NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды

Anonim
NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_1
NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды

Тиісті көлем туралы есеп Ғылым академиясының, Инженерлік және медицина (NASEM). Басылған көшірме құны 45 доллар (шамамен 3300 рубль), ал тегін PDF файлын тіркеуден кейін жүктеуге болады. Жарияланымда зымыран және ғарыш саласының жетекші мамандары екі негізгі мәселе бойынша беделді пікірлерін жүргізеді: жылу ядролық зымыран қозғалтқыштары (NTP, All) және электр жұмыс істейтін қозғалтқыштарға арналған атом электр станциялары (NEP).

Осы екі іс-шаралар да бір жолмен де, басқа жолмен жасалған және тіпті «металлмен» шығарылды, бірақ Martian Missions үшін бұл жеткіліксіз. Еске салайық, ұлттық аэронавтика және ғарыштық ғарыштық зерттеулер (NASA) «NASA) өз адамдарын Қызыл Планетада 2039 жылы құрмақшы. Бұл 2033 жылы Марстың немесе оның серігі фобосының ұшқыштық ұшуына дейін. Алайда, бұл уақыт пайдаланылатын сияқты, алайда, сарапшылар егер сіз шаралар қабылдамасаңыз, сіз химиялық зымырандарға ұшып, миссиялар бағдарламасын қатты шектей аласыз деп санайды. Бүкіл есеп бір оймен жүргізіледі: қаржыландырудың ұлғаюын және «агрессивті» даму қарқынынсыз, ядролық реакторлар Марстың отарына көмектеспейді.

NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_2
Атомдық дәуірден қандай ғарыштық жобалар бөлінді - олардың кейбіреулері бойынша, шағын ядролық айыптар тіпті кемені нұқсан келтіруі керек еді. Суретте, осындай, ориондардың бірі көрсетілген. Ол тіпті жеткілікті жұмыс істеді және шынайы болып саналды / © joe bergeron

Біз NASA және еріп жүретін американдық бөлімдеріміз де бір кездері саясаткерлер мен жұртшылыққа қаржыландыруды кеңейтуге тырысуымыз керек деп ойлайтын шығармыз. Бір-біріне белгілі бір дәрежеде, бірақ, керісінше, барлық өтініштер айтарлықтай негізделген. Егер сіз «Оларға көбірек ақша керек» деген көзқарастан, бұл туралы көптеген пайдалы және ақылға қонымды пікірлер бар. Әсіресе, зымыран және ғарыш саласының шетелдік мамандарының пікірін Ресейдегі ядролық ғарыш космостық космостарының дамуымен көптеген эпостың фонында оқығаны өте қызықты. Сонымен, есепте әр бағыттардың дамуында бірнеше маңызды қиындықтар бар.

Жылу ядролық зымыран қозғалтқыштары (аула)

Қарапайымдылық тұрғысынан NTP дизайны ғарыштық ядролық технологиялар саласындағы сөзсіз көшбасшы болып табылады. Шын мәнінде, бұл тұрақты жылу зымыраны қозғалтқыш болып табылады, оның ішінде жұмыс органы (әдетте сутегі) тотықтырғыш агентімен химиялық реакциямен, атом реакторының белсенді аймағында ағып кетеді. Бүкіл қондырғының диаграммасы ескірген қарабайыр: резервуардан газ отын құрастыруға түседі, қызады және кеңейтеді, содан кейін саптамадан үлкен жылдамдықпен. Мұндай қондырғылар өткен ғасырда тестілеуден өтті, ал кейбіреулері пайдалануға дайын болды. Бірақ айнала келмеді.

NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_3
Жылу ядролық зымырандық қозғалтқышының құрылғысы (NTP, All) өте қарапайым болып көрінеді (© © Wikimedia)

Қуатты, қауіпсіз және ұзақ мерзімді аулаларды жасау үшін сіз жалғыз мәселені шешуіңіз керек. Немесе белсенді аймақтағы қажетті температураға төтеп беретін материалдарды ойлап табыңыз. Әдетте, мұндай қозғалтқыштардың тиімділігі сутегі 2700 градус-ге дейін жылытылған кезде максимум болып табылады. Дизайнға байланысты бұл мән 2,5-тен үш мың градусқа өзгереді. Материалдар туралы ғылымның осы бағыты бойынша саңыраулар: біртұтас тәжірибелік даму немесе сынақ сәтсіздігі.

Қосымша бас ауруы осындай қозғалтқыштардың сынақтарына қатысты сұрақ қояды - аулада 1960 жылдардың ғарыштық жарысы күтілуде, қазіргі уақытта мың текше метр радиоактивті газдардың шығарындылары барлық жерде зардап шекпейді. Сонымен қатар, стендтерде тікелей ғарышта сынақтар өткізуге тура келеді.

Соңында, Марсқа және арқаға барған сайын сутекті сақтау мәселесі туындайды. Бұл газ сұйық күйдегі газ көптеген материалдарға таратылады және резервуарды қабырғалардың материалындағы микрокомдар арқылы қалдырады, тіпті тез буланып кетеді.

NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_4
«Көлік және энергетикалық модуль» ғарыш кемесінің өнер эскизі / © «Роскосмос»

Электр зымыран қозғалтқыштарына арналған реакторлар

Шын мәнінде, NEP (ядролық электр қозғағыш) дәл осы бағытта, мердігерлер «Роскосмос» жүреді. Жердегідей ядролық реактор, жай энергия өндіреді және ол қазірдің өзінде тиімді тиімді электр зымыран қозғалтқыштары (ЭДД) тұтынылады. Иә, бұл нұсқада, тарту күлкілі болады, бірақ оны кем дегенде, қолдауға болады, кем дегенде, жұмыс істейді - жұмыс істейтін дене өте аз жүреді. Белгілі бір серпін, реактивті қозғалтқыштардың тиімділігінің негізгі өлшемі ERD химиялық «әріптестеріне» қарағанда кеңейді.

Ғарыштағы ядролық реакторлармен әлі де қиын. NASA және ресейлік инженерлерде осындай энергетикалық қондырғыларды орбитада әзірлеу және пайдалану тәжірибесі бар. Бірақ планетааралық саяхат үшін олардың күші бірнеше рет, бір-біріне немесе ондаған киловаттағы мегаваттқа дейін бірнеше рет тапсырыс беруі керек. Бұл салқындату жүйелерімен мүлдем жаңа қиындықтар, қауіпсіздікті қамтамасыз ету, жылу энергиясын электр энергиясына айналдырыңыз.

NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_5
Бөлу материалдарына негізделген ғарыштық энергия қондырғысының ең көп таралған түрі - радиоизотоптың термоэлектрлік генераторлары (Riteg, RTG). Олар Плутоний-238, ыдырау тозған жылу электрмен айналысады. Олардың тиімділігі салыстырмалы түрде төмен, бірақ ол жоғары қауіпсіздік пен технологиялық тұрғыдан төлейді. Rygie барлық миссияларда күн жүйесінің ұзақ ауысымдарына, барлық дерлік алыптар және қуатты шаю үшін барлық құрылғыларда қолданылады. Фотода - Айға орнатылған Riteg SNAP-27, ол «Аполло-14» миссиясының экипажының «Аполло-14» миссиясының экипажы ұзақ мерзімді ғылыми жабдықтар жиынтығын / © NASA, Alan Shepard

Есепте кішкене үй - «үстірт» реакторлар, яғни, күн панельдері жеткіліксіз болса, ай немесе Марсқа негіз болады. Жақсы немесе қажетті қуат үшін, фотоэлектрлік түрлендіргіштер тым үлкен өлшемдерге байланысты жүру мүмкін емес. Бұл бағыт үш себеп бойынша басымдық ретінде танылады. Алдымен, Килопольдік жоба өзінің қойылымын дәлелдеді, оны масштабтауға болады. Бұл 10 киловатт электр қуаты бар стерлинг қозғалтқыштары бар ықшам ядролық реактор. Екіншіден, мұндай қондырғылар «Артемис» айлық бағдарламасы үшін қажет, бұл бұрын пайда болады. Ал, үшіншіден, үшіншіден, «Беттік» реакторларында жұмысты NEP жанама түрде ұсынады, өйткені оны көптеген жолдармен біріздендіруге болады.

Деккіленетін факторлар

Иә, американдық мамандардың айтуынша, атом электр станциялары - қажет болмаса, онда мандарий миссиясының өте қажет элементі. Осы тұрғыдан пайдасына дәлелдер өте күшті. Кем дегенде, астронавталар жарты жыл ішінде ғарыштық сәулеленудің жоғары дозаларына ұшырамайды: атом кеңістігін тарту Марсқа бір жарым немесе екі айға жетуге болады. Бұл барлық ұшудың уақытын қалпына келтіреді немесе қызыл планетаның бетінде жұмыс істеуге көбірек уақыт береді.

NASA Марсқа саяхат жасау үшін ғарыштық ядролық реакторларды дамытуға «агрессивті» шақырды 784_6
«Space-1818» аппаратында қолданылатын «ТопАЗ-1» ядролық реакторының қысқартылған модулі / © Викимедиа

Бірақ тәжірибеге байланысты жағымсыз нюанстар бар. Ғарышта ядролық реакторларды пайдалану көшбасшысына Кеңес Одағы деп санауға болады. Бұл сонымен қатар бортта радиоактивті материалдардың көптігі бар спутниктермен қауіпті оқиғалар тұрғысынан абсолютті рекордтық иеленуші болып табылады.

КСРО-ның осындай құрылғыларымен ақаулар салдарынан нонсенс, бірақ әлі күнге дейін жоғары байытылған уран-235 Канада мен Көкші аралының кесектерін лақтырып жіберді. Бірнеше жүз жыл аралығында бірнеше жүз жыл аралығындағы кейбір жердегі орбиталар кез-келген жерсеріктерді орналастыруға жағымсыз болады: олар кез-келген жерсеріктерді орналастыруға болмайды: олар диаметрі 30 миллиметрге дейін.

Неліктен осы саладағы барлық дамудың бәрі баяу жүретінін түсіну оңай - олар зымыран-ғарыш саласында әдеттегіден гөрі қатаң қауіпсіздік талаптарына бағынады. Теориялық және тәжірибелік мәліметтер барлық теориялық және тәжірибелік мәліметтер қашықтықтан рейстердің сенімділігін көрсетсе де, олар жаппай қолданылатындығы емес. Қазіргі қоғамда қопсытқышқа қарсы көңіл-күй өте күшті, сондықтан зымыранға осындай энергия қондырғысын салу туралы ойлар аз адамдар сияқты.

Дереккөз: жалаңаштан

Ары қарай оқу