परमाणु रॉकेट इंजन और परमाणु रॉकेट विद्युत प्रणोदन प्रणाली। परमाणु रॉकेट इंजन एक वास्तविकता क्यों नहीं बन पाए हैं

पहले से ही इस दशक के अंत में रूस में बनाया जा सकता है अंतरिक्ष यानग्रहों के बीच परमाणु ऊर्जा से चलने वाली यात्रा के लिए। और यह नाटकीय रूप से निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष और पृथ्वी पर ही स्थिति को बदल देगा।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) 2018 में उड़ान के लिए तैयार हो जाएगा। यह Keldysh केंद्र के निदेशक, शिक्षाविद द्वारा घोषित किया गया था अनातोली कोरोटीव... "हमें 2018 में उड़ान परीक्षणों के लिए पहला नमूना (मेगावाट वर्ग के परमाणु ऊर्जा संयंत्र का - लगभग। विशेषज्ञ ऑनलाइन") तैयार करना है। यह उड़ता है या नहीं, यह एक और मामला है, एक कतार हो सकती है, लेकिन इसे उड़ने के लिए तैयार होना चाहिए, "आरआईए नोवोस्ती ने उसे बताया। इसका मतलब है कि अंतरिक्ष अन्वेषण के क्षेत्र में सबसे महत्वाकांक्षी सोवियत-रूसी परियोजनाओं में से एक तत्काल व्यावहारिक कार्यान्वयन के चरण में प्रवेश कर रहा है।

इस परियोजना का सार, जिसकी जड़ें पिछली शताब्दी के मध्य तक जाती हैं, यह है। अब नियर-अर्थ स्पेस की उड़ानें रॉकेटों पर की जाती हैं जो उनके तरल या . के इंजन में दहन के कारण चलती हैं ठोस ईंधन... असल में यह वही इंजन है जो कार में मिलता है। केवल एक कार में, गैसोलीन, जलता हुआ, पिस्टन को सिलेंडर में धकेलता है, जिससे उसकी ऊर्जा पहियों तक स्थानांतरित हो जाती है। और एक रॉकेट इंजन में, केरोसिन या हेप्टाइल जलाने से रॉकेट सीधे आगे बढ़ता है।

पिछली आधी सदी में, इस रॉकेट तकनीक को दुनिया भर में सबसे छोटे विवरण में सिद्ध किया गया है। लेकिन रॉकेट वैज्ञानिक खुद इस बात को मानते हैं। सुधार करने के लिए - हाँ, आपको इसकी आवश्यकता है। "बेहतर" दहन इंजनों के आधार पर मिसाइल ले जाने की क्षमता को मौजूदा 23 टन से बढ़ाकर 100 और यहां तक ​​कि 150 टन करने की कोशिश - हाँ, आपको कोशिश करनी होगी। लेकिन विकास की दृष्टि से यह एक गतिहीन मार्ग है। " कोई फर्क नहीं पड़ता कि दुनिया भर में रॉकेट इंजन विशेषज्ञ कितना काम करते हैं, हमें जो अधिकतम प्रभाव मिलेगा, उसकी गणना प्रतिशत के अंशों में की जाएगी। मोटे तौर पर, मौजूदा रॉकेट इंजनों से सब कुछ निचोड़ लिया गया है, चाहे वे तरल या ठोस प्रणोदक हों, और जोर और विशिष्ट आवेग बढ़ाने के प्रयास बस व्यर्थ हैं। परमाणु प्रणोदन प्रणाली समय में वृद्धि देती है। मंगल की उड़ान के उदाहरण पर - अब आपको डेढ़ से दो साल वहां और वापस उड़ान भरने की जरूरत है, लेकिन दो से चार महीने में उड़ान भरना संभव होगा ", - रूस की संघीय अंतरिक्ष एजेंसी के पूर्व प्रमुख ने एक बार स्थिति का आकलन किया था अनातोली पेर्मिनोव.

इसलिए, 2010 में वापस, रूस के तत्कालीन राष्ट्रपति और अब प्रधान मंत्री दिमित्री मेदवेदेवइस दशक के अंत तक, हमारे देश में एक मेगावाट-श्रेणी के परमाणु ऊर्जा संयंत्र पर आधारित अंतरिक्ष परिवहन और ऊर्जा मॉड्यूल बनाने का आदेश दिया गया था। 2018 तक इस परियोजना के विकास के लिए संघीय बजट, रोस्कोसमोस और रोसाटॉम से 17 बिलियन रूबल आवंटित करने की योजना है। इस राशि का 7.2 बिलियन राज्य निगम रोसाटॉम को एक रिएक्टर सुविधा के निर्माण के लिए आवंटित किया गया था (यह डोलेज़हल रिसर्च एंड डिज़ाइन इंस्टीट्यूट ऑफ़ पावर इंजीनियरिंग द्वारा किया जा रहा है), 4 बिलियन - परमाणु ऊर्जा के निर्माण के लिए केल्डीश केंद्र को। पौधा। RSC Energia परिवहन और ऊर्जा मॉड्यूल, यानी दूसरे शब्दों में, एक रॉकेट-जहाज बनाने के लिए 5.8 बिलियन रूबल का इरादा रखता है।

स्वाभाविक रूप से यह सारा काम खाली जगह पर नहीं होता है। 1970 से 1988 तक, अकेले यूएसएसआर ने तीन दर्जन से अधिक जासूसी उपग्रहों को अंतरिक्ष में लॉन्च किया, जो कम-शक्ति वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों जैसे बुक और पुखराज से लैस थे। उनका उपयोग विश्व महासागर के पूरे जल क्षेत्र में सतह के लक्ष्यों के लिए एक सभी मौसम निगरानी प्रणाली बनाने और हथियार वाहक या कमांड पोस्ट के हस्तांतरण के साथ लक्ष्य पदनाम जारी करने के लिए किया गया था - लीजेंड समुद्री अंतरिक्ष टोही और लक्ष्य पदनाम प्रणाली (1978) )

नासा और अमेरिकी कंपनियां जो अंतरिक्ष यान और उनके वितरण वाहनों का निर्माण करती हैं, इस दौरान विफल रही हैं, हालांकि उन्होंने तीन बार कोशिश की, एक परमाणु रिएक्टर बनाने के लिए जो अंतरिक्ष में लगातार काम करेगा। इसलिए, 1988 में, संयुक्त राष्ट्र के माध्यम से, परमाणु प्रणोदन प्रणाली के साथ अंतरिक्ष यान के उपयोग पर प्रतिबंध लगाया गया था, और सोवियत संघ में बोर्ड पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र के साथ यूएस-ए उपग्रहों का उत्पादन बंद कर दिया गया था।

समानांतर में, पिछली शताब्दी के 60-70 के दशक में, Keldysh केंद्र ने आयोजित किया सक्रिय कार्यएक आयन इंजन (इलेक्ट्रोप्लाज्मा इंजन) के निर्माण पर, जो परमाणु ईंधन पर चलने वाली उच्च-शक्ति प्रणोदन प्रणाली बनाने के लिए सबसे उपयुक्त है। रिएक्टर गर्मी उत्पन्न करता है, इसे जनरेटर द्वारा बिजली में परिवर्तित किया जाता है। बिजली की मदद से, ऐसे इंजन में अक्रिय गैस क्सीनन पहले आयनित होता है, और फिर सकारात्मक चार्ज कणों (पॉजिटिव क्सीनन आयन) को इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में पूर्व निर्धारित गति से त्वरित किया जाता है और इंजन को छोड़कर जोर पैदा होता है। यह आयन इंजन का सिद्धांत है, जिसका प्रोटोटाइप Keldysh केंद्र में पहले ही बनाया जा चुका है।

« XX सदी के 90 के दशक में, हमने Keldysh केंद्र में आयन इंजनों पर काम फिर से शुरू किया। अब इतनी शक्तिशाली परियोजना के लिए एक नया सहयोग बनाया जाना चाहिए। आयन इंजन का पहले से ही एक प्रोटोटाइप है, जिसका उपयोग मुख्य तकनीकी और डिजाइन समाधानों का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है। और मानक उत्पादों को अभी भी बनाने की जरूरत है। हमने एक समय सीमा निर्धारित की है - 2018 तक, उत्पाद उड़ान परीक्षणों के लिए तैयार होना चाहिए, और 2015 तक, मुख्य इंजन विकास पूरा हो जाना चाहिए। आगे - संपूर्ण इकाई के जीवन परीक्षण और परीक्षण समग्र रूप से", - पिछले साल विख्यात अनुसंधान केंद्र के वैद्युतकणसंचलन विभाग के प्रमुख के नाम पर एम.वी. Keldysh, एरोफिजिक्स संकाय के प्रोफेसर और अंतरिक्ष की खोजएमआईपीटी ओलेग गोर्शकोव।

रूस के लिए इन विकासों का व्यावहारिक उपयोग क्या है?यह लाभ 17 अरब रूबल की तुलना में बहुत अधिक है जिसे राज्य 2018 तक 1 मेगावाट की क्षमता के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के साथ एक प्रक्षेपण वाहन के निर्माण पर खर्च करने का इरादा रखता है। सबसे पहले, यह हमारे देश और सामान्य रूप से मानवता की क्षमताओं का एक नाटकीय विस्तार है। परमाणु ऊर्जा से चलने वाला अंतरिक्ष यान लोगों को दूसरे ग्रहों के लिए प्रतिबद्ध होने के वास्तविक अवसर देता है। अब कई देशों के पास ऐसे जहाज हैं। अमेरिकियों को परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के साथ रूसी उपग्रहों के दो नमूने मिलने के बाद, 2003 में उन्होंने संयुक्त राज्य अमेरिका में फिर से शुरू किया।

हालांकि, इसके बावजूद, मानवयुक्त उड़ानों पर नासा के विशेष आयोग के एक सदस्य एडवर्ड क्रॉली,उदाहरण के लिए, उनका मानना ​​​​है कि मंगल पर अंतरराष्ट्रीय उड़ान के लिए रूसी परमाणु इंजन बोर्ड पर होने चाहिए। " परमाणु इंजन के विकास में रूसी अनुभव की मांग है। मुझे लगता है कि रूस के पास रॉकेट इंजन के विकास और परमाणु प्रौद्योगिकी दोनों में बहुत अनुभव है। उन्हें अंतरिक्ष स्थितियों के लिए मानव अनुकूलन में भी व्यापक अनुभव है, क्योंकि रूसी अंतरिक्ष यात्रियों ने बहुत लंबी उड़ानें की हैं। "- क्राउले ने पिछले वसंत में मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में मानवयुक्त अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए अमेरिकी योजनाओं पर एक व्याख्यान के बाद संवाददाताओं से कहा।

दूसरे, ऐसे जहाज निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में गतिविधियों को तेज करना संभव बनाते हैं और चंद्रमा के उपनिवेशीकरण की शुरुआत के लिए एक वास्तविक अवसर प्रदान करते हैं (पृथ्वी के उपग्रह पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के लिए पहले से ही परियोजनाएं हैं)। " परमाणु प्रणोदन प्रणाली के उपयोग पर बड़े मानवयुक्त प्रणालियों के लिए विचार किया जा रहा है, न कि छोटे अंतरिक्ष यान के लिए जो आयन इंजन या सौर पवन ऊर्जा का उपयोग करके अन्य प्रकार के प्रतिष्ठानों में उड़ान भर सकते हैं। इंटरऑर्बिटल पुन: प्रयोज्य टग पर आयन थ्रस्टर्स के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र का उपयोग करना संभव है। उदाहरण के लिए, निम्न और उच्च कक्षाओं के बीच कार्गो ले जाने के लिए, क्षुद्रग्रहों के लिए उड़ान भरने के लिए। आप एक पुन: प्रयोज्य चंद्र टग बना सकते हैं या मंगल पर एक अभियान भेज सकते हैं", - प्रोफेसर ओलेग गोर्शकोव कहते हैं। ऐसे जहाज नाटकीय रूप से अंतरिक्ष अन्वेषण के अर्थशास्त्र को बदल रहे हैं। आरएससी एनर्जिया विशेषज्ञों की गणना के अनुसार, एक परमाणु-संचालित लॉन्च वाहन तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन की तुलना में एक पेलोड को एक परिधि में कक्षा में लॉन्च करने की लागत में दो गुना से अधिक की कमी प्रदान करता है।

तीसरे, ये नई सामग्री और प्रौद्योगिकियां हैं जो इस परियोजना के कार्यान्वयन के दौरान बनाई जाएंगी और फिर अन्य उद्योगों - धातु विज्ञान, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, आदि में पेश की जाएंगी। यही है, यह ऐसी सफल परियोजनाओं में से एक है जो वास्तव में रूसी और विश्व अर्थव्यवस्था दोनों को आगे बढ़ा सकती है।

स्टर्न पर परमाणु बम फेंकने का विचार बहुत क्रूर निकला, लेकिन परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया जितनी ऊर्जा देती है, संलयन का उल्लेख नहीं करने के लिए, अंतरिक्ष यात्रियों के लिए बेहद आकर्षक है। इसलिए, बोर्ड पर सैकड़ों परमाणु बम और साइक्लोपियन शॉक एब्जॉर्बर के भंडारण की समस्याओं से मुक्त, कई गैर-पल्स सिस्टम बनाए गए हैं। हम आज उनके बारे में बात करेंगे।

आपकी उंगलियों पर परमाणु भौतिकी

परमाणु प्रतिक्रिया क्या है? इसे बहुत सरलता से समझाने के लिए चित्र कुछ इस प्रकार होगा। स्कूल के पाठ्यक्रम से, हमें याद है कि पदार्थ में अणु, परमाणुओं के अणु और परमाणु होते हैं - प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन के (नीचे स्तर हैं, लेकिन यह हमारे लिए पर्याप्त है)। कुछ भारी परमाणुओं में एक दिलचस्प गुण होता है - यदि कोई न्यूट्रॉन उनसे टकराता है, तो वे हल्के परमाणुओं में क्षय हो जाते हैं और कई न्यूट्रॉन छोड़ते हैं। यदि ये जारी किए गए न्यूट्रॉन पास के अन्य भारी परमाणुओं से टकराते हैं, तो क्षय दोहराया जाएगा, और हमें एक परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया मिलेगी। उच्च गति पर न्यूट्रॉन की गति का अर्थ है कि जब न्यूट्रॉन धीमा हो जाता है तो यह गति ऊष्मा में बदल जाती है। इसलिए, एक परमाणु रिएक्टर एक बहुत शक्तिशाली हीटर है। वे पानी उबाल सकते हैं, परिणामी भाप को टरबाइन में भेज सकते हैं, और एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र प्राप्त कर सकते हैं। या आप हाइड्रोजन को गर्म कर सकते हैं और इसे बाहर फेंक सकते हैं, एक परमाणु प्राप्त कर सकते हैं जेट इंजिन... पहले इंजन, NERVA और RD-0410, इसी विचार से पैदा हुए थे।

NERVA

परियोजना का इतिहास

परमाणु रॉकेट इंजन के आविष्कार के लिए औपचारिक लेखकत्व (पेटेंट) रिचर्ड फेनमैन के अपने संस्मरण के अनुसार, "आप निश्चित रूप से मजाक कर रहे हैं, मिस्टर फेनमैन।" वैसे, पुस्तक पढ़ने के लिए अत्यधिक अनुशंसित है। लॉस एलामोस प्रयोगशाला ने 1952 में परमाणु रॉकेट इंजन विकसित करना शुरू किया। 1955 में, रोवर परियोजना शुरू की गई थी। परियोजना के पहले चरण में, KIWI, 8 प्रायोगिक रिएक्टर बनाए गए थे और 1959 से 1964 तक, रिएक्टर कोर के माध्यम से एक कार्यशील द्रव के प्रवाह का अध्ययन किया गया था। समय के संदर्भ के लिए, ओरियन परियोजना 1958 से 1965 तक अस्तित्व में थी। रोवर के पास उच्च शक्ति के रिएक्टरों का अध्ययन करने वाला दूसरा और तीसरा चरण था, लेकिन 1964 में अंतरिक्ष में पहले परीक्षण लॉन्च की योजना के कारण NERVA KIWI पर आधारित था - अधिक उन्नत विकल्पों पर काम करने का समय नहीं था। समय धीरे-धीरे गिरा और NERVA NRX / EST इंजन (EST - इंजन सिस्टम टेस्ट - परीक्षण) का पहला ग्राउंड स्टार्ट मोटर प्रणाली) 1966 में हुआ था। इंजन दो घंटे तक सफलतापूर्वक चला, जिसमें से 28 मिनट फुल थ्रॉटल था। दूसरा NERVA XE इंजन 28 बार चालू किया गया और कुल 115 मिनट तक चला। इंजन को अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के लिए उपयुक्त पाया गया, और परीक्षण बेंच नए इकट्ठे इंजनों का परीक्षण करने के लिए तैयार था। ऐसा लग रहा था कि एक उज्ज्वल भविष्य NERVA की प्रतीक्षा कर रहा है - 1978 में मंगल ग्रह के लिए एक उड़ान, 1981 में चंद्रमा पर एक स्थायी आधार, कक्षीय टग। लेकिन परियोजना की सफलता ने कांग्रेस में खलबली मचा दी - संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए चंद्र कार्यक्रम बहुत महंगा निकला, मंगल ग्रह का कार्यक्रम और भी महंगा होता। 1969 और 1970 में, अंतरिक्ष के लिए धन को गंभीर रूप से कम कर दिया गया था - अपोलो 18, 19 और 20 को रद्द कर दिया गया था, और कोई भी मंगल कार्यक्रम के लिए बड़ी मात्रा में धन आवंटित नहीं करेगा। नतीजतन, परियोजना पर काम गंभीर धन के बिना किया गया था और इसे 1972 में बंद कर दिया गया था।

डिज़ाइन

टैंक से हाइड्रोजन रिएक्टर में प्रवेश कर गया, वहां गर्म हो गया, और बाहर फेंक दिया गया, जिससे जेट थ्रस्ट पैदा हुआ। हाइड्रोजन को काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में चुना गया था क्योंकि इसमें हल्के परमाणु होते हैं, और उन्हें उच्च गति तक तेज करना आसान होता है। जेट निकास की गति जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक कुशल रॉकेट इंजन.
परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए न्यूट्रॉन को वापस रिएक्टर में खिलाने के लिए एक न्यूट्रॉन परावर्तक का उपयोग किया गया था।
रिएक्टर को नियंत्रित करने के लिए कंट्रोल रॉड्स का इस्तेमाल किया गया था। ऐसी प्रत्येक छड़ में दो भाग होते हैं - एक परावर्तक और एक न्यूट्रॉन अवशोषक। जब न्यूट्रॉन परावर्तक द्वारा रॉड को घुमाया गया, तो रिएक्टर में उनका प्रवाह बढ़ गया और रिएक्टर ने गर्मी हस्तांतरण को बढ़ा दिया। जब न्यूट्रॉन अवशोषक द्वारा रॉड को घुमाया गया, तो रिएक्टर में उनका प्रवाह कम हो गया, और रिएक्टर ने गर्मी हस्तांतरण को कम कर दिया।
नोजल को ठंडा करने के लिए हाइड्रोजन का भी उपयोग किया गया था, और नोजल कूलिंग सिस्टम से गर्म हाइड्रोजन ने टर्बो पंप को अधिक हाइड्रोजन की आपूर्ति करने के लिए बदल दिया।

इंजन चल रहा है। विस्फोट के खतरे से बचने के लिए हाइड्रोजन को विशेष रूप से नोजल के आउटलेट पर प्रज्वलित किया गया था; अंतरिक्ष में कोई दहन नहीं होगा।

NERVA इंजन ने 34 टन का थ्रस्ट बनाया, जो J-2 इंजन से लगभग डेढ़ गुना कम था, जो कि सैटर्न-V रॉकेट के दूसरे और तीसरे चरण में था। विशिष्ट आवेग 800-900 सेकंड था, जो ऑक्सीजन-हाइड्रोजन ईंधन जोड़ी द्वारा संचालित सर्वोत्तम इंजनों से दोगुना बड़ा था, लेकिन ईजेई या ओरियन इंजन से कम था।

सुरक्षा के बारे में थोड़ा

एक नया असेंबल किया गया और लॉन्च नहीं किया गया परमाणु रिएक्टर जिसमें नए, अभी तक चालू ईंधन असेंबलियां नहीं हैं, पर्याप्त स्वच्छ है। यूरेनियम जहरीला है, इसलिए दस्ताने के साथ काम करना जरूरी है, लेकिन अब और नहीं। कोई दूरस्थ जोड़तोड़, सीसा दीवारें, या किसी और चीज की जरूरत नहीं है। न्यूट्रॉन के बिखरने, पोत के परमाणुओं को "खराब" करने, शीतलक आदि के कारण रिएक्टर शुरू होने के बाद सभी उत्सर्जन गंदगी दिखाई देती है। इसलिए, ऐसे इंजन वाले रॉकेट के दुर्घटनाग्रस्त होने की स्थिति में, वातावरण और सतह का विकिरण संदूषण छोटा होगा, और निश्चित रूप से, यह मानक ओरियन लॉन्च से बहुत कम होगा। एक सफल प्रक्षेपण के मामले में, संक्रमण न्यूनतम या पूरी तरह से अनुपस्थित होगा, क्योंकि इंजन को ऊपरी वातावरण में या पहले से ही अंतरिक्ष में शुरू करना होगा।

