Tayari katika hatua za mwanzo za ukuzaji wa roketi na tasnia ya nafasi, mapendekezo ya kwanza ya matumizi ya teknolojia anuwai za nyuklia yalionekana. Teknolojia na vitengo anuwai vilipendekezwa na kufanyiwa kazi, lakini ni zingine tu zilifikia operesheni halisi. Katika siku zijazo, kuanzishwa kwa suluhisho mpya kimsingi kunatarajiwa.
Wa kwanza katika nafasi
Mnamo 1954, jenereta ya kwanza ya redio ya umeme ya umeme (RTG au RTG) iliundwa huko USA. Jambo kuu la RTG ni isotopu yenye mionzi ambayo huharibika kawaida na kutolewa kwa nishati ya joto. Kwa msaada wa joto, nishati ya joto hubadilishwa kuwa nishati ya umeme, ambayo hutolewa kwa watumiaji.
Faida kuu ya RTG ni uwezekano wa operesheni ya muda mrefu na sifa thabiti na bila matengenezo. Urefu wa maisha huamuliwa na nusu ya maisha ya isotopu iliyochaguliwa. Wakati huo huo, jenereta kama hiyo ina sifa ya ufanisi mdogo na nguvu ya pato, na pia inahitaji ulinzi wa kibaolojia na hatua zinazofaa za usalama. Walakini, RTG zimepata programu katika maeneo kadhaa na mahitaji maalum.
Mnamo 1961, aina ya SNAP 3B aina RTG iliundwa huko USA na 96 g ya plutonium-238 kwenye kifusi. Katika mwaka huo huo, setilaiti ya Transit 4A, iliyo na jenereta kama hiyo, iliingia kwenye obiti. Ikawa chombo cha angani cha kwanza katika obiti ya Dunia kutumia nishati ya fission ya nyuklia. Mnamo 1965, USSR ilizindua setilaiti ya Kosmos-84, kifaa chake cha kwanza cha Orion-1 RTG kwa kutumia polonium-210.
Baadaye, madola hayo mawili yalitumia kikamilifu RTG kuunda teknolojia ya nafasi kwa madhumuni anuwai. Kwa mfano, rovers kadhaa za Mars katika miongo ya hivi karibuni zimetumiwa na kuoza kwa vitu vyenye mionzi. Vivyo hivyo, usambazaji wa umeme wa misioni inayohama kutoka Jua hutolewa.
Kwa zaidi ya nusu karne, RTGs zimethibitisha uwezo wao katika maeneo kadhaa, ikiwa ni pamoja. katika tasnia ya nafasi, ingawa walibaki zana maalum kwa kazi maalum. Walakini, katika jukumu kama hilo, jenereta za redio zinachangia ukuaji wa tasnia, utafiti, n.k.
Roketi ya nyuklia
Mara tu baada ya kuanza kwa mipango ya nafasi, nchi zinazoongoza zilianza kushughulikia suala la kuunda injini ya roketi ya nyuklia. Usanifu tofauti umependekezwa na kanuni tofauti za utendaji na faida tofauti. Kwa mfano, katika mradi wa Amerika Orion, chombo cha angani kilipendekezwa ambacho hutumia wimbi la mshtuko wa vichwa vya nyuklia vyenye nguvu ndogo kuharakisha. Pia, miundo ya sura inayojulikana zaidi ilikuwa ikifanywa kazi.
Katika miaka ya hamsini na sitini, NASA na mashirika yanayohusiana yalitengeneza injini ya NERVA (Injini ya Nyuklia ya Maombi ya Magari ya Roketi). Sehemu yake kuu ilikuwa mtambo wa nyuklia wa mzunguko wazi. Giligili inayofanya kazi katika mfumo wa haidrojeni ya kioevu ilibidi ichomeke kutoka kwa kiingilizi na kutolewa nje kwa bomba, na kuunda msukumo. Injini ya nyuklia ya aina hii ilikuwa bora katika utendaji wa muundo na mifumo ya jadi ya kemikali ya kemikali, ingawa ilikuwa hatari zaidi katika utendaji.
Mradi wa NERVA uliletwa kwenye jaribio la vifaa anuwai na mkutano mzima. Wakati wa majaribio, injini iliwashwa mara 28 na ilifanya kazi kwa karibu masaa 2. Tabia zilithibitishwa; hakukuwa na maswala muhimu. Walakini, mradi haukupata maendeleo zaidi. Mwishoni mwa miaka ya sitini na sabini, mpango wa nafasi ya Amerika ulipunguzwa sana, na injini ya NERVA iliachwa.
