Motor de cohete nuclear: un motor de cohete, cuyo principio se basa en una reacción nuclear o desintegración radiactiva, mientras que se libera energía que calienta el fluido de trabajo, que pueden ser los productos de reacción o alguna otra sustancia, como el hidrógeno.
Echemos un vistazo a las opciones y principios de la acción …
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Hay varios tipos de motores de cohetes que utilizan el principio de funcionamiento descrito anteriormente: nuclear, radioisótopo, termonuclear. Usando motores de cohetes nucleares, se pueden obtener valores de impulso específicos significativamente más altos que los que se pueden obtener de los motores de cohetes químicos. El alto valor del impulso específico se explica por la alta velocidad de salida del fluido de trabajo, aproximadamente 8-50 km / s. La fuerza de empuje de un motor nuclear es comparable a la de los motores químicos, lo que permitirá en el futuro reemplazar todos los motores químicos por nucleares.
El principal obstáculo para la sustitución completa es la contaminación radiactiva del medio ambiente provocada por los motores de cohetes nucleares.
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Se dividen en dos tipos: fase sólida y fase gaseosa. En el primer tipo de motores, la materia fisionable se coloca en conjuntos de varillas con una superficie desarrollada. Esto le permite calentar eficientemente el fluido de trabajo gaseoso, generalmente el hidrógeno actúa como fluido de trabajo. El caudal de salida está limitado por la temperatura máxima del fluido de trabajo, que, a su vez, depende directamente de la temperatura máxima permitida de los elementos estructurales, y no supera los 3000 K. En los motores de cohetes nucleares en fase gaseosa, la materia fisionable está en estado gaseoso. Su retención en la zona de trabajo se realiza mediante la acción de un campo electromagnético. Para este tipo de motores de cohetes nucleares, los elementos estructurales no son un disuasivo, por lo tanto, la velocidad del fluido de trabajo puede superar los 30 km / s. Pueden utilizarse como motores de primera etapa, independientemente de las fugas de material fisionable.
En los 70. Siglo XX en los Estados Unidos y la Unión Soviética se probaron activamente motores de cohetes nucleares con materia fisionable en fase sólida. En los Estados Unidos, se desarrolló un programa para crear un motor de cohete nuclear experimental bajo el programa NERVA.
Los estadounidenses desarrollaron un reactor de grafito refrigerado por hidrógeno líquido que se calentó, vaporizó y expulsó a través de una boquilla de cohete. La elección del grafito estuvo determinada por su resistencia a la temperatura. Según este proyecto, el impulso específico del motor resultante debía ser el doble del correspondiente indicador típico de los motores químicos, con un empuje de 1100 kN. Se suponía que el reactor Nerva funcionaría como parte de la tercera etapa del vehículo de lanzamiento Saturn V, pero debido al cierre del programa lunar y la ausencia de otras tareas para los motores de cohetes de esta clase, el reactor nunca fue probado en la práctica.
Actualmente se está desarrollando teóricamente un motor de cohete nuclear de fase gaseosa. En un motor nuclear de fase gaseosa, se pretende utilizar plutonio, una corriente de gas que se mueve lentamente y está rodeada por un flujo más rápido de hidrógeno de enfriamiento. Se llevaron a cabo experimentos en las estaciones espaciales en órbita MIR e ISS, que pueden impulsar el desarrollo de motores de fase gaseosa.
Hoy se puede decir que Rusia ha "congelado" ligeramente su investigación en el campo de los sistemas de propulsión nuclear. El trabajo de los científicos rusos se centra más en el desarrollo y la mejora de unidades básicas y conjuntos de centrales nucleares, así como en su unificación. La dirección prioritaria de la investigación adicional en esta área es la creación de unidades de propulsión de energía nuclear capaces de operar en dos modos. El primero es el modo de un motor de cohete nuclear, y el segundo es el modo de instalación de generación de electricidad para alimentar el equipo instalado a bordo de la nave espacial.
