موتورهای موشک سوخت مایع به انسان این فرصت را داده اند که به فضا - به مدارهای نزدیک به زمین - برود. با این حال، چنین موشک هایی 99 درصد سوخت خود را در چند دقیقه اول پرواز می سوزانند. سوخت باقیمانده ممکن است برای سفر به سیارات دیگر کافی نباشد و سرعت آن چنان کم خواهد بود که سفر ده ها یا صدها سال طول می کشد. موتورهای هسته ای می توانند مشکل را حل کنند. چگونه؟ ما با هم آن را حل خواهیم کرد.

اصل کار یک موتور جت بسیار ساده است: سوخت را به انرژی جنبشی جت تبدیل می کند (قانون بقای انرژی)، با توجه به جهت این جت، موشک در فضا حرکت می کند (قانون بقا تکانه). درک این نکته مهم است که ما نمی توانیم موشک یا هواپیما را به سرعتی بیشتر از سرعت خروج سوخت - گاز داغ پرتاب شده - شتاب دهیم.

فضاپیمای نیوهورایزنز

چه چیزی یک موتور موثر را از یک آنالوگ ناموفق یا قدیمی متمایز می کند؟اول از همه، به چه مقدار سوخت موتور نیاز دارد تا موشک را به سرعت مورد نظر برساند. این مهم ترین پارامتر یک موتور موشک نامیده می شود تکانه خاصکه به عنوان نسبت تکانه کل به مصرف سوخت تعریف می شود: هر چه این رقم بزرگتر باشد، موتور موشک کارآمدتر است. اگر موشک تقریباً به طور کامل از سوخت تشکیل شده باشد (که به این معنی است که جایی برای محموله در آن وجود ندارد، در حالت محدود)، می توان ضربه خاص را برابر با سرعت خروج سوخت (موتور پیشران) از نازل موشک در نظر گرفت. پرتاب یک موشک کاری بسیار پرهزینه است؛ هر گرم نه تنها محموله، بلکه سوخت نیز که وزن و فضا را اشغال می کند نیز در نظر گرفته می شود. بنابراین، مهندسان بیشتر و بیشتر سوخت فعال را انتخاب می کنند، که واحدی از آن حداکثر بازده را به همراه دارد و انگیزه خاص را افزایش می دهد.

اکثریت قریب به اتفاق موشک ها در تاریخ و دوران مدرن به موتورهایی مجهز شده اند که از واکنش احتراق شیمیایی (اکسیداسیون) سوخت استفاده می کنند.

آنها رسیدن به ماه، زهره، مریخ و حتی سیارات دوردست - مشتری، زحل و نپتون را ممکن کردند. درست است، سفرهای فضایی ماه ها و سال ها طول کشید (ایستگاه های خودکار پایونیر، ویجر، افق های جدید و غیره). لازم به ذکر است که تمامی این موشک ها بخش قابل توجهی از سوخت را برای بلند شدن از زمین مصرف می کنند و سپس با اینرسی با لحظات نادری از روشن شدن موتور به پرواز ادامه می دهند.

فضاپیمای پایونیر

چنین موتورهایی برای پرتاب موشک به مدار نزدیک زمین مناسب هستند، اما برای شتاب دادن به حداقل یک چهارم سرعت نور، مقدار باورنکردنی سوخت مورد نیاز است (محاسبات نشان می دهد که با وجود این واقعیت، 103200 گرم سوخت مورد نیاز است. که جرم کهکشان ما بیش از 1056 گرم نیست). بدیهی است که برای رسیدن به نزدیکترین سیارات و حتی بیشتر از آن به ستارگان، به سرعت کافی بالا نیاز داریم که موشک های سوخت مایع قادر به ارائه آن نیستند.

موتور هسته ای فاز گازی

فضای عمیق یک موضوع کاملا متفاوت است. به‌عنوان مثال، مریخ را در نظر بگیرید که نویسندگان داستان‌های علمی تخیلی در آن زندگی می‌کنند: این مریخ به خوبی مطالعه شده است و از نظر علمی امیدوارکننده است، و مهمتر از همه، نزدیک‌تر از هر شخص دیگری است. نکته یک "اتوبوس فضایی" است که می تواند خدمه را در یک زمان معقول، یعنی در سریع ترین زمان ممکن به آنجا برساند. اما در حمل و نقل بین سیاره ای مشکلاتی وجود دارد. شتاب دادن به سرعت مورد نیاز با حفظ ابعاد قابل قبول و صرف مقدار مناسب سوخت مشکل است.

RS-25 (Rocket System 25) یک موتور موشک پیشران مایع است که توسط Rocketdyne، ایالات متحده آمریکا تولید می شود. در یک گلایدر فضایی استفاده می شود سیستم حمل و نقل«شاتل فضایی» که در هر کدام سه موتور از این قبیل نصب شده بود. بیشتر به عنوان موتور SSME (موتور اصلی شاتل فضایی انگلیسی - موتور اصلی شاتل فضایی) شناخته می شود. اجزای اصلی سوخت اکسیژن مایع (اکسیدکننده) و هیدروژن (سوخت) است. RS-25 از یک طرح چرخه بسته (با پس سوزاندن گاز ژنراتور) استفاده می کند.

راه حل ممکن است یک "اتم صلح آمیز" باشد که سفینه های فضایی را هل می دهد. مهندسان در اواخر دهه 50 قرن گذشته شروع به فکر کردن در مورد ایجاد یک دستگاه سبک وزن و جمع و جور کردند که بتواند حداقل خود را به مدار پرتاب کند. تفاوت اصلی موتورهای هسته ای و موشک با موتور احتراق داخلینکته این است که انرژی جنبشی نه به دلیل احتراق سوخت، بلکه به دلیل انرژی حرارتی تجزیه عناصر رادیواکتیو به دست می آید. بیایید این رویکردها را با هم مقایسه کنیم.

از جانب موتورهای مایعیک "کوکتل" داغ از گازهای خروجی بیرون می آید (قانون بقای حرکت) که در طی واکنش سوخت و اکسید کننده (قانون بقای انرژی) تشکیل می شود. در بیشتر موارد ترکیبی از اکسیژن و هیدروژن است (نتیجه سوختن هیدروژن آب معمولی است). H2O خیلی بیشتر است جرم مولیاز هیدروژن یا هلیوم، بنابراین شتاب گرفتن آن دشوارتر است؛ ضربه خاص برای چنین موتوری 4500 متر بر ثانیه است.

آزمایش های زمینی ناسا سیستم جدیدراه اندازی موشک های فضایی، 2016 (یوتا، ایالات متحده آمریکا). این موتورها روی فضاپیمای اوریون که برای ماموریت به مریخ برنامه ریزی شده است، نصب خواهند شد.

که در موتورهای هسته ایپیشنهاد شده است که فقط از هیدروژن استفاده شود و با استفاده از انرژی فروپاشی هسته‌ای آن را تسریع (گرما) کند. این باعث صرفه جویی در اکسید کننده (اکسیژن) می شود که در حال حاضر عالی است، اما نه همه چیز. از آنجایی که هیدروژن وزن مخصوص نسبتاً پایینی دارد، شتاب دادن آن به سرعت های بالاتر برای ما آسان تر است. البته، می توانید از گازهای حساس به حرارت دیگر (هلیوم، آرگون، آمونیاک و متان) استفاده کنید، اما همه آنها در مهمترین چیز حداقل دو برابر کمتر از هیدروژن هستند - ضربه خاص قابل دستیابی (بیش از 8 کیلومتر بر ثانیه) .

پس آیا ارزش از دست دادن آن را دارد؟ این افزایش به قدری زیاد است که مهندسان را نه با پیچیدگی طراحی و کنترل راکتور، یا وزن سنگین آن و یا حتی خطر تشعشع متوقف نمی کند. علاوه بر این، هیچ کس قرار نیست از سطح زمین پرتاب شود - مونتاژ چنین کشتی هایی در مدار انجام می شود.

راکتور "پرواز".

موتور هسته ای چگونه کار می کند؟ راکتور در یک موتور فضایی بسیار کوچکتر و فشرده تر از همتایان زمینی خود است، اما همه اجزای اصلی و مکانیسم های کنترل اساساً یکسان هستند. راکتور به عنوان یک گرم کننده عمل می کند که در آن هیدروژن مایع تامین می شود. دما در هسته به 3000 درجه می رسد (و می تواند تجاوز کند). سپس گاز گرم شده از طریق نازل آزاد می شود.

با این حال، چنین راکتورهایی تشعشعات مضری را منتشر می کنند. برای محافظت از خدمه و تجهیزات الکترونیکی متعدد در برابر تشعشعات، اقدامات کامل لازم است. بنابراین، پروژه های فضاپیماهای بین سیاره ای با موتور هسته ای اغلب شبیه یک چتر هستند: موتور در یک بلوک جداگانه محافظ قرار دارد که توسط یک خرپا یا لوله طولانی به ماژول اصلی متصل است.

"محفظه احتراق"موتور هسته ای هسته رآکتوری است که در آن هیدروژن تامین شده تحت فشار بالا تا 3000 درجه یا بیشتر گرم می شود. این حد فقط با مقاومت حرارتی مواد راکتور و خواص سوخت تعیین می شود، اگرچه افزایش دما باعث افزایش ضربه خاص می شود.

عناصر سوختی- اینها سیلندرهای آجدار مقاوم در برابر حرارت (برای افزایش سطح انتقال حرارت) هستند - "شیشه" پر از گلوله های اورانیوم. آنها توسط یک جریان گاز "شسته می شوند" که هم نقش سیال کار و هم خنک کننده راکتور را ایفا می کند. کل ساختار با صفحات بازتابنده بریلیوم عایق شده است که تشعشعات خطرناکی را به بیرون منتشر نمی کند. برای کنترل انتشار گرما، درام های چرخشی مخصوصی در کنار صفحه ها قرار گرفته اند

تعدادی طرح امیدوارکننده از موتورهای موشک هسته ای وجود دارد که اجرای آنها در بال ها منتظر است. از این گذشته ، آنها عمدتاً در سفرهای بین سیاره ای مورد استفاده قرار خواهند گرفت ، که ظاهراً نزدیک است.

پروژه های نیروی محرکه هسته ای

این پروژه ها به دلایل مختلف متوقف شدند - کمبود پول، پیچیدگی طراحی، یا حتی نیاز به مونتاژ و نصب در فضای بیرونی.

"ORION" (ایالات متحده آمریکا، 1950-1960)

پروژه پالس هسته ای سرنشین دار سفینه فضایی("هواپیما انفجاری") برای کاوش در فضای بین سیاره ای و بین ستاره ای.

اصل عملیات.از موتور کشتی، در جهت مخالف پرواز، یک بار هسته ای معادل کوچکی به بیرون پرتاب می شود و در فاصله نسبتاً کوتاهی از کشتی (تا 100 متر) منفجر می شود. نیروی ضربه از صفحه بازتابنده عظیم در دم کشتی منعکس شده و آن را به جلو هل می دهد.

