مفهوم موشک هسته ای تصور می شود.
ساختار خارجی و داخلی باتری های حرارتی ایزوتوپ.
رآکتور هسته ای فضایی TOPAZ.
آپولو 14 بر روی باتری حرارتی ایزوتوپ سطح ماه قرار داده است.
با توجه به اخبار خبرگزاری شین هوا از چند روز پیش، این شرکت راه اندازی توسعه ماهواره های فضایی ملی روسیه در مدار برای شارژ پیگیری نیروگاه هسته ای "با یک لیزر، مورد تردید و در واقع، در فضا، انرژی هسته ای به طور گسترده ای استفاده می شود، و انتظار می رود برای تبدیل شدن به در آینده در فضا منبع هسته قدرت را شناسایی کنید.
انرژی شیمیایی، انرژی خورشیدی دارای محدودیت است
این که آیا آن را حمل فضانوردان به فضا سرنشین دار سفینه فضایی، یا انواع مختلف از ماهواره ها، پروب و سایر وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، با بسیاری از تجهیزات الکترونیکی، پایدار عرضه و کافی از برق برای عمل طبیعی از فضاپیما ضروری است.
فضاپیمای اولیه، بسیاری از استفاده از باتری های شیمیایی به عنوان یک منبع قدرت است. اصل اساسی از این مواد شیمیایی و باتری در باتری زندگی روزمره استفاده کنید، باتری های تلفن همراه، در واقع همان است، قادر به تامین برق مستمر طولانی نیست وقتی باتری اجرا می شود، با هیچ جایی برای شارژ فضاپیما باید برای متوقف کردن کار. ماهواره "Dongfanghong" ما تنها 28 روز کار در فضا است، توسط قدرت باتری محدود شده است.
حالا کلان شهر فضاپیمای کشش از یک دستگاه به شکل بال در هنگام کار بر روی آهنگ. برای مثال، ما از فضاپیمای Shenzhou و مطمئن شوید، ماژول نیروی محرکه در عقب یک جفت مانند بال 'از' بال فضاپیما وجود دارد موج سواری سلول های خورشیدی، نقش خود را به پرواز نیست، اما برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی است. با توسعه فن آوری انرژی خورشیدی، انرژی بهره وری تامین پانل های خورشیدی تبدیل شده اند به طور فزاینده خواستار، کار نزدیک به زمین تبدیل شده است منبع اصلی انرژی الکتریکی از فضاپیما است. اگر چه انرژی خورشیدی پایان ناپذیر، اما اگر شما می خواهید به مانند به عنوان یک پرواز پلوتون از عدد افق های جدید 'و پرواز از سیستم منظومه ویجر "نه سفر فضایی به دور از درب، انرژی خورشیدی کافی برای حمایت از کار فضاپیما است. با افزایش فاصله از خورشید، نور خورشید ضعیف تر تبدیل خواهد شد، قدرت تولید شده توسط پنل های خورشیدی کمتر و کمتر خواهد شد.
در واقع، خورشید نور و گرما انرژی مورد نیاز، می آید از واکنش های هسته ای در داخل خورشید است. در حال حاضر، بشر با استفاده از فن آوری هسته ای به تسلط برای تولید برق، ایجاد تعدادی از نیروگاه های هسته ای، انرژی هسته ای مورد نیاز خواهد بود برای تبدیل انرژی الکتریکی در زندگی روزمره ما در فضا، انرژی هسته ای نیز به طور گسترده ای استفاده می شود، و انتظار می رود برای تبدیل شدن به منبع قدرت هسته ای در اکتشافات فضایی آینده است.
ایزوتوپ اعماق فضا باتری حرارتی جریان اصلی قدرت
برق مورد نیاز فضاپیما، علاوه بر ارائه یک منبع تغذیه پایدار، بلکه نیاز به اندازه کوچک آن، وزن سبک، قابلیت عملکرد قابل اعتماد در طی یک دوره زمانی طولانی، نه مقصر است. برای رسیدن به این نیاز، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی انتخاب شد دو مسیر های فنی مختلف: در آن زمان، اتحاد شوروی یک راکتور نیروگاه هسته ای انرژی هسته ای به اندازه زمین، و مجهز به ماهواره ای استفاده کنید، در حالی که آمریکایی ها قابلیت های قدرتمند تر را ترجیح می دهند ایمن و قابل اعتماد، ایزوتوپ ساختار ساده باتری حرارتی.