आरडी-0410

सोवियत RD-0410 इंजन का एक समान इतिहास है। इंजन का विचार 40 के दशक के अंत में रॉकेट और परमाणु प्रौद्योगिकी के अग्रदूतों के बीच पैदा हुआ था। रोवर परियोजना की तरह, मूल विचार एक बैलिस्टिक मिसाइल के पहले चरण के लिए एक परमाणु जेट इंजन था, फिर विकास अंतरिक्ष उद्योग में चला गया। RD-0410 को और अधिक धीरे-धीरे विकसित किया गया था, घरेलू डेवलपर्स को गैस-चरण परमाणु रिएक्टर (नीचे इस पर अधिक) के विचार से दूर किया गया था। परियोजना 1966 में शुरू हुई और 1980 के दशक के मध्य तक जारी रही। मिशन "मार्स 94" - 1994 में मंगल के लिए एक मानवयुक्त उड़ान, को इंजन के लक्ष्य के रूप में नामित किया गया था।
RD-0410 योजना NERVA के समान है - हाइड्रोजन नोजल और रिफ्लेक्टर से होकर गुजरता है, उन्हें ठंडा करता है, रिएक्टर कोर में खिलाया जाता है, वहां गर्म किया जाता है और बाहर निकाल दिया जाता है।
इसकी विशेषताओं के अनुसार, RD-0410 NERVA से बेहतर था - रिएक्टर कोर का तापमान NERVA के लिए 2000 K के बजाय 3000 K था, और विशिष्ट आवेग 900 s से अधिक था। RD-0410 NERVA की तुलना में हल्का और अधिक कॉम्पैक्ट था और दस गुना कम थ्रस्ट विकसित किया।

इंजन परीक्षण। एक विस्फोट को रोकने के लिए नीचे बाईं ओर एक साइड टॉर्च हाइड्रोजन को प्रज्वलित करती है।

सॉलिड-फेज एनआरई का विकास

हमें याद है कि रिएक्टर में तापमान जितना अधिक होगा, कार्यशील द्रव की बहिर्वाह दर उतनी ही अधिक होगी और इंजन का विशिष्ट आवेग उतना ही अधिक होगा। NERVA या RD-0410 में तापमान बढ़ाने से क्या रोकता है? तथ्य यह है कि दोनों इंजनों में ईंधन तत्व ठोस अवस्था में होते हैं। यदि तापमान बढ़ता है, तो वे पिघल जाएंगे और हाइड्रोजन के साथ बाहर निकल जाएंगे। इसलिए, उच्च तापमान के लिए, परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया करने के किसी अन्य तरीके के साथ आना आवश्यक है।

नमक इंजन

परमाणु भौतिकी में, महत्वपूर्ण द्रव्यमान जैसी कोई चीज होती है। पोस्ट की शुरुआत में न्यूक्लियर चेन रिएक्शन याद रखें। यदि विखंडन करने वाले परमाणु एक दूसरे के बहुत करीब हैं (उदाहरण के लिए, वे एक विशेष विस्फोट के दबाव से संकुचित हो गए थे), तो एक परमाणु विस्फोट का परिणाम होगा - बहुत कम समय में बहुत अधिक गर्मी। यदि परमाणुओं को इतनी मजबूती से संकुचित नहीं किया जाता है, लेकिन विखंडन से नए न्यूट्रॉन का प्रवाह बढ़ जाता है, तो एक थर्मल विस्फोट होगा। ऐसी परिस्थितियों में एक पारंपरिक रिएक्टर विफल हो जाएगा। अब कल्पना करें कि हम विखंडनीय सामग्री (उदाहरण के लिए, यूरेनियम लवण) का एक जलीय घोल लेते हैं और उन्हें लगातार दहन कक्ष में खिलाते हैं, जिससे वहां महत्वपूर्ण से अधिक द्रव्यमान होता है। परिणाम एक निरंतर जलती हुई परमाणु "मोमबत्ती" है, जिससे गर्मी प्रतिक्रिया को तेज करती है परमाणु ईंधनऔर पानी।

यह विचार 1991 में रॉबर्ट ज़ुब्रिन द्वारा प्रस्तावित किया गया था और, विभिन्न अनुमानों के अनुसार, 1300 से 6700 सेकंड तक एक विशिष्ट आवेग का वादा करता है, जिसमें टन में मापा जाता है। दुर्भाग्य से, इस योजना के नुकसान भी हैं:

• ईंधन के भंडारण में कठिनाई - टैंक में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया से बचा जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन अवशोषक से बनी पतली ट्यूब, इसलिए टैंक जटिल, भारी और महंगे होंगे।


• परमाणु ईंधन की बड़ी खपत - तथ्य यह है कि प्रतिक्रिया दक्षता (क्षय की संख्या / खर्च किए गए परमाणुओं की संख्या) बहुत कम होगी। परमाणु बम में भी, विखंडनीय सामग्री पूरी तरह से "जलती" नहीं है, और अधिकांश मूल्यवान परमाणु ईंधन बर्बाद हो जाएगा।


• जमीनी परीक्षण व्यावहारिक रूप से असंभव हैं - इस तरह के इंजन का निकास बहुत गंदा होगा, यहां तक ​​​​कि ओरियन से भी अधिक गंदा होगा।


• परमाणु प्रतिक्रिया के नियंत्रण के बारे में कुछ प्रश्न हैं - यह एक तथ्य नहीं है कि एक योजना जो मौखिक विवरण में सरल है, तकनीकी कार्यान्वयन में आसान होगी।

गैस चरण यार्ड

अगला विचार: क्या होगा यदि हम काम कर रहे तरल पदार्थ का एक भंवर बनाते हैं, जिसके केंद्र में परमाणु प्रतिक्रिया होगी? इस मामले में, काम कर रहे तरल पदार्थ द्वारा अवशोषित होने के कारण, कोर का उच्च तापमान दीवारों तक नहीं पहुंचेगा, और इसे हजारों डिग्री तक बढ़ाया जा सकता है। इस प्रकार एक ओपन-साइकिल गैस-चरण एनआरई का विचार पैदा हुआ था:

गैस-चरण एनआरई 3000-5000 सेकंड तक एक विशिष्ट आवेग का वादा करता है। यूएसएसआर में, एक गैस-चरण परमाणु रिएक्टर परियोजना (आरडी -600) शुरू की गई थी, लेकिन यह लेआउट के चरण तक भी नहीं पहुंची।
"खुले चक्र" का अर्थ है कि परमाणु ईंधन को बाहर की ओर फेंका जाएगा, जो निश्चित रूप से दक्षता को कम करता है। इसलिए, निम्नलिखित विचार का आविष्कार किया गया था, जो द्वंद्वात्मक रूप से ठोस-चरण एनआरई पर लौट आया - आइए परमाणु प्रतिक्रिया क्षेत्र को पर्याप्त गर्मी प्रतिरोधी पदार्थ के साथ घेर लें जो विकिरणित गर्मी को प्रसारित करेगा। क्वार्ट्ज को ऐसे पदार्थ के रूप में प्रस्तावित किया गया था, क्योंकि हजारों डिग्री पर, विकिरण द्वारा गर्मी स्थानांतरित की जाती है और कंटेनर सामग्री पारदर्शी होनी चाहिए। परिणाम एक बंद-चक्र गैस-चरण परमाणु रिएक्टर, या "परमाणु प्रकाश बल्ब" है:

इस मामले में, मुख्य तापमान की सीमा "लाइट बल्ब" क्लैडिंग की थर्मल ताकत होगी। क्वार्ट्ज का गलनांक 1700 डिग्री सेल्सियस है, सक्रिय शीतलन के साथ, तापमान बढ़ाया जा सकता है, लेकिन, किसी भी मामले में, विशिष्ट आवेग खुले सर्किट (1300-1500 एस) से कम होगा, लेकिन परमाणु ईंधन की अधिक खपत होगी आर्थिक रूप से, और निकास क्लीनर होगा।

वैकल्पिक परियोजनाएं

सॉलिड-फेज एनआरई के विकास के अलावा, मूल परियोजनाएं हैं।

विखंडनीय टुकड़े इंजन

इस इंजन का विचार एक काम कर रहे तरल पदार्थ की अनुपस्थिति में है - यह उत्सर्जित खर्च किया गया परमाणु ईंधन है। पहले मामले में, उप-क्रिटिकल डिस्क विखंडनीय सामग्रियों से बनाए जाते हैं, जो स्वयं एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू नहीं करते हैं। लेकिन अगर डिस्क को न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टर वाले रिएक्टर ज़ोन में रखा जाता है, तो एक चेन रिएक्शन शुरू हो जाएगा। और डिस्क के घूमने और काम करने वाले तरल पदार्थ की अनुपस्थिति इस तथ्य को जन्म देगी कि क्षय हुए उच्च-ऊर्जा परमाणु नोजल में उड़ जाएंगे, थ्रस्ट पैदा करेंगे, और क्षय नहीं हुए परमाणु डिस्क पर रहेंगे और उन्हें एक मौका मिलेगा। डिस्क की अगली क्रांति:

एक और भी दिलचस्प विचार विखंडनीय सामग्री से धूलयुक्त प्लाज्मा (आईएसएस पर याद रखें) बनाना है, जिसमें परमाणु ईंधन नैनोकणों के क्षय उत्पादों को एक विद्युत क्षेत्र द्वारा आयनित किया जाता है और बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे जोर पैदा होता है:

वे 1,000,000 सेकंड के एक शानदार विशिष्ट आवेग का वादा करते हैं। उत्साह इस बात से ठंडा होता है कि विकास सैद्धांतिक शोध के स्तर पर है।

परमाणु संलयन इंजन

और भी दूर के भविष्य में, परमाणु संलयन के लिए इंजनों का निर्माण। परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाओं के विपरीत, जहां परमाणु रिएक्टर बम के साथ लगभग एक साथ बनाए गए थे, थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टरअभी भी "कल" ​​से "आज" तक नहीं गए हैं और संलयन प्रतिक्रियाओं का उपयोग केवल "ओरियन" की शैली में संभव है - थर्मोन्यूक्लियर बम फेंकना।

परमाणु फोटॉन रॉकेट

सैद्धांतिक रूप से, कोर को इस हद तक गर्म करना संभव है कि फोटॉन को प्रतिबिंबित करके जोर बनाया जा सके। तकनीकी सीमाओं की अनुपस्थिति के बावजूद, ऐसे इंजन प्रौद्योगिकी के मौजूदा स्तर पर नुकसानदेह हैं - जोर बहुत छोटा होगा।

रेडियोआइसोटोप रॉकेट

आरटीजी से काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करने वाला रॉकेट पूरी तरह से चालू हो जाएगा। लेकिन आरटीजी अपेक्षाकृत कम गर्मी का उत्सर्जन करता है, इसलिए ऐसा इंजन बहुत ही सरल, हालांकि बहुत ही अप्रभावी होगा।

निष्कर्ष

प्रौद्योगिकी के वर्तमान स्तर पर, NERVA या RD-0410 की शैली में एक ठोस-राज्य NRM को इकट्ठा करना संभव है - प्रौद्योगिकियों में महारत हासिल है। लेकिन ऐसा इंजन विशिष्ट आवेग में "परमाणु रिएक्टर + ईआरई" संयोजन से हार जाएगा, जोर से बढ़ रहा है। और अधिक उन्नत विकल्प अभी भी केवल कागजों पर हैं। इसलिए, मेरे लिए व्यक्तिगत रूप से, "रिएक्टर + ईआरई" संयोजन अधिक आशाजनक लगता है।

जानकारी का स्रोत

जानकारी का मुख्य स्रोत अंग्रेजी विकिपीडिया है और इसमें दिए गए संसाधन लिंक के रूप में हैं। विरोधाभासी रूप से, परंपराओं पर एनआरई पर दिलचस्प लेख हैं - ठोस चरण एनआरई और गैस चरण एनआरई। इंजन के बारे में एक लेख परमाणु इंजन

40 के दशक के अंत में, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूएसएसआर दोनों में परमाणु ऊर्जा के उपयोग की संभावनाओं से उत्साह के मद्देनजर, हर चीज पर परमाणु इंजन स्थापित करने पर काम चल रहा था जो चलने में सक्षम था। ऐसा "सदा" इंजन बनाने का विचार सेना के लिए विशेष रूप से आकर्षक था। परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) मुख्य रूप से नौसेना में उपयोग किए जाते थे, क्योंकि जहाज के बिजली संयंत्र इस तरह के कड़े समग्र और वजन आवश्यकताओं के अधीन नहीं थे, उदाहरण के लिए, विमानन में। फिर भी, वायु सेना रणनीतिक विमानन की कार्रवाई के दायरे को अनिश्चित काल तक बढ़ाने के अवसर को "पास" नहीं कर सकी। मई 1946 में। अमेरिकी वायु सेना कमान ने रणनीतिक बमवर्षकों "विमान के प्रणोदन के लिए परमाणु ऊर्जा" (संक्षिप्त रूप में एनईपीए, "विमान इंजन के लिए परमाणु ऊर्जा" के रूप में अनुवादित) को लैस करने के लिए परमाणु इंजन बनाने के लिए एक परियोजना को मंजूरी दी। ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में इसके कार्यान्वयन पर काम शुरू हुआ। 1951 में। इसे वायु सेना और परमाणु ऊर्जा आयोग (सीएई) के विमान परमाणु प्रणोदन (एएनपी) संयुक्त कार्यक्रम द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी ने एक टर्बोजेट (टर्बोजेट इंजन) बनाया, जो केवल "साधारण" से भिन्न था, जिसमें एक पारंपरिक दहन कक्ष के बजाय एक परमाणु रिएक्टर था जो एक कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित हवा को गर्म करता था। उसी समय, हवा रेडियोधर्मी - ओपन सर्किट बन गई। उन वर्षों में, यह अधिक सरलता से व्यवहार किया जाता था, लेकिन फिर भी, उनके हवाई क्षेत्र को प्रदूषित न करने के लिए, टेक-ऑफ और लैंडिंग के लिए विमान को मिट्टी के तेल द्वारा संचालित पारंपरिक इंजनों से सुसज्जित किया जाना चाहिए था। पहला अमेरिकी परमाणु विमान परियोजना बी -58 सुपरसोनिक रणनीतिक बमवर्षक पर आधारित था। डेवलपर (फर्म "Convair"), उन्होंने पदनाम X-6 प्राप्त किया। चार परमाणु टर्बोजेट इंजन डेल्टा विंग के नीचे स्थित थे, इसके अलावा, 2 और "पारंपरिक" टर्बोजेट इंजन टेकऑफ़ और लैंडिंग के दौरान संचालित होने वाले थे। 1950 के दशक के मध्य तक, 1 मेगावाट की क्षमता वाले एक छोटे एयर-कूल्ड परमाणु रिएक्टर का एक प्रोटोटाइप निर्मित किया गया था। एक B-36H बमवर्षक को इसके उड़ान परीक्षण और चालक दल सुरक्षा परीक्षणों के लिए आवंटित किया गया था। उड़ान प्रयोगशाला का चालक दल एक सुरक्षात्मक कैप्सूल में था, लेकिन बम डिब्बे में स्थित रिएक्टर में ही जैविक सुरक्षा नहीं थी। उड़ान प्रयोगशाला का नाम NB-36H रखा गया। जुलाई 1955 से। मार्च 1957 तक उसने टेक्सास और न्यू मैक्सिको के रेगिस्तानी क्षेत्रों में 47 उड़ानें भरीं, जिसके दौरान रिएक्टर को चालू और बंद किया गया। अगले चरण में, एक नया परमाणु रिएक्टर HTRE बनाया गया (इसके अंतिम मॉडल में 35 MW की शक्ति थी, जो दो इंजनों को संचालित करने के लिए पर्याप्त था) और एक प्रायोगिक X-39 इंजन, जिसने सफलतापूर्वक संयुक्त ग्राउंड बेंच परीक्षण पास किया। हालांकि, इस समय तक, अमेरिकियों ने महसूस किया कि एक खुला सर्किट काम नहीं करेगा, और एक हीट एक्सचेंजर में एयर हीटिंग के साथ एक बिजली संयंत्र को डिजाइन करना शुरू कर दिया। "Convair" कंपनी NX-2 की नई मशीन में "डक" स्कीम थी (क्षैतिज पूंछ विंग के सामने स्थित थी)। परमाणु रिएक्टर को केंद्र खंड में स्थित होना था, इंजन - स्टर्न में, वायु सेवन - पंख के नीचे। विमान को 2 से 6 सहायक टर्बोजेट इंजनों का उपयोग करना था। लेकिन मार्च 1961 में। एएनपी कार्यक्रम बंद कर दिया गया है। 1954-1955 में। लॉस एलामोस प्रयोगशाला में वैज्ञानिकों के एक समूह ने परमाणु रॉकेट इंजन (एनआरएम) बनाने की संभावना पर एक रिपोर्ट तैयार की। यूएस सीएई ने इसके निर्माण पर काम शुरू करने का फैसला किया। कार्यक्रम का नाम "रोवर" रखा गया। लॉस एलामोस साइंस लेबोरेटरी में और लिवरमोर में रेडिएशन लेबोरेटरी में समानांतर में काम किया गया कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय... 1956 से, विकिरण प्रयोगशाला के सभी प्रयासों का उद्देश्य PLUTO परियोजना के अनुसार एक परमाणु रैमजेट इंजन (YAPVRD) बनाना है (लॉस एलामोस में उन्होंने एक परमाणु रॉकेट इंजन बनाना शुरू किया)।

YAPVRD को विकसित सुपरसोनिक कम ऊंचाई वाली मिसाइल (सुपरसोनिक कम ऊंचाई वाली मिसाइल - SLAM) पर स्थापित करने की योजना थी। रॉकेट (अब इसे पंखों वाला कहा जाएगा) अनिवार्य रूप से एक मानव रहित बमवर्षक था जिसमें एक लंबवत प्रक्षेपण (चार ठोस प्रणोदक बूस्टर का उपयोग करके) था। एक निश्चित गति तक पहुंचने पर वाईएपीवीआरडी को चालू कर दिया गया था, पहले से ही अपने क्षेत्र से पर्याप्त दूरी पर। हवा के सेवन के माध्यम से प्रवेश करने वाली हवा को परमाणु रिएक्टर में गर्म किया गया था और, नोजल के माध्यम से बहते हुए, एक जोर पैदा किया। लक्ष्य के लिए उड़ान और चुपके के उद्देश्य के लिए हथियारों की रिहाई को ध्वनि की गति से तीन गुना गति से अल्ट्रा-लो ऊंचाई पर किया जाना था। परमाणु रिएक्टर में 500 मेगावाट की तापीय शक्ति थी, कोर का ऑपरेटिंग तापमान 1600 डिग्री सेल्सियस से अधिक था। इंजन का परीक्षण करने के लिए एक विशेष परीक्षण मैदान बनाया गया था।