"پرومته" (ایالات متحده آمریکا، 2002-2005)

پروژه آژانس فضایی ناسا برای توسعه موتور هسته ای برای فضاپیماها.

اصل عملیات.موتور فضاپیما قرار بود از ذرات یونیزه شده تشکیل شده باشد که نیروی رانش ایجاد می کنند و یک راکتور هسته ای فشرده که انرژی لازم برای نصب را فراهم می کند. موتور یونی نیروی رانشی در حدود 60 گرم ایجاد می کند، اما می تواند به طور مداوم کار کند. در نهایت، کشتی به تدریج قادر خواهد بود سرعت زیادی را - 50 کیلومتر در ثانیه، با صرف حداقل انرژی بگیرد.

"پلوتون" (ایالات متحده آمریکا، 1957-1964)

پروژه توسعه موتور رم جت هسته ای.

اصل عملیات.هوا از طریق جلوی خودرو وارد راکتور هسته ای می شود و در آنجا گرم می شود. هوای گرم منبسط می شود، سرعت بیشتری به دست می آورد و از طریق نازل آزاد می شود و نیروی رانش لازم را فراهم می کند.

NERVA (ایالات متحده آمریکا، 1952-1972)

(eng. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) برنامه مشترک کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده و ناسا برای ایجاد یک موتور موشک هسته ای است.

اصل عملیات.هیدروژل مایع به یک محفظه مخصوص وارد می شود، جایی که توسط یک راکتور هسته ای گرم می شود. گاز داغ منبسط می شود و به داخل نازل رها می شود و نیروی رانش ایجاد می کند.

که در یکی از بخش هادر LiveJournal، یک مهندس الکترونیک دائماً در مورد ماشین‌های هسته‌ای و گرما هسته‌ای - راکتورها، تأسیسات، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، شتاب‌دهنده‌ها و همچنین در مورد آن‌ها می‌نویسد. جدید موشک روسی، شهادت در طول سخنرانی سالانه رئیس جمهور، بیشترین علاقه وبلاگ نویس را برانگیخت. و این همان چیزی است که او در این موضوع یافت.

بله، از نظر تاریخی پیشرفت هایی در زمینه موشک های کروز با موتور هوای هسته ای رم جت وجود داشته است: موشک SLAM در ایالات متحده آمریکا با راکتور TORY-II، مفهوم Avro Z-59 در بریتانیا، تحولات در اتحاد جماهیر شوروی.

تصویری مدرن از مفهوم موشک Avro Z-59 با وزن حدود 20 تن.

با این حال، تمام این کارها در دهه 60 به عنوان تحقیق و توسعه با درجات مختلف عمق انجام شد (ایالات متحده تا جایی که در زیر مورد بحث قرار گرفت) و در قالب مدل های در حال خدمت ادامه پیدا نکرد. ما به همان دلیلی که بسیاری از پیشرفت‌های عصر اتمی دیگر - هواپیماها، قطارها، موشک‌ها با نیروگاه‌های هسته‌ای - به آن دست پیدا نکردیم. همه این گزینه ها وسیله نقلیهعلیرغم برخی از مزایایی که چگالی انرژی دیوانه کننده در سوخت هسته ای به ارمغان می آورد، آنها دارای معایب بسیار جدی هستند - هزینه بالا، پیچیدگی عملیات، الزامات حفاظت مداوم، و در نهایت، نتایج نامطلوب توسعه، که معمولاً اطلاعات کمی در مورد آنها وجود دارد (با انتشار نتایج). در تحقیق و توسعه، افشای دستاوردها و پنهان کردن شکست‌ها برای همه طرف‌ها سودآورتر است).

به ویژه، برای موشک‌های کروز، ایجاد یک حامل (زیردریایی یا هواپیما) که بسیاری از پرتابگرهای موشک را به محل پرتاب «کشانده» بسیار آسان‌تر از فریب دادن با یک ناوگان کوچک است (و توسعه یک ناوگان بزرگ فوق‌العاده دشوار است. ) موشک های کروز پرتاب شده از قلمرو خود. جهانی، ارزان، تولید انبوهدر نهایت برنده محصولی کم حجم، گران قیمت و دارای مزیت های مبهم بود. موشک های کروز هسته ای فراتر از آزمایش زمینی نرفته اند.

این بن‌بست مفهومی دهه 60 جمهوری قرقیزستان با نیروگاه‌های هسته‌ای، به نظر من، اکنون نیز مطرح است، بنابراین سؤال اصلی در مورد آنچه نشان داده شده است این است که "چرا؟؟". اما آنچه آن را بیش از پیش برجسته می کند، مشکلاتی است که در طول توسعه، آزمایش و بهره برداری از چنین سلاح هایی ایجاد می شود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

بنابراین، اجازه دهید با راکتور شروع کنیم. کانسپت‌های SLAM و Z-59 راکت‌های کم‌پرواز سه ماخ با اندازه و وزن چشمگیر بودند (بیش از 20 تن پس از پرتاب بوسترهای پرتاب). مافوق صوت بسیار گران‌قیمت کم‌پرواز، امکان استفاده حداکثری از حضور یک منبع عملا نامحدود انرژی در هواپیما را ممکن می‌سازد؛ علاوه بر این، یکی از ویژگی‌های مهم موتور جت هوای هسته‌ای این است کهبهبود بهره وری عملیاتی (سیکل ترمودینامیکی) با افزایش سرعت، یعنی. همان ایده، اما در سرعت های 1000 کیلومتر در ساعت موتور بسیار سنگین تر و بزرگتر خواهد بود. در نهایت، 3M در ارتفاع صد متری در سال 1965 به معنای آسیب ناپذیری در برابر پدافند هوایی بود. معلوم شد که قبلاً مفهوم پرتابگرهای موشک با قدرت هسته‌ای با سرعت بالا "بسته" شده بود، جایی که مزایای این مفهوم قوی بود. رقبای با سوخت هیدروکربنی ضعیف شده بودند. موشک نشان داده شده، به نظر من، ماوراء صوت یا زیر صوت به نظر می رسد (البته اگر فکر می کنید که او در ویدیو است). اما در عین حال، اندازه راکتور در مقایسه با TORY-II از موشک SLAM، جایی که به اندازه 2 متر از جمله بازتابنده نوترون شعاعی ساخته شده از گرافیت بود.

آیا حتی می توان یک راکتور با قطر 0.4-0.6 متر نصب کرد؟

بیایید با یک راکتور اساسا حداقل شروع کنیم - یک خوک Pu239. مثال خوباجرای چنین مفهومی رآکتور فضایی Kilopower است که اما از U235 استفاده می کند. قطر هسته راکتور فقط 11 سانتی متر است! اگر به پلوتونیوم 239 برویم، اندازه هسته 1.5 تا 2 بار دیگر کاهش می یابد، اکنون از حداقل اندازه، با یادآوری مشکلات، شروع به قدم گذاشتن به سمت یک موتور جت هوای واقعی هسته ای خواهیم کرد.

اولین چیزی که به اندازه راکتور اضافه می شود، اندازه بازتابنده است - به ویژه، در Kilopower BeO اندازه آن سه برابر می شود. ثانیا، ما نمی‌توانیم از U یا Pu استفاده کنیم - آنها به سادگی در جریان هوا در عرض یک دقیقه می‌سوزند. پوسته ای مورد نیاز است، به عنوان مثال از مواد معدنی، که در برابر اکسیداسیون فوری تا دمای 1000 درجه سانتیگراد مقاومت می کند، یا سایر آلیاژهای نیکل با پوشش سرامیکی احتمالی. کاربرد مقدار زیادمواد پوسته در هسته بلافاصله مقدار مورد نیاز را چندین برابر افزایش می دهد سوخت هسته ای- از این گذشته ، جذب "غیرمولد" نوترون در هسته اکنون به شدت افزایش یافته است!

علاوه بر این، فرم فلزی U یا Pu دیگر مناسب نیست - این مواد خود نسوز نیستند (پلوتونیوم معمولاً در دمای 634 درجه سانتیگراد ذوب می شود) و همچنین با مواد پوسته های فلزی تعامل دارند. ما سوخت را به شکل کلاسیک UO2 یا PuO2 تبدیل می کنیم - رقت دیگری از مواد در هسته دریافت می کنیم، این بار با اکسیژن.

در نهایت بیایید هدف راکتور را به یاد بیاوریم. ما باید هوای زیادی را از طریق آن پمپ کنیم، که به آن گرما می دهیم. تقریباً 2/3 فضا را "لوله های هوا" اشغال خواهد کرد.

در نهایت حداقل قطرهسته تا 50-40 سانتی متر رشد می کند (برای اورانیوم)، و قطر راکتور با بازتابنده بریلیوم 10 سانتی متری تا 60-70 سانتی متر می رسد. موتور جت هسته ای MITEE ، برای پرواز در جو مشتری طراحی شده است. این پروژه کاملاً کاغذی (به عنوان مثال دمای هسته 3000 کلوین در نظر گرفته شده است و دیوارها از بریلیوم ساخته شده اند که حداکثر 1200 کلوین را تحمل می کند) با وجود خنک کننده، قطر هسته محاسبه شده از نوترونیک 55.4 سانتی متر است. با هیدروژن این امکان را فراهم می کند که اندازه کانال هایی که مایع خنک کننده از طریق آنها پمپاژ می شود کمی کاهش یابد.

به نظر من، یک موتور جت اتمی هوابرد را می توان به موشکی با قطر حدود یک متر هل داد، که با این حال، هنوز به طور اساسی بزرگتر از 0.6-0.74 متر نیست، اما همچنان هشدار دهنده است. نیروگاه هسته ای دارای توان ~ چند مگاوات خواهد بود که با ~10^16 واپاشی در ثانیه انرژی می گیرد. این بدان معناست که خود راکتور میدان تشعشعی از چند ده هزار رونتگن در سطح و تا هزار رونتگن در طول کل موشک ایجاد خواهد کرد. حتی نصب چند صد کیلوگرم محافظ سکتور نیز این سطوح را به میزان قابل توجهی کاهش نخواهد داد، زیرا پرتوهای نوترون و گاما از هوا منعکس شده و "حفاظت را دور می زنند".

در عرض چند ساعت، چنین راکتوری ~10^21-10^22 اتم از محصولات شکافت c با فعالیت چندین (چند ده) پتاباکئرل تولید می کند که حتی پس از خاموش شدن نیز پس زمینه ای از چندین هزار رونتژن در نزدیکی راکتور ایجاد می کند.

طراحی موشک تا حدود 10^14 Bq فعال می‌شود، اگرچه ایزوتوپ‌ها عمدتاً ساطع‌کننده‌های بتا خواهند بود و فقط توسط اشعه ایکس برمسترالونگ خطرناک هستند. پس زمینه از خود ساختار می تواند به ده ها رونتگن در فاصله 10 متری از بدنه موشک برسد.

