Bygges det en kjernefysisk rakettmotor? Puls kjernefysisk rakettmotor

Russland var og er fortsatt ledende innen kjernefysisk romenergi. Organisasjoner som RSC Energia og Roscosmos har erfaring med design, konstruksjon, oppskyting og drift av romfartøyer utstyrt med en kjernekraftkilde. En atommotor gjør det mulig å operere fly i mange år, noe som øker deres praktiske egnethet betydelig.

Historisk kronikk

Samtidig krever det å levere et forskningskjøretøy inn i banene til de fjerne planetene i solsystemet å øke ressursen til en slik atominstallasjon til 5-7 år. Det er bevist at et kompleks med et kjernefysisk fremdriftssystem med en effekt på omtrent 1 MW som en del av et forskningsromfartøy vil tillate akselerert levering i 5-7 år av kunstige satellitter fra de fjerneste planetene, planetariske rovere til overflaten av de naturlige satellittene til disse planetene og levering til jorden av jord fra kometer, asteroider, Merkur og satellitter fra Jupiter og Saturn.

Gjenbrukbar slepebåt (MB)

En av de viktigste måteneå øke effektiviteten av transportoperasjoner i rommet er gjenbrukbar bruk av elementer i transportsystemet. En kjernefysisk motor for romfartøy med en effekt på minst 500 kW gjør det mulig å lage en gjenbrukbar slepebåt og dermed øke effektiviteten til et flerleddet romtransportsystem betydelig. Et slikt system er spesielt nyttig i et program for å gi store årlige laststrømmer. Et eksempel kan være måneutforskningsprogrammet med opprettelse og vedlikehold av en stadig voksende beboelig base og eksperimentelle teknologiske og produksjonskomplekser.

Godsomsetningsberegning

I følge designstudiene til RSC Energia, under byggingen av basen, skal moduler som veier ca. 10 tonn leveres til månens overflate, og opptil 30 tonn til månebanen. Den totale laststrømmen fra jorden under byggingen av en beboelig månebase og en besøkt månebase orbital stasjon er beregnet til 700-800 tonn, og den årlige lastestrømmen for å sikre funksjon og utvikling av basen er 400-500 tonn.

Kjernemotorens driftsprinsipp tillater imidlertid ikke transportøren å akselerere raskt nok. På grunn av den lange transporttiden og følgelig den betydelige tiden nyttelasten bruker i jordens strålingsbelter, kan ikke all last leveres med atomdrevne slepebåter. Derfor er laststrømmen som kan gis på grunnlag av atomdrevne fremdriftssystemer beregnet til kun 100-300 tonn/år.

Økonomisk effektivitet

Som et kriterium for den økonomiske effektiviteten til et interorbitalt transportsystem, er det tilrådelig å bruke verdien av den spesifikke kostnaden for å transportere en masseenhet av nyttelast (PG) fra jordoverflaten til målbanen. RSC Energia har utviklet en økonomisk og matematisk modell som tar hensyn til hovedkomponentene i kostnadene i transportsystemet:

• å lage og skyte inn i bane slepebåtmoduler;
• for kjøp av en fungerende kjernefysisk installasjon;
• driftskostnader, samt FoU-kostnader og eventuelle kapitalkostnader.

Kostnadsindikatorer avhenger av de optimale parametrene til MB. Ved å bruke denne modellen, den komparative økonomiske effektiviteten av å bruke en gjenbrukbar slepebåt basert på et kjernefysisk fremdriftssystem med en effekt på ca. 1 MW og en engangsslepebåt basert på avanserte flytende fremdriftssystemer i et program for å sikre levering av en nyttelast med en total masse på 100 tonn/år fra jorden til månebanen i en høyde på 100 km ble studert. Ved bruk av samme utskytningsfartøy med en nyttelastkapasitet lik nyttelastkapasiteten til Proton-M utskytningsfartøyet, og en to-utskytningsordning for å konstruere et transportsystem, de spesifikke kostnadene ved å levere en nyttelastmasseenhet ved bruk av en atomdrevet slepebåt vil være tre ganger lavere enn ved bruk av engangsslepebåter basert på raketter med væskemotorer av typen DM-3.