चूंकि स्टैंड स्थिर था, परमाणु रॉकेट मोटर के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए 500 टन को विशेष टैंकों में पंप किया गया था। संपीड़ित हवा (पूरी शक्ति से चलने के लिए प्रति सेकंड एक टन हवा लेती है)। इंजन में डालने से पहले, हवा को 700 डिग्री से अधिक के तापमान पर गर्म किया गया था। इसे 14 मिलियन गर्म स्टील की गेंदों से भरे चार टैंकों से गुजारा। 14 मई, 1961 टोरी-आईआईए नामक प्रोटोटाइप वाईएपीवीआरडी चालू हुआ। उन्होंने केवल कुछ सेकंड के लिए काम किया और इसका केवल एक हिस्सा विकसित किया
सोवियत संघ को संयुक्त राज्य अमेरिका की तुलना में बहुत अधिक परमाणु विमान की आवश्यकता थी, क्योंकि उसके पास अमेरिकी सीमाओं के पास सैन्य ठिकाने नहीं थे और वह केवल अपने क्षेत्र से संचालित हो सकता था, और एम -4 और टीयू -95 रणनीतिक बमवर्षक जो मध्य में दिखाई दिए -50s संयुक्त राज्य के पूरे क्षेत्र को "कवर" नहीं कर सका। 1947 में जहाजों, पनडुब्बियों और विमानों के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की समस्याओं के अध्ययन पर काम शुरू हो गया था। हालाँकि, परमाणु इंजन वाले विमान पर काम शुरू करने पर मंत्रिपरिषद का फरमान 12 अगस्त, 1955 को ही सामने आया। (इस समय तक पहली सोवियत परमाणु पनडुब्बी पहले से ही निर्माणाधीन थी)। OKB-156 Tupolev और OKB-23 Myasishcheva परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के साथ विमान के डिजाइन में लगे हुए हैं, और OKB-276 Kuznetsov और OKB-165 Lyulka ने स्वयं ऐसे बिजली संयंत्र विकसित किए हैं। मार्च 1956 में। टीयू-95 रणनीतिक बमवर्षक पर आधारित एक उड़ान प्रयोगशाला के निर्माण (विमान और उसके उपकरणों के डिजाइन पर विकिरण के प्रभाव के साथ-साथ विकिरण सुरक्षा के मुद्दों का अध्ययन करने के लिए) पर एक सरकारी फरमान जारी किया गया था। 1958 में। एक प्रयोगात्मक, "हवाई जहाज" परमाणु रिएक्टर को सेमिपालाटिंस्क परीक्षण स्थल पर पहुंचाया गया। 1959 के मध्य में। रिएक्टर को टीयू-95एलएएल (फ्लाइंग एटॉमिक लेबोरेटरी) नामित एक सीरियल एयरक्राफ्ट पर स्थापित किया गया था। रिएक्टर का उपयोग किया जाता है
केवल एक विकिरण स्रोत के रूप में बुलाया गया था और पानी से ठंडा किया गया था। धड़ के नीचे स्थित शीतलन प्रणाली रेडिएटर, आने वाले वायु प्रवाह से उड़ा दिया गया था। मई-अगस्त 1961 में। Tu-95LAL ने परीक्षण स्थल के क्षेत्र में 34 उड़ानें भरीं। अगला कदम Tu-95 के आधार पर एक प्रयोगात्मक Tu-119 बनाना था। दो पर (से
इसके चार इंजन NK-12M (OKB Kuznetsov), दहन कक्षों के अलावा, एक तरल-धातु शीतलक द्वारा गर्म किए गए हीट एक्सचेंजर्स स्थापित किए गए थे जो कार्गो डिब्बे में स्थित एक परमाणु रिएक्टर से गर्मी लेते थे। इंजनों को NK-14A नामित किया गया था। भविष्य में, लगभग असीमित उड़ान अवधि के साथ एक पनडुब्बी रोधी विमान बनाने के लिए, विमान पर 4 NK-14A इंजन स्थापित करके और धड़ के व्यास को बढ़ाकर, यह मान लिया गया था। हालाँकि, NK-14A इंजन, या बल्कि इसके परमाणु भाग का डिज़ाइन, कई समस्याओं के कारण धीरे-धीरे आगे बढ़ा। नतीजतन, टीयू-119 बनाने की योजना कभी लागू नहीं हुई। इसके अलावा, OKB-156 ने सुपरसोनिक बमवर्षकों के लिए कई विकल्प पेश किए। 85t के टेकऑफ़ वजन के साथ लंबी दूरी की बॉम्बर Tu-120। लंबाई 30.7 मी. 24.4 मी. का पंख फैला हुआ है। तथा
लगभग 1400 किमी / घंटा की अधिकतम गति। एक अन्य परियोजना 102 टन के टेक-ऑफ वजन के साथ कम ऊंचाई वाला हमला करने वाला विमान था। लंबाई 37 मी. विंगस्पैन 19 मी. और अधिकतम गति 1400 किमी/घंटा है। विमान में कम डेल्टा विंग था। इसके दो इंजन धड़ के पिछले हिस्से में एक पैकेज में स्थित थे। टेकऑफ़ और लैंडिंग के दौरान, इंजन मिट्टी के तेल पर चलते थे। सुपरसोनिक रणनीतिक बमवर्षक का वजन 153 टन होना चाहिए था। लंबाई 40.5 मी. और 30.6 मीटर का पंख फैला हुआ है। छह टर्बोजेट इंजन (केबी कुज़नेत्सोव) में से, पूंछ में स्थित दो हीट एक्सचेंजर्स से लैस थे और एक परमाणु रिएक्टर से संचालित हो सकते थे। चार पारंपरिक टर्बोजेट इंजन तोरणों पर विंग के नीचे स्थित थे। बाह्य रूप से, यह विमान अमेरिकी मध्यम सुपरसोनिक बमवर्षक बी-58 के समान था। Myasishchev Design Bureau ने पारंपरिक टर्बोजेट इंजनों को हीट एक्सचेंजर्स (रिएक्टर बम बे में स्थित था) से लैस परमाणु के साथ बदलकर पहले से मौजूद 3M बॉम्बर पर आधारित "परमाणु" विमान बनाने की संभावना पर भी विचार किया। सुपरसोनिक बॉम्बर एम-60 बनाने की संभावना पर भी विचार किया गया। कई विकल्प प्रस्तावित किए गए हैं
विभिन्न प्रकार के इंजनों के साथ लाइन-अप विकल्प (टेकऑफ़ वजन 225-250 टन, पेलोड - 25 टन, गति - 3000 किमी / घंटा तक, लंबाई 51-59 मीटर, विंगस्पैन - 27-31 मीटर)। विकिरण से बचाने के लिए, पायलटों को एक विशेष सीलबंद कैप्सूल में रखा गया था और इंजनों को पीछे के धड़ में रखा गया था। कैप्सूल से दृश्य दृश्य को बाहर रखा गया था और ऑटोपायलट को विमान को लक्ष्य तक ले जाना था। मैनुअल नियंत्रण प्रदान करने के लिए, यह टेलीविजन और रडार स्क्रीन का उपयोग करने वाला था। डेवलपर्स ने शुरू में विमान को मानव रहित बनाने का प्रस्ताव रखा था। लेकिन सेना ने विश्वसनीयता के लिए मानवयुक्त संस्करण पर जोर दिया। एक विकल्प एक समुद्री विमान था। इसका लाभ यह था कि पृष्ठभूमि विकिरण को कम करने के लिए भीगे हुए रिएक्टरों को पानी में डुबोया जा सकता था। रॉकेटरी के विकास और विश्वसनीय अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइलों और परमाणु मिसाइल पनडुब्बियों के उद्भव के साथ, परमाणु बमवर्षकों में सेना की रुचि फीकी पड़ गई और काम कम हो गया। लेकिन 1965 में। वे परमाणु पनडुब्बी विमान बनाने के विचार पर लौट आए। इस बार प्रोटोटाइप भारी परिवहन An-22 Antey था, जिसमें Tu-95 के समान इंजन थे। उस समय तक NK-14A का विकास काफी उन्नत था। टेकऑफ़ और लैंडिंग मिट्टी के तेल (इंजन की शक्ति 4 x 13000 hp) और क्रूजिंग उड़ान - परमाणु ऊर्जा (4 x 8900 hp) पर की जानी थी। उड़ान की अवधि केवल "मानव कारक" द्वारा सीमित थी, चालक दल द्वारा प्राप्त खुराक को सीमित करने के लिए, इसे 50 घंटे के बराबर निर्धारित किया गया था। इस मामले में उड़ान की सीमा 27500 किमी होगी। 1972 में। परमाणु रिएक्टर के साथ एएन -22 ने उनमें 23 उड़ानें भरीं, सबसे पहले, विकिरण सुरक्षा की जाँच की गई। हालांकि, एक विमान दुर्घटना की स्थिति में पर्यावरणीय समस्याओं का समाधान कभी नहीं किया गया था, शायद यही कारण था कि परियोजना को लागू नहीं किया गया था। 80 के दशक में, रुचि पैदा हुई परमाणु विमानबैलिस्टिक मिसाइलों के वाहक के रूप में। लगभग लगातार हवा में, यह दुश्मन द्वारा एक आश्चर्यजनक परमाणु मिसाइल हमले के लिए अजेय होगा। विमान दुर्घटना की स्थिति में, परमाणु रिएक्टर को पैराशूट द्वारा अलग और नीचे किया जा सकता है। लेकिन डिटेंटे की शुरुआत, "पेरेस्त्रोइका" और फिर यूएसएसआर के पतन ने परमाणु विमान को उड़ान भरने की अनुमति नहीं दी। 50 के दशक के मध्य में OKB-301 (मुख्य डिजाइनर S.A. Lavochkin) में, टेम्पेस्ट इंटरकांटिनेंटल क्रूज मिसाइल (PLUTO परियोजना के समान) पर रैमजेट परमाणु इंजन स्थापित करने के मुद्दे का अध्ययन किया गया था। परियोजना को पदनाम "375" प्राप्त हुआ। रॉकेट का विकास ही कोई समस्या नहीं थी, इंजन इंजीनियरों ने निराश किया। OKB-670 (मुख्य डिजाइनर M.M. Bondaryuk) लंबे समय तक रैमजेट परमाणु इंजन के निर्माण का सामना नहीं कर सका। 1960 में। टेम्पेस्ट परियोजना को इसके परमाणु संस्करण के साथ रद्द कर दिया गया था। यह परमाणु इंजन के परीक्षण के लिए कभी नहीं आया। परमाणु ऊर्जा का उपयोग न केवल एक एयर-जेट में काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि एक परमाणु रॉकेट इंजन (एनआरई) में भी किया जा सकता है, जिसे आमतौर पर जेट इंजन में विभाजित किया जाता है, जिसमें काम करने वाले तरल पदार्थ (आरटी) को गर्म करने की प्रक्रिया होती है। निरंतर, और नाड़ी या स्पंदन (सामान्य रूप से भी, वे प्रतिक्रियाशील होते हैं), जिसमें कम शक्ति के परमाणु (थर्मोन्यूक्लियर) विस्फोटों की एक श्रृंखला के माध्यम से परमाणु ऊर्जा को विवेकपूर्वक जारी किया जाता है। रिएक्टर के मूल में परमाणु ईंधन के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, एनआरई को ठोस-चरण, तरल-चरण और गैस-चरण (प्लाज्मा) में विभाजित किया गया है। अलग से, हम रिएक्टर में एनआरई को अलग कर सकते हैं, जिसमें परमाणु ईंधन छद्म-तरलीकृत अवस्था में है (धूल के कणों के घूमने वाले "बादल" के रूप में)। एक अन्य प्रकार का प्रतिक्रियाशील एनआरई एक इंजन है जो आरटी को गर्म करने के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप (रेडियोधर्मी क्षय) के सहज विखंडन के दौरान जारी तापीय ऊर्जा का उपयोग करता है। इस तरह के इंजन का लाभ इसकी डिजाइन की सादगी है, एक महत्वपूर्ण नुकसान आइसोटोप की उच्च लागत है (उदाहरण के लिए, पोलोनियम -210)। इसके अलावा, आइसोटोप के स्वतःस्फूर्त क्षय के साथ, इंजन बंद होने पर भी गर्मी लगातार जारी होती है, और इसे किसी तरह इंजन से हटा दिया जाना चाहिए, जो जटिल हो जाता है और संरचना को भारी बना देता है। स्पंदित परमाणु रिएक्टर में, ऊर्जा परमाणु विस्फोटआरटी को वाष्पीकृत करता है, इसे प्लाज्मा में परिवर्तित करता है। विस्तारित प्लाज्मा क्लाउड शक्तिशाली धातु तल (पुशर प्लेट) पर दबाव डालता है और जेट थ्रस्ट बनाता है। आरटी को एक ठोस के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जिसे आसानी से गैस में परिवर्तित किया जा सकता है, पुशर प्लेट, तरल हाइड्रोजन या एक विशेष टैंक में संग्रहीत पानी पर लगाया जाता है। यह तथाकथित बाहरी-क्रिया स्पंदित एनआरई की एक योजना है, एक अन्य प्रकार आंतरिक-क्रिया स्पंदित एनआरई है, जिसमें जेट नोजल से सुसज्जित विशेष कक्षों (दहन कक्षों) के अंदर छोटे परमाणु या थर्मोन्यूक्लियर चार्ज विस्फोट किए जाते हैं। आरटी भी वहां खिलाया जाता है, जो नोजल के माध्यम से बहते हुए पारंपरिक तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन की तरह जोर पैदा करता है। ऐसी प्रणाली अधिक कुशल है, क्योंकि सभी आरटी और विस्फोट उत्पादों का उपयोग जोर बनाने के लिए किया जाता है। हालांकि, यह तथ्य कि विस्फोट एक निश्चित मात्रा में होते हैं, दहन कक्ष में दबाव और तापमान पर प्रतिबंध लगाते हैं। बाहरी क्रिया का स्पंदित एनआरई सरल है, और परमाणु प्रतिक्रियाओं में जारी ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा कम दक्षता के साथ, प्राप्त करना संभव बनाती है अच्छी विशेषताएंऐसी प्रणाली। संयुक्त राज्य अमेरिका में 1958-63 में। एक स्पंदित परमाणु रिएक्टर "ओरियन" के साथ एक रॉकेट के लिए एक परियोजना विकसित की गई थी। उन्होंने पारंपरिक रासायनिक विस्फोटकों पर स्पंदित इंजन वाले विमान के एक मॉडल का भी परीक्षण किया। प्राप्त परिणामों ने ऐसे इंजन के साथ तंत्र की नियंत्रित उड़ान की मौलिक संभावना का संकेत दिया। मूल रूप से, ओरियन को पृथ्वी से लॉन्च किया जाना था। जमीनी परमाणु विस्फोट से मिसाइल को नुकसान की संभावना को बाहर करने के लिए, इसे लॉन्च के लिए आठ 75-मीटर टावरों पर स्थापित करने की योजना बनाई गई थी। उसी समय, रॉकेट का प्रक्षेपण द्रव्यमान 10,000 टन तक पहुंच गया। और पुशिंग प्लेट का व्यास लगभग 40 मीटर है। रॉकेट संरचना और चालक दल पर गतिशील भार को कम करने के लिए, एक भिगोना उपकरण प्रदान किया गया था। एक संपीड़न चक्र के बाद, इसने प्लेट को उसकी प्रारंभिक स्थिति में लौटा दिया, जिसके बाद एक और विस्फोट हुआ। शुरुआत में हर सेकेंड में 0.1 किलोटन चार्ज किया जाता था। वायुमंडल छोड़ने के बाद, 20 kt की क्षमता के साथ चार्ज करता है। हर 10 सेकंड में विस्फोट। बाद में, वातावरण को प्रदूषित न करने के लिए, शनि -5 रॉकेट के पहले चरण का उपयोग करके ओरियन को पृथ्वी से उठाने का निर्णय लिया गया, और क्योंकि इसका अधिकतम व्यास 10 मीटर था। तब धक्का देने वाली प्लेट का व्यास काट दिया गया
10 मीटर तदनुसार प्रभावी थ्रस्ट कम होकर 350 टन हो गया, रिमोट कंट्रोल के अपने "सूखे" वजन (आरटी के बिना) 90.8 टन के साथ। चंद्र सतह पर 680 टन का पेलोड पहुंचाने के लिए। इसे लगभग 800 प्लूटोनियम आवेशों (प्लूटोनियम का द्रव्यमान 525 किग्रा.) का विस्फोट करने और लगभग 800 टन खर्च करने में समय लगेगा। आरटी. लक्ष्य तक परमाणु हथियार पहुंचाने के साधन के रूप में ओरियन का उपयोग करने के विकल्प पर भी विचार किया गया। लेकिन जल्द ही सेना ने इस विचार को त्याग दिया। और 1963 में। पृथ्वी पर (वायुमंडल में) और पानी के नीचे अंतरिक्ष में परमाणु विस्फोटों पर प्रतिबंध लगाने के लिए एक संधि पर हस्ताक्षर किए गए थे। इससे पूरा प्रोजेक्ट अवैध हो गया। यूएसएसआर में इसी तरह की एक परियोजना पर विचार किया गया था, लेकिन इसका कोई व्यावहारिक परिणाम नहीं था। साथ ही एयरोस्पेस एयरक्राफ्ट (VKS) M-19 KB Myasishchev की परियोजना। इस परियोजना में एक पुन: प्रयोज्य, एकल-चरण एयरोस्पेस प्रणाली के निर्माण की परिकल्पना की गई थी, जो 40 टन तक के पेलोड को निम्न संदर्भ कक्षाओं (185 किमी तक) में रखने में सक्षम थी। इस प्रयोजन के लिए, वीकेएस को एक एनआरई और एक बहु-मोड वायु-प्रतिक्रियाशील प्रणोदन प्रणाली से लैस करना था जो परमाणु रिएक्टर और हाइड्रोजन ईंधन दोनों से संचालित होता था। पृष्ठ पर इस परियोजना के बारे में और पढ़ें। परमाणु ऊर्जा का उपयोग न केवल इंजन में आरटी को गर्म करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि विद्युत ऊर्जा में भी परिवर्तित किया जा सकता है, जिसका उपयोग विद्युत प्रणोदन (ईजेई) में जोर बनाने के लिए किया जाता है। इस योजना के अनुसार, परमाणु ऊर्जा प्रणोदन प्रणाली (एनपीपी) का निर्माण किया गया था, जिसमें परमाणु ऊर्जा प्रतिष्ठान (एनपीपी) और इलेक्ट्रिक रॉकेट प्रणोदन प्रणाली (ईपीपी) शामिल थे। EJE का कोई स्थापित (आम तौर पर स्वीकृत) वर्गीकरण नहीं है। त्वरण के प्रचलित "तंत्र" के अनुसार, RT EJE को गैस-गतिशील (विद्युत रासायनिक), इलेक्ट्रोस्टैटिक (आयनिक) और विद्युत चुम्बकीय (प्लाज्मा) में विभाजित किया जा सकता है। इलेक्ट्रोकेमिकल में, विद्युत ऊर्जा का उपयोग आरटी (विद्युत ताप, थर्मोकैटलिटिक और हाइब्रिड) के ताप या रासायनिक अपघटन के लिए किया जाता है, जबकि आरटी तापमान 5000 डिग्री तक पहुंच सकता है। आरटी का त्वरण पारंपरिक तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजनों की तरह होता है, जब यह इंजन के गैस-गतिशील पथ (नोजल) से होकर गुजरता है। इलेक्ट्रोकेमिकल इंजन ईआरई प्रति यूनिट थ्रस्ट (लगभग 10 किलोवाट / किग्रा) के बीच कम से कम बिजली की खपत करते हैं। एक इलेक्ट्रोस्टैटिक ईजेई में, काम कर रहे तरल पदार्थ को पहले आयनित किया जाता है, जिसके बाद इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र (इलेक्ट्रोड की एक प्रणाली का उपयोग करके) में सकारात्मक आयनों को त्वरित किया जाता है (जेट के चार्ज को बेअसर करने के लिए इंजन से बाहर निकलने पर इलेक्ट्रॉनों को इसमें इंजेक्ट किया जाता है) धारा)। एक विद्युत चुम्बकीय ईआरई में, आरटी इसके माध्यम से गुजरने वाली प्लाज्मा अवस्था (दसियों हज़ार डिग्री) तक गर्म होता है विद्युत का झटका... फिर प्लाज्मा को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में त्वरित किया जाता है (गैस-गतिशील त्वरण का उपयोग "समानांतर में" भी किया जा सकता है)। कम-आणविक या आसानी से अलग करने वाली गैसों और तरल पदार्थों का उपयोग इलेक्ट्रोथर्मल ईजेई में आरटी के रूप में, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षारीय या भारी, आसानी से वाष्पित होने वाली धातुओं या कार्बनिक तरल पदार्थों में, विभिन्न विद्युत चुम्बकीय गैसों और ठोस पदार्थों में किया जाता है। इंजन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर इसका विशिष्ट थ्रस्ट इम्पल्स (पृष्ठ देखें) है, जो इसकी दक्षता को दर्शाता है (जितना अधिक होगा, उतना ही कम आरटी एक किलोग्राम थ्रस्ट बनाने पर खर्च किया जाता है)। के लिए विशिष्ट आवेग विभिन्न प्रकारइंजन विस्तृत सीमाओं के भीतर भिन्न होते हैं: ठोस-प्रणोदक RD -2650 m / s, LRE-4500 m / s, विद्युत रासायनिक ERE - 3000 m / s, प्लाज्मा ERE 290 हजार तक। जैसा कि आप जानते हैं, विशिष्ट आवेग मूल्य सीधे आनुपातिक है वर्गमूल नोजल के सामने तापमान पीटी के मान से। यह (तापमान), बदले में, ईंधन के कैलोरी मान से निर्धारित होता है। रासायनिक ईंधन में सबसे अच्छा संकेतक बेरिलियम + ऑक्सीजन वाष्प - 7200 किलो कैलोरी / किग्रा है। यूरेनियम-235 का ऊष्मीय मान लगभग 2 मिलियन गुना अधिक है। हालांकि, उपयोगी तरीके से उपयोग की जा सकने वाली ऊर्जा की मात्रा केवल 1400 गुना अधिक है। डिज़ाइन सुविधाओं द्वारा लगाई गई सीमाएं ठोस-चरण एनआरई के लिए इस आंकड़े को 2-3 तक कम कर देती हैं (अधिकतम प्राप्य आरटी तापमान लगभग 3000 डिग्री है)। और फिर भी, ठोस-चरण एनआरई का विशिष्ट आवेग आधुनिक तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजनों के लिए 3500-4500 के मुकाबले लगभग 9000 मीटर/सेकेंड है। तरल-चरण एनआरई के लिए, गैस-चरण वाले के लिए विशिष्ट आवेग 20,000 मीटर / सेकंड तक पहुंच सकता है, जहां आरटी तापमान हजारों डिग्री तक पहुंच सकता है, विशिष्ट आवेग 15-70 हजार मीटर / सेकंड है। प्रणोदन प्रणाली (पीएस) या इंजन के वजन पूर्णता को चिह्नित करने वाला एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर उनका विशिष्ट गुरुत्व है - पीएस वजन (प्रणोदक के साथ या बिना) या इंजन से उत्पन्न थ्रस्ट का अनुपात। विपरीत मूल्य का भी उपयोग किया जाता है - विशिष्ट जोर। विशिष्ट गुरुत्व (जोर) विमान के प्राप्त करने योग्य त्वरण, इसके जोर-से-भार अनुपात को निर्धारित करता है। आधुनिक तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजनों के लिए, विशिष्ट गुरुत्व 7-20 किलोग्राम है। थ्रस्ट प्रति टन डेड वेट यानी। थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात 14 तक पहुँच जाता है। एनआरई का थ्रस्ट-टू-डेड-वेट अनुपात भी अच्छा है - 10 तक। साथ ही, ऑक्सीजन-हाइड्रोजन ईंधन का उपयोग करने वाले तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन के लिए, अनुपात संरचना द्रव्यमान के लिए आरटी द्रव्यमान 7-8 के भीतर है। ठोस-चरण एनआरई के लिए, यह पैरामीटर 3-5 तक कम हो जाता है, जो आरटी के वजन को ध्यान में रखते हुए प्रणोदन प्रणाली के विशिष्ट गुरुत्व में लाभ प्रदान करता है। एक विद्युत प्रणोदन इंजन में, विकसित थ्रस्ट 1 किलो बनाने के लिए उच्च ऊर्जा खपत से सीमित होता है। जोर (10 किलोवाट से 1 मेगावाट तक)। मौजूदा विद्युत प्रणोदन प्रणाली का अधिकतम जोर कई किलोग्राम है। ईपीपी में अतिरिक्त तत्वों की उपस्थिति में, ईपीपी की बिजली आपूर्ति से जुड़े, इस तरह के प्रणोदन प्रणाली वाले वाहन का जोर-से-भार अनुपात एक से बहुत कम है। इससे पेलोड को पृथ्वी के निकट की कक्षा में प्रक्षेपित करने के लिए उनका उपयोग करना असंभव हो जाता है (कुछ ईजेई आमतौर पर केवल एक अंतरिक्ष निर्वात में ही काम कर सकते हैं)। अभिविन्यास, स्थिरीकरण और कक्षा सुधार के लिए कम-जोर वाले इंजन के रूप में केवल अंतरिक्ष यान में ईजेई का उपयोग करना समझ में आता है। काम कर रहे तरल पदार्थ (बड़े विशिष्ट आवेग) की कम खपत के कारण, ईजेई के निरंतर संचालन का समय महीनों और वर्षों में मापा जा सकता है। एक परमाणु रिएक्टर से बिजली के साथ विद्युत प्रणोदन इंजन का प्रावधान उन्हें सौर मंडल के "बाहरी इलाके" के लिए उड़ानों के लिए उपयोग करने की अनुमति देगा, जहां सौर बैटरी की क्षमता अपर्याप्त होगी। इस प्रकार, अन्य प्रकार के टैक्सीवे पर एनआरई का मुख्य लाभ उनका बड़ा विशिष्ट आवेग है, जिसमें उच्च थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात (दसियों, सैकड़ों और हजारों टन थ्रस्ट काफी कम मृत वजन के साथ) होता है। एनआरई का मुख्य नुकसान मर्मज्ञ विकिरण के एक शक्तिशाली प्रवाह के साथ-साथ खर्च किए गए आरटी के साथ अत्यधिक रेडियोधर्मी यूरेनियम यौगिकों को हटाने की उपस्थिति है। इस संबंध में, एनआरई ग्राउंड लॉन्च के लिए अस्वीकार्य है। यूएसएसआर में परमाणु प्रणोदक और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण पर काम 50 के दशक के मध्य में शुरू हुआ। 