تمام این "سرگرمی" این ایده را به وجود می آورد که توسعه و آزمایش چنین موشکی کاری در آستانه امکان پذیر است. لازم است مجموعه کاملی از تجهیزات ناوبری و کنترل مقاوم در برابر تشعشع ایجاد شود تا همه آنها به روشی نسبتاً جامع آزمایش شوند (تابش، دما، ارتعاش - و همه اینها برای آمار). آزمایش‌های پروازی با یک راکتور فعال در هر لحظه می‌تواند به یک فاجعه تشعشعی با انتشار صدها ترابکرل به چندین پتاباکرل تبدیل شود. حتی بدون شرایط فاجعه آمیز، کاهش فشار از عناصر سوخت فردی و انتشار رادیونوکلئید بسیار محتمل است.

البته در روسیه هنوز هم وجود داردسایت تست Novozemelsky که می توان چنین آزمایشاتی را بر روی آنها انجام داد، اما این برخلاف روح توافق استممنوعیت آزمایش سلاح های هسته ای در سه محیط (این ممنوعیت به منظور جلوگیری از آلودگی سیستماتیک جو و اقیانوس توسط رادیونوکلئیدها معرفی شد).

در نهایت، نمی دانم چه کسی در فدراسیون روسیه می تواند چنین راکتوری را توسعه دهد. به طور سنتی، مؤسسه Kurchatov (طراحی و محاسبات کلی)، Obninsk IPPE (تست آزمایشی و سوخت)، و موسسه تحقیقاتی Luch در Podolsk (فناوری سوخت و مواد) در ابتدا در راکتورهای دمای بالا شرکت داشتند. بعداً، تیم NIKIET در طراحی چنین ماشین‌هایی مشغول شد (به عنوان مثال، راکتورهای IGR و IVG نمونه‌های اولیه هسته موتور موشک هسته‌ای RD-0410 هستند).

امروزه NIKIET تیمی از طراحان دارد که کار طراحی راکتور را انجام می دهند ( RUGK گاز خنک با دمای بالا ، راکتورهای سریع MBIR، ) و IPPE و Luch به ترتیب به محاسبات و فناوری های مرتبط ادامه می دهند. در دهه های اخیر، موسسه کورچاتوف بیشتر به سمت نظریه راکتورهای هسته ای حرکت کرده است.

به طور خلاصه، من می خواهم بگویم که ایجاد یک موشک کروز با موتورهای جت هوایی با یک نیروگاه هسته ای به طور کلی یک کار امکان پذیر است، اما در عین حال بسیار گران و پیچیده است که نیازمند بسیج قابل توجه منابع انسانی و مالی است. ، به نظر من نسبت به سایر پروژه های اعلام شده بیشتر است (" Sarmat" ، "Dagger" ، "Status-6" ، "Vanguard"). خیلی عجیب است که این بسیج کوچکترین اثری از خود بر جای نگذاشت. و از همه مهمتر، کاملاً نامشخص است که مزایای دستیابی به چنین انواع سلاح ها (در مقابل پس زمینه حامل های موجود) چیست و چگونه می توانند بر معایب متعدد - مسائل ایمنی در برابر تشعشعات، هزینه های بالا، ناسازگاری با معاهدات کاهش تسلیحات استراتژیک غلبه کنند. .

P.S. با این حال، "منابع" در حال حاضر شروع به نرم کردن اوضاع کرده اند: "یک منبع نزدیک به مجتمع نظامی-صنعتی گفت"ودوموستی "این که ایمنی تشعشعات در طول آزمایش موشک تضمین شد. این منبع می‌گوید که تاسیسات هسته‌ای روی هواپیما با یک ماکت الکتریکی نشان داده شده است.

مرحله اول انکار است

متخصص آلمانی در این زمینه تکنولوژی موشکیرابرت اشموکر اظهارات وی. پوتین را کاملا غیرقابل قبول دانست. این کارشناس در مصاحبه ای با دویچه وله گفت: «نمی توانم تصور کنم که روس ها بتوانند یک راکتور پرنده کوچک ایجاد کنند.

آنها می توانند، آقا اشموکر. فقط تصور کن.

اولین ماهواره داخلی با نیروگاه هسته ای ("Cosmos-367") در سال 1970 از بایکونور پرتاب شد. 37 مجموعه سوخت راکتور سایز کوچک BES-5 Buk، حاوی 30 کیلوگرم اورانیوم، در دمای مدار اولیه 700 درجه سانتیگراد و انتشار حرارت 100 کیلو وات، ارائه شده است. قدرت الکتریکیتاسیسات 3 کیلو وات. وزن راکتور کمتر از یک تن است، زمان عملیات تخمینی 120-130 روز است.

کارشناسان شک خواهند کرد: قدرت این "باتری" هسته ای بسیار کم است... اما! به تاریخ نگاه کنید: که نیم قرن پیش بود

راندمان پایین نتیجه تبدیل ترمیونی است. با سایر اشکال انتقال انرژی، شاخص ها بسیار بالاتر است، به عنوان مثال، برای نیروگاه های هسته ای، مقدار بازده در محدوده 32-38٪ است. از این نظر، قدرت حرارتی یک راکتور فضایی از اهمیت خاصی برخوردار است. 100 کیلووات یک پیشنهاد جدی برای پیروزی است.

شایان ذکر است که BES-5 "Buk" به خانواده RTG ها تعلق ندارد. ژنراتورهای ترموالکتریک رادیوایزوتوپ انرژی حاصل از فروپاشی طبیعی اتم های عناصر رادیواکتیو را تبدیل می کنند و قدرت ناچیزی دارند. در عین حال، Buk یک راکتور واقعی با یک واکنش زنجیره ای کنترل شده است.

نسل بعدی راکتورهای کوچک شوروی که در اواخر دهه 1980 ظاهر شد، با ابعاد کوچکتر و آزادسازی انرژی بالاتر متمایز شد. این توپاز منحصر به فرد بود: در مقایسه با Buk، مقدار اورانیوم موجود در راکتور سه برابر (به 11.5 کیلوگرم) کاهش یافت. قدرت حرارتی 50٪ افزایش یافت و به 150 کیلو وات رسید، زمان عملیات مداوم به 11 ماه رسید (رآکتوری از این نوع بر روی ماهواره شناسایی Cosmos-1867 نصب شد).

راکتورهای فضایی هسته ای شکلی فرازمینی از مرگ هستند. اگر کنترل از دست می رفت، "ستاره تیرانداز" آرزوها را برآورده نمی کرد، اما می توانست گناهان "خوش شانس" را ببخشد.

در سال 1992، دو نسخه باقی مانده از راکتورهای کوچک سری توپاز در ایالات متحده آمریکا به قیمت 13 میلیون دلار فروخته شد.

سوال اصلی این است: آیا چنین تاسیساتی قدرت کافی برای استفاده به عنوان موتور موشک را دارند؟ با عبور سیال عامل (هوا) از هسته داغ راکتور و بدست آوردن رانش در خروجی طبق قانون بقای تکانه.

پاسخ: خیر "بوک" و "توپاز" نیروگاه های هسته ای فشرده هستند. برای ایجاد یک راکتور هسته ای، ابزارهای دیگری مورد نیاز است. اما روند کلی با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. نیروگاه های هسته ای فشرده مدت هاست ایجاد شده اند و در عمل وجود دارند.

یک نیروگاه هسته ای باید چه قدرتی داشته باشد تا از آن به عنوان موتور محرکه موشک کروز مشابه X-101 استفاده شود؟

کار پیدا نمیکنی؟ ضرب زمان در توان!
(مجموعه نکات جهانی.)

یافتن قدرت نیز دشوار نیست. N=F×V.

طبق اطلاعات رسمی، موشک‌های کروز Kha-101، مانند موشک‌های خانواده کالیبر، مجهز به موتور توربوفن کوتاه‌مدت-50 هستند که نیروی رانش 450 کیلوگرمی (≈ 4400 نیوتن) را توسعه می‌دهند. سرعت کروز موشک کروز 0.8M یا 270 متر بر ثانیه است. راندمان محاسبه شده ایده آل یک موتور بای پس توربوجت 30٪ است.

در این حالت توان مورد نیاز موتور موشک کروز تنها 25 برابر بیشتر از توان حرارتی راکتور سری توپاز است.

علیرغم تردیدهای کارشناس آلمانی، ایجاد یک موتور موشکی توربوجت (یا رم جت) هسته ای یک کار واقع بینانه است که نیازهای زمان ما را برآورده می کند.

موشک از جهنم

داگلاس بری، کارشناس ارشد مؤسسه بین المللی مطالعات استراتژیک در لندن، می گوید: «این یک موشک کروز هسته ای است. این ایده جدید نیست، در دهه 60 درباره آن صحبت می شد، اما با موانع زیادی روبرو شده است.

آنها فقط در مورد آن صحبت نکردند. در طول آزمایشات در سال 1964، موتور رم جت هسته ای Tori-IIC نیروی رانش 16 تنی را با توان حرارتی راکتور 513 مگاوات توسعه داد. این نصب با شبیه سازی پرواز مافوق صوت، 450 تن هوای فشرده را در پنج دقیقه مصرف کرد. راکتور بسیار "گرم" طراحی شده بود - دمای کار در هسته به 1600 درجه سانتیگراد رسید. این طرح تحمل بسیار باریکی داشت: در تعدادی از مناطق، دمای مجاز تنها 150-200 درجه سانتیگراد کمتر از دمایی بود که در آن عناصر موشک ذوب و فرو ریختند.

آیا این شاخص ها برای استفاده از موتورهای جت هسته ای به عنوان موتور در عمل کافی بود؟ پاسخ واضح است.

رام جت هسته ای نیروی رانش (!) بیشتری نسبت به موتور توربو-رمجت هواپیمای شناسایی "سه ماخ" SR-71 "Black Bird" توسعه داد.

"Polygon-401"، آزمایش های رم جت هسته ای

تاسیسات آزمایشی "Tori-IIA" و "-IIC" نمونه های اولیه موتور هسته ای موشک کروز SLAM هستند.

اختراعی شیطانی که طبق محاسبات می تواند 160000 کیلومتر فضا را در حداقل ارتفاع با سرعت 3M سوراخ کند. به معنای واقعی کلمه همه کسانی را که در مسیر غم انگیز او ملاقات کردند با یک موج شوک و یک رعد و برق 162 دسی بل (ارزش کشنده برای انسان) "درو" کرد.

راکتور هواپیمای جنگی هیچ گونه حفاظت بیولوژیکی نداشت. پارگی پرده گوش پس از پرواز SLAM در مقایسه با انتشار رادیواکتیو از نازل موشک ناچیز به نظر می رسد. هیولای پرنده دنباله ای به عرض بیش از یک کیلومتر با دوز تشعشع 200-300 راد از خود به جای گذاشت. تخمین زده می شود که SLAM 1800 مایل مربع را با تشعشعات مرگبار در یک ساعت پرواز آلوده کرده است.