Konklusjon

En effektiv kjernefysisk motor for verdensrommet bidrar til løsningen av jordens miljøproblemer, menneskelig flukt til Mars, opprettelsen av et system for trådløs energioverføring i verdensrommet, implementering med økt sikkerhet ved begravelse i verdensrommet av spesielt farlig radioaktivt avfall fra bakken -basert atomenergi, etableringen av en beboelig månebase og begynnelsen på industriell utvikling av månen, som sikrer beskyttelse av jorden mot fare for asteroide-kometer.

En kjernefysisk rakettmotor er en rakettmotor hvis driftsprinsipp er basert på en kjernefysisk reaksjon eller radioaktivt forfall, som frigjør energi som varmer opp arbeidsvæsken, som kan være reaksjonsprodukter eller et annet stoff, for eksempel hydrogen.

La oss se på alternativene og prinsippene fra handling...

Det er flere typer rakettmotorer som bruker operasjonsprinsippet beskrevet ovenfor: kjernefysisk, radioisotop, termonukleær. Ved å bruke kjernefysiske rakettmotorer er det mulig å oppnå spesifikke impulsverdier betydelig høyere enn de som kan oppnås med kjemiske rakettmotorer. Den høye verdien av den spesifikke impulsen forklares av den høye utstrømningshastigheten til arbeidsvæsken - omtrent 8-50 km/s. Skyvekraften til en kjernefysisk motor er sammenlignbar med den til kjemiske motorer, noe som vil gjøre det mulig i fremtiden å erstatte alle kjemiske motorer med kjernefysiske motorer.

Hovedhindringen for fullstendig utskifting er radioaktiv forurensning miljø, som er forårsaket av kjernefysiske rakettmotorer.

De er delt inn i to typer - fast og gassfase. I den første typen motorer plasseres spaltbart materiale i stangsammenstillinger med utviklet overflate. Dette gjør det mulig å effektivt varme opp en gassformig arbeidsfluid, vanligvis fungerer hydrogen som et arbeidsfluid. Eksoshastigheten er begrenset av den maksimale temperaturen til arbeidsvæsken, som igjen er direkte avhengig av den maksimalt tillatte temperaturen til strukturelementene, og den overstiger ikke 3000 K. I gassfase kjernefysiske rakettmotorer er det spaltbare stoffet er i gassform. Dens oppbevaring i arbeidsområde utføres ved påvirkning av et elektromagnetisk felt. For denne typen kjernefysiske rakettmotorer er ikke de strukturelle elementene en begrensende faktor, så eksoshastigheten til arbeidsvæsken kan overstige 30 km/s. De kan brukes som første trinns motorer, til tross for lekkasje av spaltbart materiale.

På 70-tallet XX århundre I USA og Sovjetunionen ble kjernefysiske rakettmotorer med spaltbart materiale i fast fase aktivt testet. I USA ble et program utviklet for å lage en eksperimentell kjernefysisk rakettmotor som en del av NERVA-programmet.

Amerikanerne utviklet en grafittreaktor avkjølt med flytende hydrogen, som ble varmet opp, fordampet og kastet ut gjennom en rakettdyse. Valget av grafitt skyldtes dens temperaturmotstand. I følge dette prosjektet skulle den spesifikke impulsen til den resulterende motoren ha vært dobbelt så høy som den tilsvarende figuren som er karakteristisk for kjemiske motorer, med en skyvekraft på 1100 kN. Nerva-reaktoren skulle fungere som en del av den tredje fasen av Saturn V-raktoren, men på grunn av nedleggelsen av måneprogrammet og mangelen på andre oppgaver for rakettmotorer av denne klassen, ble reaktoren aldri testet i praksis.

En gassfase kjernefysisk rakettmotor er for tiden i det teoretiske utviklingsstadiet. En gassfase kjernefysisk motor involverer bruk av plutonium, hvis saktegående gassstrøm er omgitt av en raskere strøm av kjølende hydrogen. Det ble utført eksperimenter ved romstasjonene MIR og ISS som kunne gi impulser til den videre utviklingen av gassfasemotorer.

I dag kan vi si at Russland har litt "frosset" sin forskning innen kjernefysiske fremdriftssystemer. Arbeidet til russiske forskere er mer fokusert på utvikling og forbedring av grunnleggende komponenter og sammenstillinger av atomkraftverk, samt deres forening. Prioritert retning Ytterligere forskning på dette området er å lage kjernekraftfremdriftssystemer som er i stand til å operere i to moduser. Den første er kjernefysisk rakettmotormodus, og den andre er installasjonsmodusen for å generere elektrisitet for å drive utstyret installert om bord i romfartøyet.

