NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün "aqressiv" çağırdı

Anonim
NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün "aqressiv" çağırdı

Müvafiq həcm hesabatı Elmlər, Mühəndislik və Tibb (NASEM) Milli Akademiyalarının portalında dərc edilmişdir. Çap edilmiş bir nüsxə 45 dollar (təxminən 3300 rubl) başa gəlir və qeydiyyatdan sonra pulsuz bir PDF faylı yüklənə bilər. Nəşrdə raket və kosmik sənayenin aparıcı mütəxəssisləri iki əsas məsələ ilə bağlı səlahiyyətli rəylərini aparırlar: Termal nüvə raketi mühərrikləri (NTP, həyət) və elektrik işləyən mühərriklər üçün nüvə stansiyaları (NEP).

Bu fəaliyyətlərin hər ikisi bu və ya digər şəkildə işlənmişdir və hətta "metalda" da təcəssüm etdirdi, lakin Mart Missiyaları üçün bu kifayət deyil. Xatırladaq ki, Milli Aeronavtika və Kosmik Kosmik Tədqiqatları (NASA) 2039-cu ildə Qırmızı Planetdə insanları qurmağı planlaşdırır. Bu, 2033-cü ildə Mars və ya onun yoldaş foboslarının pilotlu uçuşundan əvvəl olacaqdır. Zaman sui-istifadə edildiyi görünür, lakin mütəxəssislər hesab edirlər ki, hərəkətə keçməsəniz, kimyəvi raketlərdə uçmalı və missiyalar proqramını ciddi şəkildə məhdudlaşdırmalı olacaqsınız. Bütün hesabat bir düşüncə ilə nəticələnir: Maliyyələşdirmə və "aqressiv" tempi, nüvə reaktorlarının artması olmadan, Nüvə reaktorları Mars kolonizatorlarına kömək etməyəcək.

NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
Yalnız kosmik layihələr atom dövrünü verdi - bəzilərinə görə, kiçik nüvə ittihamları hətta gəmini sarsıtdı. Bu cür, orionlardan biri olan nümunə göstərilir. Hətta kifayət qədər işlənib və real hesab olunur / © Joe Bergeron

Düşünürük ki, NASA və müşayiət olunan Amerika şöbələri sadəcə bir daha siyasətçiləri və xalqı maliyyələşdirməyi genişləndirmək üçün inandırıcı şəkildə hesab etməyə çalışırlar. Müəyyən dərəcədə belədir, amma digər tərəfdən, bütün istəklər olduqca əsaslandırılmışdır. Görmə nöqtəsindən mücərrəd etsəniz, "Onlar daha çox pul lazımdır", hesabatda çoxlu və ağlabatan əsaslar var. Rusiyadakı bir nüvə kosmik tuğının inkişafı ilə raket və kosmik sənayenin xarici mütəxəssislərinin xarici mütəxəssislərinin rəyini uzun illərdəki epiklərin fonunda oxumaq xüsusilə maraqlıdır. Beləliklə, hesabatda istiqamətlərin hər birinin inkişafında bir neçə əsas çətinlik var.

İstilik nüvə raket mühərrikləri (həyət)

Sadəliyi baxımından, NTP dizaynı kosmik nüvə texnologiyaları sahəsində qeyd-şərtsiz liderdir. Əslində, işçi orqanının (adətən hidrogen) oksidləşdirici agenti olan kimyəvi reaksiya ilə deyil, atom reaktorunun aktiv zonasından axan və axan adi bir istilik raketi mühərrikidir. Bütün quraşdırma diaqramı yeganə ibtidaidir: tankdan qaz yanacaq məclisinə düşür, qızdırılır və genişlənir, sonra nozzanın bitməsi ilə böyük bir sürətlə başa çatır. Bu cür qurğular hətta ötən əsrdə sınaqdan keçdi və bəziləri istismara verməyə hazır idilər. Ancaq ətrafa gəlmədi.

NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
Termal nüvə raketi mühərriki cihazı (NTP, həyət) inanılmaz dərəcədə sadə görünür / © Wikimedia

Güclü, təhlükəsiz və davamlı həyətlər yaratmaq üçün yalnız bir problemi həll etməlisiniz. Və daha doğrusu, aktiv zonada lazımi temperaturlara tab gətirəcək bu cür materialları icad edin. Bir qayda olaraq, bu cür mühərriklərin effektivliyi hidrogen 2700 dərəcə Kelvin-ə qədər qızdırıldıqda maksimumdur. Dizayndan asılı olaraq, bu dəyər 2,5 ilə üç min dərəcə arasında dəyişir. Və bu istiqamətdə bu istiqamətdə bu günə qədər kar: ya tək eksperimental inkişaf və ya test uğursuzluqları.

Əlavə baş ağrısı bu cür mühərriklərin testləri haqqında bir sual əlavə edir - 1960-cı illərin kosmik yarışı tərəfindən gözləniləndən çox uzaqdır, bu gün atmosferə minlərlə kubmetr radioaktiv qazın tullantıları heç bir yerdə əziyyət çəkməyəcəkdir. Beləliklə, və stendlər ilə birbaşa kosmosda testlər aparmaq üçün bir şeyin gəlməsi lazımdır.

Nəhayət, Marsa və Geri səyahət boyunca hidrogen saxlamaq problemi olaraq qalır. Maye dövlətindəki bu qaz bir çox materialdan yayınır və tankı mikroporlar vasitəsilə divarların materialında tərk edəcək və hətta tez buxarlanır.

NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
"Nəqliyyat və enerji modulu" kosmik gəmisinin sənət eskizi / © "Roscosmos"

Elektrikli raket mühərrikləri üçün reaktorlar

Əslində, NEC-də (nüvə elektrik sürüşməsi) podratçıların "Roskosmos" ın getdiyi istiqamətdir. Yerdəki kimi bir nüvə reaktoru, sadəcə enerji istehsal edir və bu, artıq inanılmaz dərəcədə səmərəli elektrik raket mühərrikləri (EDD) istehlak edilmişdir. Bəli, bu variantda, thrust gülünc olacaq, ancaq ən azı yola dəstək ola bilər - işçi orqanı çox az xərclənir. Xüsusi bir impuls, reaktiv mühərriklərin effektivliyinin əsas ölçüsü, ERD sadəcə "həmkarları" adından sadəcə uzanır.

Kosmosdakı nüvə reaktorları ilə hələ də çətindir. NASA və Rusiya mühəndisləri orbitdə bu cür enerji bitkilərinin inkişafı və istismarı təcrübəsi var. Ancaq planetlərarası səyahət üçün, onların gücü bir-iki böyüklük sifarişini - vahidlərdən və ya on kilovatdan megawatts-a qədər bir neçə əmr qaldırmaq lazımdır. Və bunlar soyutma sistemləri ilə tamamilə yeni çətinliklərdir, təhlükəsizliyi təmin edir və istilik enerjisini elektrik enerjisinə çevirir.

NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
Bölmələrin bölünmə materiallarına əsaslanan kosmik enerji qurğusunun ən çox yayılmış növü radioizotop termoelektrik generatorlarıdır (riteg, rtg). Plutonium-238 istifadə edirlər, çürümədən olan istilik elektrik enerjisinə çevrilir. Onların effektivliyi nisbətən aşağıdır, lakin yüksək təhlükəsizlik və texnoloji ödəyir. Rygie, günəş sisteminin uzun məsafəli növbələrində, demək olar ki, bütün cihazlarda nəhəng planetlərə və güclü durulama üçün istifadə olunur. Fotoda - Aya quraşdırılmış Riteg Snap-27, uzunmüddətli elmi avadanlıq dəsti və © NASA, Alan Shepard dəsti ilə "Apollo-14" missiyasının ekipajı

Məruzədə bir az malikanə "səthi" reaktorlar, yəni günəş panelləri kifayət deyilsə, əsas və ya Marsdakı əsasları bəsləyəcək olanlardır. Yaxşı və ya lazımi güc üçün fotovoltaik çeviricilər çox böyük ölçülər səbəbindən minine makiyaj etmək mümkün deyil. Bu istiqamət üç səbəbə görə prioritet olaraq tanınır. Birincisi, Kilopower Layihəsi artıq onun performansını sübut etdi, bu da miqyaslı ola bilər. Bu, 10 kilovatt-a qədər elektrik enerjisi olan stirling mühərrikləri olan kompakt nüvə reaktorudur. İkincisi, bu cür qurğular əvvəllər açılan "Artemis" ayələri üçün lazımdır. Yaxşı, və üçüncüsü, "Səth" reaktorları üzərində iş dolayı yolla, bir çox cəhətdən birləşdirilə biləcəyi üçün Təqdim olunur.

Qüsursuz amillər

Bəli, Amerika mütəxəssisləri, nüvə stansiyalarının sözlərinə görə, lazım deyilsə, onda idarə olunan Martian missiyalarının son dərəcə arzuolunan bir elementi. Bu baxımdan lehinə arqumentlər çox güclüdür. Ən azı astronavtların yarım il ərzində yüksək dozalara məruz qalması lazım deyil: atom kosmik yedəkləmə, bir yarım və ya iki ay ərzində Mars'a gedə bilər. Və bu, bütün uçuşun vaxtını birdən daha çox geri qaytarır və ya qırmızı planetin səthində işləmək üçün daha çox vaxt verir.

NASA, Marsa'ya səyahət üçün kosmik nüvə reaktorlarını inkişaf etdirmək üçün
"Space-1818" cihazlarında istifadə edilən "Topaz-1" nüvə reaktorunun azaldılmış modulu / © Wikimedia

Ancaq təcrübə səbəbindən çox xoşagəlməz nüanslar var. Kosmosdakı nüvə reaktorlarının istifadəsində lider Sovet İttifaqı hesab edilə bilər. Həm də lövhədə çox sayda radioaktiv material olan peyklərlə təhlükəli hadisələr baxımından mütləq rekord sahibidir.

SSRİ-nin bu cür cihazları olan nasazlıqlar nəticəsində, cəfəngiyat olsa da, yenə də yüksək zənginləşdirilmiş uran-235 şimal-qərb Kanadası və Ascension Island dilimlərini atdı. Bir neçə yüz il ərzində 760 ilə 860 kilometr arası hər hansı bir yeraltı orbitin hər hansı bir peykini yerləşdirmək arzuolunmaz olacaq: onlar 30 millimetrdən ibarət olan kosmos-1818 diametrli reaktorun metal damlalarıdır.

Bu sahədəki bütün inkişafın niyə bu qədər yavaş getdiyini başa düşmək asandır - onlar raket və kosmik sənayesindən daha çox sərt dizayn tələblərinə məruz qalırlar. Bütün nəzəri və təcrübi məlumatlar nüvə reaktorlarının uzaq uçuşlar üçün etibarlılığını göstərsə də, kütləvi şəkildə istifadə ediləcəkləri bir həqiqət deyil. Müasir cəmiyyətdə, mastlaşdırılmış anti-morfed əhval-ruhiyyələr son dərəcə güclüdür ki, raketə belə bir enerji qurğusunun yerləşdirilməsi düşüncəsi az adamdır.

Mənbə: Çılpaq elm

Daha çox oxu