طبق محاسبات، طول هواپیمامی تواند به 26 متر برسد. وزن پرتاب - 27 تن. بار جنگی بارهای گرما هسته ای بود که باید به طور متوالی در چندین شهر شوروی در طول مسیر پرواز موشک رها می شد. پس از انجام وظیفه اصلی، SLAM قرار بود چندین روز دیگر بر فراز قلمرو اتحاد جماهیر شوروی بچرخد و همه چیز اطراف را با انتشارات رادیواکتیو آلوده کند.

شاید مرگبارترین آن چیزی که انسان تلاش کرده است خلق کند. خوشبختانه، به راه اندازی واقعی نرسید.

این پروژه با اسم رمز "پلوتون" در 1 ژوئیه 1964 لغو شد. در همان زمان، به گفته یکی از توسعه دهندگان SLAM، J. Craven، هیچ یک از رهبری نظامی و سیاسی ایالات متحده از این تصمیم پشیمان نشدند.

دلیل کنار گذاشتن "موشک هسته ای کم پرواز" توسعه موشک های بالستیک قاره پیما بود. قادر به ایجاد آسیب های لازم در زمان کمتر با خطرات غیرقابل مقایسه برای خود ارتش است. همانطور که نویسندگان نشریه در مجله Air&Space به درستی خاطرنشان کردند: حداقل ICBM ها همه کسانی را که نزدیک پرتابگر بودند نمی کشند.

هنوز مشخص نیست که چه کسی، کجا و چگونه قصد آزمایش این شیطان را داشته است. و اگر SLAM از مسیر خارج شود و بر فراز لس آنجلس پرواز کند چه کسی مسئول خواهد بود. یکی از پیشنهادات دیوانه کننده، بستن موشک به کابل و راندن آن به صورت دایره ای بر فراز مناطق متروکه ایالت بود. نوادا با این حال، بلافاصله یک سوال دیگر مطرح شد: وقتی آخرین بقایای سوخت در راکتور می سوزد، با موشک چه باید کرد؟ مکانی که در آن SLAM "زمین" برای قرن ها قابل نزدیک شدن نیست.

زندگی یا مرگ. انتخاب نهایی

برخلاف پلوتو عرفانی از دهه 1950، پروژه یک موشک هسته ای مدرن، که توسط وی. پوتین بیان شد، ایجاد یک وسیله موثر برای شکستن سیستم دفاع موشکی آمریکا را پیشنهاد می کند. انهدام متقابل تضمین شده مهمترین معیار برای بازدارندگی هسته ای است.

تبدیل "سه گانه هسته ای" کلاسیک به یک "پنتاگرام" شیطانی - با گنجاندن نسل جدیدی از وسایل نقلیه تحویل (موشک های کروز هسته ای با برد نامحدود و اژدرهای هسته ای استراتژیک "وضعیت-6")، همراه با مدرن سازی کلاهک های ICBM ( مانور "آوانگارد")، پاسخی معقول به ظهور تهدیدات جدید است. سیاست دفاع موشکی واشنگتن راه دیگری برای مسکو باقی نمی گذارد.

شما در حال توسعه سیستم های ضد موشکی خود هستید. برد ضد موشک ها در حال افزایش است، دقت در حال افزایش است، این سلاح ها در حال بهبود هستند. بنابراین، ما باید به اندازه کافی به این موضوع پاسخ دهیم تا بتوانیم نه تنها امروز، بلکه فردا که سلاح های جدید در اختیار دارید، بر این سیستم غلبه کنیم.»

جزئیات محرمانه‌شده آزمایش‌های تحت برنامه SLAM/Pluto به طور قانع‌کننده‌ای ثابت می‌کند که ایجاد یک موشک کروز هسته‌ای شش دهه پیش امکان‌پذیر بود (از لحاظ فنی). فن آوری های مدرنبه شما اجازه می دهد تا ایده خود را به سطح فنی جدیدی ببرید.

شمشیر از وعده ها زنگ می زند

علیرغم انبوه حقایق آشکار که دلایل ظهور "ابر سلاح ریاست جمهوری" را توضیح می دهد و هرگونه تردید در مورد "عدم امکان" ایجاد چنین سیستم هایی را برطرف می کند ، هنوز هم در روسیه و همچنین در خارج از کشور شک و تردیدهای زیادی وجود دارد. "همه سلاح های ذکر شده فقط ابزاری برای جنگ اطلاعاتی هستند." و سپس - انواع پیشنهادات.

احتمالاً نباید "متخصصان" کاریکاتور مانند ای. مویسیف را جدی گرفت. رئیس موسسه سیاست فضایی (؟) که به نشریه اینترنتی اینسایدر گفت: «شما نمی توانید موتور هسته ای را روی موشک کروز قرار دهید. و چنین موتورهایی وجود ندارد.»

تلاش‌ها برای افشای اظهارات رئیس‌جمهور نیز در سطح تحلیلی جدی‌تری انجام می‌شود. چنین "تحقیقاتی" بلافاصله در بین مردم لیبرال محبوبیت پیدا می کند. شکاکان استدلال های زیر را ارائه می کنند.

تمامی سامانه‌های اعلام‌شده مربوط به سلاح‌های فوق سری استراتژیک است که وجود آن‌ها تأیید یا رد امکان‌پذیر نیست. (پیام به خود مجلس فدرال، گرافیک کامپیوتری و تصاویر پرتاب را نشان می‌داد که از آزمایش‌های انواع دیگر موشک‌های کروز قابل تشخیص نیست.) در عین حال، هیچ‌کس مثلاً درباره ایجاد یک پهپاد تهاجمی سنگین یا یک ناوشکن صحبت نمی‌کند. کشتی جنگی کلاس سلاحی که به زودی باید به وضوح به تمام جهان نشان داده شود.

به گفته برخی از "افشاگران"، زمینه بسیار استراتژیک و "مخفی" پیام ها ممکن است ماهیت غیرقابل قبول آنها را نشان دهد. خوب اگر بحث اصلی این است پس بحث با این افراد سر چیست؟

دیدگاه دیگری نیز وجود دارد. اظهارات تکان دهنده در مورد موشک های هسته ای و زیردریایی های بدون سرنشین 100 گره در زمینه مشکلات آشکار مجتمع نظامی-صنعتی که در اجرای پروژه های ساده تر تسلیحات "سنتی" با آن مواجه است، بیان می شود. اظهارات در مورد موشک‌هایی که فوراً از همه سلاح‌های موجود پیشی می‌گیرند، در تضاد شدید با وضعیت شناخته شده علم موشک است. بدبینان نمونه ای از شکست های عظیم در پرتاب های بولاوا یا توسعه وسیله نقلیه پرتاب آنگارا را ذکر می کنند که برای دو دهه به طول انجامید. سما در سال 1995 آغاز شد. در نوامبر 2017، معاون نخست‌وزیر دی. روگوزین قول داد که پرتاب‌های آنگارا از کیهان‌دروم وستوچنی را تنها در سال 2021 از سر بگیرد.

و به هر حال، چرا زیرکون، احساس اصلی نیروی دریایی سال قبل، بدون توجه رها شد؟ یک موشک مافوق صوت که قادر است تمام مفاهیم موجود در نبرد دریایی را نابود کند.

خبر ورود سیستم های لیزری به نیروها مورد توجه سازندگان سیستم های لیزری قرار گرفت. تسلیحات انرژی هدایت شده موجود بر اساس پایگاه وسیعی از تحقیق و توسعه تجهیزات پیشرفته برای بازار غیرنظامی ایجاد شدند. به عنوان مثال، تاسیسات کشتی‌برد آمریکایی AN/SEQ-3 LaWS یک "بسته" از شش لیزر جوشکاری با توان کلی 33 کیلو وات است.

اعلام ایجاد یک لیزر رزمی فوق العاده قدرتمند در تضاد با صنعت لیزر بسیار ضعیف است: روسیه در بین بزرگترین تولید کنندگان جهان نیست. تجهیزات لیزری(Coherent، IPG Photonics یا چینی هان "تکنولوژی لیزر) بنابراین، ظهور ناگهانی سلاح های لیزری با قدرت بالا علاقه واقعی را در بین متخصصان برمی انگیزد.

همیشه سوالات بیشتر از پاسخ وجود دارد. با این حال، شیطان در جزئیات است منابع رسمیتصور بسیار ضعیفی از جدیدترین سلاح ها. اغلب حتی مشخص نیست که آیا سیستم از قبل آماده پذیرش است یا اینکه توسعه آن در مرحله خاصی است. سوابق شناخته شده مربوط به ساخت چنین سلاح هایی در گذشته نشان می دهد که مشکلات به وجود آمده را نمی توان با یک ضربه انگشت حل کرد. طرفداران نوآوری های فنی نگران انتخاب مکان برای آزمایش پرتابگرهای موشک های هسته ای هستند. یا روش های ارتباط با هواپیمای بدون سرنشین زیر آب "Status-6" (یک مشکل اساسی: ارتباطات رادیویی در زیر آب کار نمی کند؛ در طول جلسات ارتباطی، زیردریایی ها مجبور می شوند به سطح بروند). شنیدن توضیحی در مورد روش‌های کاربرد جالب است: در مقایسه با ICBM‌ها و SLBM‌های سنتی که قادر به شروع و پایان جنگ در عرض یک ساعت هستند، Status-6 چندین روز طول می‌کشد تا به سواحل ایالات متحده برسد. وقتی دیگر کسی آنجا نباشد!

آخرین نبرد تمام شده است.
آیا کسی زنده مانده است؟
در جواب - فقط زوزه باد...

استفاده از مواد:
مجله هوا و فضا (آوریل-مه 1990)
جنگ خاموش نوشته جان کریون

او گفت که روش ایمن برای استفاده از انرژی هسته ای در فضا در اتحاد جماهیر شوروی اختراع شد و اکنون کار برای ایجاد یک تاسیسات هسته ای بر اساس آن در حال انجام است. مدیر عاملمرکز علمی دولتی فدراسیون روسیه "مرکز تحقیقاتی به نام کلدیش"، آکادمیک آناتولی کوروتیف.

اکنون مؤسسه در همکاری گسترده بین شرکت های Roscosmos و Rosatom به طور فعال در این راستا کار می کند. و امیدوارم که در ضرب الاجل هاما در اینجا یک اثر مثبت خواهیم داشت.

به گفته وی، مرکز کلدیش طرحی را برای استفاده ایمن از انرژی هسته‌ای در فضا ابداع کرده است که بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای را ممکن می‌سازد و در مدار بسته عمل می‌کند که حتی در صورت خرابی و سقوط به زمین، نصب را ایمن می‌کند. .

این طرح خطر استفاده از انرژی هسته ای را بسیار کاهش می دهد، به ویژه با توجه به اینکه یکی از نکات اساسی، کارکرد این سامانه در مدارهای بالای 800 تا 1000 کیلومتر است. این دانشمند تصریح کرد: سپس در صورت شکست، زمان "فلش زدن" به حدی است که بازگشت این عناصر به زمین را پس از مدت زمان طولانی ایمن می کند.