اصل ایزوتوپی باتری حرارتی است پیچیده، و تنظیمات اولیه آن شبیه به یک اجاق گاز زغال سنگ است. باتری حرارتی ایزوتوپی است به طور کلی استوانه ای، متوسط سوخت هسته ای استوانه ای، گرما می تواند توسط واکنش فروپاشی خود به خود تولید، مانند یک بلوک سوزاندن لانه زنبوری و ایزوتوپ باتری حرارتی قادر به تبدیل حرارت به انرژی الکتریکی تخلیه سوخت، به دلیل بسته است به طور کلی یک دیوار بیرونی سلول سوختی نیست. این است که به نام "ترموکوپل" به معنی یک دیوار بیرونی، ساخته شده از یک ماده نیمه هادی خاص است. زمانی که به ترموکوپل هنگامی که درجه حرارت در هر دو طرف نیست، می تواند برق تولید ظاهر تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی. این پدیده به عنوان یک ولتاژ با اختلاف دمای، اثر Seebeck '، که در یک دانشمند آلمانی به جان توماس یافت می شود Seebeck نام برد. با فروپاشی هسته ای ادامه داد، باتری حرارتی ایزوتوپ اختلاف درجه حرارت داخلی و خارجی می تواند مداوم، به طوری که قدرت پایدار تولید شده توسط ترموکوپل.
در طبیعت، می تواند تولید فروپاشی خود به خود از ایزوتوپ است که بسیاری، که در واقع به عنوان یکی از سوخت هسته ای ایزوتوپ باتری حرارتی همچنین دارای برخی از تنش انتخاب شده است. نخست، میزان پوسیدگی از این عنصر نمی تواند خیلی سریع است. پوسیدگی خیلی سریع از عناصر در زمان کوتاه آن را بیشتر انرژی خود را، نه در دراز مدت کار پشتیبانی فضاپیما را آزاد کند. دوم، جرم انرژی در واحد سوخت هسته ای باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا این فضاپیما قادر به حمل مقدار کمی از نیازهای سوخت هسته ای، که می تواند وزن بیشتر به محموله نصب ماموریت. سوم، زمانی که فروپاشی سوخت نوع اشعه تابش ترموکوپل هسته ای به جذب شود به راحتی امکان پذیر است.
دانشمندان پس از سه غربالگری استاندارد در مورد آن را دنبال کنید، پلوتونیوم 238 ظهور و تبدیل شدن به بزرگترین سوخت هسته ای هوافضا ایزوتوپ باتری حرارتی. نیمه عمر پلوتونیوم 238 دارای یک سال 87.7، در هر گرم از پلوتونیوم 238 انرژی انرژی آزاد شده از 0.54 وات، می توانید در دو مورد اول دیدار مورد نیاز مقاله با ارزش تر است، در زمان فروپاشی پلوتونیوم 238، تقریبا تمام اشعه تولید شده به راحتی جذب ترموکوپل α اشعه، به جای چگونگی تولید نیروی نفوذ نسبتا قوی، به راحتی نمی ترموکوپل β اشعه جذب می شود. مانند ، 238 پلوتونیوم فروپاشی اشعه می تواند تقریبا ترموکوپل خود جذب می شود، به طوری که بدون ارائه یک لایه اضافی محافظ خارجی RTG، برای جلوگیری از β خطر تابش اشعه به دیگر تجهیزات.
کمتر از یک منبع پلوتونیوم 238، و فرایند آماده سازی پیچیده تر، و هزینه بنابراین بالا و بهره وری پایین است. در حال حاضر، سال ملی ایالات متحده تنها می تواند تولید 1.5 کیلوگرم پلوتونیوم 238. با این حال، با توجه به خواص بسیار عالی آن، هنوز هم قادر به پیدا کردن یک جایگزین جامع به دیگر آن هستند ایزوتوپ می باشد.
