Lùth niuclasach san fhànais. Spreagadh luathachadh atamach
de theicneòlas

Lùth niuclasach san fhànais. Spreagadh luathachadh atamach

Chan eil am beachd a bhith a’ cleachdadh lùth niuclasach gus bàta-fànais a ghluasad agus a chleachdadh ann an ionadan taobh a-muigh no tuineachaidhean san àm ri teachd ùr. O chionn ghoirid, tha iad air tighinn ann an tonn ùr, agus mar a thig iad gu bhith nan raon de chòmhstri cumhachd mòr, bidh am buileachadh nas dualtaiche.

Thòisich NASA agus Roinn Cumhachd na SA rannsachadh am measg chompanaidhean reic pròiseactan de ionadan cumhachd niuclasach air a’ Ghealach agus Mars. Bu chòir seo taic a thoirt do rannsachadh fad-ùine agus 's dòcha eadhon pròiseactan tuineachaidh. Is e amas NASA a bhith deiseil airson a chuir air bhog ro 2026. Feumaidh an lus a bhith air a dhèanamh gu tur agus air a chruinneachadh air an Talamh agus an uairsin air a dhearbhadh airson sàbhailteachd.

Anthony Calomino, thuirt stiùiriche teicneòlas niuclasach NASA aig an Space Technology Administration, sin Is e am plana siostam sgaoilidh niuclasach XNUMX-kilowatt a leasachadh a thèid a chuir air bhog mu dheireadh agus a chuir air a’ ghealach. (aon). Feumaidh e a bhith air a fhilleadh a-steach le laighe na gealaich agus bheir an àrdachadh gu e orbit gealach. Luchdaich an uairsin thoir an siostam chun uachdar.

Thathas an dùil nuair a ruigeas e an làrach gum bi e deiseil airson obrachadh, gun fheum air co-chruinneachadh no togail a bharrachd. Tha an gnìomhachd na dhearbhadh air na cothroman a tha ann agus bidh e na thoiseach tòiseachaidh airson a bhith a’ cleachdadh an fhuasglaidh agus na toraidhean aige.

“Cho luath‘ s a bhios an teicneòlas air a dhearbhadh aig taisbeanadh, faodar siostaman san àm ri teachd a mheudachadh no grunn innealan a chleachdadh còmhla airson miseanan fad-ùine chun Ghealach agus is dòcha Mars, ”mhìnich Calomino air CNBC. “Bheir ceithir aonadan, gach fear dhiubh a’ toirt a-mach 10 kilowatts de dhealan, cumhachd gu leòr dha a’ stèidheachadh ionad-puist air a’ Ghealach no Mars.

Bheir an comas tòrr dealain a ghineadh air uachdar planaidean le bhith a’ cleachdadh siostam sìolachaidh stèidhichte air an talamh cothrom air rannsachadh mòr, làraich daonna, agus cleachdadh ghoireasan in situ, agus aig an aon àm a’ toirt cothrom air malairt.”

Ciamar a bhios e ag obair ionad cumhachd niuclasach? Foirm beagan beairteach connadh niuclasach a bheir cumhachd cridhe niuclasach... Beag reactair niùclasach cruthaichidh e teas, a thèid a ghluasad chun t-siostam tionndaidh cumhachd. Bidh an siostam tionndaidh cumhachd air a dhèanamh suas de einnseanan air an dealbhadh gus ruith air teas reactair seach connadh a ghabhas losgadh. Bidh na h-einnseanan sin a 'cleachdadh teas, ga thionndadh gu dealan, a tha air a shuidheachadh agus air a chuairteachadh gu uidheamachd luchd-cleachdaidh air uachdar na gealaich agus Mars. Tha an dòigh sgaoileadh teas cudromach gus teòthachd obrachaidh ceart nan innealan a chumail suas.

Cumhachd niuclasach a-nis air a mheas mar an aon roghainn reusanta eile far a bheil lùth na grèine, gaoithe agus cumhachd-uisge nach eil rim faighinn gu furasta. Air Mars, mar eisimpleir, tha neart na grèine ag atharrachadh gu mòr leis na ràithean, agus faodaidh stoirmean duslach mairsinn airson mìosan.

Air a' ghealaich gealaich fhuar mairidh an oidhche 14 latha, le solas na grèine ag atharrachadh gu mòr faisg air na pòlaichean agus neo-làthaireach bho na sgàinidhean a tha fo sgàil maireannach. Ann an suidheachaidhean cho duilich, tha e doirbh lùth fhaighinn bho sholas na grèine, agus tha solar connaidh cuingealaichte. Tha lùth sgaoilidh uachdar a’ tabhann fuasgladh furasta, earbsach agus èifeachdach.

Eu-coltach ri reactaran talmhainnchan eil dùil ann an connadh a thoirt air falbh no a chuir na àite. Aig deireadh a’ mhisean 10-bliadhna, tha plana ann cuideachd airson an goireas a dhì-choimiseanadh gu sàbhailte. “Aig deireadh a bheatha seirbheis, thèid an siostam a chuir dheth agus thèid an ìre rèididheachd sìos mean air mhean gu ìre a tha sàbhailte airson faighinn a-steach agus obrachadh daonna,” mhìnich Calomino. "Faodar siostaman sgudail a ghluasad gu àite stòraidh aig astar far nach cuir iad an sgioba no an àrainneachd ann an cunnart."