A. Koroteev گفت که قبلاً اتحاد جماهیر شوروی قبلاً از فضاپیماهای با انرژی هسته ای استفاده کرده بود ، اما آنها به طور بالقوه برای زمین خطرناک بودند و متعاقباً باید رها می شدند. اتحاد جماهیر شوروی از انرژی هسته ای در فضا استفاده کرد. 34 فضاپیمای با انرژی هسته‌ای در فضا وجود داشت که از این تعداد 32 فضاپیم شوروی و دو آمریکایی بودند.

به گفته وی، تاسیسات هسته ای در حال توسعه در روسیه با استفاده از یک سیستم خنک کننده بدون قاب سبک تر می شود که در آن خنک کننده راکتور هسته ای بدون سیستم خط لوله مستقیماً در فضای بیرونی گردش می کند.

اما در اوایل دهه 1960، طراحان موتورهای موشک هسته ای را تنها جایگزین واقعی برای سفر به سیارات دیگر در منظومه شمسی در نظر گرفتند. بیایید تاریخچه این موضوع را دریابیم.

رقابت بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا، از جمله در فضا، در آن زمان در جریان بود، مهندسان و دانشمندان وارد مسابقه برای ایجاد موتورهای پیشران هسته ای شدند و ارتش نیز در ابتدا از پروژه موتور موشک هسته ای حمایت کرد. در ابتدا، کار بسیار ساده به نظر می رسید - فقط باید یک راکتور طراحی کنید که به جای آب با هیدروژن خنک شود، یک نازل به آن وصل کنید و - به سمت مریخ! آمریکایی ها ده سال بعد از ماه به مریخ می رفتند و حتی تصور نمی کردند که فضانوردان بدون موتورهای هسته ای به مریخ برسند.

آمریکایی ها خیلی سریع اولین نمونه اولیه راکتور را ساختند و قبلاً آن را در ژوئیه 1959 آزمایش کردند (آنها KIWI-A نامیده می شدند). این آزمایشات صرفاً نشان داد که راکتور می تواند برای گرم کردن هیدروژن استفاده شود. طراحی راکتور - با سوخت اکسید اورانیوم محافظت نشده - برای دماهای بالا مناسب نبود و هیدروژن فقط تا یک و نیم هزار درجه گرم می شد.

با کسب تجربه، طراحی راکتورهای موتورهای موشک هسته ای - NRE - پیچیده تر شد. اکسید اورانیوم با یک کاربید مقاوم تر در برابر حرارت جایگزین شد، علاوه بر این با کاربید نیوبیم پوشانده شد، اما زمانی که تلاش برای رسیدن به دمای طراحی شده بود، راکتور شروع به فروپاشی کرد. علاوه بر این، حتی در غیاب تخریب ماکروسکوپی، انتشار سوخت اورانیوم به هیدروژن خنک کننده رخ داد و از دست دادن جرم در عرض پنج ساعت پس از کار راکتور به 20٪ رسید. ماده ای که بتواند در دمای 2700-3000 درجه سانتیگراد کار کند و در برابر تخریب توسط هیدروژن داغ مقاومت کند، هرگز یافت نشد.

بنابراین، آمریکایی ها تصمیم گرفتند کارایی را فدا کنند و یک ضربه خاص را در طراحی موتور پرواز گنجانده اند (تراست بر حسب کیلوگرم نیرو که با آزادسازی یک کیلوگرم جرم سیال در هر ثانیه حاصل می شود؛ واحد اندازه گیری یک ثانیه است). 860 ثانیه این دو برابر رقم مربوط به موتورهای اکسیژن-هیدروژن آن زمان بود. اما هنگامی که آمریکایی ها شروع به موفقیت کردند، علاقه به پروازهای سرنشین دار قبلاً کاهش یافته بود، برنامه آپولو محدود شد و در سال 1973 پروژه NERVA (این نام موتور یک اکسپدیشن سرنشین دار به مریخ بود) سرانجام بسته شد. با برنده شدن در مسابقه قمری، آمریکایی ها نمی خواستند یک مریخی ترتیب دهند.

اما درسی که از ده ها رآکتور ساخته شده و ده ها آزمایش انجام شده آموخته شد این بود که مهندسان آمریکایی بیش از حد از آزمایش هسته ای در مقیاس کامل غافل شدند تا اینکه عناصر کلیدی را بدون درگیر کردن فناوری هسته ای در جایی که می توان از آن اجتناب کرد کار کنند. و در جایی که غیرممکن است - استفاده از پایه های کوچکتر. آمریکایی ها تقریباً همه راکتورها را با قدرت کامل کار کردند، اما نتوانستند به دمای طراحی شده هیدروژن برسند - راکتور زودتر شروع به فروپاشی کرد. در مجموع، از سال 1955 تا 1972، 1.4 میلیارد دلار برای برنامه موتور موشک هسته ای هزینه شد - تقریباً 5٪ از هزینه برنامه قمری.

همچنین در ایالات متحده آمریکا، پروژه Orion اختراع شد که هر دو نسخه از پیشرانه هسته ای (جت و پالس) را ترکیب می کرد. این کار به روش زیر انجام شد: بارهای هسته ای کوچک با ظرفیت حدود 100 تن TNT از دم کشتی خارج شد. پشت سر آنها دیسک های فلزی شلیک می شد. در فاصله ای از کشتی، بار منفجر شد، دیسک تبخیر شد و ماده در جهات مختلف پراکنده شد. بخشی از آن به قسمت دم تقویت شده کشتی برخورد کرد و آن را به سمت جلو حرکت داد. افزایش اندکی در رانش باید با تبخیر صفحه که ضربات را وارد می کند، ایجاد می شد. هزینه واحد چنین پروازی باید فقط 150 می بود دلاربه ازای هر کیلوگرم محموله

حتی به مرحله آزمایش هم رسید: تجربه نشان داد که حرکت با کمک تکانه های متوالی امکان پذیر است، همانطور که ایجاد یک صفحه عقب با قدرت کافی امکان پذیر است. اما پروژه Orion در سال 1965 بسته شد و امیدوار بود. با این حال، تا کنون این تنها مفهوم موجود است که می تواند سفرهای اعزامی را حداقل در سراسر منظومه شمسی امکان پذیر کند.

در نیمه اول دهه 1960، مهندسان شوروی سفر به مریخ را به عنوان ادامه منطقی برنامه توسعه یافته پرواز انسان به ماه در نظر گرفتند. در موجی از شور و شوق ناشی از اولویت اتحاد جماهیر شوروی در فضا، حتی به شدت مشکلات پیچیدهبا خوش بینی افزایش یافته است.

یکی از مهمترین مشکلات، مشکل منبع تغذیه بود (و تا امروز باقی مانده است). واضح بود که موتورهای راکت پیشران مایع، حتی موتورهای اکسیژن-هیدروژنی امیدوارکننده، اصولاً می‌توانند یک پرواز سرنشین دار به مریخ را فراهم کنند، سپس تنها با توده‌های پرتاب عظیمی از مجموعه بین سیاره‌ای، با تعداد زیادی اسکله از بلوک‌های منفرد در مونتاژ مدار پایین زمین

در جستجوی راه‌حل‌های بهینه، دانشمندان و مهندسان به انرژی هسته‌ای روی آوردند و به تدریج نگاه دقیق‌تری به این مشکل داشتند.

در اتحاد جماهیر شوروی، تحقیقات در مورد مشکلات استفاده از انرژی هسته ای در فناوری موشکی و فضایی در نیمه دوم دهه 50، حتی قبل از پرتاب اولین ماهواره ها آغاز شد. گروه‌های کوچکی از مشتاقان در چندین مؤسسه تحقیقاتی با هدف ایجاد موتورهای هسته‌ای موشکی و فضایی و نیروگاه‌ها ظهور کردند.

طراحان OKB-11 S.P. Korolev به همراه متخصصان NII-12 به رهبری V.Ya.Likhushin گزینه های مختلفی را برای موشک های فضایی و رزمی (!) مجهز به موتورهای موشک هسته ای (NRE) در نظر گرفتند. سیال کار آب و گازهای مایع- هیدروژن، آمونیاک و متان.

چشم انداز امیدوار کننده بود. کم کم کار تفاهم پیدا کرد و پشتیبانی مالیدر دولت اتحاد جماهیر شوروی.

در حال حاضر اولین تجزیه و تحلیل نشان داد که در میان بسیاری از طرح‌های احتمالی سیستم‌های نیروی محرکه هسته‌ای فضایی (NPS)، سه مورد بیشترین چشم‌انداز را دارند:

• با راکتور هسته ای فاز جامد؛
• با راکتور هسته ای فاز گاز؛
• سامانه های رانش الکتروهسته ای راکتی

طرح ها اساسا متفاوت بودند. برای هر یک از آنها، چندین گزینه برای توسعه کار نظری و تجربی مشخص شد.

به نظر می‌رسید که نزدیک‌ترین به اجرا، یک موتور پیشران هسته‌ای فاز جامد باشد. انگیزه توسعه کار در این راستا با پیشرفت های مشابه انجام شده در ایالات متحده از سال 1955 تحت برنامه ROVER و همچنین چشم انداز (همانطور که در آن زمان به نظر می رسید) ایجاد یک هواپیمای بمب افکن سرنشین دار بین قاره ای داخلی با نیروی محرکه هسته ای فراهم شد. سیستم.

یک موتور پیشران هسته ای فاز جامد به عنوان یک موتور جریان مستقیم عمل می کند. هیدروژن مایع وارد قسمت نازل می شود، مخزن راکتور، مجموعه های سوخت (FA)، تعدیل کننده را خنک می کند و سپس به اطراف می چرخد ​​و به داخل FA می رسد، جایی که تا 3000 کلوین گرم می شود و به داخل نازل پرتاب می شود و تا سرعت های بالا شتاب می گیرد.

اصول عملکرد موتور هسته ای مورد تردید نبود. با این حال، طراحی (و ویژگی های) آن تا حد زیادی به "قلب" موتور - راکتور هسته ای بستگی داشت و اول از همه با "پر کردن" آن - هسته تعیین شد.

توسعه دهندگان اولین موتورهای پیشران هسته ای آمریکا (و شوروی) از یک راکتور همگن با هسته گرافیتی حمایت کردند. کار گروه جستجو بر روی انواع جدید سوخت های با دمای بالا، ایجاد شده در سال 1958 در آزمایشگاه شماره 21 (به سرپرستی G.A. Meerson) NII-93 (مدیر A.A. Bochvar)، تا حدودی به طور جداگانه پیش رفت. تحت تأثیر کار مداوم روی یک راکتور هواپیما (یک لانه زنبوری از اکسید بریلیوم) در آن زمان، این گروه تلاش هایی (دوباره اکتشافی) برای به دست آوردن مواد مبتنی بر سیلیکون و کاربید زیرکونیوم انجام داد که در برابر اکسیداسیون مقاوم بودند.