پس از 1961 ژوئن 29، اول جهان فضاپیمای هسته ای "انتقال" 4A ماهواره ای ناوبری نظامی با موفقیت راه اندازی و در مدار، قدرت ایزوتوپ حرارت باتری خروجی آن استفاده می کند تنها 2.6 وات است.، ایزوتوپ فن آوری باتری حرارتی شکوفا، علاوه بر شماره از 'چشم انداز جدید »و« ویجر' تعداد که قبلا ذکر شد، ماموریت تکمیل شده اخیر، سقوط فضاپیما زحل کاسینی، در اطراف مشتری، گالیله 'فضاپیما، فرود ، کنجکاو، مریخ نورد مانند سطح مریخ، نیز استفاده می شود ایزوتوپ باتری حرارتی. ایزوتوپ خروجی باتری گرما از آن استفاده ممکن است صدها وات به حدود یک کیلووات قدرت داشته باشد.
علاوه بر منبع تغذیه، باتری گاهی اوقات ایزوتوپ تولید برق حرارتی، گرمای تلف شده استفاده کنید، به یک "فر" واقعی به حرارت به فضای قطبی در یک فضاپیما، ابزار بر روی این فضاپیما در یک فیلم یخ زده است "نجات مریخ،" طرح، شخصیت مت دیمون نیز تا به حال یک ماجراجویی رها حفر در مریخ ایزوتوپ ماشین باتری حرارتی، به خود را گرم.
فضایی انرژی هسته ای قدرت هوافضا
اگرچه مزایای بسیاری ایزوتوپ باتری حرارتی، اما همچنین دارای ضعف های آن است. در یکی از جنبه های، پایین تر بازده تبدیل توان آن معمولا کمتر از 10 درصد از تابش تنها به انرژی الکتریکی تبدیل شده است. از سوی دیگر، حداکثر توان خروجی در یک کلی کیلووات، برای بزرگتر برق مورد نیاز فضاپیمای هیچ کمکی انجام دهد. علاوه بر این، با مصرف سوخت هسته ای، ایزوتوپ توان خروجی باتری حرارتی ادامه خواهد داد به کاهش است.
اتحاد جماهیر شوروی در سال 1960 با موفقیت طراحی و ایزوتوپ قدرت باتری حرارتی ساخته شده، اما شاید مبارزه ماهیت قومی را به یک منبع انرژی قوی تر، استفاده از انرژی هسته ای فضاپیمای شوروی، تقریبا همه استفاده از فضای راکتور هسته ای راکتور هسته ای مانند یک فضای محدود نسخه از نیروگاه هسته ای است، توسط شکافت هسته ای ماده واکنش زنجیره ای گرم می شود به ترویج ژنراتور توربین برای تولید بخار. همچنین می تواند بهره برداری از میله های کنترل راکتور از طریق پلاگین کنترل کنید. بر روی زمین و بخار آب است به طور کلی مورد استفاده برای ترویج توربین های مختلف، راکتورهای هسته ای به طور کلی استفاده از فلز موتور بخار بخار فضا. دهه شصت قرن گذشته، اتحاد جماهیر شوروی با موفقیت توسعه فضای BES-5 راکتورهای هسته ای، قدرت خروجی از 3 کیلووات، و بعد از قدرت خروجی 6 کیلو وات TOPAZ راکتور .
