விண்வெளியில் அணு ஆற்றல். அணு முடுக்கம் தூண்டுதல்கள்

அணுசக்தியைப் பயன்படுத்தி விண்கலங்களைச் செலுத்துவது மற்றும் எதிர்கால வேற்று கிரகத் தளங்கள் அல்லது குடியிருப்புகளில் அதைப் பயன்படுத்துவதற்கான யோசனைகள் புதியவை அல்ல. சமீபத்தில், அவை ஒரு புதிய அலையில் வந்துள்ளன, மேலும் அவை பெரும் சக்தி போட்டியின் களமாக மாறுவதால், அவை செயல்படுத்தப்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம்.

நாசா மற்றும் அமெரிக்க எரிசக்தி துறை ஆகியவை டீலர் நிறுவனங்களிடையே தேடலைத் தொடங்கின சந்திரன் மற்றும் செவ்வாய் கிரகத்தில் அணுமின் நிலையங்களின் திட்டங்கள். இது நீண்ட கால ஆராய்ச்சி மற்றும் ஒருவேளை தீர்வு திட்டங்களை ஆதரிக்க வேண்டும். 2026 ஆம் ஆண்டுக்குள் ஏவுவதற்கு தயாராக இருக்க வேண்டும் என்பதே நாசாவின் இலக்கு. ஆலை முற்றிலும் புனையப்பட்டு பூமியில் ஒன்றுசேர்க்கப்பட வேண்டும், பின்னர் பாதுகாப்புக்காக சோதிக்கப்பட வேண்டும்.

அந்தோனி கலோமினோ, விண்வெளி தொழில்நுட்ப நிர்வாகத்தின் நாசாவின் அணுசக்தி தொழில்நுட்ப இயக்குனர் கூறினார் XNUMX-கிலோவாட் அணுக்கரு பிளவு அமைப்பை உருவாக்குவதே திட்டம், அது இறுதியில் ஏவப்பட்டு நிலவில் வைக்கப்படும். (1) இது சந்திர லேண்டருடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் பூஸ்டர் அதை எடுத்துச் செல்லும் நிலவின் சுற்றுப்பாதை. ஏற்றி பின்னர் கணினியை மேற்பரப்பில் கொண்டு வாருங்கள்.

தளத்திற்கு வந்தவுடன், கூடுதல் அசெம்பிளி அல்லது கட்டுமானம் தேவையில்லாமல், உடனடியாக செயல்பாட்டிற்கு தயாராகிவிடும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. செயல்பாடானது சாத்தியக்கூறுகளின் நிரூபணம் மற்றும் தீர்வு மற்றும் அதன் வழித்தோன்றல்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான தொடக்க புள்ளியாக இருக்கும்.

"தொழில்நுட்பம் ஒரு ஆர்ப்பாட்டத்தின் போது சரிபார்க்கப்பட்டவுடன், எதிர்கால அமைப்புகளை அளவிடலாம் அல்லது சந்திரனுக்கும் செவ்வாய் கிரகத்திற்கும் நீண்ட கால பயணங்களுக்கு பல சாதனங்களை ஒன்றாகப் பயன்படுத்தலாம்" என்று CNBC இல் Calomino விளக்கினார். “நான்கு அலகுகள், ஒவ்வொன்றும் 10 கிலோவாட் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும், போதுமான மின்சாரத்தை வழங்கும் சந்திரன் அல்லது செவ்வாய் கிரகத்தில் ஒரு புறக்காவல் நிலையத்தை அமைத்தல்.

தரை அடிப்படையிலான பிளவு முறையைப் பயன்படுத்தி கிரகங்களின் மேற்பரப்பில் அதிக அளவு மின்சாரத்தை உருவாக்கும் திறன் பெரிய அளவிலான ஆராய்ச்சி, மனித புறக்காவல் நிலையங்கள் மற்றும் வளங்களைப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் வணிகமயமாக்கலின் சாத்தியத்தை அனுமதிக்கிறது.