طبق خاطرات ر.ب. کوتلنیکوف، کارمند NII-9، در بهار سال 1958، رئیس آزمایشگاه شماره 21 با نماینده NII-1 V.N. Bogin ملاقاتی داشت. او گفت که به عنوان ماده اصلی برای عناصر سوخت (میله های سوخت) راکتور در موسسه خود (به هر حال، در آن زمان رئیس در صنعت موشک؛ رئیس موسسه V.Ya. Likhushin، مدیر علمی M.V. کلدیش، رئیس آزمایشگاه V.M. Ievlev) از گرافیت استفاده می کند. به طور خاص، آنها قبلاً آموخته اند که چگونه روی نمونه ها پوشش هایی اعمال کنند تا از هیدروژن محافظت کنند. NII-9 پیشنهاد کرد که امکان استفاده از کاربیدهای UC-ZrC به عنوان پایه ای برای عناصر سوخت در نظر گرفته شود.

پس از مدت کوتاهی، مشتری دیگری برای میله های سوخت ظاهر شد - دفتر طراحی M.M. Bondaryuk که از نظر ایدئولوژیکی با NII-1 رقابت می کرد. اگر دومی برای طراحی تمام بلوک چند کاناله بود، پس دفتر طراحی M.M. Bondaryuk به سراغ نسخه صفحه تاشو رفت، با تمرکز بر سهولت ماشینکاری گرافیت و خجالت نکشیدن از پیچیدگی قطعات - ضخامت میلی متر. بشقاب هایی با همان دنده ها پردازش کاربیدها بسیار دشوارتر است. در آن زمان ساخت قطعاتی مانند بلوک های چند کاناله و صفحات از آنها غیرممکن بود. مشخص شد که لازم است طرح دیگری ایجاد شود که با مشخصات کاربیدها مطابقت داشته باشد.

در پایان سال 1959 - آغاز سال 1960، شرایط تعیین کننده برای میله های سوخت NRE پیدا شد - یک هسته از نوع میله ای که مشتریان را راضی می کرد - موسسه تحقیقات لیخوشین و دفتر طراحی Bondaryuk. طراحی یک راکتور ناهمگن روی نوترون های حرارتی به عنوان اصلی ترین راکتور برای آنها توجیه شد. مزایای اصلی آن (در مقایسه با راکتور گرافیتی همگن جایگزین) عبارتند از:

• می توان از یک تعدیل کننده حاوی هیدروژن با دمای پایین استفاده کرد که امکان ایجاد موتورهای پیشران هسته ای با کمال جرم بالا را فراهم می کند.
• می توان نمونه کوچکی از یک موتور پیشران هسته ای با نیروی رانش حدود 30 تا 50 کیلو نیوتن با درجه تداوم بالا برای موتورها و سیستم های پیشران هسته ای نسل بعدی توسعه داد.
• می توان به طور گسترده از کاربیدهای نسوز در میله های سوخت و سایر بخش های ساختار راکتور استفاده کرد که این امکان را فراهم می کند تا دمای گرمایش سیال کار را به حداکثر برساند و یک ضربه خاص را افزایش دهد.
• می توان به طور مستقل، عنصر به عنصر، اجزا و سیستم های اصلی سیستم رانش هسته ای (NPP)، مانند مجموعه های سوخت، تعدیل کننده، بازتابنده، واحد توربوپمپ (TPU)، سیستم کنترل، نازل و غیره را آزمایش کرد. این اجازه می دهد تا آزمایش به صورت موازی انجام شود و میزان آزمایش پیچیده گران قیمت نیروگاه به طور کلی کاهش یابد.

در حدود 1962-1963 کار بر روی مشکل پیشرانه هسته ای توسط NII-1 انجام شد که دارای پایگاه آزمایشی قدرتمند و پرسنل عالی است. آنها فقط فاقد فناوری اورانیوم و همچنین دانشمندان هسته ای بودند. با دخالت NII-9، و سپس IPPE، همکاری شکل گرفت که به عنوان ایدئولوژی خود ایجاد یک موتور حداقل رانش (حدود 3.6 tf) اما "واقعی" تابستانی با راکتور "مستقیم" IR- را در نظر گرفت. 100 (تست یا تحقیق، 100 مگاوات، طراح ارشد - Yu.A. Treskin). با پشتیبانی مقررات دولتی، NII-1 پایه های قوس الکتریکی ساخت که همیشه تخیل را شگفت زده می کرد - ده ها سیلندر با ارتفاع 6-8 متر، اتاقک های افقی عظیم با قدرت بیش از 80 کیلو وات، شیشه های زره ​​پوش در جعبه ها. شرکت کنندگان در جلسه از پوسترهای رنگارنگ با نقشه پرواز به ماه، مریخ و غیره الهام گرفتند. فرض بر این بود که در فرآیند ایجاد و آزمایش موتور پیشران هسته ای، مسائل طراحی، فنی و فیزیکی حل شود.

به گفته R. Kotelnikov، موضوع، متأسفانه، با موضع نه چندان روشن دانشمندان موشکی پیچیده شد. وزارت مهندسی عمومی (MOM) در تأمین مالی برنامه آزمایش و ساخت پایگاه میز آزمایش مشکلات زیادی داشت. به نظر می رسید که IOM تمایل یا ظرفیتی برای پیشبرد برنامه NRD ندارد.

در پایان دهه 1960، پشتیبانی از رقبای NII-1 - IAE، PNITI و NII-8 - بسیار جدی‌تر بود. وزارت مهندسی متوسط ​​("دانشمندان هسته ای") فعالانه از توسعه آنها حمایت کرد. راکتور "حلقه" IVG (با مجموعه‌های کانال مرکزی هسته و میله‌ای که توسط NII-9 ساخته شده است) سرانجام در آغاز دهه 70 به میدان آمد. شروع به آزمایش مجموعه های سوخت کرد.

اکنون، 30 سال بعد، به نظر می رسد که خط IAE درست تر بود: ابتدا - یک حلقه "زمینی" قابل اعتماد - آزمایش میله ها و مجموعه های سوخت و سپس ایجاد یک موتور پیشران هسته ای پرواز با توان مورد نیاز. اما بعد به نظر می رسید که می توان خیلی سریع یک موتور واقعی، هرچند کوچک ساخت... با این حال، از آنجایی که زندگی نشان داده است که نیازی عینی (یا حتی ذهنی) به چنین موتوری وجود نداشته است (به این نیز می توانیم اضافه کنید که جدیت جنبه های منفی این جهت، به عنوان مثال توافق نامه های بین المللی در مورد دستگاه های هسته ای در فضا، در ابتدا بسیار دست کم گرفته شد)، سپس یک برنامه اساسی که اهداف آن محدود و مشخص نبود، به همین نسبت درست تر شد. و مولد.

بازبینی شده در 1 ژوئیه 1965 طراحی اولیهراکتور IR-20-100. نقطه اوج، انتشار طرح فنی مجموعه های سوخت IR-100 (1967)، متشکل از 100 میله (UC-ZrC-NbC و UC-ZrC-C برای بخش های ورودی و UC-ZrC-NbC برای خروجی) بود. . NII-9 آماده تولید یک دسته بزرگ از عناصر هسته برای هسته آینده IR-100 بود. این پروژه بسیار پیشرفته بود: پس از حدود 10 سال، عملاً بدون تغییر قابل توجه، در قسمت دستگاه 11B91 مورد استفاده قرار گرفت و حتی در حال حاضر تمام راه حل های اصلی در مجموعه های راکتورهای مشابه برای اهداف دیگر حفظ می شود. درجه کاملاً متفاوتی از محاسبات و توجیه تجربی.

بخش "موشک" اولین هسته ای داخلی RD-0410 در دفتر طراحی اتوماسیون شیمیایی Voronezh (KBHA)، بخش "راکتور" (راکتور نوترونی و مشکلات) توسعه یافت. ایمنی اشعه) – موسسه فیزیک و انرژی (ابنینسک) و موسسه انرژی اتمی کورچاتوف.

KBHA به دلیل کار خود در زمینه موتورهای سوخت مایع برای موشک های بالستیک، فضاپیماها و وسایل پرتاب شناخته شده است. حدود 60 نمونه در اینجا توسعه داده شد که 30 مورد از آنها آورده شد تولید سریال. تا سال 1986، KBHA قدرتمندترین موتور اکسیژن-هیدروژنی تک محفظه کشور RD-0120 با رانش 200 tf را ایجاد کرد که به عنوان موتور محرکه در مرحله دوم مجموعه انرژی-بوران مورد استفاده قرار گرفت. هسته ای RD-0410 به طور مشترک با بسیاری از شرکت های دفاعی، دفاتر طراحی و موسسات تحقیقاتی ایجاد شد.

بر اساس مفهوم پذیرفته شده، هیدروژن مایع و هگزان (یک افزودنی بازدارنده که هیدروژنه شدن کاربیدها را کاهش می دهد و عمر عناصر سوخت را افزایش می دهد) با استفاده از یک TNA به یک راکتور نوترون حرارتی ناهمگن با مجموعه های سوخت احاطه شده توسط یک تعدیل کننده هیدرید زیرکونیوم عرضه شد. پوسته آنها با هیدروژن خنک شد. بازتابنده دارای درایوهایی برای چرخش عناصر جذبی (سیلندرهای کاربید بور) بود. این پمپ شامل یک پمپ گریز از مرکز سه مرحله ای و یک توربین محوری تک مرحله ای بود.

در طی پنج سال، از سال 1966 تا 1971، پایه های فناوری راکتور-موتور ایجاد شد و چند سال بعد یک پایگاه آزمایشی قدرتمند به نام "اکسپدیشن شماره 10" به بهره برداری رسید و متعاقباً اکسپدیشن آزمایشی NPO "Luch" در سایت آزمایش هسته ای Semipalatinsk .
در طول آزمایش با مشکلات خاصی مواجه شد. استفاده از پایه های معمولی برای پرتاب یک موتور موشک هسته ای در مقیاس کامل به دلیل تشعشع غیرممکن بود. تصمیم گرفته شد که راکتور را در سایت آزمایش هسته‌ای در Semipalatinsk و "قسمت موشک" را در NIIkhimmash (زاگورسک، اکنون سرگیف پوساد) آزمایش کنیم.

برای مطالعه فرآیندهای درون محفظه، بیش از 250 آزمایش بر روی 30 "موتور سرد" (بدون راکتور) انجام شد. محفظه احتراق موتور موشک اکسیژن-هیدروژن 11D56 توسعه یافته توسط KBKhimmash (طراح اصلی - A.M. Isaev) به عنوان یک عنصر گرمایش مدل استفاده شد. حداکثر زمان عملیات 13 هزار ثانیه با منبع اعلام شده 3600 ثانیه بود.

برای آزمایش راکتور در سایت آزمایش Semipalatinsk، دو شفت ویژه با محل خدمات زیرزمینی ساخته شد. یکی از شفت ها به یک مخزن زیرزمینی برای گاز هیدروژن فشرده متصل بود. استفاده از هیدروژن مایع به دلایل مالی کنار گذاشته شد.

