Nuclear Rocket Concept Conceived.
동위 원소 열 전지의 외부 및 내부 구조.
TOPAZ 공간 원자로.
아폴로 14 달 표면 동위 열 배터리에 배치.
며칠 전 신화 통신 뉴스에 따르면,이 회사는 '충전 레이저와 원자력 발전소 "를 추적하는 궤도에 러시아 국립 우주 위성의 개발에 착수, 심문은. 사실, 공간, 핵 에너지가 널리 사용되고 있으며, 공간의 미래가 될 것으로 예상된다 핵심 전력 원을 감지합니다.
화학 에너지, 태양 에너지에는 한계가있다.
이 공간 유인 우주선 또는 위성, 프로브 및 다른 무인 항공기의 다양한 유형 비행사 반송 여부 전자 기기에 많이 장착되고, 안정한 전기 적절한 공급 우주선의 정상적인 동작을 위해 필수적이다.
배터리 전원이 부족하지 긴 경우 초기 우주선은, 전원 등의 화학 배터리의 사용의 대부분은. 우리가 일상 생활의 배터리에 사용이 화학 물질 및 배터리의 기본 원리는, 휴대 전화 배터리는 기본적으로 지속적인 전원 공급이 가능한 동일 갑자기 우주선 충전으로 작동을 중지해야합니다. 우리의 '동방홍'위성은 우주 28 일 작동, 배터리 전원에 의해 제한된다.
오늘날의 우주선, 잘 알려진 선저우 우주선과 같은 형태의 장치에서 대부분 추진 된 궤도 작업은 추진 모듈의 후면에 한 쌍의 날개가 있습니다. 우주선의 '날개' 태양열을 이용한 윈드 서핑 보드는 기능이 없지만, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 태양 에너지 기술의 지속적인 개선으로 태양 전지 패널은 점점 더 효율적으로되고 지구상에서 일하게되었습니다 우주선의 경우, 그리고 태양 에너지가 무진장하지만, 당신이 우주선처럼 명왕성의 '수평선'과 태양계 밖으로 날아 다니는 '여행자'로 날기를 원한다면, 태양 에너지는 우주선의 작업을 지원하기에 충분하지 않으며 태양까지의 거리가 멀어 질수록 태양 광선은 약 해지고 약 해지고 태양 전지 패널은 전기를 적게 생성합니다.
사실, 태양의 내부 핵 반응은 태양이 빛과 열을 방출한다는 사실에서 비롯된 것이며, 현재 인류는 원자력 발전 기술을 숙달하고 있으며 원자력을 일상 생활에서 필요한 전기로 변환하기 위해 수많은 원자력 발전소를 설립했습니다 우주에서 원자력은 널리 사용되고 있으며 앞으로 우주 탐사의 핵심 원천이 될 것으로 기대된다.
메인 스트림 전원 공급 장치의 동위 원소 핫 배터리 깊은 우주 탐사
우주선의 전력 요구 사항은 안정적인 전력 공급을 제공하는 것 외에도 작은 크기, 경량으로 요구되기 때문에 오랜 시간 동안 안정적으로 작동 할 수 있습니다. 이러한 요구 사항을 충족시키기 위해 미국과 소련이 선정되었습니다 두 가지 기술 경로 : 당시 소련은 지상 원자력 발전소에 사용 된 원자로를 소형화하고 강력한 인공위성을 장착했으며 미국인은 안전하고 단순한 구조의 동위 원소 열 전지를 선호했다.
열 전지의 동위 원리는 복잡하게되지 않고, 그 기본 구성은 석탄 스토브와 유사하다. 동위 열 배터리 원통형 중간 원통형 핵연료가 열이 벌집의 레코딩 블록으로, 자연 감쇠 반응에 의해 생성 될 수있다. 그리고 동위 열 배터리 패키지는 일반적으로 연료 전지의 외벽 없기 때문에, 연료 배출 전기 에너지로 열을 변환 할 수 있었다. 이것은 호출 "열전대"특수 반도체 재료로 이루어지는 외벽. 수단 때 열전대 온도 양쪽에서 동일하지 않은 경우, 전기를 생성 할 수있는 외측 전기 에너지로 열 에너지를 변환.이 현상은 독일의 물리학 존 토마스 발견 온도차 "제 베크 효과"에 의해 전압이라 제벡 안정된 전력 열전대에 의해 생성되도록 계속 핵 붕괴와, 내부 및 외부 열 배터리 동위 온도차 영구적 일 수있다. 이름.
