Nasa mga unang yugto pa lamang ng pag-unlad ng industriya ng rocket at space, lumitaw ang mga unang panukala para sa paggamit ng iba't ibang mga teknolohiyang nukleyar. Iba't ibang mga teknolohiya at yunit ang iminungkahi at nagtrabaho, ngunit ilan lamang sa kanila ang umabot sa aktwal na operasyon. Sa hinaharap, ang pagpapakilala ng pangunahing mga bagong solusyon ay inaasahan.
Ang una sa kalawakan
Noong 1954, ang unang radioisotope thermoelectric generator (RTG o RTG) ay nilikha sa USA. Ang pangunahing elemento ng isang RTG ay isang radioactive isotope na natural na nabubulok sa paglabas ng thermal energy. Sa tulong ng isang thermoelement, ang thermal enerhiya ay ginawang elektrikal na enerhiya, na ibinibigay sa mga mamimili.
Ang pangunahing bentahe ng RTG ay ang posibilidad ng pangmatagalang operasyon na may matatag na mga katangian at walang pagpapanatili. Ang habang-buhay ay natutukoy ng kalahating buhay ng napiling isotope. Sa parehong oras, tulad ng isang generator ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang kahusayan at output kapangyarihan, at kailangan din ng proteksyon ng biological at naaangkop na mga hakbang sa kaligtasan. Gayunpaman, ang mga RTG ay nakakita ng aplikasyon sa isang bilang ng mga lugar na may mga espesyal na kinakailangan.
Noong 1961, isang SNAP 3B uri ng RTG ang nilikha sa USA na may 96 g ng plutonium-238 sa isang kapsula. Sa parehong taon, ang Transit 4A satellite, na nilagyan ng gayong generator, ay pumasok sa orbit. Ito ang naging kauna-unahang spacecraft sa Earth orbit na gumamit ng lakas na lakas na nukleyar. Noong 1965, inilunsad ng USSR ang Kosmos-84 satellite, ang kauna-unahang Orion-1 RTG aparato gamit ang polonium-210.
Kasunod, aktibong ginamit ng dalawang superpower ang mga RTG upang lumikha ng teknolohiyang puwang para sa iba't ibang mga layunin. Halimbawa, ang bilang ng mga Mars rovers nitong mga nakaraang dekada ay pinalakas ng pagkabulok ng mga elemento ng radioactive. Katulad nito, ang supply ng kuryente ng mga misyon na lumalayo sa Araw ay ibinibigay.
Para sa higit sa kalahating siglo, napatunayan ng mga RTG ang kanilang mga kakayahan sa isang bilang ng mga lugar, kasama na. sa industriya ng kalawakan, kahit na nanatili silang isang dalubhasang tool para sa mga tiyak na gawain. Gayunpaman, sa gayong papel, ang mga tagabuo ng radioisotope ay nag-aambag sa pagpapaunlad ng industriya, pananaliksik, atbp.
Nuclear rocket
Sa lalong madaling panahon pagkatapos ng pagsisimula ng mga programa sa kalawakan, sinimulan ng mga nangungunang bansa na gawin ang isyu ng paglikha ng isang nuclear rocket engine. Ang iba't ibang mga arkitektura ay iminungkahi na may iba't ibang mga prinsipyo sa pagpapatakbo at iba't ibang mga benepisyo. Halimbawa, sa proyektong Amerikano Orion, isang spacecraft ay iminungkahi na gumagamit ng isang shock wave ng mga low-power nuklear na warhead upang mapabilis. Gayundin, ang mga disenyo ng isang mas pamilyar na hitsura ay ginagawa.
Noong ikalimampu at animnapung taon, ang NASA at mga kaugnay na samahan ay bumuo ng engine na NERVA (Nuclear Engine para sa Rocket Vehicle Application) na makina. Ang pangunahing bahagi nito ay isang open-cycle nuclear reactor. Ang nagtatrabaho likido sa anyo ng likidong hydrogen ay dapat na maiinit mula sa reactor at ipinalabas sa pamamagitan ng nozel, na lumilikha ng thrust. Ang isang engine na tulad ng nukleyar ay higit na mataas sa pagganap ng disenyo sa tradisyunal na mga fuel fuel system, kahit na mas mapanganib ito sa pagpapatakbo.
Ang proyekto ng NERVA ay sinubukan sa pagsubok ng iba't ibang mga bahagi at ang buong pagpupulong. Sa panahon ng mga pagsubok, ang makina ay nakabukas nang 28 beses at nagtrabaho ng halos 2 oras. Ang mga katangian ay nakumpirma; walang mga makabuluhang isyu. Gayunpaman, ang proyekto ay hindi nakatanggap ng karagdagang pag-unlad. Sa pagsisimula ng mga ikaanimnapung at pitumpu't taon, ang programang pang-kalawakan sa Amerika ay seryosong naipagsama, at ang makina ng NERVA ay inabandona.