در سال 1976، اولین راه اندازی برق راکتور IVG-1 انجام شد. در همان زمان، یک پایه در OE ایجاد شد تا نسخه "پیشران" راکتور IR-100 را آزمایش کند و چند سال بعد با قدرت های مختلف آزمایش شد (یکی از IR-100 متعاقباً به پایین تبدیل شد. -رآکتور تحقیقاتی علم مواد نیرو که هنوز هم فعال است).

قبل از پرتاب آزمایشی، راکتور با استفاده از جرثقیل دروازه‌ای نصب شده روی سطح، به درون شفت فرود آمد. پس از راه اندازی راکتور، هیدروژن از پایین وارد "دیگ بخار" شد، تا 3000 کلوین گرم شد و در یک جریان آتشین از شفت خارج شد. علیرغم رادیواکتیویته ناچیز گازهای فراری، اجازه نداشت در طول روز تا شعاع یک و نیم کیلومتری از محل آزمایش در بیرون باشد. نزدیک شدن به خود معدن برای یک ماه غیرممکن بود. یک تونل زیرزمینی یک و نیم کیلومتری از منطقه امن ابتدا به یک پناهگاه و از آنجا به سنگر دیگر در نزدیکی معادن منتهی می شد. متخصصان در امتداد این "راهروهای" منحصر به فرد حرکت کردند.

ایولف ویتالی میخایلوویچ

نتایج آزمایش‌های انجام‌شده با راکتور در سال‌های 1978-1981 صحت راه‌حل‌های طراحی را تأیید کرد. در اصل YARD ایجاد شد. تنها چیزی که باقی مانده بود اتصال این دو بخش و انجام آزمایشات جامع بود.

در حدود سال 1985، RD-0410 (طبق سیستم نامگذاری متفاوت 11B91) می توانست اولین پرواز فضایی خود را انجام دهد. اما برای این امر لازم بود یک واحد شتاب دهنده بر اساس آن ایجاد شود. متأسفانه این کار به هیچ دفتر طراحی فضا سفارش داده نشده است و دلایل زیادی برای این امر وجود دارد. اصلی ترین آنها به اصطلاح Perestroika است. اقدامات عجولانه منجر به این واقعیت شد که کل صنعت فضایی فوراً خود را "در شرم" دید و در سال 1988 ، کار بر روی نیروی محرکه هسته ای در اتحاد جماهیر شوروی (در آن زمان اتحاد جماهیر شوروی هنوز وجود داشت) متوقف شد. این اتفاق نه به دلیل مشکلات فنی، بلکه برای ملاحظات ایدئولوژیک لحظه ای رخ داد و در سال 1990، الهام بخش ایدئولوژیک برنامه های موتورهای موشک هسته ای در اتحاد جماهیر شوروی، ویتالی میخایلوویچ ایولف، درگذشت...

توسعه دهندگان در ایجاد سیستم نیروی محرکه هسته ای "A" به چه موفقیت های عمده ای دست یافته اند؟

بیش از یک و نیم دوجین آزمایش در مقیاس کامل بر روی راکتور IVG-1 انجام شد و نتایج زیر به دست آمد: حداکثر دمای هیدروژن - 3100 کلوین، ضربه خاص - 925 ثانیه، انتشار گرمای ویژه تا 10 مگاوات در لیتر. ، کل منبع بیش از 4000 ثانیه با 10 راه اندازی متوالی راکتور. این نتایج به طور قابل توجهی بیش از دستاوردهای آمریکا در مناطق گرافیتی است.

لازم به ذکر است که در کل دوره آزمایش NRE، با وجود اگزوز باز، بازده قطعات شکافت رادیواکتیو چه در محل آزمایش و چه در خارج از آن از استانداردهای مجاز فراتر نرفت و در قلمرو کشورهای همسایه ثبت نشد.

مهمترین نتیجه کار ایجاد فناوری داخلی برای چنین راکتورهایی، تولید مواد نسوز جدید و ایجاد یک موتور راکتور باعث ایجاد تعدادی پروژه و ایده جدید شد.

با اينكه پیشرفتهای بعدیچنین موتورهای هسته ای به حالت تعلیق درآمدند، دستاوردهای به دست آمده نه تنها در کشور ما، بلکه در جهان منحصر به فرد است. این موضوع بارها و بارها تایید شده است سال های گذشتهدر سمپوزیوم های بین المللی انرژی فضایی، و همچنین در جلسات متخصصان داخلی و آمریکایی (در دومی مشخص شد که جایگاه رآکتور IVG تنها دستگاه آزمایش عملیاتی در جهان امروز است که می تواند نقش مهمی در آزمایش آزمایشی ایفا کند. مجموعه های سوخت و نیروگاه های هسته ای).

والری لبدف (بررسی)

• در تاریخ، قبلاً پیشرفت هایی در مورد موشک های کروز با موتور هوای هسته ای رم جت صورت گرفته است: این موشک SLAM (معروف به پلوتو) در ایالات متحده آمریکا با راکتور TORY-II (1959)، مفهوم Avro Z-59 در انگلستان است. تحولات در اتحاد جماهیر شوروی
• بیایید به اصل کار یک موشک با راکتور هسته ای بپردازیم، ما فقط در مورد موتور هسته ای رم جت صحبت می کنیم که دقیقاً همان چیزی بود که پوتین در سخنرانی خود در مورد موشک کروز با برد پرواز نامحدود و آسیب ناپذیری کامل در ذهن داشت. هوای اتمسفر در این موشک توسط مجموعه هسته ای تا دماهای بالا و با سرعت بالااز نازل در عقب خارج می شود. در روسیه (در دهه 60) و در بین آمریکایی ها (از سال 1959) آزمایش شد. دو عیب قابل توجه دارد: 1. بوی بدی شبیه همان بمب هسته ای دارد، بنابراین در طول پرواز همه چیز در مسیر مسدود می شود. 2. در محدوده حرارتی آنقدر بو می دهد که حتی یک ماهواره کره شمالی با لوله های رادیویی می تواند آن را از فضا ببیند. بر این اساس، می توانید چنین اجاق گاز نفتی پرنده ای را با اطمینان کامل از بین ببرید.
  بنابراین کاریکاتورهای نمایش داده شده در Manege منجر به سردرگمی شد که به نگرانی در مورد سلامت (روانی) کارگردان این زباله تبدیل شد.
  در زمان اتحاد جماهیر شوروی ، چنین تصاویری (پوسترها و سایر لذت های ژنرال ها) "چبوراشکا" نامیده می شد.

  به طور کلی، این یک طراحی معمولی مستقیم، متقارن محوری با بدنه و پوسته مرکزی ساده است. شکل بدنه مرکزی به گونه‌ای است که در اثر امواج ضربه‌ای در ورودی، هوا فشرده می‌شود (سیکل عملکرد با سرعت 1 M و بالاتر شروع می‌شود که توسط یک شتاب‌دهنده راه‌اندازی با استفاده از سوخت جامد معمولی شتاب می‌گیرد). ;
  - در داخل بدنه مرکزی، یک منبع حرارت هسته ای با یک هسته یکپارچه؛
  - بدنه مرکزی توسط 12-16 رادیاتور صفحه ای به پوسته متصل می شود که در آن گرما توسط لوله های حرارتی از هسته خارج می شود. رادیاتورها در ناحیه انبساط در مقابل نازل قرار دارند.
  - مواد رادیاتورها و بدنه مرکزی، به عنوان مثال، VNDS-1، که استحکام ساختاری را تا 3500 K در حد حفظ می کند.
  - برای اطمینان، ما آن را تا 3250 K گرم می کنیم. هوا که در اطراف رادیاتورها جریان دارد، آنها را گرم و خنک می کند. سپس از نازل عبور می کند و نیروی رانش ایجاد می کند.
  - برای خنک کردن پوسته تا دمای قابل قبول، یک اجکتور در اطراف آن می سازیم که در عین حال نیروی رانش را 30-50٪ افزایش می دهد.

  یک واحد نیروگاه هسته‌ای یکپارچه محصور شده را می‌توان قبل از پرتاب در محفظه نصب کرد یا تا زمان پرتاب در حالت بحرانی نگه داشت و در صورت لزوم می‌توان واکنش هسته‌ای را آغاز کرد. نمی‌دانم دقیقاً چگونه، این یک مشکل مهندسی است (و بنابراین قابل حل است). بنابراین این به وضوح یک سلاح حمله اول است، به مادربزرگ نروید.
  یک واحد نیروگاه هسته‌ای محصور شده را می‌توان به گونه‌ای ساخت که تضمین شود در صورت تصادف در اثر ضربه از بین نرود. بله، سنگین خواهد شد - اما در هر صورت سنگین خواهد شد.

  برای رسیدن به فراصوت، باید یک چگالی انرژی کاملا نامناسب در واحد زمان به سیال کار اختصاص دهید. با احتمال 9/10، مواد موجود قادر به انجام این کار در دوره‌های زمانی طولانی (ساعت‌ها/روزها/هفته‌ها) نخواهند بود، نرخ تخریب دیوانه‌کننده خواهد بود.

  و به طور کلی، محیط آنجا تهاجمی خواهد بود. محافظت در برابر تشعشعات سنگین است، در غیر این صورت همه حسگرها/ وسایل الکترونیکی را می‌توان به یکباره در محل دفن زباله انداخت (علاقه‌مندان می‌توانند فوکوشیما و این سؤالات را به خاطر بیاورند: «چرا به روبات‌ها وظیفه نظافت داده نشد؟»).

  و غیره .... چنین اعجوبه ای به طور قابل توجهی "درخشش" خواهد داشت. نحوه انتقال دستورات کنترلی به آن مشخص نیست (اگر همه چیز در آنجا کاملاً غربال شده باشد).

  بیایید موشک‌هایی را که به طور واقعی ساخته شده‌اند با یک نیروگاه هسته‌ای - طراحی آمریکایی - موشک SLAM با راکتور TORY-II (1959) لمس کنیم.

  این موتور با راکتور است:

  کانسپت SLAM یک موشک سه ماخ کم پرواز با ابعاد و وزن چشمگیر بود (27 تن، 20+ تن پس از پرتاب بوسترهای پرتاب). مافوق صوت با پرواز بسیار گران قیمت، امکان استفاده حداکثری را از حضور یک منبع عملا نامحدود انرژی در هواپیما فراهم می کند؛ علاوه بر این، یکی از ویژگی های مهم موتور جت هوای هسته ای، بهبود بازده عملیاتی (چرخه ترمودینامیکی) با افزایش سرعت، یعنی همان ایده، اما در سرعت های 1000 کیلومتر در ساعت موتور بسیار سنگین تر و بزرگتر خواهد بود. در نهایت، 3M در ارتفاع صد متری در سال 1965 به معنای آسیب ناپذیری در برابر پدافند هوایی بود.