Skeptikere hevder at opprettelsen av en kjernefysisk motor ikke er et betydelig fremskritt innen vitenskap og teknologi, men bare en "modernisering av en dampkjele", der i stedet for kull og ved, uran fungerer som brensel, og hydrogen fungerer som en arbeidsvæske. Er NRE (atomjetmotoren) så håpløs? La oss prøve å finne ut av det.

De første rakettene

Alle menneskehetens prestasjoner i utforskningen av verdensrommet nær jorden kan trygt tilskrives kjemiske jetmotorer. Driften av slike kraftenheter er basert på omdannelsen av energien til den kjemiske reaksjonen av drivstoffforbrenning i et oksidasjonsmiddel til den kinetiske energien til jetstrømmen, og følgelig raketten. Drivstoffet som brukes er parafin, flytende hydrogen, heptan (for rakettmotorer med flytende drivstoff (LPRE)) og en polymerisert blanding av ammoniumperklorat, aluminium og jernoksid (for rakettmotorer med fast drivstoff (SDRE)).

Det er allment kjent at de første rakettene som ble brukt til fyrverkeri dukket opp i Kina i det andre århundre f.Kr. De steg opp i himmelen takket være energien til pulvergasser. Den teoretiske forskningen til den tyske våpensmeden Konrad Haas (1556), den polske generalen Kazimir Semenovich (1650) og den russiske generalløytnanten Alexander Zasyadko ga et betydelig bidrag til utviklingen av rakettteknologi.

Den amerikanske forskeren Robert Goddard fikk patent på oppfinnelsen av den første flytende drivmiddelraketten. Apparatet hans, som veide 5 kg og omtrent 3 m langt, gikk på bensin og flytende oksygen, tok 2,5 s i 1926. fløy 56 meter.

Jager fart

Seriøst eksperimentelt arbeid med å lage serielle kjemiske jetmotorer startet på 30-tallet av forrige århundre. I Sovjetunionen regnes V. P. Glushko og F. A. Tsander med rette som pionerene innen rakettmotorkonstruksjon. Med deres deltakelse ble kraftenhetene RD-107 og RD-108 utviklet, som sikret USSRs forrang i romutforskning og la grunnlaget for Russlands fremtidige lederskap innen bemannet romutforskning.

Under moderniseringen av væsketurbinmotoren ble det klart at den teoretiske maksimale hastigheten til jetstrømmen ikke kunne overstige 5 km/s. Dette kan være nok til å studere verdensrommet nær jorden, men flyreiser til andre planeter, og enda mer til stjernene, vil fortsatt være en drøm for menneskeheten. Som et resultat begynte det allerede i midten av forrige århundre å dukke opp prosjekter for alternative (ikke-kjemiske) rakettmotorer. De mest populære og lovende installasjonene var de som brukte energien fra kjernefysiske reaksjoner. De første eksperimentelle prøvene av kjernefysiske rommotorer (NRE) i Sovjetunionen og USA besto tester tilbake i 1970. Etter Tsjernobyl-katastrofen, under offentlig press, ble imidlertid arbeidet i dette området suspendert (i USSR i 1988, i USA - siden 1994).

Driften av kjernekraftverk er basert på de samme prinsippene som termokjemiske. Den eneste forskjellen er at oppvarmingen av arbeidsvæsken utføres av energien fra forfall eller fusjon av kjernebrensel. Energieffektiviteten til slike motorer overstiger betydelig de kjemiske. For eksempel er energien som kan frigjøres av 1 kg av det beste drivstoffet (en blanding av beryllium med oksygen) 3 × 107 J, mens for poloniumisotoper Po210 er denne verdien 5 × 1011 J.

Den frigjorte energien i en atommotor kan brukes på forskjellige måter:

oppvarming av arbeidsvæsken som sendes ut gjennom dysene, som i en tradisjonell rakettmotor med flytende drivmiddel, etter konvertering til elektrisitet, ioniserende og akselererende partikler av arbeidsvæsken, og skaper en impuls direkte ved fisjon eller synteseprodukter Selv vanlig vann kan fungere som en arbeidsvæske, men bruken av alkohol vil være mye mer effektiv, ammoniakk eller flytende hydrogen. Avhengig av aggregeringstilstanden til drivstoffet til reaktoren, er kjernefysiske rakettmotorer delt inn i fast-, væske- og gassfase. Den mest utviklede kjernefysiske fremdriftsmotoren er med en fastfase fisjonsreaktor, som bruker brenselstaver (brenselelementer) som brukes i kjernekraftverk som brensel. Den første slike motor innenfor Amerikansk prosjekt Nerva gjennomgikk bakketesting i 1966, og opererte i omtrent to timer.