Sa parehong panahon, ang katulad na gawain ay natupad sa USSR. Ang isang promising proyekto ay iminungkahi ang paggamit ng isang makina na may isang reaktor na nagpapainit sa gumaganang likido sa anyo ng likidong hydrogen. Noong unang mga ikaanimnapung taon, isang reaktor ang nilikha para sa naturang makina, at kalaunan ay nagsimula ang trabaho sa natitirang mga yunit. Sa loob ng mahabang panahon, nagpatuloy ang pagsubok at pag-unlad ng iba't ibang mga aparato.
Sa ikapitumpu pung taon, ang natapos na makina ng RD-0410 ay nakapasa sa isang serye ng mga pagsubok sa pagpapaputok at nakumpirma ang mga pangunahing katangian nito. Gayunpaman, ang proyekto ay hindi nakatanggap ng karagdagang pag-unlad dahil sa mataas na pagiging kumplikado at mga panganib. Ang industriya ng domestic rocket at space ay patuloy na gumagamit ng mga "kemikal" na makina.
Mga tugs sa puwang
Sa kurso ng karagdagang pananaliksik at gawaing disenyo sa Estados Unidos at sa ating bansa, napagpasyahan nila na hindi magamit ang paggamit ng mga makina ng uri ng NERVA o RD-0410. Noong 2003, sinimulan ng NASA ang pagsubok ng isang panimulang bagong arkitektura para sa isang spacecraft na may isang planta ng kuryente na nukleyar. Ang proyekto ay pinangalanang Prometheus.
Iminungkahi ng bagong konsepto ang pagtatayo ng isang spacecraft na may ganap na reaktor na nakasakay upang makabuo ng elektrisidad, pati na rin ang isang ion jet engine. Ang nasabing isang patakaran ng pamahalaan ay maaaring makahanap ng aplikasyon sa mga misyon sa malayuan na pananaliksik. Gayunpaman, ang pag-unlad ng "Prometheus" ay napatunayang napipilit na mahal, at ang mga resulta ay inaasahan lamang sa malayong hinaharap. Noong 2005, ang proyekto ay sarado dahil sa kawalan ng mga prospect.
Noong 2009, ang pag-unlad ng isang katulad na produkto ay nagsimula sa Russia. Ang "Transport and Power Module" (TEM) o "space tug" ay upang makatanggap ng isang planta ng nukleyar na kuryente ng isang megawatt na klase na sinamahan ng isang ID-500 na makina. Ang spacecraft ay iminungkahi na tipunin sa Earth orbit at ginagamit para sa transportasyon ng iba't ibang mga karga, pagpapabilis ng iba pang spacecraft, atbp.
Ang proyekto ng TEM ay kumplikado, na nakakaapekto sa gastos at tiyempo nito. Bilang karagdagan, maraming mga problema sa organisasyon. Gayunpaman, sa kalagitnaan ng ikasampu, ang mga indibidwal na bahagi ng TEM ay inilabas para sa pagsubok. Ang trabaho ay nagpatuloy at sa hinaharap ay maaaring humantong sa paglitaw ng isang tunay na "space tug". Ang pagtatayo ng naturang patakaran ng pamahalaan ay pinlano para sa ikalawang kalahati ng twenties; komisyonado - noong 2030
Sa kawalan ng mga seryosong paghihirap at napapanahong katuparan ng lahat ng mga plano, ang TEM ay maaaring maging unang produkto ng mundo ng klase nito na dinala sa serbisyo. Sa parehong oras, mayroong isang tiyak na margin ng oras, habang ibinubukod ang posibilidad ng napapanahong hitsura ng mga kakumpitensya.
Mga pananaw at limitasyon
Ang mga teknolohiyang nuklear ay may malaking interes sa industriya ng rocket at space. Una sa lahat, ang mga halaman ng kuryente ng iba't ibang mga klase ay maaaring maging kapaki-pakinabang. Ang mga RTG ay nakakita na ng aplikasyon at matatag na nakabaon sa ilang mga lugar. Ang mga ganap na nuklear na reaktor ay hindi pa ginagamit dahil sa kanilang malalaking sukat at masa, ngunit mayroon nang mga pagpapaunlad sa mga barko na may gayong kagamitan.
Sa loob ng maraming dekada, ang nangungunang puwang at mga kapangyarihang nukleyar ay nagtrabaho at nasubukan sa pagsasanay ng isang bilang ng mga orihinal na ideya, natukoy ang kanilang kakayahang mabuhay at natagpuan ang pangunahing mga lugar ng aplikasyon. Ang mga nasabing proseso ay nagpapatuloy hanggang ngayon, at, marahil, ay magbibigay sa lalong madaling panahon ng mga bagong resulta ng isang praktikal na kalikasan.
Dapat pansinin na ang mga teknolohiyang nukleyar ay hindi kumalat sa sektor ng kalawakan, at ang sitwasyong ito ay malamang na hindi magbago. Sa parehong oras, sila ay naging kapaki-pakinabang at nangangako sa ilang mga lugar at proyekto. At ito ay sa mga niche na ito na ang magagamit na potensyal ay napagtanto na.
