Nukleyar nga enerhiya sa kawanangan. Atomic acceleration impulses

Ang mga ideya sa paggamit sa nukleyar nga enerhiya sa pagduso sa spacecraft ug sa paggamit niini sa umaabot nga extraterrestrial base o settlements dili bag-o. Bag-ohay lang, miabut sila sa usa ka bag-ong balud, ug samtang sila nahimong usa ka natad sa dakung karibal sa gahum, ang ilang pagpatuman nahimong mas lagmit.

Ang NASA ug ang US Department of Energy nagsugod sa pagpangita sa mga kompanya sa tigbaligya mga proyekto sa nuclear power plants sa Moon ug Mars. Kini kinahanglan nga mosuporta sa dugay nga panukiduki ug tingali bisan sa mga proyekto sa paghusay. Ang katuyoan sa NASA mao ang pag-andam niini alang sa paglansad sa 2026. Ang tanum kinahanglan nga hingpit nga gigama ug gitigum sa Yuta ug dayon gisulayan alang sa kaluwasan.

Anthony Calomino, ang direktor sa nukleyar nga teknolohiya sa NASA sa Space Technology Administration, miingon nga Ang plano mao ang paghimo og XNUMX-kilowatt nuclear fission system nga sa kadugayan ilusad ug ibutang sa Bulan. (sa usa ka). Kinahanglang i-integrate kini sa lunar lander ug dad-on kini sa booster orbit sa bulan. Loader unya dad-a ang sistema sa ibabaw.

Gilauman nga sa pag-abot sa site kini andam dayon alang sa operasyon, nga dili kinahanglan ang dugang nga asembliya o pagtukod. Ang operasyon usa ka demonstrasyon sa mga posibilidad ug mao ang sinugdanan nga punto sa paggamit sa solusyon ug mga gigikanan niini.

"Sa higayon nga ang teknolohiya ma-validate sa panahon sa usa ka demonstrasyon, ang umaabot nga mga sistema mahimong ma-scale up o daghang mga himan ang mahimong gamiton nga magkauban alang sa dugay nga mga misyon sa Bulan ug posible sa Mars," gipasabut ni Calomino sa CNBC. “Upat ka units, matag usa niini makagama og 10 kilowatts nga kuryente, makahatag og igong kuryente sa pagbutang ug outpost sa Bulan o Mars.

Ang abilidad sa pagmugna og daghang elektrisidad sa ibabaw sa mga planeta gamit ang ground-based fission system makapahimo sa dinagkong panukiduki, mga outpost sa tawo, ug paggamit sa mga kahinguhaan sa situ, samtang nagtugot sa posibilidad sa komersyalisasyon.

Sa unsang paagi kini molihok nuclear power plant? Gamay nga gipadato nga porma nukleyar nga sugnod determinasyon nukleyar nga kinauyokan... Gamay nukleyar nga reaktor kini makamugna og kainit, nga ibalhin ngadto sa power conversion system. Ang sistema sa pagbag-o sa kuryente maglangkob sa mga makina nga gidisenyo nga modagan sa kainit sa reactor kaysa masunog nga gasolina. Kini nga mga makina naggamit sa kainit, nag-convert niini ngadto sa elektrisidad, nga gikondisyon ug giapod-apod sa mga kagamitan sa tiggamit sa ibabaw sa Bulan ug Mars. Ang pamaagi sa pagwagtang sa kainit hinungdanon aron mapadayon ang husto nga temperatura sa operasyon sa mga aparato.

Nukleyar nga gahum karon giisip nga mao lamang ang makatarunganon nga alternatibo diin enerhiya sa adlaw, hangin ug hydropower dili dali magamit. Sa Mars, pananglitan, ang kusog sa adlaw magkalahi kaayo sa mga panahon, ug ang panagsa nga mga bagyo sa abog mahimong molungtad ug mga bulan.

Sa bulan bugnaw nga lunar ang kagabhion molungtad ug 14 ka adlaw, nga ang kahayag sa adlaw magkalahi kaayo duol sa mga poste ug wala sa permanenteng landong nga mga lungag. Sa ingon ka lisud nga mga kahimtang, ang pagkuha og enerhiya gikan sa kahayag sa adlaw lisud, ug ang mga suplay sa gasolina limitado. Ang surface fission energy nagtanyag ug sayon, kasaligan ug episyente nga solusyon.

Dili sama sa mga reaktor sa yutawalay tuyo nga tangtangon o ilisan ang gasolina. Sa pagtapos sa 10 ka tuig nga misyon, adunay usab plano alang sa luwas nga pag-decommission sa pasilidad. "Sa katapusan sa kinabuhi sa serbisyo niini, ang sistema mapalong, ug ang lebel sa radiation hinay-hinay nga mokunhod ngadto sa lebel nga luwas alang sa pag-access ug operasyon sa tawo," gipasabut ni Calomino. "Ang mga sistema sa basura mahimong ibalhin sa usa ka hilit nga lokasyon sa pagtipig diin dili nila mabutang sa peligro ang mga tripulante o ang palibot."