Katika kipindi hicho hicho, kazi kama hiyo ilifanywa katika USSR. Mradi wa kuahidi ulipendekeza utumiaji wa injini iliyo na reactor ambayo inapokanzwa giligili inayofanya kazi kwa njia ya haidrojeni ya maji. Mwanzoni mwa miaka ya sitini, reactor iliundwa kwa injini kama hiyo, na baadaye kazi ikaanza kwa vitengo vingine. Kwa muda mrefu, upimaji na ukuzaji wa vifaa anuwai viliendelea.
Katika miaka ya sabini, injini iliyokamilishwa ya RD-0410 ilipita mfululizo wa majaribio ya kurusha na kuthibitisha sifa zake kuu. Walakini, mradi huo haukupata maendeleo zaidi kwa sababu ya ugumu na hatari kubwa. Sekta ya roketi ya ndani na nafasi iliendelea kutumia injini za "kemikali".
Vuta nafasi
Wakati wa utafiti zaidi na kazi ya kubuni huko Merika na katika nchi yetu, walifikia hitimisho kuwa sio busara kutumia injini za aina ya NERVA au RD-0410. Mnamo 2003, NASA ilianza kujaribu usanifu mpya wa kimsingi wa chombo na mmea wa nguvu za nyuklia. Mradi huo uliitwa Prometheus.
Dhana mpya ilipendekeza ujenzi wa chombo cha angani na kiunga kamili kwenye bodi ili kuzalisha umeme, na pia injini ya ndege ya ion. Vifaa kama hivyo vinaweza kupata programu katika ujumbe wa utafiti wa masafa marefu. Walakini, ukuzaji wa "Prometheus" ulithibitika kuwa wa bei ghali, na matokeo yalitarajiwa tu katika siku za usoni za mbali. Mnamo 2005, mradi ulifungwa kwa kukosa matarajio.
Mnamo 2009, ukuzaji wa bidhaa kama hiyo ilianza nchini Urusi. "Moduli ya Uchukuzi na Nguvu" (TEM) au "nafasi ya kuvuta" ni kupokea mtambo wa nguvu ya nyuklia wa darasa la megawatt ikiambatana na injini ya ion ya ID-500. Chombo hicho kinapendekezwa kukusanywa katika obiti ya Dunia na kutumika kwa usafirishaji wa mizigo anuwai, kuongeza kasi ya chombo kingine, n.k.
Mradi wa TEM ni ngumu sana, ambayo huathiri gharama na muda wake. Kwa kuongezea, kulikuwa na shida nyingi za shirika. Walakini, katikati ya kumi, sehemu za kibinafsi za TEM zilichukuliwa ili kupimwa. Kazi inaendelea na katika siku zijazo inaweza kusababisha kuibuka kwa "tug ya nafasi" halisi. Ujenzi wa vifaa kama hivyo umepangwa kwa nusu ya pili ya ishirini; kuwaagiza - mnamo 2030
Kwa kukosekana kwa shida kubwa na utimilifu wa wakati wote wa mipango yote, TEM inaweza kuwa bidhaa ya kwanza ulimwenguni ya darasa lake lililoletwa kwa huduma. Wakati huo huo, kuna kiwango fulani cha wakati, wakati ukiondoa uwezekano wa kuonekana kwa washindani kwa wakati unaofaa.
Mitazamo na mapungufu
Teknolojia za nyuklia zinavutia sana tasnia ya roketi na nafasi. Kwanza kabisa, mimea ya nguvu ya madarasa tofauti inaweza kuwa muhimu. RTGs tayari zimepata maombi na zimejikita katika maeneo mengine. Mitambo kamili ya nyuklia bado haitumiwi kwa sababu ya ukubwa na umati wao, lakini tayari kuna maendeleo kwenye meli zilizo na vifaa kama hivyo.
Kwa miongo kadhaa, nafasi inayoongoza na nguvu za nyuklia zimefanya kazi na kujaribu kwa vitendo maoni kadhaa ya asili, imeamua uwezekano wao na kupata maeneo kuu ya matumizi. Taratibu hizo zinaendelea hadi leo, na, pengine, hivi karibuni zitatoa matokeo mapya ya hali ya vitendo.
Ikumbukwe kwamba teknolojia za nyuklia hazijaenea katika sekta ya nafasi, na hali hii haiwezekani kubadilika. Wakati huo huo, zinaonekana kuwa muhimu na zinaahidi katika maeneo na miradi fulani. Na ni katika hizi niches ambazo uwezo unaopatikana tayari unafanywa.