Reactair beag, aotrom, ach èifeachdach, le iarrtas mòr

Mar a bhios rannsachadh fànais a’ fàs, tha sinn a’ dèanamh glè mhath leis mu thràth siostaman gineadh cumhachd niuclasach air sgèile bheag. Tha siostaman mar seo air cumhachd a thoirt do bhàta-fànais gun luchd-obrach o chionn fhada a bhios a’ siubhal gu raointean fada siostam na grèine.

Ann an 2019, sgèith an soitheach-fànais New Horizons le cumhachd niùclasach tron ​​​​rud as fhaide air falbh a chunnacas a-riamh faisg air làimh, Ultima Thule, fada seachad air Pluto ann an sgìre ris an canar an Kuiper Belt. Cha b' urrainn dha a bhith air a dhèanamh às aonais cumhachd niuclasach. Chan eil lùth grèine ri fhaighinn ann an neart gu leòr taobh a-muigh orbit Mars. Cha mhair stòran ceimigeach fada leis gu bheil an dùmhlachd lùtha ro ìosal agus gu bheil am mòr-chuid ro mhòr.

Air a chleachdadh air miseanan fad-ùine gineadairean radiothermal (RTG) a’ cleachdadh an isotope plutonium 238Pu, a tha air leth freagarrach airson teas maireannach a ghineadh bho lobhadh rèidio-beò nàdarrach le bhith a’ sgaoileadh alfa-ghràineanan, a tha an uairsin air an tionndadh gu dealan. Tha an leth-bheatha 88 bliadhna aige a’ ciallachadh gum bi e na mhisean fad-ùine. Ach, chan urrainn dha RTGn an cumhachd sònraichte àrd a tha a dhìth airson miseanan fada, soithichean nas mòr a thoirt seachad, gun luaidh air ionadan taobh a-muigh na dùthcha.

Dh’ fhaodadh fuasgladh, mar eisimpleir, airson làthaireachd rannsachail agus is dòcha tuineachadh air Mars no a’ Ghealach a bhith na dhealbhaidhean beaga de reactair a tha NASA air a bhith a’ dèanamh deuchainn airson grunn bhliadhnaichean. Tha na h-innealan sin aithnichte mar Pròiseact lùth fission Kilopower (2).

Mar a tha fios agad, tha tomad cudromach san fhànais. cumhachd reactar cha bu chòir dha a bhith nas àirde na cuideam càr cuibheasach. Mar a tha fios againn, mar eisimpleir, bho thaisbeanadh o chionn ghoirid Rocaidean SpaceX Falcon Heavychan e duilgheadas teicnigeach a th’ ann an càr a chuir air bhog an-dràsta. Mar sin, faodar reactaran aotrom a chuir gu furasta ann an orbit timcheall na Talmhainn agus nas fhaide air falbh.

2. Prototeip reactor XNUMX kilowatt KIlopower.

Bidh rocaid le reactar a’ togail dòchasan agus eagal

Seann Rianaire NASA Jim Bridenstine chuir e cuideam air iomadh uair buannachdan einnseanan teirmeach niuclasach, a’ cur ris gum faodadh barrachd cumhachd ann an orbit leigeil le soithichean orbiting teicheadh ​​​​gu soirbheachail ma thèid ionnsaigh a thoirt air le buill-airm an-aghaidh saideal.

Reactors ann an orbit dh'fhaodadh iad cuideachd cumhachd a thoirt do leusairean armailteach cumhachdach, a tha cuideachd a' toirt ùidh mhòr dha ùghdarrasan nan SA. Ach, mus dèan einnsean rocaid niuclasach a’ chiad turas-adhair aige, feumaidh NASA a laghan atharrachadh mu bhith a’ faighinn stuthan niùclasach dhan fhànais. Ma tha seo fìor, an uairsin, a rèir plana NASA, bu chòir a’ chiad itealan de einnsean niùclasach tachairt ann an 2024.

Ach, tha coltas gu bheil na SA a’ leum air adhart leis na pròiseactan niuclasach aca, gu h-àraidh às deidh don Ruis prògram deich bliadhna ainmeachadh gus bàta-fànais sìobhalta le cumhachd niuclasach a thogail. Bha iad uaireigin nan ceannard gun teagamh ann an teicneòlas fànais.

Anns na 60n, bha pròiseact aig na Stàitean Aonaichte airson urchair niùclasach Orion-pulse-pulse, a bha còir a bhith cho cumhachdach is gun leigeadh e le a’ gluasad bhailtean mòra gu àiteagus eadhon turas-adhair le sgioba a dhèanamh gu Alpha Centauri. Tha na seann shreathan Ameireaganach sin air a bhith air an sgeilp bho na 70n.