Designfunksjoner

I hjertet av enhver atomkraft rommotor ligger en reaktor bestående av en kjerne og en berylliumreflektor plassert i et krafthus. Spaltningen av atomer av et brennbart stoff, vanligvis uran U238, anriket på U235-isotoper, skjer i kjernen. For å gi visse egenskaper til forfallsprosessen til kjerner, er moderatorer også plassert her - ildfast wolfram eller molybden. Hvis moderatoren inngår i brenselstavene, kalles reaktoren homogen, og hvis den er plassert separat, kalles den heterogen. Atommotoren inkluderer også en arbeidsvæsketilførselsenhet, kontroller, skyggestrålingsbeskyttelse og en dyse. Strukturelle elementer og reaktorkomponenter som opplever høye termiske belastninger, avkjøles av arbeidsfluidet, som deretter pumpes inn i brenselaggregatene av en turbopumpeenhet. Her varmes det opp til nesten 3000˚C. Arbeidsvæsken strømmer gjennom munnstykket og skaper strålekraft.

Typiske reaktorkontroller er kontrollstaver og dreieskiver laget av et nøytronabsorberende stoff (bor eller kadmium). Stavene plasseres direkte i kjernen eller i spesielle reflektornisjer, og de roterende tromlene plasseres i periferien av reaktoren. Ved å flytte stengene eller dreie tromlene, endres antall spaltbare kjerner per tidsenhet, og regulerer nivået av energifrigjøring av reaktoren, og følgelig dens termiske kraft.

For å redusere intensiteten av nøytron- og gammastråling, som er farlig for alle levende ting, plasseres primære reaktorbeskyttelseselementer i kraftbygget.

Økt effektivitet

En væskefase kjernefysisk motor ligner i driftsprinsipp og design som fastfasemotorer, men drivstoffets flytende tilstand gjør det mulig å øke reaksjonstemperaturen, og følgelig kraftenhetens skyvekraft. Så hvis for kjemiske enheter (flytende turbojetmotorer og rakettmotorer med fast drivstoff) den maksimale spesifikke impulsen (jetstrømhastighet) er 5 420 m/s, for fastfase kjernefysiske motorer og 10 000 m/s er langt fra grensen, så gjennomsnittsverdien av denne indikatoren for gassfase kjernefysiske drivgassmotorer ligger i området 30 000 - 50 000 m/s.

Det er to typer gassfase atommotorprosjekter:

En åpen syklus, der en kjernefysisk reaksjon skjer inne i en plasmasky av en arbeidsvæske som holdes av et elektromagnetisk felt og absorberer all den genererte varmen. Temperaturene kan nå flere titusenvis av grader. I dette tilfellet er det aktive området omgitt av et varmebestandig stoff (for eksempel kvarts) - en kjernefysisk lampe som fritt overfører utsendt energi I installasjoner av den andre typen vil temperaturen på reaksjonen være begrenset av smeltepunktet av kolbematerialet. Samtidig reduseres energieffektiviteten til en kjernefysisk rommotor noe (spesifikk impuls opp til 15 000 m/s), men effektiviteten og strålingssikkerheten økes.

Praktiske prestasjoner

Formelt regnes den amerikanske vitenskapsmannen og fysikeren Richard Feynman for å være oppfinneren av atomkraftverket. Starten på storstilt arbeid med utvikling og etablering av kjernefysiske motorer for romfartøyer som en del av Rover-programmet ble gitt ved Los Alamos Research Center (USA) i 1955. Amerikanske oppfinnere foretrakk installasjoner med en homogen atomreaktor. Den første eksperimentelle prøven av "Kiwi-A" ble satt sammen på et anlegg ved atomsenteret i Albuquerque (New Mexico, USA) og testet i 1959. Reaktoren ble plassert vertikalt på stativet med dysen oppover. Under testene ble en oppvarmet strøm av brukt hydrogen sluppet direkte ut i atmosfæren. Og selv om rektor jobbet for lav effekt bare 5 minutter, suksessen inspirerte utviklerne.