1958 में। यूएसएसआर के मंत्रिपरिषद ने परमाणु प्रणोदक के साथ मिसाइलों के निर्माण पर अनुसंधान कार्य के संचालन पर कई प्रस्तावों को अपनाया। वैज्ञानिक पर्यवेक्षण एम.वी. केल्डिश, आई.वी. कुरचटोव और एस.पी. कोरोलेव। दर्जनों अनुसंधान, डिजाइन, निर्माण और स्थापना संगठन काम में शामिल थे। ये हैं NII-1 (अब Keldysh रिसर्च सेंटर), OKB-670 (मुख्य डिजाइनर M.M. Bondaryuk), परमाणु ऊर्जा संस्थान (IAE, अब Kurchatov Institute) और फिजिक्स एंड पावर इंस्टीट्यूट (अब IPPE जिसका नाम Leipunsky के नाम पर रखा गया है) , रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ इंस्ट्रुमेंटेशन (मुख्य डिजाइनर एएस अब्रामोव), रिसर्च इंस्टीट्यूट -8 (अब वैज्ञानिक अनुसंधान और डिजाइन संस्थान - एनआईकेआईईटी का नाम डोलेज़ल के नाम पर रखा गया है) और ओकेबी -456 (अब ग्लुशको के नाम पर एनपीओ एनर्जोमाश), एनआईआईटीवीईएल (एनपीओ "लुच", अब पोडॉल्स्क साइंटिफिक रिसर्च टेक्नोलॉजिकल इंस्टीट्यूट - PNITI), NII-9 (अब हाई-टेक रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ इनऑर्गेनिक मैटेरियल्स - VNIINM का नाम AA Bochvar के नाम पर रखा गया है), आदि OKB-1 में (बाद में इसका नाम बदलकर सेंट्रल डिज़ाइन ब्यूरो कर दिया गया) प्रायोगिक मैकेनिकल इंजीनियरिंग के - TsKBEM, NPO Energia, RSC Energia कोरोलेव के नाम पर), एकल-चरण बैलिस्टिक मिसाइल YAR-1 और दो-चरण परमाणु रासायनिक मिसाइल YakhR-2 के प्रारंभिक डिजाइन विकसित किए गए थे। दोनों ने 140t थ्रस्ट NRM के उपयोग की परिकल्पना की। परियोजनाएं 30 दिसंबर, 1959 तक तैयार हो गईं। हालाँकि, एक लड़ाकू YR-1 का निर्माण अनुपयुक्त समझा गया था और उस पर काम रोक दिया गया था। YaKhR-2 में R-7 के समान एक योजना थी, लेकिन पहले चरण के छह साइड रॉकेट ब्लॉकों के साथ, NK-9 इंजन से लैस थे। दूसरा चरण (केंद्रीय इकाई) एक यार्ड से सुसज्जित था। रॉकेट का प्रक्षेपण द्रव्यमान 850-880 टन था। 35-40 टन के पेलोड द्रव्यमान के साथ। (2000 टन के शुरुआती वजन के साथ एक विकल्प पर भी विचार किया गया था। लंबाई 42 मीटर। अधिकतम अनुप्रस्थ आयाम 19 मीटर। 150 टन तक पेलोड।)। सभी YaKhR-2 इकाइयों के इंजनों को पृथ्वी पर लॉन्च किया गया। इस मामले में, एनआरई को "निष्क्रिय" मोड में लाया गया था (रिएक्टर की शक्ति काम कर रहे द्रव प्रवाह की अनुपस्थिति में नाममात्र का 0.1% थी)। साइड ब्लॉक को अलग करने से कुछ सेकंड पहले ऑपरेटिंग मोड में आउटपुट उड़ान में किया गया था। 1959 के मध्य में। ओकेबी-1 ने थ्रस्ट 200 और 40 टन के साथ यार्ड के लिए ड्राफ्ट डिजाइन के विकास के लिए इंजन बिल्डरों (ओकेबी-670 और ओकेबी-456) को तकनीकी असाइनमेंट जारी किए। एन-1 भारी प्रक्षेपण यान पर काम शुरू होने के बाद इसके आधार पर दूसरे चरण में एनआरई के साथ दो चरणों वाला प्रक्षेपण यान बनाने के सवाल पर विचार किया गया। यह पृथ्वी के निकट की कक्षा में लॉन्च किए गए पेलोड में कम से कम 2-2.5 गुना और चंद्र उपग्रह की कक्षा में 75-90% की वृद्धि सुनिश्चित करेगा। लेकिन यह प्रोजेक्ट भी पूरा नहीं हुआ - N-1 रॉकेट ने कभी उड़ान नहीं भरी। OKB-456 और OKB-670 परमाणु रॉकेट इंजन के डिजाइन में शामिल थे। उन्होंने सॉलिड-फेज न्यूक्लियर रिएक्टर के लिए कई ड्राफ्ट डिजाइन पूरे कर लिए हैं। तो 1959 तक OKB-456 में। वाटर मॉडरेटर के साथ RD-401 इंजन और बेरिलियम मॉडरेटर के साथ RD-402 के ड्राफ्ट डिजाइन, जिसमें 170 टन के शून्य में जोर था, तैयार थे। 428 सेकंड के विशिष्ट जोर आवेग के साथ। काम कर रहे तरल पदार्थ तरल अमोनिया था। 1962 तक। OKB-1 के संदर्भ की शर्तों के अनुसार, RD-404 परियोजना को 203 टन के जोर के साथ पूरा किया गया था। 950 सेकंड के विशिष्ट जोर आवेग के साथ। (आरटी - तरल हाइड्रोजन), और 1963 में। - RD-405 40-50 टन के जोर के साथ। हालाँकि, 1963 में। OKB-456 के सभी प्रयासों को गैस-चरण परमाणु रॉकेट इंजन के विकास के लिए पुनर्निर्देशित किया गया था। एक ठोस चरण रिएक्टर और आरटी के रूप में एक अमोनियम-अल्कोहल मिश्रण के साथ कई YRE परियोजनाओं को उसी वर्ष OKB-670 द्वारा विकसित किया गया था। प्रारंभिक डिजाइन से एनआरई के वास्तविक नमूनों के निर्माण के लिए संक्रमण के लिए, कई और मुद्दों को हल करना आवश्यक था और सबसे पहले, उच्च तापमान पर परमाणु रिएक्टर के ईंधन तत्वों (ईंधन तत्वों) की संचालन क्षमता की जांच करना। 1958 में कुरचटोव। इसके लिए एक विस्फोटक रिएक्टर बनाने का प्रस्ताव रखा (RVD, स्पंदित ग्रेफाइट रिएक्टर का आधुनिक नाम - IGR)। इसका डिजाइन और निर्माण एनआईआई-8 को सौंपा गया था। आरवीडी में, यूरेनियम विखंडन की तापीय ऊर्जा को कोर के बाहर नहीं हटाया गया था, लेकिन बहुत उच्च तापमान तक गर्म किया गया था जिसमें से ग्रेफाइट (यूरेनियम के साथ) जोड़ा गया था। यह स्पष्ट है कि ऐसा रिएक्टर केवल थोड़े समय के लिए संचालित हो सकता है - आवेगों द्वारा, कोल्डाउन के लिए स्टॉप के साथ। कोर में किसी भी धातु के हिस्से की अनुपस्थिति ने "चमक" उत्पन्न करना संभव बना दिया, जिसकी शक्ति केवल ग्रेफाइट उच्च बनाने की क्रिया तापमान द्वारा सीमित थी। सक्रिय क्षेत्र के केंद्र में एक गुहा था जिसमें परीक्षण के नमूने स्थित थे। उसी 1958 में। सेमीप्लाटिंस्क परीक्षण स्थल पर, उस स्थान से दूर नहीं जहां पहले परमाणु बम का परीक्षण किया गया था, आवश्यक इमारतों और संरचनाओं का निर्माण शुरू हुआ। मई-जून 1960 में। रिएक्टर का भौतिक ("ठंडा") स्टार्ट-अप किया गया था, और एक साल बाद ग्रेफाइट स्टैक को 1000 डिग्री तक गर्म करने की एक श्रृंखला शुरू की गई थी। पर्यावरण सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, स्टैंड को "बंद" योजना के अनुसार बनाया गया था - खर्च किए गए शीतलक को वायुमंडल में छोड़ने से पहले गैसहोल्डर्स में रखा गया था, और फिर फ़िल्टर किया गया था। 1962 से IGR (RVD) ने NII-9 और NII-1 में विकसित NRD रिएक्टरों के लिए विभिन्न प्रकार के ईंधन तत्वों और ईंधन असेंबलियों (FA) का परीक्षण किया। 50 के दशक के उत्तरार्ध में, NII-1 और IPPE ने गैस ईंधन तत्वों की गैस गतिकी और गैस-चरण रिएक्टरों के भौतिकी का अध्ययन किया, जिससे गैस-चरण NRE बनाने की मौलिक संभावना दिखाई दी। आसपास के सोलनॉइड द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की मदद से ऐसे इंजन के कार्य कक्ष में, एक "स्थिर" क्षेत्र बनाया गया था जिसमें यूरेनियम को लगभग 9000 डिग्री के तापमान पर गर्म किया गया था। और इस क्षेत्र से बहने वाले हाइड्रोजन को गर्म किया (अवशोषण में सुधार करने के लिए दीप्तिमान ऊर्जा इसमें विशेष योजक जोड़े गए थे)। परमाणु ईंधन का कुछ हिस्सा अनिवार्य रूप से गैस की धारा से दूर ले जाया गया था, इसलिए, यूरेनियम के नुकसान की लगातार भरपाई करना आवश्यक था। गैस-चरण NRE में 20,000 m / s तक का विशिष्ट आवेग हो सकता है। ऐसे इंजन पर काम 1963 में शुरू हुआ था। OKB-456 में (NII-1 के वैज्ञानिक पर्यवेक्षण के तहत)। 1962 में। एक ठोस चरण रिएक्टर के साथ एक प्रयोगात्मक स्टैंड IR-20, जिसमें पानी एक मॉडरेटर था, IPPE में बनाया गया था। यह ठोस चरण परमाणु रिएक्टरों के भौतिक मानकों का अध्ययन करने वाला पहला व्यक्ति था, जो बाद के डिजाइनों के आधार के रूप में कार्य करता था। 1968 में। आईआर -20 स्टैंड में प्राप्त अनुभव को ध्यान में रखते हुए, यहां एक भौतिक स्टैंड "स्ट्रेला" बनाया गया था, जिस पर एक रिएक्टर स्थापित किया गया था, जो एक उड़ान-प्रकार के परमाणु रिएक्टर के काफी करीब की संरचना थी। परमाणु रॉकेट इंजन बनाने की राह पर अगला कदम परमाणु रॉकेट इंजन के जमीनी प्रोटोटाइप के परीक्षण के लिए एक विशेष प्रायोगिक स्टैंड का निर्माण था। 1964 में। परमाणु रॉकेट इंजनों के परीक्षण के लिए एक बेंच कॉम्प्लेक्स के निर्माण पर एक सरकारी फरमान जारी किया गया था, जिसे "बाइकाल" नाम दिया गया था, जो कि सेमिपाल्टिंस्क परीक्षण स्थल पर था। फरवरी 1965 तक। IAE ने बैकाल कॉम्प्लेक्स के लिए एक रिएक्टर के विकास के लिए एक तकनीकी असाइनमेंट तैयार किया (इसे IVG-1 अनुसंधान उच्च तापमान गैस-कूल्ड इंडेक्स प्राप्त हुआ)। NII-8 अपना डिजाइन (IAE के वैज्ञानिक पर्यवेक्षण के तहत) शुरू करता है। ईंधन असेंबलियों का विकास और निर्माण NIITVEL को सौंपा गया है। 1966 में। पहले सोवियत ठोस-चरण परमाणु रिएक्टर (इंडेक्स 11B91 या RD-0410) का विकास वोरोनिश केबी खिमावतोमेटिकी (KBKhA) Ch में स्थानांतरित कर दिया गया था। डिजाइनर ए.डी. कोनोपाटोव। 1968 में। NPO Energomash (OKB-456) ने गैस-चरण रिएक्टर वाले इंजन के लिए एक मसौदा डिजाइन का विकास पूरा किया। RD-600 नामित इंजन में लगभग 600 टन का जोर होना चाहिए था। लगभग 60 टन के मृत वजन के साथ। बेरिलियम और ग्रेफाइट का उपयोग मॉडरेटर और रिफ्लेक्टर के रूप में किया जाता था। - लिथियम के अतिरिक्त हाइड्रोजन। 24 मई 1968 सरकार ने प्रस्तावित परियोजना के आधार पर एक परमाणु रॉकेट इंजन के निर्माण के साथ-साथ इसके परीक्षणों के लिए एक बेंच बेस के निर्माण के लिए एक डिक्री जारी की, जिसे "बाइकाल -2" नाम मिला। KBKhA में एक उड़ान प्रोटोटाइप YARD 11B91 के विकास के समानांतर, NII-1 में इसका बेंच प्रोटोटाइप (IR-100) बनाया गया था। 1970 में। इन कार्यों को संयुक्त किया गया था (कार्यक्रम को सूचकांक 11B91-IR-100 प्राप्त हुआ), और NRM के बेंच और फ्लाइट मॉडल पर सभी डिज़ाइन कार्य KBKhA में केंद्रित थे। पहले रिएक्टर यार्ड 11B91-IR-100 का भौतिक स्टार्ट-अप IPPE में स्ट्रेला स्टैंड पर किया गया था। इस पर व्यापक शोध कार्यक्रम चलाया गया। बैकाल परिसर के निर्माण में कई साल लगे। परिसर में दो शाफ्ट शामिल थे जहां गैन्ट्री क्रेन का उपयोग करके प्रायोगिक रिएक्टरों को उतारा गया था। 18 सितंबर, 1972 आईवीजी -1 रिएक्टर का भौतिक स्टार्ट-अप बैकाल कॉम्प्लेक्स के पहले वर्कस्टेशन के हिस्से के रूप में हुआ। इसे 20-40 टन के जोर के साथ भविष्य के यार्ड के परीक्षण बेंच प्रोटोटाइप के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। और नए प्रकार के परमाणु ईंधन के परीक्षण के लिए एक स्टैंड के रूप में। रिएक्टर में एक बेरिलियम परावर्तक था; मॉडरेटर पानी था। इसके मूल में 31 ईंधन असेंबलियाँ शामिल थीं। परमाणु ईंधन को ठंडा करने वाले हाइड्रोजन को 2500 डिग्री तक गर्म किया जा सकता है, और एक विशेष केंद्रीय चैनल में सभी 3000 प्राप्त किए जा सकते हैं। ऊर्जावान स्टार्ट-अप मार्च 1975 की शुरुआत में ही हुआ था। जिसे स्टैंड कॉम्प्लेक्स के सभी भवनों और संरचनाओं के निर्माण को पूरा करने की आवश्यकता से समझाया गया था, बड़ी मात्रा में कमीशनिंग और कर्मियों के प्रशिक्षण का प्रदर्शन। खानों के बीच स्थित एक भूमिगत बंकर में यंत्र थे। एक और 800 मीटर की दूरी पर स्थित है। एक नियंत्रण कक्ष था। डेढ़ किलोमीटर भूमिगत सुरंग के जरिए सुरक्षित क्षेत्र से कंट्रोल पैनल तक पहुंचा जा सकता था। खदान के पास 150 मीटर की गहराई पर। एक गोलाकार कंटेनर रखा गया था जहां गैसीय हाइड्रोजन को उच्च दबाव में पंप किया गया था। रिएक्टर में लगभग 3000 डिग्री तक गर्म किया गया। हाइड्रोजन को सीधे वायुमंडल में फेंका गया। हालांकि, इस मामले में विखंडन उत्पादों को हटाना उनके सामान्य संचालन के दौरान परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के रेडियोधर्मी उत्सर्जन के करीब था। और फिर भी, दिन के दौरान खदान के करीब डेढ़ किलोमीटर के करीब जाने की अनुमति नहीं थी, और एक महीने के लिए खदान तक पहुंचना असंभव था। संचालन के 13 वर्षों में, IVG-1 रिएक्टर के 28 हॉट स्टार्ट-अप किए गए। 4 प्रायोगिक कोर में लगभग 200 गैस-कूल्ड ईंधन असेंबलियों का परीक्षण किया गया। रेटेड शक्ति पर काम करने वाली कई विधानसभाओं का सेवा जीवन 4000 सेकंड था। इन परीक्षणों के कई परिणाम संयुक्त राज्य अमेरिका में एनआरई कार्यक्रम के तहत काम के दौरान प्राप्त परिणामों से काफी अधिक हैं, क्योंकि आईवीजी -1 रिएक्टर कोर में अधिकतम गर्मी रिलीज घनत्व 25 किलोवाट / सेमी तक पहुंच गया है। अमेरिकियों के लिए बनाम 5.2, ईंधन असेंबलियों के आउटलेट पर हाइड्रोजन का तापमान अमेरिकियों के लिए लगभग 2800 डिग्री बनाम 2300 था। 1977 में। दूसरा-ए "बाइकाल" बेंच कॉम्प्लेक्स का वर्कस्टेशन चालू किया गया था, जिस पर 17 सितंबर, 1977 को काम किया गया था। YRD 11B91-IR-100, जिसे IRGIT नामित किया गया था, के लिए पहले बेंच रिएक्टर का भौतिक स्टार्ट-अप किया गया था। छह महीने बाद, 27 मार्च, 1978 को। पावर स्टार्ट-अप किया गया। जिसके दौरान 25 मेगावाट (डिजाइन का 15%) की शक्ति तक पहुंच गया, हाइड्रोजन का तापमान 1500 डिग्री था, ऑपरेटिंग समय 70 सेकंड था। 3 जुलाई 1978 को परीक्षणों के दौरान। और 11 अगस्त 1978 को। 33 मेगावाट और 42 मेगावाट की क्षमता तक पहुँच गया था; हाइड्रोजन का तापमान 2360 डिग्री था। 70 के दशक के अंत में, 80 के दशक की शुरुआत में, बेंच कॉम्प्लेक्स पर दो और श्रृंखला परीक्षण किए गए - दूसरा और तीसरा 11B91-IR-100 वाहन। आईजीआर और आईवीजी रिएक्टरों में ईंधन असेंबलियों के परीक्षण भी जारी रहे, तरल हाइड्रोजन पर इंजन के परीक्षण के लिए दूसरे-बी कार्यस्थल को संचालन में लाने के उद्देश्य से संरचनाओं का निर्माण किया गया। उसी समय, तथाकथित "कोल्ड" 11B91X इंजन के परीक्षण, जिसमें परमाणु रिएक्टर नहीं था, मास्को के पास ज़ागोर्स्क में स्थित एक स्टैंड पर किए गए थे। हाइड्रोजन को पारंपरिक ऑक्सीजन-हाइड्रोजन बर्नर से विशेष हीट एक्सचेंजर्स में गर्म किया गया था। 1977 तक। "कोल्ड" इंजन के काम करने के सभी कार्य हल हो गए (इकाइयाँ घंटों काम कर सकती थीं)। सिद्धांत रूप में, एनआरएम बनाया गया था और उड़ान परीक्षणों के लिए इसकी तैयारी कई और वर्षों के लिए एक मामला था। YRD 11B91 में थर्मल न्यूट्रॉन पर एक विषम रिएक्टर था, मॉडरेटर ज़िरकोनियम हाइड्राइड, बेरिलियम रिफ्लेक्टर, यूरेनियम और टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित परमाणु ईंधन सामग्री थी, जिसमें लगभग 80% यूरेनियम -235 की सामग्री थी। यह लगभग 50 सेमी व्यास का एक अपेक्षाकृत छोटा धातु का सिलेंडर था। और लगभग एक मीटर लंबा। अंदर - 900 पतली छड़ें, जिनमें यूरेनियम कार्बाइड होता है। एनआरडी रिएक्टर एक बेरिलियम न्यूट्रॉन परावर्तक से घिरा हुआ था, जिसमें ड्रम एम्बेडेड थे, एक तरफ न्यूट्रॉन अवशोषक के साथ कवर किया गया था। उन्होंने नियंत्रण छड़ की भूमिका निभाई - ड्रम के किस पक्ष के आधार पर कोर का सामना करना पड़ रहा था, उन्होंने रेक्टर की शक्ति को विनियमित करते हुए, कम या ज्यादा न्यूट्रॉन को अवशोषित किया (अमेरिकियों की एक ही योजना थी)। 1985 के आसपास। YARD 11B91 अपनी पहली अंतरिक्ष उड़ान बना सकता है। लेकिन कई कारणों से ऐसा नहीं हुआ। 1980 के दशक की शुरुआत तक, अत्यधिक कुशल तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन के विकास में महत्वपूर्ण सफलताएँ प्राप्त हुई थीं, जो चंद्रमा और सौर मंडल के अन्य निकटवर्ती ग्रहों की खोज के लिए योजनाओं के परित्याग के साथ-साथ प्रश्न में बुलाए गए थे। परमाणु रॉकेट इंजन बनाने की व्यवहार्यता। उभरती हुई आर्थिक कठिनाइयों और तथाकथित "पेरेस्त्रोइका" ने इस तथ्य को जन्म दिया कि 1988 में संपूर्ण अंतरिक्ष उद्योग "अपमान में" था। यूएसएसआर में परमाणु प्रणोदक पर काम बंद कर दिया गया था। K.E. Tsiolkovsky ने 1903 में जेट थ्रस्ट बनाने के लिए बिजली का उपयोग करने का विचार व्यक्त किया। पहला प्रायोगिक ERE 1929-1933 में VP Glushko के नेतृत्व में गैस-डायनेमिक लैबोरेटरी (लेनिनग्राद) में बनाया गया था। EJE बनाने की संभावना का अध्ययन 50 के दशक के अंत में IAE (L.A. Artsimovich के नेतृत्व में), NII-1 (V.M. Ievlev और A.A. Porotnikov के नेतृत्व में) और कई अन्य संगठनों में शुरू हुआ। तो OKB-1 में, परमाणु विद्युत प्रणोदन इंजन बनाने के उद्देश्य से अनुसंधान किया गया था। 1962 में। LV N1 के प्रारंभिक डिजाइन में "भारी अंतर्ग्रहीय जहाजों के लिए परमाणु ऊर्जा प्रणोदन पर सामग्री" शामिल थी। 1960 में। विद्युत प्रणोदन प्रणाली पर काम के संगठन पर एक सरकारी फरमान जारी किया गया था। IAE और NII-1 के अलावा दर्जनों अन्य शोध संस्थान, डिजाइन ब्यूरो और संगठन काम में शामिल थे। 1962 तक। NII-1 में, अपरदन प्रकार का एक स्पंदित प्लाज्मा थ्रस्टर (SPD) बनाया गया था। एसपीडी में, प्लाज्मा एक स्पंदित (स्पार्क) में एक ठोस ढांकता हुआ (फ्लोरोप्लास्ट -4 उर्फ ​​टेफ्लॉन) के वाष्पीकरण (पृथक्करण) के परिणामस्वरूप बनता है। बिजली का निर्वहनप्लाज्मा के विद्युत चुम्बकीय त्वरण के बाद कई माइक्रोसेकंड (पल्स पावर 10-200 मेगावाट) की अवधि। ऐसे इंजन का पहला जीवन परीक्षण 27 मार्च को शुरू हुआ और 16 अप्रैल, 1962 तक चला। 1 किलोवाट (नाड़ी - 200 मेगावाट) की औसत बिजली खपत के साथ, जोर 1 ग्राम था। - कर्षण 1 किलोवाट / जी की "कीमत"। अंतरिक्ष में परीक्षणों के लिए, जोर के लगभग 4 गुना कम "कीमत" की आवश्यकता थी। इस तरह के मापदंडों को 1962 के अंत तक हासिल कर लिया गया था। नया इंजन 0.2 g का थ्रस्ट बनाने के लिए 50 W (पल्स पावर 10 MW) की खपत की। (बाद में थ्रस्ट की "कीमत" को प्रति वर्ष 85W पर लाया गया)। मार्च 1963 में। एसपीडी पर आधारित एक अंतरिक्ष यान की एक डीसी स्थिरीकरण प्रणाली बनाई और परीक्षण की गई, जिसमें छह मोटर्स, एक वोल्टेज कनवर्टर (1 केवी के वोल्टेज के साथ 100 μF की क्षमता वाले कैपेसिटर द्वारा एक स्पार्क डिस्चार्ज बनाया गया था), एक प्रोग्राम-स्विचिंग डिवाइस शामिल था। , उच्च वोल्टेज सील कनेक्टर और अन्य उपकरण। प्लाज्मा का तापमान 30 हजार डिग्री तक पहुंच गया। और समाप्ति की गति 16 किमी / सेकंड है। एक ईजेई के साथ एक अंतरिक्ष यान ("ज़ोंड" प्रकार की एक इंटरप्लानेटरी जांच) का पहला प्रक्षेपण नवंबर 1 9 63 के लिए निर्धारित किया गया था। 11 नवंबर 1963 को स्टार्ट-अप। प्रक्षेपण यान की विफलता के साथ समाप्त हुआ। केवल 30 नवंबर, 1964। AMS "Zond-2" एक EJE के साथ मंगल की ओर सफलतापूर्वक लॉन्च किया गया। 14 दिसंबर 1964 पृथ्वी से 5 मिलियन किमी से अधिक की दूरी पर, प्लाज्मा थ्रस्टर्स को चालू किया गया था (गैस-डायनामिक थ्रस्टर्स को इस समय के लिए बंद कर दिया गया था), जो सौर बैटरी द्वारा संचालित थे। 70 मिनट के भीतर। छह प्लाज्मा थ्रस्टर्स ने अंतरिक्ष में स्टेशन के आवश्यक अभिविन्यास को बनाए रखा। 1968 में यूएसए में। एक संचार उपग्रह "LES-6" को चार अपरदनकारी SPDs के साथ लॉन्च किया गया था जो 2 वर्षों से अधिक समय से काम कर रहे हैं। के लिये आगे का कार्यईआरई पर ओकेबी "फकेल" (कलिनिनग्राद में बीएस स्टेकिन के नाम पर ओकेबी के आधार पर) द्वारा आयोजित किया गया था। ओकेबी "फकेल" का पहला विकास "ग्लोबस" प्रकार (एईएस "गोरिज़ॉन्ट") के सैन्य अंतरिक्ष यान के लिए स्थिरीकरण और अभिविन्यास प्रणाली का ईपीडी था, जो एसपीडी "ज़ोंड -2" के करीब था। 1971 से। उल्का मौसम संबंधी उपग्रह की कक्षा सुधार प्रणाली में, ओकेबी फकेल के दो प्लाज्मा थ्रस्टर्स का उपयोग किया गया था, जिनमें से प्रत्येक ने 32.5 किलोग्राम वजन के साथ लगभग 0.4 किलोवाट की खपत की, जबकि लगभग 2 ग्राम का जोर विकसित किया। बहिर्वाह वेग 8 किमी / सेकंड से अधिक, आरटी स्टॉक (संपीड़ित क्सीनन) 2.4 किलो था। 1982 से लुच भूस्थैतिक संचार उपग्रहों पर, फकेल डिजाइन ब्यूरो द्वारा विकसित ईपीई का उपयोग किया जाता है। 