자연, 동위 원소의 자연 붕괴가 실제로 핵 연료 동위 원소 열 배터리는 스트레스의 일부를 가지고로 선정 많이 가지고 생성 할 수 있습니다. 첫째,이 요소의 붕괴 속도는 요소의 너무 빨리. 너무 빨리 부패 할 수 없다 짧은 시간은 자신의 에너지가 아닌 장기 지원 우주선 대부분의 작업을 발표 할 예정이다. 둘째, 핵 연료의 에너지 단위 당 질량이 충분히 커야합니다 우주선은 될 수있는 핵 연료 수요의 작은 금액을 수행 할 수 있도록 핵연료 붕괴 방사선 레이 형 열전대 흡수되는 페이로드 장착 임무. 셋째, 더 무게가 쉽게 가능하다.
과학자들은 그것에 대해 세 가지 표준 심사 후 다음 등장 (238) 플루토늄과 최대 규모의 핵연료 항공 우주 동위 원소 열 배터리가됩니다. 플루토늄 238의 반감기는 0.54 와트의 플루토늄 238 출시 전력 에너지의 g 당하는 87.7 년을 가지고, 처음 두를 만날 수있는 제 요구 사항이 플루토늄 238의 붕괴시, 더 가치, 생성 된 거의 모든 방사선이 쉽게 대신 상대적으로 강한 침투 힘을 생성하는 방법으로, 광선 α 열전대를 흡수하지 쉽게 광선 β 열전대를 흡수. 등 거의 모든 플루토늄 238은 붕괴 중에 열전쌍 자체에 흡수 될 수 있으므로 베타 방사가 다른 장치를 손상시키는 것을 방지하기 위해 RTG 외부에 추가적인 차폐가 제공되지 않습니다.
적은 플루토늄 238의 소스 및 준비 과정이 더 복잡하기 때문에 높은 비용과 낮은 생산성이다. 현재 미국 국립 년 만 그러나 플루토늄 238의 1.5 킬로그램을 생산할 수있는 우수한 특성으로 인해, 여전히 다른 포괄적 인 대안을 찾을 수없는 동위 원소.
1961년 6월 29일 후, 세계 최초의 핵 추진 우주선 'TRANSIT'4A 군사 항법 위성이 성공적으로 발사 및 궤도, 동위 원소 열 출력 배터리 전원이 단지 2.6 와트를 사용합니다., 동위 원소 열 배터리 기술 '새 비전'번호 '보이저'호 이전에 언급, 최근에 완성 된 임무뿐만 아니라, 번성, 목성 '갈릴레오'우주선 착륙 주위에, 토성 '카시니'우주선에 충돌 화성 탐사선 호기심은 동위 원소로 구동되는 열전지를 사용하는데, 이는 수백 와트의 전력을 수백 킬로와트로 전달할 수 있습니다.
배터리는 때때로 우주선에서 북극 공간 '가열'에 진짜 '오븐'로, '폐열'을 동위 원소 화력 발전을 사용하는 전원 공급 장치뿐만 아니라, 우주선의 악기는 영화에서 동결되지 않습니다 "화성 구조,"플롯은, 맷 데이먼도 버려진 모험을 한 주인공은 자신이 따뜻한주고, 화성 동위 원소 열 배터리 자동차에 파고.
우주 원자로 고출력 우주 전력
많은 장점 열 배터리 동위 원소뿐만 아니라 그 고유의 단점이 있지만. 일 개 측면에서, 낮은 전력 변환 효율 만 전기 에너지로 변환되는 방사선의 통상 10 % 이하이다. 한편, 일반적으로 최대 출력 킬로와트, 더 많은 우주선의 힘은 무력 할 것이며, 핵연료의 고갈로 동위 원소의 고온 배터리 생산량은 계속 떨어질 것입니다.