I Sovjetunionen ble en kraftig drivkraft for slik forskning gitt av møtet mellom de "tre store K-ene" som fant sted i 1959 ved Institute of Atomic Energy - skaperen av atombomben I.V. Kurchatov, sjefsteoretikeren for russisk kosmonautikk M.V. Keldysh og den generelle designeren av sovjetiske raketter S.P. Queen. I motsetning til den amerikanske modellen hadde den sovjetiske RD-0410-motoren, utviklet ved designbyrået til Khimavtomatika-foreningen (Voronezh), en heterogen reaktor. Branntester fant sted på en treningsplass nær Semipalatinsk i 1978.

Det er verdt å merke seg at ganske mange teoretiske prosjekter ble opprettet, men saken kom aldri til praktisk gjennomføring. Årsakene til dette var tilstedeværelsen av et stort antall problemer innen materialvitenskap, og mangel på menneskelige og økonomiske ressurser.

Merk: en viktig praktisk prestasjon var flytestingen av atomdrevne fly. I USSR var den mest lovende den eksperimentelle strategiske bombeflyet Tu-95LAL, i USA - B-36.

Prosjekt "Orion" eller pulserende kjernefysiske rakettmotorer

For flyreiser i verdensrommet ble en pulserende atommotor først foreslått brukt i 1945 av en amerikansk matematiker av polsk opprinnelse, Stanislaw Ulam. I det neste tiåret ble ideen utviklet og foredlet av T. Taylor og F. Dyson. Poenget er at energien til små atomladninger, detonert i et stykke fra skyveplattformen på bunnen av raketten, gir den stor akselerasjon.

Under Orion-prosjektet, som ble lansert i 1958, var det planlagt å utstyre en rakett med nettopp en slik motor som var i stand til å levere mennesker til overflaten av Mars eller banen til Jupiter. Mannskapet, plassert i baugen, ville være beskyttet mot de destruktive effektene av gigantiske akselerasjoner av en dempeanordning. Resultatet av detaljert ingeniørarbeid var marsjertester av en storskala mock-up av skipet for å studere flystabilitet (vanlige eksplosiver ble brukt i stedet for atomladninger). På grunn av de høye kostnadene ble prosjektet stengt i 1965.

Lignende ideer for å lage et "eksplosivt fly" ble uttrykt av den sovjetiske akademikeren A. Sakharov i juli 1961. For å lansere skipet i bane, foreslo forskeren å bruke konvensjonelle flytende turbopropmotorer.

Alternative prosjekter

Et stort antall prosjekter gikk aldri utover teoretisk forskning. Blant dem var det mange originale og veldig lovende. Ideen om et atomkraftverk basert på spaltbare fragmenter er bekreftet. Designfunksjonene og strukturen til denne motoren gjør det mulig å klare seg uten arbeidsvæske i det hele tatt. Jetstrømmen, som gir de nødvendige trekkraftegenskapene, er dannet av brukt kjernefysisk materiale. Reaktoren er basert på roterende skiver med subkritisk kjernemasse (atomfisjonskoeffisient mindre enn enhet). Når den roterer i sektoren av skiven som ligger i kjernen, startes en kjedereaksjon og råtnende høyenergiatomer ledes inn i motordysen og danner en jetstrøm. De bevarte intakte atomene vil delta i reaksjonen ved de neste omdreiningene av drivstoffskiven.

Prosjekter av en kjernefysisk motor for skip som utfører visse oppgaver i verdensrommet nær jorden, basert på RTG-er (radioisotop) termoelektriske generatorer), men slike installasjoner er lite lovende for interplanetære, og enda mer interstellare flyvninger.

Kjernefysiske fusjonsmotorer har et enormt potensial. Allerede på det nåværende utviklingsstadiet av vitenskap og teknologi er en pulserende installasjon ganske gjennomførbar, der, i likhet med Orion-prosjektet, vil termonukleære ladninger detoneres under bunnen av raketten. Mange eksperter anser imidlertid implementeringen av kontrollert kjernefysisk fusjon som et spørsmål om nær fremtid.

Fordeler og ulemper med atomdrevne motorer

De ubestridelige fordelene ved å bruke kjernefysiske motorer som kraftenheter for romfartøyer inkluderer deres høye energieffektivitet, gir høy spesifikk impuls og god skyvekraft (opptil tusen tonn i luftløst rom), og imponerende energireserver under autonom drift. Det nåværende nivået av vitenskapelig og teknologisk utvikling gjør det mulig å sikre den komparative kompaktheten til en slik installasjon.