1991 तक ईजेई ने 16 अंतरिक्ष यान पर सफलतापूर्वक प्रचालन किया। ईआरई के बारे में अधिक विवरण सैया के एक अलग पृष्ठ पर वर्णित किया जाएगा। निर्मित ईजेई का जोर ऑनबोर्ड ऊर्जा स्रोतों की विद्युत शक्ति द्वारा सीमित था। ईपीपी के जोर को कई किलोग्राम तक बढ़ाने के लिए, शक्ति को कई सौ किलोवाट तक बढ़ाना आवश्यक था, जो कि पारंपरिक तरीकों (संचयक और सौर पैनल) द्वारा व्यावहारिक रूप से असंभव था। इसलिए, आईपीपीई, आईएई और अन्य संगठनों में विद्युत प्रणोदन पर काम के समानांतर, परमाणु रिएक्टर की थर्मल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में सीधे परिवर्तित करने के लिए काम शुरू किया गया था। ऊर्जा रूपांतरण के मध्यवर्ती चरणों के उन्मूलन और चलती भागों की अनुपस्थिति ने अंतरिक्ष यान पर उपयोग के लिए उपयुक्त पर्याप्त रूप से उच्च शक्ति और संसाधन के कॉम्पैक्ट, हल्के और विश्वसनीय बिजली संयंत्र बनाना संभव बना दिया। 1965 में। OKB-1 में, IPPE के साथ, परमाणु ऊर्जा संयंत्र YaERD-2200 का प्रारंभिक डिजाइन विकसित किया गया था अंतरग्रहीय जहाजचालक दल के साथ। प्रणोदन प्रणाली में दो इकाइयाँ शामिल थीं (प्रत्येक का अपना परमाणु ऊर्जा संयंत्र था), प्रत्येक इकाई की विद्युत शक्ति 2200 kW, थ्रस्ट 8.3 किलोग्राम थी। मैग्नेटोप्लाज्मा इंजन में लगभग 54,000 मीटर / सेकंड का विशिष्ट आवेग था। 1966-70 में। एक थर्मल उत्सर्जन परमाणु ऊर्जा संयंत्र (11B97) का प्रारंभिक डिजाइन और LV N1M द्वारा निकाले जाने वाले मंगल ग्रह के परिसर के लिए एक EJE विकसित किया गया था। परमाणु ऊर्जा प्रणोदन प्रणाली को अलग-अलग इकाइयों से इकट्ठा किया गया था, एक इकाई की विद्युत शक्ति 5 मेगावाट तक थी। ईजेई जोर - 9.5 किग्रा। 78000 मीटर / सेकंड के एक विशिष्ट जोर आवेग पर। हालांकि, शक्तिशाली परमाणु ऊर्जा स्रोतों के निर्माण में अपेक्षा से अधिक समय लगा। रेडियोधर्मी समस्थानिकों (उदाहरण के लिए, पोलोनियम -210) के सहज विखंडन की गर्मी का उपयोग करते हुए रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी), डिजाइन की सादगी और कम वजन के कारण व्यावहारिक अनुप्रयोग खोजने वाले पहले व्यक्ति थे। थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर अनिवार्य रूप से एक साधारण थर्मोकपल था। हालांकि, आरटीजी की उनकी अपेक्षाकृत कम बिजली खपत और प्रयुक्त आइसोटोप की उच्च लागत ने उनके आवेदन को गंभीर रूप से सीमित कर दिया। एक इकाई (कन्वर्टर रिएक्टर) में संयुक्त परमाणु रिएक्टरों के संयोजन में थर्मोइलेक्ट्रिक और थर्मिओनिक ऊर्जा कन्वर्टर्स का उपयोग किया गया था बेहतर संभावनाएं ... 1964 में IEA (NPO "Luch" के साथ) में एक छोटे आकार के रिएक्टर-कन्वर्टर बनाने की संभावना के प्रायोगिक सत्यापन के लिए। एक प्रयोगात्मक सेटअप "रोमाश्का" बनाया गया था। कोर में जारी गर्मी ने रिएक्टर की बाहरी सतह पर स्थित थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर को गर्म किया, जिसमें बड़ी संख्या में सिलिकॉन-जर्मेनियम सेमीकंडक्टर प्लेट्स शामिल थे, जबकि उनकी दूसरी सतह को रेडिएटर द्वारा ठंडा किया गया था। विद्युत शक्ति 500 ​​डब्ल्यू थी। 40 kW के रिएक्टर की तापीय शक्ति के साथ। रोमाशकी के परीक्षण जल्द ही समाप्त कर दिए गए क्योंकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र बीईएस -5 ("बुक") पहले से ही बहुत अधिक शक्ति के परीक्षण से गुजर रहा था। 2800 W की विद्युत शक्ति के साथ NPP BES-5 का विकास, जिसका उद्देश्य US-A रडार टोही अंतरिक्ष यान के उपकरणों को शक्ति प्रदान करना है, 1961 में शुरू हुआ। आईपीपीई के वैज्ञानिक पर्यवेक्षण के तहत एनपीओ "क्रास्नाया ज़्वेज़्दा" में। यूएस-ए अंतरिक्ष यान (3 अक्टूबर, 1970, "कॉसमॉस -367") की पहली उड़ान असफल रही - एनपीपी बीईएस -5 110 मिनट के लिए संचालित हुई। जिसके बाद रिएक्टर कोर पिघल गया। 1975 में संशोधित परमाणु ऊर्जा संयंत्र के अगले 9 प्रक्षेपण सफल रहे। यूएस-ए अंतरिक्ष यान को नौसेना द्वारा अपनाया गया था। जनवरी 1978 में। यूएस-ए अंतरिक्ष यान की विफलता के कारण (कोस्मोस-954, बुक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के टुकड़े कनाडा के क्षेत्र में गिर गए। कुल मिलाकर (1989 में डीकमिशनिंग से पहले), इन अंतरिक्ष यान के 32 प्रक्षेपण किए गए थे। काम के समानांतर थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण पर - परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर थर्मोनिक कन्वर्टर्स के साथ काम किया गया था जिसमें उच्च दक्षता, सेवा जीवन और वजन और आकार की विशेषताएं थीं। थर्मोनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, सतह से थर्मोनिक उत्सर्जन का प्रभाव एक पर्याप्त गर्म कंडक्टर का उपयोग किया गया था। कीव में आधार (1970 में अल्मा-अता में एक ही आधार दिखाई दिया) काम दो डेवलपर्स द्वारा किया गया था - एनपीओ "क्रास्नाया ज़्वेज़्दा" (आईपीपीई का वैज्ञानिक प्रबंधन) परमाणु ऊर्जा संयंत्र "पुखराज" विकसित कर रहा था। रेडियोलो उपग्रहों के लिए 5-6.6 kW की विद्युत शक्ति के साथ - cational टोही, Energovak-TsKBM (RRC Kurchatov Institute का वैज्ञानिक प्रबंधन) ने Ekran-AM टीवी प्रसारण अंतरिक्ष यान के लिए येनिसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकसित किया। इसका एक बार प्लाज्मा-ए अंतरिक्ष यान (2 फरवरी, 1987) पर अंतरिक्ष में परीक्षण किया गया था। "कॉसमॉस-1818" और 10 जुलाई 1987। "कॉसमॉस-1867")। एक वर्ष के अनुमानित संसाधन के साथ, पहले से ही दूसरी उड़ान में, पुखराज ने 11 महीने से अधिक समय तक काम किया, लेकिन प्रक्षेपण वहीं रुक गया। अंतरिक्ष यान पर काम की समाप्ति के कारण जमीनी परीक्षण के चरण में येनिसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र पर काम समाप्त कर दिया गया था, जिसके लिए इसका इरादा था। अंतरिक्ष यान के लिए परमाणु ऊर्जा स्रोतों के बारे में अधिक विवरण साइट के एक अलग पृष्ठ पर वर्णित किया जाएगा। 1970 में। NPO Energomash ने 3.3 GW की विद्युत शक्ति के साथ एक गैस-चरण रिएक्टर (एक गैर-प्रवाहित क्षेत्र के विखंडनीय क्षेत्र के साथ) EU-610 के साथ एक अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा संयंत्र का एक मसौदा डिजाइन विकसित किया। हालांकि, काम के दौरान जो समस्याएं आईं, उन्होंने इस परियोजना के कार्यान्वयन की अनुमति नहीं दी। 1978 में। NPO Krasnaya Zvezda ने Zarya-3 परमाणु ऊर्जा संयंत्र के 2 प्रकारों के लिए 24 kW की विद्युत शक्ति और एक वर्ष से अधिक के संसाधन के लिए तकनीकी प्रस्ताव विकसित किए। पहला विकल्प पुखराज -1 परमाणु ऊर्जा संयंत्र का एक संशोधन है, दूसरे में एक मूल योजना (गर्मी पाइप के साथ बाहरी टीईसी) थी। एक विशिष्ट अंतरिक्ष यान के लिए बाध्यता की कमी के कारण प्रतिष्ठानों पर काम समाप्त कर दिया गया था। 1981-86 की अवधि में। बड़ी मात्रा में डिजाइन और विकास और प्रायोगिक कार्य किए गए, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सेवा जीवन को 3-5 साल तक बढ़ाने और 600 kW तक की विद्युत शक्ति को बढ़ाने की मौलिक संभावना को दर्शाता है। 1982 में। एनपीओ एनर्जिया (टीएसकेबीईएम), एमओई के संदर्भ की शर्तों के अनुसार, 550 किलोवाट की विद्युत शक्ति के साथ एक परमाणु इंटरऑर्बिटल टगबोट हरक्यूलिस के लिए एक तकनीकी प्रस्ताव विकसित किया है, जिसे 200 किमी की ऊंचाई के साथ एक संदर्भ कक्षा में लॉन्च किया गया है। जटिल "एनर्जिया-बुरान" या एलवी "प्रोटॉन"। 1986 में। भूस्थैतिक कक्षा में 100 टन वजन वाले पेलोड के परिवहन के लिए एक परमाणु विद्युत प्रणोदन इंजन के साथ एक इंटरऑर्बिटल टग के उपयोग के लिए एक तकनीकी प्रस्ताव विकसित किया गया था, जिसे एनर्जिया लॉन्च वाहन की संदर्भ कक्षा में लॉन्च किया गया है। लेकिन ये काम जारी नहीं रहे। इस प्रकार, यूएसएसआर में, वास्तव में काम करने वाली परमाणु विद्युत प्रणोदन प्रणाली कभी नहीं बनाई गई थी, हालांकि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को सीरियल अंतरिक्ष यान पर सफलतापूर्वक संचालित किया गया था। ईआरई के साथ एनपीपी रखने वाला पहला और एकमात्र अंतरिक्ष यान 3 अप्रैल, 1965 को लॉन्च किया गया अमेरिकी "स्नैपशॉट" था। रिएक्टर-कन्वर्टर की विद्युत शक्ति 650 W थी। उपकरण पर एक प्रयोगात्मक आयन इंजन स्थापित किया गया था। हालांकि, विद्युत प्रणोदन इंजन (उड़ान के 43 वें दिन) के पहले सक्रियण के कारण रिएक्टर का आपातकालीन शटडाउन हो गया। शायद इसका कारण ईआरई के संचालन के साथ आने वाले हाई-वोल्टेज ब्रेकडाउन थे, जिसके परिणामस्वरूप रिएक्टर के रिफ्लेक्टर को रीसेट करने के लिए एक गलत आदेश पारित किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप इसका जाम हो गया था। 1992 में। संयुक्त राज्य अमेरिका ने रूस में दो येनिसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र खरीदे। एक रिएक्टर का इस्तेमाल 1995 में किया जाना था। "परमाणु विद्युत प्रणोदन प्रणाली के साथ अंतरिक्ष प्रयोग" में। हालांकि, 1996 में। परियोजना बंद थी। संयुक्त राज्य अमेरिका में, 1952 से लॉस एलामोस प्रयोगशाला में परमाणु रॉकेट इंजन बनाने की समस्या पर शोध किया गया है। 1957 में। रोवर कार्यक्रम पर काम शुरू हुआ। यूएसएसआर के विपरीत, जहां ईंधन असेंबलियों और अन्य इंजन तत्वों का तत्व-दर-तत्व परीक्षण किया गया था, संयुक्त राज्य अमेरिका में वे एक ही बार में पूरे रिएक्टर को बनाने और परीक्षण करने के मार्ग पर चले गए। "कीवी-ए" ("कीवी-ए") नाम के पहले रिएक्टर का परीक्षण 1 जुलाई, 1959 को किया गया था। नेवादा राज्य में एक विशेष प्रशिक्षण मैदान में। यह एक सजातीय रिएक्टर था, जिसके कोर को असुरक्षित प्लेटों से इकट्ठा किया गया था जिसमें ग्रेफाइट और यूरेनियम -235 ऑक्साइड का मिश्रण होता है जो 90% तक समृद्ध होता है। भारी पानी का उपयोग न्यूट्रॉन के मॉडरेटर के रूप में किया जाता था। यूरेनियम ऑक्साइड उच्च तापमान का सामना नहीं कर सकता था, और प्लेटों के बीच के चैनलों में गुजरने वाला हाइड्रोजन केवल 1600 डिग्री तक ही गर्म हो सकता था। इन रिएक्टरों की शक्ति केवल 100 मेगावाट थी। "कीवी-ए" के परीक्षण, बाद के सभी लोगों की तरह, खुले निर्वहन के साथ किए गए थे। निकास उत्पादों की गतिविधि कम थी और परीक्षण क्षेत्र में काम के प्रदर्शन पर व्यावहारिक रूप से कोई प्रतिबंध नहीं लगाया गया था। रिएक्टर के परीक्षण 7 दिसंबर, 1961 को पूरे हुए। (पिछले स्टार्ट-अप के दौरान, कोर ढह गया था, और प्लेटों के मलबे को निकास धारा में निकाल दिया गया था)। एनआरई के छह "हॉट टेस्ट" से प्राप्त परिणाम बहुत उत्साहजनक थे, और 1961 की शुरुआत में। रिएक्टर को उड़ान में परीक्षण करने की आवश्यकता पर एक रिपोर्ट तैयार की गई थी। हालांकि, जल्द ही पहली सफलताओं से "चक्कर आना" गायब होने लगा, और यह स्पष्ट हो गया कि एनआरई बनाने के रास्ते में कई समस्याएं खड़ी हैं, जिनके समाधान के लिए बहुत समय और धन की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, सैन्य मिसाइलों के लिए रासायनिक इंजनों के निर्माण में प्रगति ने परमाणु-संचालित मिसाइलों के उपयोग के लिए केवल अंतरिक्ष क्षेत्र को छोड़ दिया है। इस तथ्य के बावजूद कि आगमन के साथ वह सफ़ेद घरकैनेडी प्रशासन (1961 में) के दौरान, परमाणु इंजन वाले विमान पर काम बंद कर दिया गया था, रोवर कार्यक्रम को "अंतरिक्ष की विजय में चार प्राथमिकता दिशाओं में से एक" नाम दिया गया था और इसे और विकसित किया गया था। एनआरएम का एक उड़ान संस्करण बनाने के लिए नए कार्यक्रम "रिफ्ट" (आरआईएफटी - उड़ान परीक्षण में रिएक्टर - परीक्षण उड़ान में रिएक्टर) और "नर्वा" (एनईआरवीए - रॉकेट वाहन अनुप्रयोग के लिए परमाणु इंजन) को अपनाया गया था। कीवी श्रृंखला के रिएक्टरों का परीक्षण जारी रहा। 1 सितंबर, 1962 तरल हाइड्रोजन पर काम कर रहे 1100 मेगावाट की क्षमता के साथ "कीवी-वी" का परीक्षण किया गया था। यूरेनियम ऑक्साइड को अधिक गर्मी प्रतिरोधी कार्बाइड से बदल दिया गया था, इसके अलावा, स्ट्रेट को नाइओबियम कार्बाइड के साथ लेपित किया जाने लगा, लेकिन परीक्षण के दौरान, जब डिजाइन तापमान तक पहुंचने का प्रयास किया गया, तो रिएक्टर ढहने लगा (प्लेटों के टुकड़े शुरू हो गए) नोजल के माध्यम से बाहर निकलने के लिए)। अगला प्रक्षेपण 30 नवंबर, 1962 को हुआ। लेकिन 260sec के बाद। रिएक्टर के अंदर मजबूत कंपन और एग्जॉस्ट जेट में ज्वाला की चमक के कारण परीक्षण को समाप्त कर दिया गया था। इन विफलताओं के परिणामस्वरूप, 1963 के लिए निर्धारित। कीवी-वी रिएक्टरों के परीक्षण अगले वर्ष के लिए स्थगित कर दिए गए। अगस्त 1964 में। एक और परीक्षण किया गया, जिसके दौरान इंजन ने 900 मेगावाट की शक्ति पर आठ मिनट से अधिक समय तक काम किया, जिससे 22.7 टन का जोर विकसित हुआ। 7500 मीटर / सेकंड की बहिर्वाह गति से। 1965 की शुरुआत में। अंतिम परीक्षण किया गया था जिसके दौरान रिएक्टर नष्ट हो गया था। एक त्वरित "त्वरण" के परिणामस्वरूप उन्हें विशेष रूप से एक विस्फोट में लाया गया था। यदि रिएक्टर के शून्य शक्ति से पूर्ण शक्ति में सामान्य संक्रमण के लिए दसियों सेकंड की आवश्यकता होती है, तो इस परीक्षण में इस तरह के संक्रमण की अवधि केवल नियंत्रण छड़ की जड़ता द्वारा निर्धारित की जाती है, और लगभग 44 मिलीसेकंड पूरी शक्ति में उनके स्थानांतरण के बाद स्थिति, एक विस्फोट 50-60 किलो के बराबर हुआ। ट्रिनिट्रोटोल्यूइन। रिफ्ट कार्यक्रम ने एक प्रायोगिक रिएक्टर के साथ एक बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र के साथ 1000 किमी तक की ऊंचाई तक एक सैटर्न-वी रॉकेट के प्रक्षेपण को ग्रहण किया। और बाद में अटलांटिक महासागर के दक्षिणी भाग में गिरते हैं। पानी में प्रवेश करने से पहले, यार्ड रिएक्टर को उड़ा देना पड़ा (तब कुछ लोगों ने विकिरण सुरक्षा के बारे में सोचा)। लेकिन साल दर साल कार्यक्रम के क्रियान्वयन में देरी होती रही और अंत में इसे कभी लागू नहीं किया गया। पहले चरण में, NERVA इंजन पर काम थोड़े संशोधित कीवी-V रिएक्टर पर आधारित था, जिसे NERVA-NRX (परमाणु रॉकेट प्रायोगिक - परमाणु रॉकेट प्रयोगात्मक)। चूंकि इस समय तक कोई भी सामग्री 2700-3000 डिग्री पर संचालित करने में सक्षम नहीं पाई गई थी। और गर्म हाइड्रोजन द्वारा विनाश का विरोध करने के लिए, ऑपरेटिंग तापमान को कम करने का निर्णय लिया गया और विशिष्ट आवेग 8400 मीटर / सेकेंड तक सीमित था। रिएक्टर के परीक्षण 1964 में शुरू हुए, वे 1000 मेगावाट की शक्ति तक पहुँच गए, लगभग 22.5 टन का जोर। बहिर्वाह गति 7000 m / s से अधिक। 1966 में। पहली बार, इंजन का परीक्षण 1100 मेगावाट की पूरी शक्ति पर किया गया था। जिस पर उन्होंने 28 मिनट तक काम किया। (110 मिनट के काम में से)। रिएक्टर के आउटलेट पर हाइड्रोजन का तापमान 2000 डिग्री तक पहुंच गया, जोर 20 टन था। कार्यक्रम का अगला चरण अधिक शक्तिशाली फोएबस रिएक्टरों और फिर पेवी का उपयोग करना था। फोएबस कार्यक्रम के तहत NERVA इंजन के लिए उन्नत सॉलिड-फेज ग्रेफाइट रिएक्टरों का विकास 1963 से लॉस एलामोस प्रयोगशाला में किया गया है। इनमें से पहले रिएक्टर में लगभग कीवी-वी (व्यास 0.813 मीटर, लंबाई 1.395 मीटर) के समान आयाम हैं, लेकिन इसे लगभग दोगुनी शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस रिएक्टर के आधार पर, NERVA-1 इंजन बनाने की योजना बनाई गई थी। लगभग 4000-5000 मेगावाट की क्षमता वाला अगला संशोधन NERVA-2 इंजन के लिए इस्तेमाल किया जाना था। इस इंजन की थ्रस्ट रेंज 90-110t है। 9000 m/s तक का बहिर्वाह वेग होना चाहिए था। इंजन की ऊंचाई लगभग 12 मीटर है। बाहरी व्यास - 1.8 मी। काम कर रहे तरल पदार्थ की खपत 136kg / s। NERVA-2 इंजन का वजन लगभग 13.6 टन था। वित्तीय कठिनाइयों के कारण, NERVA-2 इंजन को जल्द ही छोड़ दिया गया और 34 टन के थ्रस्ट के साथ बढ़ी हुई शक्ति के NERVA-1 इंजन के डिजाइन में बदल दिया गया। प्रवाह दर 8250 एम / एस। इस इंजन के लिए NRX-A6 रिएक्टर का पहला परीक्षण 15 दिसंबर, 1967 को किया गया था। जून 1969 में। 22.7 टन के जोर पर प्रायोगिक इंजन "एनईआरवीए एक्सई" का पहला गर्म परीक्षण हुआ। इंजन का कुल चलने का समय 115 मिनट था, 28 स्टार्ट किए गए थे। यार्ड "एनईआरवीए -1" में सक्रिय क्षेत्र 1 मीटर व्यास वाला एक सजातीय रिएक्टर था। और 1.8 मीटर की ऊंचाई। 1800 रॉड हेक्सागोनल ईंधन तत्वों (परमाणु ईंधन की एकाग्रता 200 - 700 मिलीग्राम / सीसी) से मिलकर। रिएक्टर में लगभग 150 मिमी मोटा बेरिलियम ऑक्साइड कुंडलाकार परावर्तक था। रिएक्टर पावर वेसल एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना है, आंतरिक विकिरण ढाल एक मिश्रित सामग्री (बोरॉन कार्बाइड - एल्यूमीनियम - टाइटेनियम हाइड्राइड) से बना है। रिएक्टर और टर्बोपंप इकाइयों के बीच अतिरिक्त बाहरी सुरक्षा भी स्थापित की जा सकती है। नासा ने मंगल ग्रह पर नियोजित मिशन के लिए इंजन को उपयुक्त माना। इसे शनि-5 प्रक्षेपण यान के ऊपरी चरण में स्थापित किया जाना था। ऐसा वाहक अपने विशुद्ध रूप से रासायनिक संस्करण की तुलना में दो या तीन गुना पेलोड को अंतरिक्ष में ले जा सकता है। परंतु के सबसे अमेरिकी अंतरिक्ष कार्यक्रम को राष्ट्रपति निक्सन के प्रशासन द्वारा रद्द कर दिया गया था। और 1970 में समाप्ति। सैटर्न -5 मिसाइलों के उत्पादन ने एनआरएम के उपयोग के कार्यक्रम को अंतिम रूप दिया। लॉस एलामोस में, रोवर कार्यक्रम के तहत पेवी इंजन पर काम 1972 तक जारी रहा। जिसके बाद आखिरकार कार्यक्रम को बंद कर दिया गया। हमारे एनआरएम और अमेरिकी लोगों के बीच मुख्य अंतर यह है कि वे विषम थे। सजातीय (सजातीय) रिएक्टरों में, परमाणु ईंधन और मॉडरेटर मिश्रित होते हैं। घरेलू एनआरई में, परमाणु ईंधन ईंधन की छड़ों (मॉडरेटर से अलग) में केंद्रित था और एक रोकथाम में संलग्न था, ताकि मॉडरेटर अमेरिकी रिएक्टरों की तुलना में बहुत कम तापमान पर संचालित हो। इसने ग्रेफाइट को त्यागना और एक मॉडरेटर के रूप में ज़िरकोनियम हाइड्राइड का उपयोग करना संभव बना दिया। नतीजतन, रिएक्टर ग्रेफाइट की तुलना में बहुत अधिक कॉम्पैक्ट और हल्का निकला। यह, सोवियत डिजाइनरों द्वारा पाई गई छड़ों के आकार के साथ (क्रॉस-सेक्शन में चार-पैर वाले और लंबाई में मुड़े हुए) ने छड़ के विनाश के परिणामस्वरूप यूरेनियम के नुकसान को काफी कम करना संभव बना दिया (यह नहीं था विनाश को पूरी तरह से बाहर करना संभव है)। वर्तमान में, केवल संयुक्त राज्य अमेरिका और रूस के पास ठोस-चरण एनआरई के विकास और निर्माण में महत्वपूर्ण अनुभव है, और यदि आवश्यक हो, तो कम समय में और सस्ती कीमत पर ऐसे इंजन बनाने में सक्षम होंगे। रिएक्टर कॉम्प्लेक्स IGR और IVG-1 अब कजाकिस्तान गणराज्य के राष्ट्रीय परमाणु केंद्र से संबंधित हैं। उपकरण अपेक्षाकृत परिचालन स्थिति में बनाए रखा जाता है। यह संभव है कि चंद्रमा और मंगल पर मिशन पर काम फिर से शुरू होने से ठोस-चरण एनआरई में रुचि फिर से शुरू हो जाएगी। इसके अलावा, एनआरडी का उपयोग सौर मंडल के अध्ययन की सीमाओं का काफी विस्तार कर सकता है, जिससे दूर के ग्रहों तक पहुंचने में लगने वाले समय को कम किया जा सकता है। 2010 में। आरएफ अध्यक्ष मेदवेदेव ने आयनिक विद्युत प्रणोदन इंजनों का उपयोग करते हुए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर आधारित एक अंतरिक्ष परिवहन और ऊर्जा मॉड्यूल के निर्माण का आदेश दिया। NIKIET रिएक्टर के निर्माण में लगा रहेगा। Keldysh केंद्र एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र, और RSC Energia - परिवहन और ऊर्जा मॉड्यूल स्वयं बनाएगा। नाममात्र मोड पर गैस टरबाइन कनवर्टर की आउटपुट विद्युत शक्ति 100-150 kW होगी। क्सीनन आरटी के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए। विद्युत प्रणोदन इकाई का विशिष्ट आवेग 9000-50000 m / s है। संसाधन 1.5-3 वर्ष। स्थापना के द्रव्यमान और आयामों को इसके प्रक्षेपण के लिए "प्रोटॉन" और "अंगारा" एलवी के उपयोग की अनुमति देनी चाहिए। एक कार्यशील प्रोटोटाइप का ग्राउंड परीक्षण 2014 में शुरू होगा, और 2017 तक परमाणु इंजन अंतरिक्ष में लॉन्च करने के लिए तैयार हो जाएगा (नासा ने भी 2003 में इसी तरह का कार्यक्रम शुरू किया था। लेकिन फिर फंडिंग बंद कर दी गई)। पूरी परियोजना के विकास के लिए 17 बिलियन रूबल की आवश्यकता होगी। रुको और देखो।