در حالی که شوروی موفقیت ترویج فضای فن آوری راکتور هسته ای، همچنین به طور تصادفی اولین فضای در مقیاس بزرگ از حادثه هسته ای ایجاد شده است. BES-5 راکتور در تعداد زیادی از رادار نوع اقیانوس ماهواره نظارت (RORSAT) این مدار ماهواره. سوار شده بود ارتفاع تنها 250 کیلومتر، مورد استفاده برای انجام اسکن یک زمین سریع به نظارت بر تحرکات نیروی دریایی ایالات متحده. RORSAT هنگامی که یک ماهواره در آستانه رسیدن به زندگی کاری است، آن را خارج راکتور خود را مجهز به 950 کیلومتر APOS ارتفاع دور انداخته APOS راه آهن وجود دارد، رها راکتور هسته ای که در فضای شناور می شود، برای جلوگیری از آلودگی های هسته ای از زمین، در حالی که بقیه بدن می شود پس از ماهواره قدرت از دست داده و به زمین تحت تاثیر کشیدن جوی سقوط کرد. با این حال، در ژانویه 1978 24، کد نام «جهان 954 از یک ماهواره RORSAT فراری موفق به درستی خارج راکتور به مسیر دور بر، اما به زمین همراه با راکتورهای هسته ای، رادیو اکتیو گسترش سوخت هسته ای در خاک کانادا سقوط کرد. کانادا دولت بسیاری از نیروی انسانی و منابع به سر برده بود، پیدا کردن و حذف گسترش بیش از هزاران مایل مربع از مواد رادیواکتیو است. به همین دلیل، کانادا و اتحاد جماهیر شوروی از آنجا که طرح دعوی در دادگاه بین المللی، اتحاد جماهیر شوروی ملزم به پرداخت 6041000 $ در ضرر و زیان اقتصادی است. پس از آن، طراحی ماهواره ای اتحاد جماهیر شوروی RORSAT اصلاح شد، نصب و راه اندازی یک دستگاه نیروی محرکه یدکی در راکتور، هنوز هم در اصلی شکست دستگاه نیروی محرکه راکتور طبیعی اجازه به مسیر کاهش یافته است. در همان زمان، با پتانسیل خطر فضای حادثه هسته ای مواجه است، جیمی کارتر، رئیس جمهور آمریکا سفارش منع کار در مجاورت ناسا زمین با استفاده از انرژی هسته ای را امضا کردند.
استفاده از راکتورهای شکافت هسته ای، اگر چه این خطر وجود دارد، اما در حال حاضر تنها منبع انرژی هسته ای کارآمد ظرفیت استفاده از فضای از تعداد زیادی از آینده، برای انتقال توان قدرتمند تر، قوی تر عملکرد پرواز موشک از انرژی هسته ای، بلکه در فضای راکتورهای هسته ای تکیه می کنند. در حال حاضر، بحث فنی بیشتر به طور کامل برنامه موشک های هسته ای است که عمدتا در دو روش. اولین یک موشک گرما است، با استفاده از حرارت تولید شده توسط یک راکتور هسته ای، هیدروژن مایع از مخزن سوخت گرم تا دمای نزدیک به 10،000 درجه سانتیگراد پس از تخلیه است برای ترویج یک موشک جریان هوا قوی است. در این نقطه، نه به عنوان راکت هیدروژن مایع حال حاضر به عنوان عمل به عنوان سوخت استفاده می شود، اما تنها به عنوان یک سوخت عمل می کند برای تولید حرکت. تخمین زده می شود که در زمان حمل وزن همان سوخت، از جمله موشک حامل توانایی از موشکهای با سوخت شیمیایی استفاده در حال حاضر دو برابر دیگر برنامه موشک های هسته ای پیشرفته تر و موثر، فن آوری جدید نیروی محرکه الکتریکی و فن آوری هسته ای با انرژی هسته ای مکیده به فشار موشک با هم. این اولین استفاده از موشک های هسته ای حرارت تولید شده توسط سوخت هیدروژن مایع و مانند آن به دولت پلاسمای یونیزه است. پس از آن، انرژی راکتور بازیافت ساطع الکترومغناطیسی شتاب دهنده پلاسما، و در نتیجه رانش بزرگ به دلیل پلاسما تحت عمل از نیروی الکترومغناطیسی را می توان شتاب به سرعت بسیار بالا، حتی نزدیک به سرعت نور است، بنابراین این موشک می تواند به سرعت حرکت و انرژی به اندازه کافی، سرعت بخشیدن به مورد نظر پیشتازان فضا سرعت.