Ach, tha an t-àm ann cuir às don t-seann bhun-bheachd. einnsean niuclasach san fhànaisgu h-àraidh air sgàth 's gu bheil farpaisich, anns a' chùis seo gu ìre mhòr an Ruis, air ùidh mhòr a nochdadh anns an teicneòlas seo o chionn ghoirid. Dh’ fhaodadh rocaid teirmeach niuclasach an ùine itealaich gu Mars a ghearradh ann an leth, is dòcha eadhon gu ceud latha, a tha a’ ciallachadh gum bi speuradairean ag ithe nas lugha de ghoireasan agus nas lugha de luchd rèididheachd air a’ chriutha. A bharrachd air an sin, mar a tha e coltach, cha bhith an leithid de eisimeileachd air “uinneagan”, is e sin, an dòigh-obrach a tha a-rithist air Mars chun na Talmhainn a h-uile beagan bhliadhnaichean.

Ach, tha cunnart ann, a tha a’ toirt a-steach gum biodh an reactair air bòrd na stòr rèididheachd a bharrachd ann an suidheachadh far a bheil àite mar-thà na chunnart mòr den t-seòrsa seo. Chan e sin uile. Einnsean teirmeach niuclasach chan urrainnear a chuir air bhog ann an àile na Talmhainn air eagal ’s gum faodadh spreadhadh is truailleadh a bhith ann. Mar sin, tha rocaidean àbhaisteach air an toirt seachad airson a chuir air bhog. Mar sin, cha bhith sinn a’ leum air an ìre as cosgaile co-cheangailte ri cuir air bhog tomad gu orbit bhon Talamh.

Pròiseact rannsachaidh NASA ris an canar TREAS (Simuladair Àrainneachdail Rocaid Teirmeach Niùclasach) aon eisimpleir de oidhirpean NASA gus faighinn air ais gu gluasad niùclasach. Ann an 2017, mus robh iomradh sam bith air tilleadh chun theicneòlas, thug NASA seachad cùmhnant trì-bliadhna, $ 19 millean do BWX Technologies gus na pàirtean connaidh agus na reactors airson togail a leasachadh. einnsean niuclasach. Is e aon de na bun-bheachdan gluasad niuclasach fànais as ùire aig NASA an Swarm-Probe ATEG Reactor, SPEAR(3), a thathar an dùil a chleachdas modaireadair reactair aotrom ùr agus gineadairean thermoelectric adhartach (ATEGs) gus lughdachadh mòr a thoirt air meud cridhe iomlan.

Feumaidh seo an teòthachd obrachaidh a lughdachadh agus ìre cumhachd iomlan a’ chridhe a lughdachadh. Ach, feumaidh an tomad lùghdaichte nas lugha de chumhachd gluasaid, agus mar thoradh air sin bidh bàta-fànais dealain beag, saor le cumhachd niuclasach.

3. Sealladh air an probe a chaidh a leasachadh taobh a-staigh frèam a' phròiseict Swarm-Probe Enabling ATEG Reactor.

Anatoly PerminovChaidh seo ainmeachadh le ceannard Buidheann Fànais Feadarail na Ruis. leasaichidh sinn bàta-fànais le cumhachd niuclasach airson siubhal domhainn san fhànais, a’ tabhann a dòigh-obrach thùsail fhèin. Chaidh an dealbhadh tòiseachaidh a chrìochnachadh ro 2013, agus thathas an dùil an ath 9 bliadhna a leasachadh. Bu chòir don t-siostam seo a bhith na mheasgachadh de ghineadh cumhachd niuclasach le siostam gluasad ion. Bu chòir gas teth aig 1500 ° C bhon reactair roth-uidheam a thionndadh a thionndaidheas gineadair a ghineas dealan airson an einnsean ian.

A rèir Perminov, bidh an iomairt comasach air taic a thoirt do mhisean le sgioba gu Marsagus dh’ fhaodadh speuradairean fuireach air a’ Phlanaid Dheirg airson 30 latha air sgàth cumhachd niuclasach. Gu h-iomlan, bheireadh turas-adhair gu Mars le einnsean niùclasach agus luathachadh seasmhach sia seachdainean an àite ochd mìosan, a’ gabhail ris gum biodh smeòrach 300 uair nas motha na einnsean ceimigeach.

Ach, chan eil a h-uile dad cho rèidh ann am prògram na Ruis. Anns an Lùnastal 2019, spreadh reactair ann an Sarov, an Ruis air cladaichean a ’Mhuir Gheal, a bha na phàirt de einnsean rocaid anns a’ Mhuir Baltach. connadh leaghaidh. Chan eil fios a bheil an tubaist seo co-cheangailte ri prògram rannsachaidh gluasad niuclasach na Ruis a tha air a mhìneachadh gu h-àrd.

Gun teagamh, ge-tà, tha eileamaid de chòmhstri eadar na Stàitean Aonaichte agus an Ruis, agus 's dòcha Sìona air an talamh cleachdadh lùth niuclasach san fhànais a’ toirt spionnadh làidir luathachaidh do rannsachadh.

Cuir beachd ann