एक दिलचस्प लेख मिला। सामान्य तौर पर, परमाणु अंतरिक्ष यान हमेशा मेरी रुचि रखते हैं। यह अंतरिक्ष यात्रियों का भविष्य है। यूएसएसआर में भी इस विषय पर व्यापक काम किया गया था। लेख उनके बारे में ही है।

परमाणु संचालित अंतरिक्ष। सपने और हकीकत।

भौतिक-गणितीय विज्ञान के डॉक्टर यू। हां स्टाविस्की

1950 में, मैंने गोला-बारूद मंत्रालय के मास्को मैकेनिकल इंस्टीट्यूट (MMI) में भौतिकी इंजीनियरिंग में अपनी डिग्री का बचाव किया। पांच साल पहले, 1945 में, इंजीनियरिंग और भौतिकी के संकाय का गठन किया गया था, जो एक नए उद्योग के लिए विशेषज्ञ तैयार कर रहा था, जिसके कार्य मुख्य रूप से परमाणु हथियारों का उत्पादन थे। फैकल्टी बेजोड़ थी। विश्वविद्यालय के पाठ्यक्रमों (गणितीय भौतिकी के तरीके, सापेक्षता के सिद्धांत, क्वांटम यांत्रिकी, इलेक्ट्रोडायनामिक्स, सांख्यिकीय भौतिकी और अन्य) की मात्रा में मौलिक भौतिकी के साथ, हमें इंजीनियरिंग विषयों की एक पूरी श्रृंखला सिखाई गई: रसायन विज्ञान, धातु विज्ञान, सामग्री का प्रतिरोध, सिद्धांत तंत्र और मशीनों, आदि के भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंडर इलिच लीपुन्स्की, एमएमआई के इंजीनियरिंग और भौतिकी के संकाय समय के साथ मास्को इंजीनियरिंग भौतिकी संस्थान (एमईपीएचआई) में विकसित हुए। इंजीनियरिंग और भौतिकी का एक और संकाय, जिसे बाद में MEPhI में विलय कर दिया गया, का गठन मास्को पावर इंजीनियरिंग इंस्टीट्यूट (MEI) में किया गया था, लेकिन अगर MMI ने मौलिक भौतिकी पर ध्यान केंद्रित किया, तो पावर इंजीनियरिंग संकाय में - गर्मी और इलेक्ट्रोफिजिक्स पर।

हमने दिमित्री इवानोविच ब्लोखिंटसेव की पुस्तक से क्वांटम यांत्रिकी का अध्ययन किया। मेरे आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब, असाइनमेंट के दौरान, मुझे उसके लिए काम करने के लिए भेजा गया था। मैं, एक उत्साही प्रयोगकर्ता (एक बच्चे के रूप में, घर की सभी घड़ियों को नष्ट कर दिया), और अचानक मैं एक प्रसिद्ध सिद्धांतकार के पास जाता हूं। मुझे थोड़ी घबराहट हुई, लेकिन ओबनिंस्क में यूएसएसआर के आंतरिक मामलों के मंत्रालय के "ऑब्जेक्ट बी" - जगह पर पहुंचने पर मुझे तुरंत एहसास हुआ कि मैं व्यर्थ चिंतित था।

इस समय तक, "ऑब्जेक्ट बी" का मुख्य विषय, जो जून 1950 तक वास्तव में ए.आई. लीपुंस्की, पहले ही बन चुका है। यहां उन्होंने परमाणु ईंधन के विस्तारित प्रजनन के साथ रिएक्टर बनाए - "फास्ट ब्रीडर"। निदेशक के रूप में, ब्लोखिंटसेव ने एक नई दिशा के विकास की शुरुआत की - अंतरिक्ष उड़ानों के लिए परमाणु-संचालित इंजनों का निर्माण। अंतरिक्ष की महारत दिमित्री इवानोविच का एक पुराना सपना था, यहां तक ​​\u200b\u200bकि अपनी युवावस्था में भी उन्होंने के.ई. त्सोल्कोवस्की। मुझे लगता है कि सर्वोत्तम रासायनिक ईंधनों की तुलना में लाखों गुना अधिक कैलोरी मान के संदर्भ में परमाणु ऊर्जा की विशाल क्षमता को समझते हुए, डी.आई. का जीवन पथ निर्धारित किया। ब्लोखिंटसेव।
"आप आमने-सामने नहीं देख सकते" ... उन वर्षों में, हम बहुत कुछ नहीं समझते थे। केवल अब, जब अवसर अंततः भौतिकी और पावर इंजीनियरिंग संस्थान (आईपीपीई) के उत्कृष्ट वैज्ञानिकों के कर्मों और भाग्य की तुलना करने के लिए प्रकट हुआ है - पूर्व "ऑब्जेक्ट बी", जिसका नाम 31 दिसंबर, 1966 को रखा गया था - एक सही, यह मुझे लगता है , उस समय उन्हें प्रेरित करने वाले विचारों की समझ आकार ले रही है। ... सभी प्रकार के मामलों से संस्थान को निपटना पड़ा, प्राथमिकता वैज्ञानिक दिशाओं को बाहर करना संभव है जो इसके प्रमुख भौतिकविदों के हितों के क्षेत्र में निकली हैं।

एआईएल की मुख्य रुचि (जैसा कि उसकी पीठ के पीछे अलेक्जेंडर इलिच लीपुन्स्की नामक संस्थान है) फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों (परमाणु रिएक्टरों पर परमाणु ईंधन के संसाधनों पर कोई प्रतिबंध नहीं है) के आधार पर वैश्विक ऊर्जा का विकास है। वास्तव में इस "ब्रह्मांडीय" समस्या के महत्व को कम करना मुश्किल है, जिसके लिए उन्होंने अपने जीवन की आखिरी तिमाही को समर्पित किया। लीपुन्स्की ने देश की रक्षा पर बहुत प्रयास किए, विशेष रूप से पनडुब्बियों और भारी विमानों के लिए परमाणु इंजन के निर्माण पर।

डीआई के हित ब्लोखिंटसेव (उपनाम "डीआई" उनसे चिपक गया) का उद्देश्य अंतरिक्ष उड़ानों के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने की समस्या को हल करना था। दुर्भाग्य से, 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, उन्हें यह नौकरी छोड़ने और एक अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक केंद्र - दुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान के निर्माण के लिए मजबूर होना पड़ा। वहां वह स्पंदित तेज रिएक्टरों - आईबीआर में लगे हुए थे। यह उनके जीवन की आखिरी बड़ी बात थी।

एक लक्ष्य, एक टीम

डि 1940 के दशक के अंत में मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में पढ़ाने वाले ब्लोखिंटसेव ने वहां देखा, और फिर ओबनिंस्क में युवा भौतिक विज्ञानी इगोर बोंडारेंको को काम करने के लिए आमंत्रित किया, जिन्होंने सचमुच परमाणु-संचालित अंतरिक्ष यान के बारे में बताया। इसके पहले वैज्ञानिक सलाहकार ए.आई. लीपुन्स्की, और इगोर, स्वाभाविक रूप से, अपने विषय - तेज प्रजनकों से निपटते थे।

डी.आई. के तहत ब्लोखिंटसेव, बोंडारेंको के आसपास गठित वैज्ञानिकों का एक समूह, जो अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा के उपयोग की समस्याओं को हल करने के लिए एकजुट हुए। इगोर इलिच बोंडारेंको के अलावा, समूह में शामिल हैं: विक्टर याकोवलेविच पुपको, एडविन अलेक्जेंड्रोविच स्टंबुर और इन पंक्तियों के लेखक। इगोर प्रमुख विचारक थे। एडविन ने अंतरिक्ष प्रतिष्ठानों में परमाणु रिएक्टरों के जमीन आधारित मॉडल का प्रायोगिक अध्ययन किया। मैंने मुख्य रूप से "लो थ्रस्ट" रॉकेट इंजनों से निपटा (उनमें जोर एक प्रकार के त्वरक द्वारा बनाया गया है - "आयन प्रणोदन उपकरण", जो एक अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा संयंत्र से ऊर्जा द्वारा संचालित है)। हमने प्रक्रियाओं की जांच की
आयन प्रोपेलर में बहते हुए, जमीन पर खड़ा होता है।

विक्टर पुपको पर (भविष्य में
वह आईपीपीई के अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी विभाग के प्रमुख बने) वहाँ बहुत सारे संगठनात्मक कार्य थे। इगोर इलिच बोंडारेंको एक उत्कृष्ट भौतिक विज्ञानी थे। उन्होंने सूक्ष्मता से प्रयोग को महसूस किया, सरल, सुरुचिपूर्ण और बहुत प्रभावी प्रयोग स्थापित किए। मुझे लगता है, किसी अन्य प्रयोगकर्ता की तरह, और शायद कुछ सिद्धांतकारों ने भी, मौलिक भौतिकी को "महसूस" किया। हमेशा उत्तरदायी, खुले और परोपकारी, इगोर वास्तव में संस्थान की आत्मा थे। आज तक, आईपीपीई उनके विचारों के साथ जी रहा है। बोंडारेंको ने अनुचित रूप से छोटा जीवन जिया। 1964 में, 38 वर्ष की आयु में, चिकित्सा त्रुटि के कारण उनका दुखद निधन हो गया। जैसे कि भगवान ने देखा कि मनुष्य ने कितना कुछ किया है, यह तय किया कि यह पहले से ही बहुत अधिक है और आदेश दिया: "बस।"

