك العديد من التفكير المفيد والمعقول في التقرير. ومن المثير للاهتمام بشكل خاص قراءة رأي المتخصصين الأجانب لصناعة الصواريخ والفضاء ضد خلفية سنوات عديدة من الملحمية بتطوير سجادة كونية نووية في روسيا. لذلك، في التقرير، هناك العديد من الصعوبات الأساسية في تطوير كل من الاتجاهات.
محركات الصواريخ النووية الحرارية (يارد)
من وجهة نظر البساطة، فإن تصميم NTP هو قائد غير مشروط في مجال التقنيات النووية الفضائية. في الواقع، إنه محرك صاروخي حراري منتظم الذي يتم فيه تسخين هيئة العمل (عادة ما يكون الهيدروجين) من خلال تفاعل كيميائي مع عامل مؤكسد، ويتدفق من خلال المنطقة النشطة للمفاعل الذرية. مخطط التثبيت بأكمله مباديا: يسقط الغاز من الخزان على تجميع الوقود، مع ارتفاع درجات الحرارة وتوسيعه، ثم تنتهي صلاحية سرعة ضخمة من فوهة. هذه المنشآت مرت حتى الاختبار في القرن الماضي، وكان البعض جاهزا للتكليف. لكن لم يأت حولها.
لإنشاء ساحات قوية وآمنة ومتينة، تحتاج إلى حل المشكلة الوحيدة. أو بالأحرى، اخترع هذه المواد التي ستحمل درجات الحرارة اللازمة في المنطقة النشطة. كقاعدة عامة، تكون فعالية مثل هذه المحركات كحد أقصى عندما يتم تسخين الهيدروجين إلى 2700 درجة كيلفين. اعتمادا على التصميم، تختلف هذه القيمة بين 2.5 وثلاثة آلاف درجات. وفي هذا الاتجاه من علوم المواد، أصم حتى الآن: إما تنمية تجريبية واحدة، أو إخلاص الاختبارات.
يضيف الصداع الإضافي مسألة اختبارات مثل هذه المحركات - على الفناء موجودا بالفعل من المتوقع من العرق الفضائي في الستينيات من القرن الماضي، فإن انبعاثات الآلاف من الأمتار المكعبة من الغازات المشعة في الغلاف الجوي اليوم لن يعاني المواطنون في أي مكان. لذلك ومع المدرجات يجب أن توصل إلى شيء لإجراء اختبارات مباشرة في الفضاء.
أخيرا، لا يزال هناك مشكلة تخزين الهيدروجين طوال الرحلة إلى المريخ والظهر. ينتشر هذا الغاز في الحالة السائلة إلى العديد من المواد وسوف يترك الخزان من خلال micropores في مواد الجدران، وحتى يتبخر بسرعة.
مفاعلات لمحركات الصواريخ الكهربائية
في الواقع، فإن NEP (الدفع النووي الكهربائي) هو بالضبط الاتجاه الذي يقوم به المقاولون "roskosmos". مفاعل نووي، كما هو الحال في الأرض، ببساطة ينتج الطاقة، ويستهلك بالفعل محركات الصواريخ الكهربائية فعالة بشكل لا يصدق (EDD). نعم، في هذا البديل، ستكون الاتجاه سخيفة، ولكن يمكن دعمها على الأقل على طول الطريق - تنفق هيئة العمل قليلا جدا. إن الدافع المحدد، والقياس الرئيسي لفعالية محركات النفاثة، يتم تمديده ببساطة من "الزملاء" الكيميائيين.
مع المفاعلات النووية في الفضاء لا يزال أكثر صعوبة. ناسا والمهندسين الروس لديهم خبرة في تطوير وتشغيل مثل هذه النباتات الطاقة في المدار. ولكن بالنسبة للسفر الودي، ستحتاج سلطتها إلى رفع عدد أوامر من حجم - من وحدات أو عشرات كيلووات إلى ميغاواط. وهذه هي الصعوبات الجديدة تماما مع أنظمة التبريد، وضمان السلامة وتحويل الطاقة الحرارية إلى الكهرباء.
القصر الصغير في التقرير هو مسألة المفاعلات "السطحية"، أي تلك التي ستغذي القواعد على سطح القمر أو المريخ، إذا كانت الألواح الشمسية ليست كافية. حسنا، أو للسلطة الضرورية، محولات الطاقة الضوئية هي ببساطة من المستحيل ركوب بسبب أبعاد كبيرة جدا. يتم التعرف على هذا الاتجاه كأولوية لثلاثة أسباب. أولا، أثبت مشروع كيلوبير بالفعل أدائه، والذي يمكن تحجيمه. هذا مفاعل نووي مدمج مع محركات ستيرلينغ مع الطاقة الكهربائية تصل إلى 10 كيلووات. ثانيا، هناك حاجة إلى هذه المنشآت للبرنامج القمري "أرتيميس"، والتي ستتكشف سابقا. حسنا، ثالثا، يعمل العمل على المفاعلات "السطحية" بشكل غير مباشر من قبل NEP، لأنه يمكن موحد بعدة طرق.
عوامل الردع
نعم، وفقا للمتخصصين الأمريكيين، محطات الطاقة النووية - إن لم يكن ضروريا، ثم عنصرا مرغوبا للغاية في مهام المركبات المأهولة. والحجج لصالح وجهة النظر هذه قوية جدا. لا يتعين إخضاع رواد الفضاء على الأقل جرعات عالية من الإشعاعات الكونية لمدة نصف عام: القطر الفضائي الذري قادر على الوصول إلى المريخ لمدة شهر ونصف أو شهرين. وهذا يقلل من وقت جميع الرحلة مرة أخرى إلى أكثر من سيفيرو أو يعطي المزيد من الوقت للعمل على سطح الكوكب الأحمر.
ولكن هناك فروق فروق غير سارة للغاية بسبب التجربة. يمكن اعتبار الشركة الرائدة في استخدام المفاعلات النووية في الفضاء الاتحاد السوفيتي. كما أنه حامل سجل مطلق من حيث الحوادث الخطرة مع الأقمار الصناعية التي لديها عدد كبير من المواد المشعة على متن الطائرة.
نتيجة لإعادة الأعطال مع مثل هذه الأجهزة من الاتحاد السوفياتي، وإن كان هراء، ولكن لا تزال شرائح من اليورانيوم عالي التخصيب - 235 شمال غرب كندا وجزيرة الصعود. وسيكون بعض المدارات القريبة من الأرض على ارتفاعات بين 760 و 860 كيلومترا منذ عدة مئات من السنين غير مرغوب فيها لاستيعاب أي أقمار صناعية هناك: إنها قطرات معدنية من المبرد من مفاعل قطر الكوزموس 1818 بقطر يصل إلى 30 ملم.
من السهل أن نفهم لماذا تذهب جميع التطوير في هذا المجال ببطء شديد - فهي تخضع لمتطلبات سلامة التصميم الأكثر صرامة أكثر من عادة في صناعة الصواريخ والفضاء. وحتى إذا أظهرت جميع البيانات النظرية والتجريبية موثوقية المفاعلات النووية للرحلات البعيدة، فهي ليست حقيقة أن يتم استخدامها بشكل كبير. في المجتمع الحديث، فإن المزاج المضاد للسرعة قوية للغاية، بحيث فكرية وضع مثل هذا التركيب على الطاقة على الصاروخ قليل من الناس مثل.
المصدر: العلوم العارية