அது எப்படி வேலை செய்யும் அணுமின் நிலையம்? சற்று செறிவூட்டப்பட்ட வடிவம் அணு எரிபொருள் விருப்பத்தின் வலிமை அணுக்கரு... சிறிய அணு உலை அது வெப்பத்தை உருவாக்கும், இது மின்மாற்ற அமைப்புக்கு மாற்றப்படும். ஆற்றல் மாற்று அமைப்பு எரியக்கூடிய எரிபொருளைக் காட்டிலும் உலை வெப்பத்தில் இயங்க வடிவமைக்கப்பட்ட இயந்திரங்களைக் கொண்டிருக்கும். இந்த இயந்திரங்கள் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, அதை மின்சாரமாக மாற்றுகின்றன, இது சந்திரன் மற்றும் செவ்வாய் கிரகத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள பயனர் உபகரணங்களுக்கு நிபந்தனை மற்றும் விநியோகிக்கப்படுகிறது. சாதனங்களின் சரியான இயக்க வெப்பநிலையை பராமரிக்க வெப்பச் சிதறல் முறை முக்கியமானது.

அணு சக்தி இப்போது ஒரே நியாயமான மாற்றாகக் கருதப்படுகிறது சூரிய சக்தி, காற்று மற்றும் நீர் மின்சாரம் எளிதில் கிடைக்காது. எடுத்துக்காட்டாக, செவ்வாய் கிரகத்தில், சூரியனின் வலிமை பருவங்களுக்கு ஏற்ப பெரிதும் மாறுபடும், மேலும் அவ்வப்போது தூசி புயல்கள் மாதங்கள் நீடிக்கும்.

நிலவில் குளிர் சந்திரன் இரவு 14 நாட்கள் நீடிக்கும், சூரிய ஒளி துருவங்களுக்கு அருகில் பெரிதும் மாறுபடும் மற்றும் நிரந்தரமாக நிழலாடிய பள்ளங்களில் இருந்து இல்லாமல் இருக்கும். இத்தகைய கடினமான சூழ்நிலைகளில், சூரிய ஒளியில் இருந்து ஆற்றலைப் பெறுவது கடினம், எரிபொருள் விநியோகம் குறைவாக உள்ளது. மேற்பரப்பு பிளவு ஆற்றல் எளிதான, நம்பகமான மற்றும் திறமையான தீர்வை வழங்குகிறது.

போலல்லாமல் தரை உலைகள்எரிபொருளை அகற்றவோ மாற்றவோ எண்ணம் இல்லை. 10 ஆண்டு பணியின் முடிவில், வசதியை பாதுகாப்பாக நீக்குவதற்கான திட்டமும் உள்ளது. "அதன் சேவை வாழ்க்கையின் முடிவில், கணினி அணைக்கப்படும், மேலும் கதிரியக்க அளவு படிப்படியாக மனித அணுகல் மற்றும் செயல்பாட்டிற்கு பாதுகாப்பான நிலைக்கு குறையும்" என்று கலோமினோ விளக்கினார். "கழிவு அமைப்புகளை தொலைதூர சேமிப்பக இடத்திற்கு நகர்த்தலாம், அங்கு அவை குழுவினர் அல்லது சுற்றுச்சூழலுக்கு ஆபத்தை ஏற்படுத்தாது."

சிறிய, இலகுரக, ஆனால் திறமையான உலை, அதிக தேவையில் உள்ளது

விண்வெளி ஆய்வு வளர்ச்சியடைந்து வருவதால், நாங்கள் ஏற்கனவே சிறப்பாகச் செயல்பட்டு வருகிறோம் அணு மின் உற்பத்தி அமைப்புகள் சிறிய அளவில். இத்தகைய அமைப்புகள் சூரிய குடும்பத்தின் தொலைதூர பகுதிகளுக்கு பயணிக்கும் ஆளில்லா விண்கலங்களை நீண்ட காலமாக இயக்குகின்றன.

2019 ஆம் ஆண்டில், அணுசக்தியால் இயங்கும் நியூ ஹொரைசன்ஸ் விண்கலம், புளூட்டோவிற்கு அப்பால், கைபர் பெல்ட் எனப்படும் பகுதியில் இதுவரை கண்டிராத மிகத் தொலைதூரப் பொருளான அல்டிமா துலே வழியாக பறந்தது. அணுசக்தி இல்லாமல் அவரால் அதைச் செய்திருக்க முடியாது. செவ்வாய் கிரகத்தின் சுற்றுப்பாதைக்கு வெளியே சூரிய சக்தி போதிய பலத்தில் இல்லை. இரசாயன மூலங்கள் நீண்ட காலம் நீடிக்காது, ஏனெனில் அவற்றின் ஆற்றல் அடர்த்தி மிகக் குறைவு மற்றும் அவற்றின் நிறை மிக அதிகமாக உள்ளது.