एक और अद्वितीय व्यक्ति को याद करना असंभव नहीं है - व्लादिमीर अलेक्जेंड्रोविच मालीख, एक प्रौद्योगिकीविद् "ईश्वर से", एक आधुनिक लेस्कोवस्की लेफ्टी। यदि उपर्युक्त वैज्ञानिकों के "उत्पाद" मुख्य रूप से विचार थे और उनकी वास्तविकता के अनुमानित अनुमान थे, तो मल्यख के कार्यों में हमेशा "धातु में" एक रास्ता था। उनका तकनीकी क्षेत्र, जिसमें आईपीपीई के उदय के समय दो हजार से अधिक कर्मचारी थे, अतिशयोक्ति के बिना, सब कुछ कर सकते थे। इसके अलावा, उन्होंने खुद हमेशा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है।

वी.ए. Malykh ने मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स में एक प्रयोगशाला सहायक के रूप में शुरुआत की, उनके दिल में भौतिकी के तीन पाठ्यक्रम थे - युद्ध ने उन्हें अपनी पढ़ाई खत्म करने की अनुमति नहीं दी। 1940 के दशक के उत्तरार्ध में, उन्होंने बेरिलियम ऑक्साइड, एक अनूठी सामग्री, उच्च तापीय चालकता के साथ एक ढांकता हुआ पर आधारित तकनीकी सिरेमिक के निर्माण के लिए एक तकनीक बनाने में कामयाबी हासिल की। मल्यख से पहले, कई लोग इस समस्या पर असफल रूप से लड़े। धारावाहिक पर आधारित एक ईंधन सेल स्टेनलेस स्टील काऔर प्राकृतिक यूरेनियम, जिसे उन्होंने पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के लिए विकसित किया, उसके लिए और आज भी एक चमत्कार है। या अंतरिक्ष यान को शक्ति प्रदान करने के लिए मालीख द्वारा डिज़ाइन किए गए रिएक्टर-इलेक्ट्रिक जनरेटर का थर्मोइमिशन ईंधन सेल - एक "माला"। अब तक, इस क्षेत्र में कुछ भी बेहतर नहीं हुआ है। मलयख की कृतियाँ प्रदर्शन खिलौने नहीं, बल्कि परमाणु प्रौद्योगिकी के तत्व थे। उन्होंने महीनों और वर्षों तक काम किया। व्लादिमीर अलेक्जेंड्रोविच तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर बन गए, लेनिन पुरस्कार के विजेता, समाजवादी श्रम के नायक। 1964 में, एक सैन्य सदमे के परिणामों से उनकी दुखद मृत्यु हो गई।

क्रमशः

एस.पी. कोरोलेव और डी.आई. ब्लोखिंटसेव ने लंबे समय से अंतरिक्ष में मानवयुक्त उड़ान के सपने को संजोया है। उनके बीच घनिष्ठ कार्य संबंध स्थापित हो गए हैं। लेकिन 1950 के दशक की शुरुआत में, के बीच में शीत युद्ध", धन केवल सैन्य उद्देश्यों के लिए नहीं बख्शा गया था। रॉकेट तकनीक को केवल परमाणु आवेशों का वाहक माना जाता था, और उन्होंने उपग्रहों के बारे में सोचा भी नहीं था। इस बीच, बोंडारेंको ने रॉकेट वैज्ञानिकों की नवीनतम उपलब्धियों के बारे में जानकर, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह के निर्माण की लगातार वकालत की। इसके बाद, किसी को यह याद नहीं आया।

ग्रह के पहले अंतरिक्ष यात्री यूरी गगारिन को अंतरिक्ष में ले जाने वाले रॉकेट के निर्माण की कहानी उत्सुक है। यह आंद्रेई दिमित्रिच सखारोव के नाम से जुड़ा है। 1940 के दशक के उत्तरार्ध में, उन्होंने एक संयुक्त विखंडन-थर्मोन्यूक्लियर चार्ज विकसित किया - एक "पफ", जाहिरा तौर पर, "हाइड्रोजन बम के पिता" एडवर्ड टेलर से स्वतंत्र रूप से, जिन्होंने "अलार्म घड़ी" नामक एक समान उत्पाद का प्रस्ताव रखा। हालांकि, टेलर ने जल्द ही महसूस किया कि इस तरह की योजना के परमाणु प्रभार में "सीमित" शक्ति होगी, जो कि ~ 500 किलोटन से अधिक के बराबर नहीं होगी। यह "पूर्ण" हथियार के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए "अलार्म घड़ी" को छोड़ दिया गया था। सोवियत संघ में, 1953 में, सखारोव के पफ RDS-6s को उड़ा दिया गया था।

सफल परीक्षणों और शिक्षाविद के लिए सखारोव के चुनाव के बाद, मध्यम मशीन निर्माण मंत्रालय के तत्कालीन प्रमुख वी.ए. मालिशेव ने उन्हें अपने स्थान पर आमंत्रित किया और अगली पीढ़ी के बम के मापदंडों को निर्धारित करने का कार्य निर्धारित किया। आंद्रेई दिमित्रिच ने नए, बहुत अधिक शक्तिशाली चार्ज के वजन (विस्तृत अध्ययन के बिना) की सराहना की। सखारोव की रिपोर्ट ने सीपीएसयू की केंद्रीय समिति और यूएसएसआर के मंत्रिपरिषद के फरमान का आधार बनाया, जिसने एस.पी. इस चार्ज के लिए कोरोलेव विकसित करेंगे बैलिस्टिक प्रक्षेपण यान... यह वोस्तोक नामक आर -7 रॉकेट था जिसने 1957 में एक कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह को कक्षा में और 1961 में यूरी गगारिन के साथ एक अंतरिक्ष यान लॉन्च किया था। अब इसे भारी परमाणु आवेश के वाहक के रूप में उपयोग करने की योजना नहीं थी, क्योंकि थर्मोन्यूक्लियर हथियारों के विकास ने एक अलग रास्ता अपनाया।

अंतरिक्ष परमाणु कार्यक्रम के प्रारंभिक चरण में, आईपीपीई, डिजाइन ब्यूरो वी.एन. चेलोमिया ने परमाणु क्रूज मिसाइल विकसित की। यह दिशा लंबे समय तक विकसित नहीं हुई और वी.ए. विभाग में बनाए गए इंजन तत्वों की गणना और परीक्षण के साथ समाप्त हुई। मलाइखा। वास्तव में, यह एक रैमजेट परमाणु इंजन और एक परमाणु वारहेड ("बज़िंग बग" का एक प्रकार का परमाणु एनालॉग - जर्मन वी -1) के साथ कम-उड़ान वाले मानव रहित विमान के बारे में था। सिस्टम को पारंपरिक रॉकेट बूस्टर का उपयोग करके लॉन्च किया गया था। एक निश्चित गति तक पहुँचने के बाद, थ्रस्ट बनाया गया वायुमंडलीय हवासमृद्ध यूरेनियम के साथ संसेचित बेरिलियम ऑक्साइड के विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया द्वारा गर्म किया गया।

सामान्यतया, किसी विशेष अंतरिक्ष यात्री कार्य को करने के लिए एक रॉकेट की क्षमता उस गति से निर्धारित होती है जो वह काम कर रहे तरल पदार्थ (ईंधन और ऑक्सीडाइज़र) के पूरे स्टॉक का उपयोग करने के बाद प्राप्त करता है। इसकी गणना Tsiolkovsky सूत्र द्वारा की जाती है: V = c × lnMn / Mk, जहाँ c कार्यशील द्रव का बहिर्वाह वेग है, और Mn और Mk रॉकेट का प्रारंभिक और अंतिम द्रव्यमान है। पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों में, प्रवाह दर दहन कक्ष में तापमान, ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के प्रकार और दहन उत्पादों के आणविक भार द्वारा निर्धारित की जाती है। उदाहरण के लिए, अमेरिकियों ने चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्रियों को उतारने के लिए वंश वाहन में ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग किया। इसके दहन का उत्पाद पानी है, जिसका आणविक भार अपेक्षाकृत कम है, और प्रवाह दर मिट्टी के तेल के जलने की तुलना में 1.3 गुना अधिक है। यह अंतरिक्ष यात्रियों के साथ उतरने वाले वाहन के लिए चंद्रमा की सतह तक पहुंचने और फिर उन्हें अपने कृत्रिम उपग्रह की कक्षा में वापस लाने के लिए पर्याप्त है। कोरोलेव में, घातक दुर्घटना के कारण हाइड्रोजन ईंधन के साथ काम करना बंद कर दिया गया था। हमारे पास मनुष्यों के लिए चंद्र वंश का वाहन बनाने का समय नहीं था।

समाप्ति की दर में उल्लेखनीय वृद्धि करने के तरीकों में से एक परमाणु थर्मल मिसाइलों का निर्माण है। हमारे पास कई हजार किलोमीटर (ओकेबी-1 और आईपीपीई की संयुक्त परियोजना) की मारक क्षमता वाली बैलिस्टिक परमाणु मिसाइलें (बीएआर) थीं, जबकि अमेरिकियों के पास कीवी प्रकार की समान प्रणालियां थीं। इंजनों का परीक्षण सेमिपालटिंस्क के पास और नेवादा में परीक्षण स्थलों पर किया गया था। उनके संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: हाइड्रोजन को परमाणु रिएक्टर में उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, एक परमाणु अवस्था में गुजरता है और पहले से ही इस रूप में रॉकेट से बाहर निकलता है। इस मामले में, रासायनिक हाइड्रोजन रॉकेट की तुलना में बहिर्वाह वेग चार गुना से अधिक बढ़ जाता है। सवाल यह था कि ठोस ईंधन सेल रिएक्टर में हाइड्रोजन को किस तापमान पर गर्म किया जा सकता है। गणना ने लगभग 3000 ° K दिया।

NII-1 में, जिसके वैज्ञानिक निदेशक मस्टीस्लाव वसेवोलोडोविच केल्डीश (यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के तत्कालीन अध्यक्ष) थे, वी.एम. Ievlev, IPPE की भागीदारी के साथ, एक बिल्कुल शानदार योजना में लगा हुआ था - एक गैस-चरण रिएक्टर जिसमें यूरेनियम और हाइड्रोजन के गैस मिश्रण में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है। ऐसे रिएक्टर से, हाइड्रोजन ठोस ईंधन की तुलना में दस गुना तेजी से बहता है, जबकि यूरेनियम अलग हो जाता है और कोर में रहता है। विचारों में से एक में केन्द्रापसारक पृथक्करण का उपयोग शामिल था, जब यूरेनियम और हाइड्रोजन का एक गर्म गैस मिश्रण आने वाले ठंडे हाइड्रोजन द्वारा "घुमाया" जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यूरेनियम और हाइड्रोजन अलग हो जाते हैं, जैसे कि अपकेंद्रित्र में। इवलेव ने वास्तव में, एक रासायनिक रॉकेट के दहन कक्ष में प्रक्रियाओं को सीधे पुन: उत्पन्न करने की कोशिश की, ऊर्जा के स्रोत के रूप में ईंधन के दहन की गर्मी नहीं, बल्कि एक विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया का उपयोग किया। इसने ऊर्जा तीव्रता के पूर्ण उपयोग का मार्ग प्रशस्त किया। परमाणु नाभिक... लेकिन रिएक्टर से शुद्ध हाइड्रोजन (यूरेनियम के बिना) के बहिर्वाह की संभावना का सवाल अनसुलझा रहा, सैकड़ों वायुमंडल के दबाव में उच्च तापमान वाले गैस मिश्रण के प्रतिधारण से जुड़ी तकनीकी समस्याओं का उल्लेख नहीं करने के लिए।

बैलिस्टिक परमाणु मिसाइलों पर आईपीपीई का काम 1969-1970 में ठोस ईंधन कोशिकाओं के साथ एक प्रोटोटाइप परमाणु रॉकेट इंजन के सेमिपालाटिंस्क परीक्षण स्थल पर "अग्नि परीक्षण" के साथ पूरा हुआ। यह IPPE द्वारा A.D के सहयोग से बनाया गया था। कोनोपाटोव, मॉस्को रिसर्च इंस्टीट्यूट -1 और कई अन्य प्रौद्योगिकी समूह। 3.6 टन के थ्रस्ट वाले इंजन का आधार यूरेनियम कार्बाइड और जिरकोनियम कार्बाइड के ठोस घोल से बने ईंधन कोशिकाओं के साथ IR-100 परमाणु रिएक्टर था। ~ 170 मेगावाट की रिएक्टर शक्ति पर हाइड्रोजन का तापमान 3000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया।

कम मारक क्षमता वाली परमाणु मिसाइलें

अब तक, हम उन रॉकेटों के बारे में बात कर रहे हैं जो अपने वजन से अधिक जोर देते हैं, जिन्हें पृथ्वी की सतह से लॉन्च किया जा सकता है। ऐसी प्रणालियों में, प्रवाह दर में वृद्धि से काम करने वाले तरल पदार्थ के स्टॉक को कम करना, पेलोड बढ़ाना और मल्टीस्टेज सिस्टम को छोड़ना संभव हो जाता है। हालांकि, व्यावहारिक रूप से असीमित प्रवाह दर प्राप्त करने के तरीके हैं, उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों द्वारा पदार्थ का त्वरण। मैं इस क्षेत्र में लगभग 15 वर्षों से इगोर बोंडारेंको के निकट संपर्क में काम कर रहा हूं।

एक इलेक्ट्रिक जेट इंजन (ईआरई) के साथ एक रॉकेट का त्वरण उन पर स्थापित अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा संयंत्र (केएनपीपी) की विशिष्ट शक्ति के बहिर्वाह दर के अनुपात से निर्धारित होता है। निकट भविष्य में, केएनपीपी की विशिष्ट क्षमता, जाहिरा तौर पर, 1 किलोवाट / किग्रा से अधिक नहीं होगी। इस मामले में, रॉकेट के वजन से कम थ्रस्ट, दसियों और सैकड़ों गुना कम और काम करने वाले तरल पदार्थ की बहुत कम खपत के साथ रॉकेट बनाना संभव है। ऐसा रॉकेट केवल एक कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह की कक्षा से शुरू हो सकता है और धीरे-धीरे तेज होकर उच्च गति तक पहुंच सकता है।

सौर मंडल के भीतर की उड़ानों के लिए, 50-500 किमी / सेकंड की बहिर्वाह गति वाले रॉकेटों की आवश्यकता होती है, और सितारों की उड़ानों के लिए, "फोटोनिक रॉकेट" जो बहिर्वाह गति के साथ हमारी कल्पना से परे जाते हैं, समान गतिस्वेता। एक लंबी दूरी की अंतरिक्ष उड़ान को अंजाम देने के लिए जो किसी तरह समय में उचित हो, बिजली संयंत्रों की अकल्पनीय विशिष्ट शक्ति की आवश्यकता होती है। जबकि यह कल्पना करना भी असंभव है कि वे किन भौतिक प्रक्रियाओं पर आधारित हो सकते हैं।

गणना से पता चला है कि महान टकराव के दौरान, जब पृथ्वी और मंगल एक-दूसरे के सबसे करीब होते हैं, तो एक वर्ष में एक चालक दल के साथ एक परमाणु अंतरिक्ष यान को मंगल ग्रह पर उड़ाना और एक कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह की कक्षा में वापस करना संभव है। ऐसे जहाज का कुल वजन लगभग 5 टन है (काम करने वाले तरल पदार्थ के स्टॉक सहित - सीज़ियम, 1.6 टन के बराबर)। यह मुख्य रूप से 5 मेगावाट केएनपीपी के द्रव्यमान से निर्धारित होता है, और जेट जोर 7 केवी * की ऊर्जा के साथ सीज़ियम आयनों के दो-मेगावाट बीम द्वारा निर्धारित किया जाता है। अंतरिक्ष यान पृथ्वी के एक कृत्रिम उपग्रह की कक्षा से शुरू होता है, मंगल के उपग्रह की कक्षा में प्रवेश करता है, और अमेरिकी चंद्र के समान हाइड्रोजन रासायनिक इंजन वाले उपकरण पर अपनी सतह पर उतरना होगा।

यह दिशा पर आधारित है तकनीकी समाधान, आज से ही संभव है, आईपीपीई कार्यों के एक बड़े चक्र के लिए समर्पित था।

आयनिक मूवर्स

उन वर्षों में, अंतरिक्ष यान के लिए विभिन्न इलेक्ट्रोजेट प्रणोदन उपकरणों, जैसे "प्लाज्मा बंदूकें", "धूल" या तरल बूंदों के इलेक्ट्रोस्टैटिक त्वरक बनाने के तरीकों पर चर्चा की गई थी। हालांकि, किसी भी विचार का स्पष्ट भौतिक आधार नहीं था। खोज सीज़ियम का सतही आयनीकरण था।

1920 के दशक में वापस, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी इरविंग लैंगमुइर ने क्षार धातुओं के सतह आयनीकरण की खोज की। जब एक सीज़ियम परमाणु धातु की सतह (हमारे मामले में, टंगस्टन) से वाष्पित हो जाता है, जिसके लिए इलेक्ट्रॉनों का कार्य कार्य सीज़ियम की आयनीकरण क्षमता से अधिक होता है, तो यह लगभग 100% मामलों में कमजोर रूप से बंधे हुए इलेक्ट्रॉन को खो देता है और बाहर निकल जाता है एकल आवेशित आयन होना। इस प्रकार, टंगस्टन पर सीज़ियम का सतही आयनीकरण एक भौतिक प्रक्रिया है जो कार्यशील द्रव के लगभग 100% उपयोग और एकता के करीब ऊर्जा दक्षता के साथ आयन प्रणोदन उपकरण बनाना संभव बनाती है।

हमारे सहयोगी स्टाल याकोवलेविच लेबेदेव ने ऐसी योजना के आयन प्रणोदन उपकरण के मॉडल के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। अपने लोहे के तप और दृढ़ता के साथ, उन्होंने सभी बाधाओं को पार कर लिया। नतीजतन, धातु में आयन प्रणोदन उपकरण की एक फ्लैट तीन-इलेक्ट्रोड योजना को पुन: पेश करना संभव था। पहला इलेक्ट्रोड एक टंगस्टन प्लेट है जिसका आकार +7 kV की क्षमता के साथ लगभग 10 × 10 सेमी है, दूसरा -3 kV की क्षमता वाला टंगस्टन ग्रिड है, और तीसरा शून्य क्षमता वाले थोरेटेड टंगस्टन का ग्रिड है। "आणविक बंदूक" ने सीज़ियम वाष्प की एक किरण का उत्पादन किया, जो टंगस्टन प्लेट की सतह पर सभी ग्रिडों के माध्यम से गिर गया। एक संतुलित और कैलिब्रेटेड धातु प्लेट, तथाकथित संतुलन, का उपयोग "बल" को मापने के लिए किया गया था, यानी आयन बीम का जोर।

पहले ग्रिड के लिए त्वरित वोल्टेज सीज़ियम आयनों को 10,000 eV तक त्वरित करता है, दूसरे के लिए घटनेवाला वोल्टेज उन्हें 7000 eV तक धीमा कर देता है। यह वह ऊर्जा है जिसके साथ आयनों को प्रणोदन उपकरण छोड़ना चाहिए, जो 100 किमी / सेकंड के बहिर्वाह वेग से मेल खाती है। लेकिन आयन बीम, अंतरिक्ष आवेश द्वारा सीमित, "बाहरी अंतरिक्ष में बाहर नहीं जा सकता"। एक अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा बनाने के लिए आयनों के आयतन आवेश को इलेक्ट्रॉनों द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए, जो स्वतंत्र रूप से अंतरिक्ष में फैलता है और एक प्रतिक्रियाशील जोर बनाता है। करंट द्वारा गर्म किया गया तीसरा ग्रिड (कैथोड) आयन बीम के स्पेस चार्ज की भरपाई के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में कार्य करता है। दूसरा, "अवरुद्ध" ग्रिड इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से टंगस्टन प्लेट तक जाने से रोकता है।

आयन प्रणोदन मॉडल के साथ पहले अनुभव ने दस साल से अधिक के काम की शुरुआत को चिह्नित किया। नवीनतम मॉडलों में से एक - 1965 में बनाए गए एक झरझरा टंगस्टन उत्सर्जक के साथ, 20 ए के आयन बीम करंट पर लगभग 20 ग्राम का "जोर" दिया, जिसमें लगभग 90% और पदार्थ के ऊर्जा उपयोग का गुणांक था - 95% .