Den største ulempen med kjernefysiske fremdriftsmotorer, som forårsaket innskrenkning av design- og forskningsarbeid, er den høye strålingsfaren. Dette gjelder spesielt når man utfører bakkebaserte branntester, som et resultat av at radioaktive gasser, uranforbindelser og dets isotoper, og de destruktive effektene av penetrerende stråling kan komme inn i atmosfæren sammen med arbeidsvæsken. Av samme grunner er det uakseptabelt å skyte opp et romfartøy utstyrt med en atommotor direkte fra jordoverflaten.

Nåtid og fremtid

I følge forsikringene fra akademiker ved det russiske vitenskapsakademiet, generaldirektør for Keldysh-senteret Anatoly Koroteev, vil en fundamentalt ny type atommotor bli opprettet i Russland i nær fremtid. Essensen av tilnærmingen er at energien til romreaktoren ikke vil bli rettet til direkte oppvarming av arbeidsfluidet og dannelse av en jetstrøm, men til å produsere elektrisitet. Rollen til fremdrift i installasjonen er tildelt en plasmamotor, hvis spesifikke skyvekraft er 20 ganger høyere enn skyvekraften til kjemiske jetenheter som eksisterer i dag. Hovedbedriften for prosjektet er en avdeling av det statlige selskapet Rosatom, JSC NIKIET (Moskva).

Fullskala prototypetester ble vellykket fullført tilbake i 2015 på grunnlag av NPO Mashinostroeniya (Reutov). Datoen for oppstart av flyprøver av atomkraftverket er november i år. Essensielle elementer og systemene vil måtte testes, inkludert om bord på ISS.

Den nye russiske atommotoren opererer i en lukket syklus, som fullstendig eliminerer utslipp av radioaktive stoffer til det omkringliggende rommet. Masse- og dimensjonsegenskapene til hovedelementene i kraftverket sikrer bruk med eksisterende innenlandske Proton og Angara bæreraketter.

Funnet interessant artikkel. Generelt har kjernefysiske romskip alltid interessert meg. Dette er fremtiden for astronautikk. Omfattende arbeid med dette emnet ble også utført i USSR. Artikkelen handler bare om dem.

Til verdensrommet på atomkraft. Drømmer og virkelighet.

Doktor i fysiske og matematiske vitenskaper Yu Ya

I 1950 forsvarte jeg vitnemålet mitt som ingeniør-fysiker ved Moscow Mechanical Institute (MMI) i Ammunisjonsdepartementet. Fem år tidligere, i 1945, ble fakultetet for ingeniør- og fysikk dannet der, som utdannet spesialister for den nye industrien, hvis oppgaver hovedsakelig omfattet produksjon av atomvåpen. Fakultetet var uten sidestykke. Sammen med grunnleggende fysikk i omfanget av universitetskurs (metoder for matematisk fysikk, relativitetsteori, kvantemekanikk, elektrodynamikk, statistisk fysikk og andre), ble vi undervist i et bredt spekter av ingeniørdisipliner: kjemi, metallurgi, materialers styrke, teori av mekanismer og maskiner osv. Fakultet for ingeniør- og fysikk ved MMI ble opprettet av en fremragende sovjetisk fysiker Alexander Ilyich Leypunsky, og vokste over tid til Moskva Engineering and Physics Institute (MEPhI). Et annet ingeniør- og fysikkfakultet, som også senere ble med i MEPhI, ble dannet ved Moscow Power Engineering Institute (MPEI), men hvis hovedvekten ved MMI var på grunnleggende fysikk, var det ved Energetic Institute på termisk og elektrisk fysikk.

Vi studerte kvantemekanikk fra boken til Dmitry Ivanovich Blokhintsev. Se for deg overraskelsen min da jeg etter oppdrag ble sendt for å jobbe med ham. Jeg, en ivrig eksperimenter (som barn tok jeg fra hverandre alle klokkene i huset), og plutselig befinner jeg meg sammen med en kjent teoretiker. Jeg ble grepet av en liten panikk, men ved ankomst til stedet - "Objekt B" til USSR innenriksdepartementet i Obninsk - innså jeg umiddelbart at jeg bekymret meg forgjeves.