நீண்ட தூர பயணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது கதிரியக்க வெப்ப ஜெனரேட்டர்கள் (RTG) புளூட்டோனியம் ஐசோடோப்பு 238Pu ஐப் பயன்படுத்துகிறது, இது ஆல்பா துகள்களை வெளியிடுவதன் மூலம் இயற்கையான கதிரியக்கச் சிதைவிலிருந்து நிரந்தர வெப்பத்தை உருவாக்குவதற்கு ஏற்றது, பின்னர் அவை மின்சாரமாக மாற்றப்படுகின்றன. அதன் 88 ஆண்டு அரை ஆயுள் என்பது நீண்ட காலப் பணியைச் செய்யும். இருப்பினும், RTG களால் நீண்ட பயணங்களுக்கு தேவையான உயர் குறிப்பிட்ட சக்தியை வழங்க முடியாது, அதிக பாரிய கப்பல்கள், வேற்று கிரக தளங்களை குறிப்பிட தேவையில்லை.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஆய்வு இருப்பு மற்றும் செவ்வாய் அல்லது சந்திரனில் ஒரு தீர்வுக்கான தீர்வு, நாசா பல ஆண்டுகளாக சோதித்து வரும் சிறிய உலை வடிவமைப்புகளாக இருக்கலாம். இந்த சாதனங்கள் அறியப்படுகின்றன கிலோபவர் பிளவு ஆற்றல் திட்டம் (2), 1 முதல் 10 kW வரை மின்சாரம் வழங்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் சக்தி உந்துவிசை அமைப்புகளுக்கு ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தொகுதிகள் அல்லது அன்னிய விண்வெளி உடல்களில் ஆராய்ச்சி, சுரங்கம் அல்லது காலனிகளை ஆதரிக்கும் வகையில் கட்டமைக்கப்படலாம்.

உங்களுக்குத் தெரியும், விண்வெளியில் நிறை முக்கியமானது. உலை சக்தி சராசரி வாகனத்தின் எடையை விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. உதாரணமாக, சமீபத்திய நிகழ்ச்சியிலிருந்து நமக்குத் தெரியும் ஸ்பேஸ்எக்ஸ் பால்கன் ஹெவி ராக்கெட்டுகள்ஒரு காரை விண்வெளியில் செலுத்துவது தற்போது தொழில்நுட்ப பிரச்சனை அல்ல. எனவே, ஒளி உலைகளை பூமியைச் சுற்றியும் அதற்கு அப்பாலும் சுற்றுப்பாதையில் எளிதாக வைக்க முடியும்.

2. XNUMX கிலோவாட் KIlopower உலை முன்மாதிரி.

உலை கொண்ட ராக்கெட் நம்பிக்கையையும் அச்சத்தையும் எழுப்புகிறது

முன்னாள் நாசா நிர்வாகி ஜிம் பிரிடென்ஸ்டைன் அவர் பலமுறை வலியுறுத்தினார் அணு வெப்ப இயந்திரங்களின் நன்மைகள், சுற்றுப்பாதையில் அதிக சக்தி இருந்தால், செயற்கைக்கோள் எதிர்ப்பு ஆயுதத் தாக்குதல் ஏற்பட்டால், சுற்றுப்பாதையில் இருக்கும் கைவினை வெற்றிகரமாகத் தவிர்க்க முடியும்.

சுற்றுப்பாதையில் உலைகள் அவர்கள் சக்திவாய்ந்த இராணுவ ஒளிக்கதிர்களை ஆற்ற முடியும், இது அமெரிக்க அதிகாரிகளுக்கு மிகவும் ஆர்வமாக உள்ளது. இருப்பினும், அணுசக்தி ராக்கெட் இயந்திரம் அதன் முதல் விமானத்தை உருவாக்கும் முன், NASA அணுசக்தி பொருட்களை விண்வெளிக்கு கொண்டு செல்வது குறித்த அதன் சட்டங்களை மாற்ற வேண்டும். இது உண்மையாக இருந்தால், நாசாவின் திட்டத்தின்படி, அணுசக்தி இயந்திரத்தின் முதல் விமானம் 2024 இல் நடக்க வேண்டும்.