Gamay, gaan, apan episyente nga reaktor, sa taas nga panginahanglan

Samtang nag-uswag ang eksplorasyon sa kawanangan, maayo na ang atong gibuhat nuclear power generation systems sa gamay nga sukod. Ang maong mga sistema dugay nang nagpaandar sa unmanned spacecraft nga mobiyahe ngadto sa halayong bahin sa solar system.

Niadtong 2019, ang New Horizons nga gipaandar sa nukleyar nga salakyanan milupad sa pinakalayo nga butang nga nakita sa duol nga range, ang Ultima Thule, layo sa Pluto sa rehiyon nga nailhang Kuiper belt. Dili niya mahimo kini kung wala ang nukleyar nga gahum. Ang enerhiya sa solar dili magamit sa igong kusog gawas sa orbit sa Mars. Ang mga tinubdan sa kemikal dili molungtad og dugay tungod kay ang ilang densidad sa enerhiya ubos kaayo ug ang ilang masa dako kaayo.

Gigamit sa taas nga mga misyon mga generator sa radiothermal (RTG) naggamit sa plutonium isotope 238Pu, nga maayo alang sa pagmugna og permanente nga kainit gikan sa natural nga radioactive nga pagkadunot pinaagi sa pagbuga sa mga partikulo sa alpha, nga unya nakabig ngadto sa elektrisidad. Ang 88 ka tuig nga katunga sa kinabuhi nagpasabut nga kini magserbisyo sa usa ka dugay nga misyon. Bisan pa, ang mga RTG dili makahatag sa taas nga piho nga gahum nga gikinahanglan alang sa taas nga mga misyon, mas dagkong mga barko, wala pay labot ang mga base sa extraterrestrial.

Usa ka solusyon, pananglitan, alang sa usa ka eksplorasyon nga presensya ug posible nga usa ka settlement sa Mars o sa Buwan mahimong gagmay nga mga disenyo sa reaktor nga gisulayan sa NASA sa daghang mga tuig. Kini nga mga himan nailhan nga Kilopower fission energy project (2), gidesinyo sa pagsuplay og kuryente gikan sa 1 ngadto sa 10 kW ug mahimong i-configure isip coordinated modules sa power propulsion systems o sa pagsuporta sa research, pagmina o mga kolonya sa alien space bodies.

Sama sa imong nahibal-an, ang masa hinungdanon sa kawanangan. gahum sa reaktor kini kinahanglan nga dili molapas sa gibug-aton sa kasagaran nga sakyanan. Sama sa nahibal-an namon, pananglitan, gikan sa usa ka bag-o nga pasundayag Ang SpaceX Falcon Heavy rocketsAng paglansad sa usa ka awto sa wanang sa pagkakaron dili usa ka teknikal nga problema. Sa ingon, ang mga light reactor dali nga mabutang sa orbit sa palibot sa Yuta ug sa unahan.

2. XNUMX kilowatt KIlopower reactor prototype.

Ang rocket nga adunay reactor nagpatunghag paglaom ug kahadlok

Kanhi NASA Administrator Jim Bridenstine iyang gipasiugda sa daghang mga higayon mga bentaha sa nuclear thermal engine, nga midugang nga ang dugang nga gahum sa orbit posibling motugot sa nag-orbit nga craft nga malampuson nga makalikay sa higayon nga adunay usa ka anti-satellite nga pag-atake sa armas.

Mga reaktor sa orbit mahimo usab nila ang kusog nga mga laser sa militar, nga dako usab nga interes sa mga awtoridad sa US. Bisan pa, sa wala pa ang usa ka nukleyar nga rocket nga makina mohimo sa una nga paglupad, kinahanglan nga usbon sa NASA ang mga balaod niini bahin sa pagkuha sa mga nukleyar nga materyales sa kawanangan. Kung kini tinuod, nan, sumala sa plano sa NASA, ang una nga paglupad sa usa ka nukleyar nga makina kinahanglan mahitabo sa 2024.

Bisan pa, ang US mopatim-aw nga nagsugod sa ilang mga nukleyar nga proyekto, labi na pagkahuman gipahibalo sa Russia ang usa ka dekada nga programa sa paghimo sa usa ka sibilyan nga salakyanan nga gipadagan sa nukleyar. Sila kaniadto ang dili malalis nga lider sa teknolohiya sa kawanangan.

Sa dekada 60, ang Estados Unidos adunay usa ka proyekto alang sa Orion pulse-pulse nuclear missile, nga gituohan nga gamhanan kaayo nga kini makatugot pagbalhin sa tibuok siyudad ngadto sa kawananganug bisan sa paghimo sa usa ka manned flight sa Alpha Centauri. Ang tanan nga mga daan nga pantasya nga serye sa Amerikano naa sa estante sukad sa 70s.

