Radioizotopová raketa - Radioisotope rocket - Wikipedia

A radioizotopová raketa nebo radioizotopová tepelná raketa je typ tepelný raketový motor který využívá teplo generované rozpadem radioaktivní prvky k ohřevu a pracovní kapalina, který je poté vyčerpán raketovou tryskou k výrobě tah. Povahou jsou podobné jaderné tepelné rakety jako NERVA, ale jsou podstatně jednodušší a často nemají žádné pohyblivé části. Alternativně mohou být radioizotopy použity v a radioizotopová elektrická raketa,[1] ve kterém se energie z jaderného rozpadu používá k výrobě elektřiny používané k pohonu elektrický pohonný systém.

Základní myšlenkou je vývoj existujícího radioizotopový termoelektrický generátor, nebo RTG, systémy, ve kterých se teplo generované rozpadajícím se jaderným palivem používá k výrobě energie. V raketové aplikaci je generátor odstraněn a pracovní kapalina je místo toho použita k přímému vytvoření tahu. V tomto systému jsou možné teploty asi 1 500 až 2 000 ° C, což umožňuje specifické impulsy asi 700 až 800 sekund (7 až 8 kN · s / kg), což je přibližně dvojnásobek nejlepších chemických motorů, jako je LH2 -LOX Hlavní motor raketoplánu.

Množství energie generované takovými systémy je však obvykle poměrně nízké. Zatímco celý "aktivní" systém reaktoru v a jaderná termální raketa lze očekávat generování přes gigawatt, mohl by generátor radioizotopů získat 5 kW. To znamená, že konstrukce, i když je vysoce účinná, může produkovat úrovně tahu asi 1,3 až 1,5 N, což je činí užitečnými pouze pro trysky. Aby se zvýšila síla pro střednědobé mise, motory by obvykle používaly paliva s krátkým poločas rozpadu jako Po-210, na rozdíl od typického RTG, který by používal palivo s dlouhým poločasem rozpadu, jako je plutonium za účelem výroby více konstantní energie po delší dobu. Ještě kratší poločas rozpadu fermium bylo také navrženo.[2]

Další nevýhodou použití radioizotopů v raketách je neschopnost změnit provozní výkon. Radioizotop neustále generuje teplo, které musí být bezpečně rozptýleno, když neohřívá pohonnou látku. Na druhé straně lze reaktory podle potřeby škrtit nebo odstavit.

Vývoj technologií

TRW udržoval poměrně aktivní vývojový program známý jako Pudl od roku 1961 do roku 1965 a dnes jsou systémy stále často označovány jako Pudlové trysky. Název byl hrou na větších systémech vyvíjených pod Project Rover, což vedlo k NERVA. V dubnu 1965 spustili motor na zkušebním zařízení po dobu 65 hodin při teplotě asi 1 500 ° C, přičemž produkovali specifický impuls 650 až 700 sekund (6,5 až 7 kN · s / kg).

Tlak fotonu

Viz také: Jaderná fotonická raketa

I bez výfuku fotonový tlak energie emitované tepelným zdrojem může produkovat tah, i když extrémně malé množství. Slavným příkladem tahu kosmické lodi v důsledku tlaku fotonů byl Průkopnická anomálie, ve kterém fotony z palubního zdroje radioizotopů způsobily malé, ale měřitelné zrychlení kosmické lodi Pioneer.

K podobnému jevu došlo na internetu Nové obzory kosmická loď; fotony (tepelné infračervené) z RTG, odražené od antény kosmické lodi, vytvářely velmi malý tah, který kosmickou loď poháněl mírně mimo směr.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ Schmidt, George R .; Manzella, David H .; Kamhawi, Hani; Kremic, Tibor; Oleson, Steven R.; Dankanich, John W .; Dudzinski, Leonard A. (1. února 2010). „Radioizotopový elektrický pohon (REP): Krátkodobý přístup k jadernému pohonu“. Acta Astronautica. 66 (3): 501–507. doi:10.1016 / j.actaastro.2009.07.006.
  2. ^ Setkání AIAA porovnávající fermium, polonium a plutonium jako zdroje energie[trvalý mrtvý odkaz ]
  3. ^ Nový článek na oficiálním webu New Horizons zmiňující tah z RTG

externí odkazy