எவ்வாறாயினும், அமெரிக்கா தனது அணுசக்தி திட்டங்களைத் தொடங்குவதாகத் தோன்றுகிறது, குறிப்பாக ரஷ்யா ஒரு தசாப்த கால திட்டத்தை சிவிலியன் அணுசக்தியால் இயங்கும் விண்கலத்தை உருவாக்க அறிவித்த பிறகு. அவர்கள் ஒரு காலத்தில் விண்வெளி தொழில்நுட்பத்தில் மறுக்கமுடியாத தலைவராக இருந்தனர்.

60 களில், அமெரிக்கா ஓரியன் துடிப்பு-துடிப்பு அணுசக்தி ஏவுகணைக்கான ஒரு திட்டத்தைக் கொண்டிருந்தது, இது மிகவும் சக்திவாய்ந்ததாக இருக்க வேண்டும். முழு நகரங்களையும் விண்வெளிக்கு நகர்த்துகிறதுமேலும் ஆல்ஃபா சென்டாரிக்கு ஒரு ஆள் விமானத்தை உருவாக்கவும். அந்த பழைய ஃபேன்டஸி அமெரிக்க தொடர்கள் அனைத்தும் 70களில் இருந்து அலமாரியில் உள்ளன.

இருப்பினும், பழைய கருத்தை தூசி தட்டி எடுக்க வேண்டிய நேரம் இது. விண்வெளியில் அணு இயந்திரம்முக்கியமாக போட்டியாளர்கள், இந்த விஷயத்தில் முக்கியமாக ரஷ்யா, சமீபத்தில் இந்த தொழில்நுட்பத்தில் அதிக ஆர்வம் காட்டியுள்ளனர். ஒரு அணு வெப்ப ராக்கெட் செவ்வாய் கிரகத்திற்கு பறக்கும் நேரத்தை பாதியாக குறைக்கலாம், ஒருவேளை XNUMX நாட்கள் கூட ஆகலாம், அதாவது விண்வெளி வீரர்கள் குறைவான வளங்களை நுகர்கின்றனர் மற்றும் குழுவினர் மீது குறைந்த கதிர்வீச்சு சுமைகளை பயன்படுத்துகின்றனர். கூடுதலாக, அது போல், "ஜன்னல்கள்" மீது அத்தகைய சார்பு இருக்காது, அதாவது, ஒவ்வொரு சில வருடங்களுக்கும் செவ்வாய் பூமிக்கு மீண்டும் மீண்டும் அணுகுமுறை.

எவ்வாறாயினும், விண்வெளி ஏற்கனவே இந்த இயற்கையின் மிகப்பெரிய அச்சுறுத்தலைக் கொண்டிருக்கும் சூழ்நிலையில் உள் அணு உலை கதிர்வீச்சின் கூடுதல் ஆதாரமாக இருக்கும் என்ற உண்மையை உள்ளடக்கிய ஆபத்து உள்ளது. அதுமட்டுமல்ல. அணு வெப்ப இயந்திரம் சாத்தியமான வெடிப்பு மற்றும் மாசுபாடு ஏற்படும் என்ற அச்சத்தில் பூமியின் வளிமண்டலத்தில் அதை ஏவ முடியாது. எனவே, ஏவுவதற்கு சாதாரண ராக்கெட்டுகள் வழங்கப்படுகின்றன. எனவே, பூமியிலிருந்து சுற்றுப்பாதையில் வெகுஜனத்தை செலுத்துவதோடு தொடர்புடைய மிகவும் விலையுயர்ந்த கட்டத்தை நாம் தவிர்க்க மாட்டோம்.