Bisan pa, panahon na nga tangtangon ang daan nga konsepto. nukleyar nga makina sa kawanangannag-una tungod kay ang mga kakompetensya, sa niini nga kaso nag-una sa Russia, bag-o lang nagpakita sa dako nga interes sa niini nga teknolohiya. Ang usa ka nukleyar nga thermal rocket mahimong makaputol sa oras sa paglupad ngadto sa Mars sa katunga, tingali bisan sa usa ka gatos ka adlaw, nga nagpasabut nga ang mga astronaut mogamit og gamay nga mga kapanguhaan ug gamay nga radiation load sa mga tripulante. Dugang pa, ingon nga kini daw, wala'y ingon nga pagsalig sa "mga bintana", nga mao, ang balik-balik nga pagduol sa Mars sa Yuta matag pipila ka tuig.

Bisan pa, adunay usa ka peligro, nga naglakip sa kamatuoran nga ang onboard nga reactor mahimong usa ka dugang nga tinubdan sa radiation sa usa ka sitwasyon diin ang wanang nagdala na sa usa ka dako nga hulga niini nga kinaiya. Dili lang kana. Nukleyar nga thermal engine dili kini malansad sa atmospera sa Yuta tungod sa kahadlok sa posibleng pagbuto ug kontaminasyon. Busa, ang normal nga mga rocket gihatag alang sa paglansad. Busa, dili nato laktawan ang pinakamahal nga yugto nga nalangkit sa paglunsad sa masa ngadto sa orbit gikan sa Yuta.

Gitawag ang proyekto sa panukiduki sa NASA MGA KAHOY (Nuclear Thermal Rocket Environmental Simulator) maoy usa ka pananglitan sa mga paningkamot sa NASA nga makabalik sa nuclear propulsion. Sa 2017, sa wala pa adunay bisan unsang pakigpulong sa pagbalik sa teknolohiya, gihatagan sa NASA ang BWX Technologies og tulo ka tuig, $19 milyon nga kontrata aron mapalambo ang mga sangkap sa gasolina ug mga reaktor nga gikinahanglan alang sa pagtukod. nukleyar nga makina. Usa sa pinakabag-o nga space nuclear propulsion concepts sa NASA mao ang Swarm-Probe ATEG Reactor, SPEAR(3), nga gipaabot nga mogamit ug bag-ong lightweight reactor moderator ug advanced thermoelectric generators (ATEGs) aron makunhuran ang kinatibuk-ang core mass.

Magkinahanglan kini og pagpaubos sa operating temperatura ug pagpaubos sa kinatibuk-ang lebel sa kuryente sa kinauyokan. Bisan pa, ang pagkunhod sa masa magkinahanglan og gamay nga gahum sa pagpaandar, nga moresulta sa usa ka gamay, barato, nukleyar nga electric spacecraft.

3. Visualization sa probe naugmad sulod sa framework sa Swarm-Probe Enable ATEG Reactor nga proyekto.

Anatoly PerminovGipahibalo kini sa pangulo sa Federal Space Agency sa Russia. maghimo ug nuclear-powered spacecraft alang sa lawom nga pagbiyahe sa kawanangan, nagtanyag sa kaugalingon, orihinal nga pamaagi. Ang pasiuna nga disenyo nahuman sa 2013, ug ang sunod nga 9 ka tuig giplano alang sa kalamboan. Kini nga sistema kinahanglan nga usa ka kombinasyon sa nuclear power generation nga adunay ion propulsion system. Ang init nga gas sa 1500 ° C gikan sa reactor kinahanglan nga moliko sa usa ka turbine nga moliko sa usa ka generator nga makamugna og elektrisidad alang sa ion engine.

Matod ni Perminov, ang drive makahimo sa pagsuporta sa usa ka tawo nga misyon sa Marsug ang mga astronaut mahimong magpabilin sa Pulang Planeta sulod sa 30 ka adlaw tungod sa nukleyar nga gahom. Sa katibuk-an, ang usa ka paglupad paingon sa Mars nga adunay nukleyar nga makina ug makanunayon nga pagpatulin mokabat ug unom ka semana imbes nga walo ka bulan, nga nagtuo nga ang pagduso 300 ka pilo nga mas dako kay sa kemikal nga makina.

Bisan pa, dili tanan nga hapsay sa programa sa Russia. Niadtong Agosto 2019, usa ka reaktor ang mibuto sa Sarov, Russia sa baybayon sa White Sea, nga kabahin sa usa ka rocket engine sa Baltic Sea. likido nga sugnod. Wala mahibal-an kung kini nga katalagman adunay kalabotan sa programa sa panukiduki sa nukleyar nga nukleyar sa Russia nga gihulagway sa ibabaw.

Sa walay duhaduha, bisan pa, usa ka elemento sa panag-indig tali sa Estados Unidos ug Russia, ug posible ang China sa yuta. paggamit sa nukleyar nga enerhiya sa kawanangan naghatag sa panukiduki og kusog nga paspas nga pagdasig.