  

  موتور TORY-IIC. عناصر سوخت در منطقه فعال لوله های توخالی شش ضلعی ساخته شده از UO2 هستند که با یک پوسته سرامیکی محافظ پوشیده شده اند که در مجموعه های سوخت اینکالو مونتاژ شده اند.

  به نظر می رسد که قبلاً مفهوم موشک کروز با یک نیروگاه هسته ای با سرعت بالا "گره خورده" بود ، جایی که مزایای این مفهوم قوی بود و رقبای با سوخت هیدروکربنی در حال تضعیف بودند.

• ویدئویی در مورد موشک قدیمی آمریکایی SLAM

• موشکی که در سخنرانی پوتین نشان داده شد، مافوق صوت یا مافوق صوت ضعیف است (البته اگر فکر می‌کنید که همان چیزی است که در ویدیو وجود دارد). اما در همان زمان، اندازه راکتور به طور قابل توجهی در مقایسه با TORY-II از موشک SLAM کاهش یافت، جایی که اندازه آن تا 2 متر از جمله بازتابنده نوترون شعاعی ساخته شده از گرافیت بود.
  نمودار موشک SLAM. همه درایوها پنوماتیک هستند، تجهیزات کنترل در یک کپسول کاهش دهنده تشعشع قرار دارد.

  آیا حتی می توان یک راکتور با قطر 0.4-0.6 متر نصب کرد؟ بیایید با یک راکتور اساسا حداقل شروع کنیم - یک خوک Pu239. نمونه بارز اجرای چنین مفهومی راکتور فضایی Kilopower است که اما از U235 استفاده می کند. قطر هسته راکتور فقط 11 سانتی متر است! اگر به پلوتونیوم 239 برویم، ابعاد هسته 1.5-2 بار دیگر کاهش می یابد.
  اکنون از حداقل اندازه، با یادآوری مشکلات، شروع به قدم گذاشتن به سمت یک موتور جت هوای هسته ای واقعی خواهیم کرد. اولین چیزی که به اندازه راکتور اضافه می شود، اندازه بازتابنده است - به ویژه، در Kilopower BeO اندازه آن سه برابر می شود. ثانیا، ما نمی‌توانیم از U یا Pu استفاده کنیم - آنها به سادگی در جریان هوا در عرض یک دقیقه می‌سوزند. پوسته ای مورد نیاز است، به عنوان مثال از مواد معدنی، که در برابر اکسیداسیون فوری تا دمای 1000 درجه سانتیگراد مقاومت می کند، یا سایر آلیاژهای نیکل با پوشش سرامیکی احتمالی. ورود مقدار زیادی از مواد پوسته به هسته، مقدار مورد نیاز سوخت هسته ای را به طور همزمان چندین بار افزایش می دهد - از این گذشته، جذب "غیرمولد" نوترون ها در هسته اکنون به شدت افزایش یافته است!
  علاوه بر این، فرم فلزی U یا Pu دیگر مناسب نیست - این مواد خود نسوز نیستند (پلوتونیوم معمولاً در دمای 634 درجه سانتیگراد ذوب می شود) و همچنین با مواد پوسته های فلزی تعامل دارند. ما سوخت را به شکل کلاسیک UO2 یا PuO2 تبدیل می کنیم - رقت دیگری از مواد در هسته دریافت می کنیم، این بار با اکسیژن.

  در نهایت بیایید هدف راکتور را به یاد بیاوریم. ما باید هوای زیادی را از طریق آن پمپ کنیم، که به آن گرما می دهیم. حدود 2/3 فضا را "لوله های هوا" اشغال خواهد کرد. در نتیجه، حداقل قطر هسته به 40-50 سانتی متر (برای اورانیوم) و قطر راکتور با بازتابنده بریلیوم 10 سانتی متری به 60-70 سانتی متر می رسد.

  یک موتور جت اتمی هوابرد را می توان به موشکی با قطر حدود یک متر هل داد، که با این حال، هنوز به طور اساسی بزرگتر از 0.6-0.74 متر نیست، اما همچنان هشدار دهنده است.

  نیروگاه هسته ای به هر نحوی توانی معادل ~ چندین مگاوات خواهد داشت که با 10^16 واپاشی در ثانیه انرژی می گیرد. این بدان معناست که خود راکتور میدان تشعشعی از چند ده هزار رونتگن در سطح و تا هزار رونتگن در طول کل موشک ایجاد خواهد کرد. حتی نصب چند صد کیلوگرم محافظ سکتور نیز این سطوح را به میزان قابل توجهی کاهش نخواهد داد، زیرا پرتوهای نوترون و گاما از هوا منعکس شده و "حفاظت را دور می زنند". در عرض چند ساعت، چنین رآکتوری ~10^21-10^22 اتم محصولات شکافت را با فعالیت چندین (چند ده) پتاباکئرل تولید می کند که حتی پس از خاموش شدن نیز پس زمینه ای از چندین هزار رونتژن در نزدیکی راکتور ایجاد می کند. طراحی موشک تا حدود 10^14 Bq فعال می‌شود، اگرچه ایزوتوپ‌ها عمدتاً ساطع‌کننده‌های بتا خواهند بود و فقط توسط اشعه ایکس برمسترالونگ خطرناک هستند. پس زمینه از خود ساختار می تواند به ده ها رونتگن در فاصله 10 متری از بدنه موشک برسد.

  همه این دشواری ها این ایده را به وجود می آورد که توسعه و آزمایش چنین موشکی کاری در آستانه امکان پذیر است. لازم است مجموعه کاملی از تجهیزات ناوبری و کنترل مقاوم در برابر تشعشع ایجاد شود تا همه آنها به روشی نسبتاً جامع آزمایش شوند (تابش، دما، ارتعاش - و همه اینها برای آمار). آزمایش‌های پروازی با یک راکتور فعال در هر لحظه می‌تواند به یک فاجعه تشعشعی با انتشار صدها ترابکرل به چندین پتاباکرل تبدیل شود. حتی بدون شرایط فاجعه آمیز، کاهش فشار از عناصر سوخت فردی و انتشار رادیونوکلئید بسیار محتمل است.
  به دلیل همه این مشکلات، آمریکایی ها در سال 1964 موشک هسته ای SLAM را کنار گذاشتند.

  البته در روسیه هنوز سایت آزمایشی نوایا زملیا وجود دارد که می‌توان چنین آزمایش‌هایی را در آن انجام داد، اما این با روح معاهده منع آزمایش‌های تسلیحات هسته‌ای در سه محیط در تضاد خواهد بود (این ممنوعیت برای جلوگیری از آلودگی سیستماتیک جو معرفی شد و اقیانوس با رادیونوکلئیدها).

  در نهایت، نمی دانم چه کسی در فدراسیون روسیه می تواند چنین راکتوری را توسعه دهد. به طور سنتی، مؤسسه Kurchatov (طراحی و محاسبات کلی)، Obninsk IPPE (تست آزمایشی و سوخت)، و موسسه تحقیقاتی Luch در Podolsk (فناوری سوخت و مواد) در ابتدا در راکتورهای دمای بالا شرکت داشتند. بعداً، تیم NIKIET در طراحی چنین ماشین‌هایی مشغول شد (به عنوان مثال، راکتورهای IGR و IVG نمونه‌های اولیه هسته موتور موشک هسته‌ای RD-0410 هستند). امروزه NIKIET تیمی از طراحان دارد که کار بر روی طراحی راکتورها (RUGK با گاز خنک کننده با دمای بالا، راکتورهای سریع MBIR) انجام می دهند و IPPE و Luch به ترتیب به محاسبات و فناوری های مرتبط ادامه می دهند. در دهه های اخیر، موسسه کورچاتوف بیشتر به سمت نظریه راکتورهای هسته ای حرکت کرده است.

  به طور خلاصه می توان گفت که ایجاد یک موشک کروز با موتورهای جت هوایی با یک نیروگاه هسته ای به طور کلی یک کار امکان پذیر است، اما در عین حال بسیار پرهزینه و پیچیده است که به بسیج منابع انسانی و مالی قابل توجهی نیاز دارد. برای من به میزان بیشتری نسبت به سایر پروژه های اعلام شده (" Sarmat"، "Dagger"، "Status-6"، "Vanguard"). خیلی عجیب است که این بسیج کوچکترین اثری از خود بر جای نگذاشت. و از همه مهمتر، کاملاً نامشخص است که مزایای دستیابی به چنین انواع سلاح ها (در مقابل پس زمینه حامل های موجود) چیست و چگونه می توانند بر معایب متعدد - مسائل ایمنی در برابر تشعشعات، هزینه های بالا، ناسازگاری با معاهدات کاهش تسلیحات استراتژیک غلبه کنند. .

  Kiriyenko در این باره در دومای دولتی گزارش داد که راکتور کوچک از سال 2010 توسعه یافته است. فرض بر این بود که بر روی یک فضاپیما با سیستم نیروی محرکه الکتریکی برای پرواز به ماه و مریخ نصب شود و امسال در مدار آزمایش شود.
  بدیهی است که از دستگاه مشابهی برای موشک های کروز و زیردریایی ها استفاده می شود.

  بله، امکان نصب موتور هسته ای وجود دارد و آزمایش های موفقیت آمیز 5 دقیقه ای یک موتور 500 مگاواتی که سال ها پیش در ایالت ها برای موشک کروز با جت رم با سرعت 3 ماخ در ایالت ها ساخته شده بود، به طور کلی این موضوع را تایید کرد. (پروژه پلوتون). البته تست های روی میز (موتور با هوای آماده با فشار/دمای مورد نیاز "دمیده" شد). اما چرا؟ موشک های بالستیک موجود (و پیش بینی شده) برای برابری هسته ای کافی است. چرا سلاحی بسازیم که به طور بالقوه خطرناک تر (برای «مردم خودمان») استفاده (و آزمایش) باشد؟ حتی در پروژه پلوتو نیز گفته شد که چنین موشکی در ارتفاع قابل توجهی بر فراز قلمرو خود پرواز می کند و تا ارتفاعات زیر رادار فقط نزدیک به قلمرو دشمن فرود می آید. خیلی خوب نیست که در کنار یک راکتور اورانیوم 500 مگاواتی محافظت نشده با هوا خنک شده با دمای مواد بیش از 1300 درجه سانتیگراد باشید. درست است، موشک های ذکر شده (اگر واقعا در حال توسعه باشند) از پلوتو (اسلم) قدرت کمتری خواهند داشت.
  ویدیوی انیمیشنی از سال 2007 که در سخنرانی پوتین برای نمایش جدیدترین موشک کروز با یک نیروگاه هسته ای منتشر شد.
  
  شاید همه اینها آماده سازی برای نسخه باج خواهی کره شمالی باشد. ما توسعه سلاح های خطرناک خود را متوقف خواهیم کرد - و شما تحریم ها را از ما بردارید.
  چه هفته ای - رئیس چینی برای حکومت مادام العمر فشار می آورد ، رئیس روسیه تمام جهان را تهدید می کند.