என அழைக்கப்படும் நாசா ஆராய்ச்சி திட்டம் மரங்கள் (Nuclear Thermal Rocket Environmental Simulator) அணு உந்துதலுக்குத் திரும்புவதற்கான நாசாவின் முயற்சிகளுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. 2017 ஆம் ஆண்டில், தொழில்நுட்பத்திற்குத் திரும்புவது பற்றி பேசுவதற்கு முன்பு, நாசா BWX டெக்னாலஜிஸுக்கு மூன்று ஆண்டு, $19 மில்லியன் ஒப்பந்தத்தை வழங்கியது, கட்டுமானத்திற்குத் தேவையான எரிபொருள் கூறுகள் மற்றும் உலைகளை உருவாக்க. அணு இயந்திரம். நாசாவின் புதிய விண்வெளி அணு உந்துவிசைக் கருத்துக்களில் ஒன்று ஸ்வர்ம்-ப்ரோப் ஏடிஇஜி ரியாக்டர், ஸ்பியர்(3), இது ஒரு புதிய இலகுரக அணு உலை மதிப்பீட்டாளர் மற்றும் மேம்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்கள் (ஏடிஇஜி) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்த எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

இதற்கு இயக்க வெப்பநிலையைக் குறைத்து, மையத்தின் ஒட்டுமொத்த சக்தி அளவைக் குறைக்க வேண்டும். இருப்பினும், குறைக்கப்பட்ட வெகுஜனத்திற்கு குறைவான உந்து சக்தி தேவைப்படும், இதன் விளைவாக ஒரு சிறிய, மலிவான, அணுசக்தியால் இயங்கும் மின்சார விண்கலம்.

3. ஸ்வர்ம்-ப்ரோப் செயல்படுத்தும் ATEG ரியாக்டர் திட்டத்தின் கட்டமைப்பிற்குள் உருவாக்கப்பட்ட ஆய்வின் காட்சிப்படுத்தல்.

அனடோலி பெர்மினோவ்இதை ரஷ்யாவின் பெடரல் ஸ்பேஸ் ஏஜென்சியின் தலைவர் அறிவித்தார். ஆழமான விண்வெளி பயணத்திற்காக அணுசக்தியால் இயங்கும் விண்கலத்தை உருவாக்கும், அதன் சொந்த, அசல் அணுகுமுறையை வழங்குகிறது. பூர்வாங்க வடிவமைப்பு 2013 இல் நிறைவடைந்தது, அடுத்த 9 ஆண்டுகள் வளர்ச்சிக்கு திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. இந்த அமைப்பு அணு மின் உற்பத்தி மற்றும் அயனி உந்து முறையின் கலவையாக இருக்க வேண்டும். அணுஉலையில் இருந்து 1500 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்ப வாயு, அயன் இயந்திரத்திற்கு மின்சாரத்தை உருவாக்கும் ஜெனரேட்டரை மாற்றும் விசையாழியை மாற்ற வேண்டும்.

பெர்மினோவின் கூற்றுப்படி, இந்த இயக்கி செவ்வாய் கிரகத்திற்கு ஒரு மனிதனை அனுப்பும் பணியை ஆதரிக்க முடியும்அணுசக்தியால் விண்வெளி வீரர்கள் சிவப்பு கிரகத்தில் 30 நாட்கள் தங்க முடியும். மொத்தத்தில், அணுசக்தி இயந்திரம் மற்றும் நிலையான முடுக்கத்துடன் செவ்வாய் கிரகத்திற்கு ஒரு விமானம் எட்டு மாதங்களுக்குப் பதிலாக ஆறு வாரங்கள் ஆகும், இது ஒரு இரசாயன இயந்திரத்தை விட 300 மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.

இருப்பினும், ரஷ்ய திட்டத்தில் எல்லாம் மிகவும் மென்மையாக இல்லை. ஆகஸ்ட் 2019 இல், பால்டிக் கடலில் ராக்கெட் இயந்திரத்தின் ஒரு பகுதியாக இருந்த வெள்ளைக் கடலின் கரையில் ரஷ்யாவின் சரோவ் என்ற இடத்தில் ஒரு அணு உலை வெடித்தது. திரவ எரிபொருள். இந்த பேரழிவு மேலே விவரிக்கப்பட்ட ரஷ்ய அணு உந்து ஆராய்ச்சி திட்டத்துடன் தொடர்புடையதா என்பது தெரியவில்லை.

எவ்வாறாயினும், சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி, அமெரிக்காவிற்கும் ரஷ்யாவிற்கும் இடையிலான போட்டியின் ஒரு கூறு, மற்றும் தரையில் சாத்தியமான சீனா விண்வெளியில் அணுசக்தி பயன்பாடு ஆராய்ச்சி ஒரு வலுவான முடுக்கி உத்வேகம் கொடுக்கிறது.