परमाणु ताप का विद्युत में प्रत्यक्ष रूपांतरण

परमाणु विखंडन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में प्रत्यक्ष रूप से परिवर्तित करने के तरीके अभी तक नहीं खोजे गए हैं। हम अभी भी बिना नहीं कर सकते मध्यवर्ती कड़ी- इंजन गर्म करें। चूंकि इसकी दक्षता हमेशा एकता से कम होती है, इसलिए "अपशिष्ट" गर्मी को कहीं न कहीं निपटाया जाना चाहिए। जमीन पर, पानी में और हवा में, यह कोई समस्या नहीं है। अंतरिक्ष में केवल एक ही रास्ता है - थर्मल विकिरण। इस प्रकार, केएनपीपी "कूलर-रेडिएटर" के बिना नहीं कर सकता। विकिरण घनत्व निरपेक्ष तापमान की चौथी शक्ति के समानुपाती होता है, इसलिए रेडिएटर-रेफ्रिजरेटर का तापमान जितना संभव हो उतना अधिक होना चाहिए। तब उत्सर्जक सतह के क्षेत्र को कम करना संभव होगा और, तदनुसार, बिजली संयंत्र का द्रव्यमान। हमारे पास एक टरबाइन और जनरेटर के बिना, बिजली में परमाणु ताप के "प्रत्यक्ष" रूपांतरण का उपयोग करने का एक विचार था, जो उच्च तापमान पर दीर्घकालिक संचालन के दौरान अधिक विश्वसनीय लगता था।

साहित्य से, हम ए.एफ. के कार्यों के बारे में जानते थे। Ioffe - सोवियत स्कूल ऑफ टेक्निकल फिजिक्स के संस्थापक, यूएसएसआर में अर्धचालकों के अध्ययन में अग्रणी। कुछ लोगों को अब उनके द्वारा विकसित वर्तमान स्रोतों के बारे में याद है, जिनका उपयोग महान के वर्षों में किया गया था देशभक्ति युद्ध... फिर, "केरोसिन" टीईजी - इओफ़े के थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए एक से अधिक पक्षपातपूर्ण टुकड़ी का मुख्य भूमि के साथ संबंध था। टीईजी का एक "मुकुट" (यह अर्धचालक तत्वों का एक सेट था) मिट्टी के तेल के दीपक पर रखा गया था, और इसके तार रेडियो उपकरण से जुड़े थे। तत्वों के "गर्म" सिरों को मिट्टी के दीपक की लौ से गर्म किया जाता था, और "ठंडे" सिरों को हवा में ठंडा किया जाता था। सेमीकंडक्टर से गुजरने वाले हीट फ्लक्स ने एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न किया, जो संचार सत्र के लिए पर्याप्त था, और उनके बीच के अंतराल में, टीईजी ने बैटरी को चार्ज किया। जब विजय के दस साल बाद, हमने टीईजी के मास्को संयंत्र का दौरा किया, तो यह पता चला कि वे अभी भी बिक्री पा रहे थे। उस समय, कई ग्रामीणों के पास सीधे गरमागरम लैंप और बैटरी संचालित के साथ ऊर्जा-कुशल रोडिना रेडियो थे। इसके बजाय अक्सर टीईजी का इस्तेमाल किया जाता था।

केरोसिन टीईजी के साथ परेशानी इसकी कम दक्षता (केवल लगभग 3.5%) और कम सीमित तापमान (350 डिग्री सेल्सियस) है। लेकिन इन उपकरणों की सादगी और विश्वसनीयता ने डेवलपर्स को आकर्षित किया। इस प्रकार, आईजी के समूह द्वारा विकसित अर्धचालक कन्वर्टर्स। सुखुमी भौतिकी और प्रौद्योगिकी संस्थान में ग्वेर्ट्सटेल ने बुक प्रकार के अंतरिक्ष प्रतिष्ठानों में आवेदन पाया।

एक समय में ए.एफ. Ioffe ने एक और थर्मिओनिक कनवर्टर प्रस्तावित किया - एक वैक्यूम में एक डायोड। इसके संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: एक गर्म कैथोड इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है, उनमें से कुछ, एनोड की क्षमता पर काबू पाने के लिए काम करते हैं। इस डिवाइस से उल्लेखनीय रूप से उच्च दक्षता (20-25%) की उम्मीद की गई थी परिचालन तापमान 1000 ° K से ऊपर। इसके अलावा, अर्धचालक के विपरीत, एक वैक्यूम डायोड न्यूट्रॉन विकिरण से डरता नहीं है, और इसे परमाणु रिएक्टर के साथ जोड़ा जा सकता है। हालांकि, यह पता चला कि "वैक्यूम" Ioffe कनवर्टर के विचार को लागू करना असंभव है। आयन प्रणोदन उपकरण की तरह, वैक्यूम कनवर्टर में, आपको स्पेस चार्ज से छुटकारा पाने की आवश्यकता होती है, लेकिन इस बार आयन नहीं, बल्कि इलेक्ट्रॉन। ए एफ। Ioffe ने एक वैक्यूम कनवर्टर में कैथोड और एनोड के बीच माइक्रोन अंतराल का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, जो उच्च तापमान और थर्मल विकृतियों की स्थितियों में व्यावहारिक रूप से असंभव है। यह वह जगह है जहां सीज़ियम काम आया: कैथोड पर सतह आयनीकरण के कारण प्राप्त एक सीज़ियम आयन, लगभग 500 इलेक्ट्रॉनों के वॉल्यूम चार्ज की भरपाई करता है! अनिवार्य रूप से, एक सीज़ियम कनवर्टर एक "उलट" आयन प्रणोदन उपकरण है। शारीरिक प्रक्रियाएंवे करीब हैं।

वी.ए. द्वारा "माला"। मल्यखा

थर्मोनिक कन्वर्टर्स पर आईपीपीई के काम के परिणामों में से एक वी.ए. का निर्माण था। पुखराज रिएक्टर के लिए श्रृंखला से जुड़े थर्मोनिक कन्वर्टर्स - "माला" से ईंधन तत्वों के अपने विभाग में छोटे और बड़े पैमाने पर उत्पादन। उन्होंने 30 वी तक - "प्रतिस्पर्धी संगठनों" द्वारा बनाए गए एकल-तत्व कन्वर्टर्स से सौ गुना अधिक - एमबी के लेनिनग्राद समूह बरबाश और बाद में - परमाणु ऊर्जा संस्थान द्वारा। इससे रिएक्टर से दसियों और सैकड़ों गुना अधिक शक्ति को "निकालना" संभव हो गया। हालांकि, हजारों थर्मोनिक तत्वों से भरे सिस्टम की विश्वसनीयता ने चिंता जताई। उसी समय, भाप और गैस टरबाइन इकाइयांबिना किसी रुकावट के काम किया, इसलिए हमने परमाणु ताप को बिजली में "मशीन" के रूपांतरण पर ध्यान दिया।

पूरी कठिनाई संसाधन में थी, क्योंकि गहरी अंतरिक्ष उड़ानों में, टरबाइन जनरेटर को एक वर्ष, दो या कई वर्षों तक काम करना चाहिए। पहनने को कम करने के लिए, "क्रांति" (टरबाइन गति) को यथासंभव कम किया जाना चाहिए। दूसरी ओर, एक टरबाइन कुशलता से काम करती है यदि गैस या वाष्प के अणुओं की गति उसके ब्लेड की गति के करीब हो। इसलिए, सबसे पहले हमने सबसे भारी - पारा वाष्प के उपयोग पर विचार किया। लेकिन हम लोहे और स्टेनलेस स्टील के तीव्र विकिरण-उत्तेजित क्षरण से भयभीत थे, जो पारा से ठंडा परमाणु रिएक्टर में हुआ था। दो हफ्तों में, जंग ने आर्गोन प्रयोगशाला (यूएसए, 1949) में क्लेमेंटाइन प्रायोगिक फास्ट रिएक्टर के ईंधन तत्वों और आईपीपीई (यूएसएसआर, ओबनिंस्क, 1956) में बीआर-2 रिएक्टर को "खा लिया"।

पोटेशियम वाष्प आकर्षक निकला। इसमें उबलते हुए पोटेशियम के साथ एक रिएक्टर ने कम-जोर वाले अंतरिक्ष यान के बिजली संयंत्र का आधार बनाया जिसे हम विकसित कर रहे थे - पोटेशियम भाप ने एक टर्बोजेनरेटर को घुमाया। गर्मी को बिजली में बदलने की इस "मशीन" विधि ने 40% तक की दक्षता पर भरोसा करना संभव बना दिया, जबकि वास्तविक थर्मोनिक प्रतिष्ठानों ने केवल 7% की दक्षता दी। हालांकि, परमाणु ताप को बिजली में "मशीन" रूपांतरण के साथ केएनपीपी विकसित नहीं किया गया है। मामला एक विस्तृत रिपोर्ट के जारी होने के साथ समाप्त हुआ, वास्तव में - मंगल पर एक चालक दल की उड़ान के लिए कम-जोर वाले अंतरिक्ष यान की तकनीकी परियोजना के लिए एक "भौतिक नोट"। परियोजना स्वयं कभी विकसित नहीं हुई थी।

भविष्य में, मुझे लगता है, परमाणु रॉकेट इंजनों का उपयोग करने वाली अंतरिक्ष उड़ानों में रुचि बस गायब हो गई। सर्गेई पावलोविच कोरोलेव की मृत्यु के बाद, आयन प्रणोदन प्रणाली और "मशीन" परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर आईपीपीई के काम के लिए समर्थन काफ़ी कमजोर हो गया। OKB-1 का नेतृत्व वैलेन्टिन पेट्रोविच ग्लुशको कर रहे थे, जिन्हें होनहार परियोजनाओं में कोई दिलचस्पी नहीं थी। ओकेबी एनर्जिया, जिसे उन्होंने बनाया, शक्तिशाली रासायनिक रॉकेट और बुरान अंतरिक्ष यान का निर्माण किया जो पृथ्वी पर वापस आ जाएगा।

"कॉसमॉस" श्रृंखला के उपग्रहों पर "बुक" और "पुखराज"

बिजली में गर्मी के सीधे रूपांतरण के साथ केएनपीपी के निर्माण पर काम, अब शक्तिशाली रेडियो-तकनीकी उपग्रहों (अंतरिक्ष रडार स्टेशनों और टीवी प्रसारकों) के लिए बिजली स्रोतों के रूप में, पुनर्गठन की शुरुआत तक जारी रहा। 1970 से 1988 तक, सेमीकंडक्टर कन्वर्टर्स के साथ बुक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के साथ लगभग 30 रडार उपग्रह और पुखराज थर्मोमिशन प्लांट के साथ दो अंतरिक्ष में लॉन्च किए गए थे। "बुक", वास्तव में, एक टीईजी था - एक अर्धचालक Ioffe कनवर्टर, केवल मिट्टी के तेल के बजाय एक परमाणु रिएक्टर का इस्तेमाल किया। यह 100 kW तक की शक्ति वाला एक तेज़ रिएक्टर था। अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम का पूरा भार लगभग 30 किलो था। कोर से गर्मी को तरल धातु द्वारा स्थानांतरित किया गया था - अर्धचालक बैटरी के लिए सोडियम और पोटेशियम का एक गलनक्रांतिक मिश्र धातु। विद्युत शक्ति 5 किलोवाट तक पहुंच गई।

IPPE के वैज्ञानिक पर्यवेक्षण के तहत "बुक" स्थापना OKB-670 MM के विशेषज्ञों द्वारा विकसित की गई थी। बोंदर्युक, बाद में - एनपीओ क्रास्नाया ज़्वेज़्दा (मुख्य डिजाइनर - जीएम ग्रीज़्नोव)। Dnepropetrovsk डिजाइन ब्यूरो Yuzhmash (मुख्य डिजाइनर - एमके यंगेल) को उपग्रह को कक्षा में लॉन्च करने के लिए एक लॉन्च वाहन बनाने का निर्देश दिया गया था।

"बुक" काम के घंटे - 1-3 महीने। यदि स्थापना विफल हो जाती है, तो उपग्रह को 1000 किमी की ऊंचाई के साथ लंबी अवधि की कक्षा में स्थानांतरित कर दिया गया था। प्रक्षेपण के लगभग 20 वर्षों के दौरान, एक उपग्रह के पृथ्वी पर गिरने के तीन मामले सामने आए हैं: दो - समुद्र में और एक - जमीन पर, कनाडा में, ग्रेट स्लेव झील के आसपास। 24 जनवरी 1978 को लॉन्च किया गया स्पेस-954 वहीं गिरा था। उन्होंने 3.5 महीने तक काम किया। उपग्रह के यूरेनियम तत्व वातावरण में पूरी तरह जल गए। जमीन पर, केवल एक बेरिलियम परावर्तक और अर्धचालक बैटरी के अवशेष पाए गए। (यह सारा डेटा ऑपरेशन मॉर्निंग लाइट पर अमेरिका और कनाडा के परमाणु आयोगों की संयुक्त रिपोर्ट में दिया गया है।)

पुखराज थर्मल उत्सर्जन परमाणु ऊर्जा संयंत्र में 150 kW तक की शक्ति वाले एक थर्मल रिएक्टर का उपयोग किया गया था। यूरेनियम का पूरा भार लगभग 12 किलो था - बुक से काफी कम। रिएक्टर का मूल ईंधन तत्व था - "माला", जिसे मालीख के समूह द्वारा विकसित और निर्मित किया गया था। वे थर्मोएलेमेंट्स की एक श्रृंखला थी: कैथोड यूरेनियम ऑक्साइड से भरे टंगस्टन या मोलिब्डेनम का एक "थिम्बल" था, और एनोड एक पतली दीवार वाली नाइओबियम ट्यूब थी जिसे तरल सोडियम-पोटेशियम से ठंडा किया जाता था। कैथोड का तापमान 1650 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया। स्थापना की विद्युत शक्ति 10 किलोवाट तक पहुंच गई।

पहली उड़ान प्रोटोटाइप, पुखराज स्थापना के साथ कोसमॉस-1818 उपग्रह, 2 फरवरी, 1987 को कक्षा में प्रवेश किया और छह महीने तक बिना किसी असफलता के संचालित रहा, जब तक कि सीज़ियम का भंडार समाप्त नहीं हो गया। दूसरा उपग्रह, कॉसमॉस-1876, एक साल बाद लॉन्च किया गया था। उसने कक्षा में लगभग दुगनी अवधि तक कार्य किया। "पुखराज" का मुख्य विकासकर्ता OKB MMZ "सोयुज" था, जिसकी अध्यक्षता एस.के. तुमांस्की (विमान इंजन डिजाइनर ए.ए.मिकुलिन का पूर्व डिजाइन ब्यूरो)।

यह 1950 के दशक के उत्तरार्ध में था, जब हम आयन प्रणोदन प्रणाली पर काम कर रहे थे, और वह तीसरे चरण के इंजन पर काम कर रहे थे, जिसका उद्देश्य एक रॉकेट के लिए था जो चंद्रमा के चारों ओर उड़ना था और उस पर उतरना था। मेलनिकोव प्रयोगशाला की यादें आज भी ताजा हैं। यह ओकेबी-1 के साइट नंबर 3 पर पोडलिप्की (अब कोरोलेव शहर) में स्थित था। लगभग 3000 एम 2 के क्षेत्र के साथ एक विशाल कार्यशाला, 100 मिमी रोल पेपर पर लूप ऑसिलोस्कोप रिकॉर्डिंग के साथ दर्जनों डेस्क के साथ पंक्तिबद्ध (यह अभी भी एक बीता युग था, आज एक पर्सनल कंप्यूटर पर्याप्त होगा)। कार्यशाला की सामने की दीवार पर एक स्टैंड होता है जहाँ "चंद्र" रॉकेट इंजन का दहन कक्ष लगा होता है। ऑसिलोस्कोप गैस वेग, दबाव, तापमान और अन्य मापदंडों के सेंसर से हजारों तारों से जुड़े होते हैं। इंजन के प्रज्वलन के साथ दिन की शुरुआत 9.00 बजे होती है। यह कई मिनटों तक काम करता है, फिर पहली पाली के यांत्रिकी की एक टीम को रोकने के तुरंत बाद इसे हटा देता है, दहन कक्ष की सावधानीपूर्वक जांच करता है और मापता है। उसी समय, आस्टसीलस्कप टेप का विश्लेषण किया जाता है और डिजाइन में बदलाव के लिए सिफारिशें की जाती हैं। दूसरी पाली - डिजाइनर और कार्यशाला कार्यकर्ता अनुशंसित परिवर्तन करते हैं। तीसरी पाली में स्टैंड पर नया दहन कक्ष और डायग्नोस्टिक सिस्टम लगाया जा रहा है। एक दिन बाद ठीक नौ बजे अगला सत्र होगा। और इसलिए हफ्तों, महीनों के लिए दिनों की छुट्टी के बिना। प्रति वर्ष 300 से अधिक इंजन विकल्प!

इस तरह से रासायनिक रॉकेट के इंजन बनाए गए, जिन्हें केवल 20-30 मिनट तक काम करना था। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के परीक्षणों और संशोधनों के बारे में हम क्या कह सकते हैं - गणना यह थी कि उन्हें एक वर्ष से अधिक समय तक काम करना चाहिए। इसके लिए वास्तव में एक विशाल प्रयास की आवश्यकता थी।

परमाणु रॉकेट इंजन - एक रॉकेट इंजन, जिसका सिद्धांत परमाणु प्रतिक्रिया या रेडियोधर्मी क्षय पर आधारित होता है, जबकि ऊर्जा निकलती है जो काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करती है, जो प्रतिक्रिया उत्पाद या हाइड्रोजन जैसे कुछ अन्य पदार्थ हो सकते हैं।

आइए कार्रवाई से विकल्पों और सिद्धांतों पर एक नज़र डालें ...

ऑपरेशन के ऊपर वर्णित सिद्धांत का उपयोग करते हुए कई प्रकार के रॉकेट इंजन हैं: परमाणु, रेडियो आइसोटोप, थर्मोन्यूक्लियर। परमाणु रॉकेट इंजनों का उपयोग करके, विशिष्ट आवेग मान उन लोगों की तुलना में काफी अधिक प्राप्त किए जा सकते हैं जो रासायनिक रॉकेट इंजन से प्राप्त किए जा सकते हैं। विशिष्ट आवेग के उच्च मूल्य को कार्यशील द्रव के बहिर्वाह की उच्च गति द्वारा समझाया गया है - लगभग 8-50 किमी / सेकंड। परमाणु इंजन का थ्रस्ट बल रासायनिक इंजनों के बराबर होता है, जो भविष्य में सभी रासायनिक इंजनों को परमाणु इंजनों से बदलना संभव बना देगा।

पूर्ण प्रतिस्थापन में मुख्य बाधा परमाणु रॉकेट इंजनों के कारण पर्यावरण का रेडियोधर्मी संदूषण है।

वे दो प्रकारों में विभाजित हैं - ठोस और गैस चरण। पहले प्रकार के इंजनों में, विखंडनीय पदार्थ को विकसित सतह के साथ रॉड असेंबलियों में रखा जाता है। यह आपको गैसीय काम कर रहे तरल पदार्थ को प्रभावी ढंग से गर्म करने की अनुमति देता है, आमतौर पर हाइड्रोजन काम कर रहे तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। समाप्ति दर सीमित अधिकतम तापमानकाम कर रहे तरल पदार्थ, जो बदले में, सीधे अधिकतम पर निर्भर करता है अनुमेय तापमानसंरचनात्मक तत्व, और यह 3000 K से अधिक नहीं है। गैस-चरण परमाणु रॉकेट इंजन में, विखंडनीय पदार्थ में है गैसीय अवस्था... कार्य क्षेत्र में इसकी अवधारण एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की क्रिया के माध्यम से की जाती है। इस प्रकार के परमाणु रॉकेट इंजन के लिए, संरचनात्मक तत्व एक निवारक नहीं हैं, इसलिए कार्यशील द्रव का वेग 30 किमी / सेकंड से अधिक हो सकता है। विखंडनीय सामग्री के रिसाव की परवाह किए बिना, उन्हें पहले चरण के इंजन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

70 के दशक में। XX सदी संयुक्त राज्य अमेरिका और सोवियत संघ में, ठोस चरण विखंडनीय सामग्री वाले परमाणु रॉकेट इंजनों का सक्रिय रूप से परीक्षण किया गया था। संयुक्त राज्य अमेरिका में, NERVA कार्यक्रम के तहत एक प्रायोगिक परमाणु रॉकेट इंजन बनाने के लिए एक कार्यक्रम विकसित किया गया था।

अमेरिकियों ने एक तरल हाइड्रोजन-कूल्ड ग्रेफाइट रिएक्टर विकसित किया जिसे रॉकेट नोजल के माध्यम से गर्म, वाष्पीकृत और बाहर निकाला गया। ग्रेफाइट का चुनाव उसके तापमान प्रतिरोध से तय होता था। इस परियोजना के अनुसार, परिणामी इंजन का विशिष्ट आवेग 1100 kN के थ्रस्ट के साथ रासायनिक इंजनों के लिए संबंधित संकेतक विशेषता से दोगुना होना था। Nerva रिएक्टर को शनि V प्रक्षेपण यान के तीसरे चरण के हिस्से के रूप में काम करना था, लेकिन चंद्र कार्यक्रम के बंद होने और इस वर्ग के रॉकेट इंजनों के लिए अन्य कार्यों की अनुपस्थिति के कारण, रिएक्टर का अभ्यास में कभी भी परीक्षण नहीं किया गया था।

एक गैस-चरण परमाणु रॉकेट इंजन वर्तमान में सैद्धांतिक विकास के अधीन है। गैस-चरण के परमाणु इंजन में, प्लूटोनियम का उपयोग करने का इरादा है, एक धीमी गति से चलने वाली गैस धारा जो ठंडा हाइड्रोजन के तेज प्रवाह से घिरी होती है। कक्षीय पर अंतरिक्ष स्टेशनएमआईआर और आईएसएस ने ऐसे प्रयोग किए जो गैस-चरण इंजनों के और विकास को गति दे सकते हैं।

आज हम कह सकते हैं कि रूस ने परमाणु प्रणोदन प्रणाली के क्षेत्र में अपने शोध को थोड़ा "जमा" कर दिया है। रूसी वैज्ञानिकों का काम परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की बुनियादी इकाइयों और विधानसभाओं के विकास और सुधार के साथ-साथ उनके एकीकरण पर अधिक केंद्रित है। इस क्षेत्र में आगे के अनुसंधान की प्राथमिकता दिशा दो मोड में काम करने में सक्षम परमाणु ऊर्जा प्रणोदन प्रणाली का निर्माण है। पहला परमाणु रॉकेट इंजन का तरीका है, और दूसरा अंतरिक्ष यान में स्थापित उपकरणों को बिजली देने के लिए बिजली पैदा करने का तरीका है।