소련 1960 년대에 성공적으로 설계 및 동위 원소 열 배터리 전원을 제조, 그러나 아마 민족 성격이 더 강력한 전원 공급 장치, 원자력의 사용 좁은 공간과 같은 공간 원자로 원자로의 소련 우주선 거의 모든 사용을 원하는 싸우고있다 원자력 발전소의 버전 지상. 또한 플러그를 통해 반응기 제어봉의 동작을 제어 할 수있다. 증기를 생성하는 터빈 발전기를 촉진 핵분열 연쇄 반응 물질에 의해 가열되어 수증기가 일반적으로 촉진하는 데 사용 다른 터빈, 원자로는 일반적으로 지난 세기의 60 년대, 소련이 성공적으로 3kw의 출력 전력을 공간 BES-5 원자로를 개발했다. 금속 공간 스팀 증기 엔진을 사용하고, 이후 6 kW 급 원자로 TOPAZ의 전원 출력을 개발 .
소련이 성공적으로 공간 원자로 기술을 촉진하지만, 또한 실수로 핵 사고에서 최초의 대규모 공간을 만들었습니다. 원자로 '레이더 형 해양 감시 위성'많은 수의 (RORSAT).이 위성 궤도에 장착 된-5 BES 위성이 작동 수명에 도달하려고 할 때 미국 해군. RORSAT의 움직임을 모니터링하는 빠른 지구 '스캔'을 수행하는 데 사용 만 250km, 높이, 그것의 반응이 950km 고도 APOS 폐기 레일 APOS에 장착 된 배출합니다 이 위성은 힘을 잃고 대기 드래그의 영향으로 지구에 충돌 후 신체의 나머지 부분이 될 것입니다 동안 원자로는 항상 지구의 핵 오염을 방지하기 위해, 공간에 떠있는 것 포기했다. 그러나 1978 년 1 월 24 가출 RORSAT 위성의 코드 명 '우주 (954)는'제대로에 '트랙을 삭제'하는 반응을 배출하는 데 실패하지만, 원자로, 캐나다의 영토에 방사성 핵 연료의 확산과 함께 지구로 떨어졌다. 캐나다 정부는 수천 평방 마일에 이르는 방사성 물질을 찾아 내고 제거하기 위해 많은 인력과 자원을 소비해야했다.이 목적을 위해 캐나다와 소련 국제 소송 이후, 소련이 경제적 손실에 $ 6.041 만 달러를 지불해야합니다. 그 후, 소련 RORSAT 위성 디자인 수정, 원자로에 여분의 추진 장치의 설치, 여전히 주 추진 장치 고장 정상 반응기에서 보자 트랙에 떨어졌다. 동시에, 공간 원전 사고 위험의 가능성에 직면, 미국 대통령 지미 카터 지구 NASA의 근처에서 작업을 금지 명령 핵 에너지의 사용을 체결했다.
핵분열 원자로의 사용이 위험이지만, 현재 원자력 발전의 전력 더 강력한, 더 강력한 로켓의 비행 성능을 전송하는 미래의 다수의 원자력 에너지 효율적인 공간 활용 능력의 유일한 원천이며, 또한 공간 원전에 의존하고 있지만. 현재 기술 인수보다 완전 원자력 로켓 프로그램은 두 가지 방법으로 주로한다. 첫 번째 원자로에서 발생 된 열을 사용하여 핵융합 로켓이며, 연료 탱크로부터의 액체 수소가 토출 후 약 10,000 섭씨 온도로 가열 강한 공기 흐름 로켓 추진. 액체 수소 로켓 이제 연료로서 법으로 사용되지만, 단지 추진력을 발생시키는 추진제 역할이 때,하지. 추진체의 동일한 중량을 운반시 등 로켓 운반 것으로 추정 화학 연료 로켓보다 사용하는 능력은 이제. 핵 로켓이 처음 사용합니다. 또 다른 고급하고 효과적인 핵 로켓 프로그램, 새로운 전기 추진 기술을 배와 함께 로켓을 밀어 원자력과 핵 기술을 빨려 추진제에 의해 발생 된 열은 액체 수소 이온화 된 플라즈마 상태 등이다. 그 후, 반응기 재순환 에너지가 전자기 방사 때문에 전자기 힘의 작용 하에서 플라즈마에 큰 추력의 결과로, 플라즈마를 가속화은 빛의 속도로 근처에도 매우 높은 속도로 가속 할 수 있기 때문에이 로켓 신속하게 충분한 운동량과 에너지를 얻을 원하는 스타 트렉을 가속화 할 수 있습니다 속도.