På dette tidspunktet var hovedemnet for "Objekt B", som frem til juni 1950 faktisk ble ledet av A.I. Leypunsky, har allerede dannet seg. Her skapte de reaktorer med utvidet reproduksjon av kjernebrensel - "raske oppdrettere". Som direktør initierte Blokhintsev utviklingen av en ny retning - opprettelsen av atomdrevne motorer for romflyvninger. Å mestre plass var en lang drøm for Dmitry Ivanovich selv i sin ungdom korresponderte han og møtte K.E. Tsiolkovsky. Jeg tror at forståelsen av kjernekraftens gigantiske muligheter, med en brennverdi som er millioner av ganger høyere enn de beste kjemiske brenselene, bestemte livsvei DI. Blokhintseva.
«Du kan ikke se ansikt til ansikt»... I de årene forsto vi ikke mye. Først nå, når muligheten endelig har oppstått til å sammenligne gjerningene og skjebnene til de fremragende vitenskapsmennene ved Physics and Energy Institute (PEI) - det tidligere "Objekt B", omdøpt 31. desember 1966 - er riktig, som det ser ut til. for meg, forståelse av ideene som motiverte dem på den tiden dukket opp. Med all mangfoldet av aktiviteter som instituttet måtte forholde seg til, er det mulig å identifisere prioriterte vitenskapelige områder som var i interessesfæren til dets ledende fysikere.

Hovedinteressen til AIL (som Alexander Ilyich Leypunsky ble kalt bak ryggen på instituttet) er utviklingen av global energi basert på raske oppdrettsreaktorer (atomreaktorer som ikke har restriksjoner på kjernebrenselressurser). Det er vanskelig å overvurdere betydningen av dette virkelig "kosmiske" problemet, som han viet det siste kvart århundre av sitt liv til. Leypunsky brukte mye innsats på forsvaret av landet, spesielt på å lage atommotorer for ubåter og tunge fly.

Interesser D.I. Blokhintsev (han fikk kallenavnet "D.I.") var rettet mot å løse problemet med å bruke atomenergi til romflyvninger. Dessverre, på slutten av 1950-tallet, ble han tvunget til å forlate dette arbeidet og lede etableringen av et internasjonalt vitenskapelig senter - Joint Institute for Nuclear Research i Dubna. Der jobbet han med pulserende raske reaktorer – IBR. Dette ble den siste store tingen i livet hans.

Ett mål - ett lag

DI. Blokhintsev, som underviste ved Moscow State University på slutten av 1940-tallet, la merke til det og inviterte deretter den unge fysikeren Igor Bondarenko, som bokstavelig talt fantaserte om atomdrevne romskip, til å jobbe i Obninsk. Hans første vitenskapelige veileder var A.I. Leypunsky og Igor behandlet naturligvis emnet hans - raske oppdrettere.

Under D.I. Blokhintsev, en gruppe forskere dannet rundt Bondarenko, som gikk sammen for å løse problemene med å bruke atomenergi i verdensrommet. I tillegg til Igor Ilyich Bondarenko inkluderte gruppen: Viktor Yakovlevich Pupko, Edwin Aleksandrovich Stumbur og forfatteren av disse linjene. Hovedideologen var Igor. Edwin dirigerte eksperimentelle studier bakkemodeller av atomreaktorer til rominstallasjoner. Jeg jobbet hovedsakelig på rakettmotorer med "lav skyvekraft" (kraften i dem skapes av en slags akselerator - "ionfremdrift", som drives av energi fra kosmisk kjernekraftverk). Vi undersøkte prosessene
flyter i ionefremdrivere, på bakkestativer.

På Viktor Pupko (i fremtiden
han ble sjef for romteknologiavdelingen til IPPE) var det mye organisasjonsarbeid. Igor Ilyich Bondarenko var en fremragende fysiker. Han hadde sans for eksperimentering og utførte enkle, elegante og svært effektive eksperimenter. Jeg tror at ingen eksperimentell, og kanskje få teoretikere, "følte" grunnleggende fysikk. Alltid lydhør, åpen og vennlig, Igor var virkelig sjelen til instituttet. Den dag i dag lever IPPE etter hans ideer. Bondarenko levde et urettmessig kort liv. I 1964, i en alder av 38 år, døde han tragisk på grunn av medisinsk feil. Det var som om Gud, da han så hvor mye mennesket hadde gjort, bestemte at det var for mye og befalte: "Nok."

Man kan ikke unngå å huske en annen unik personlighet - Vladimir Aleksandrovich Malykh, en teknolog "fra Gud", en moderne Leskovsky Lefty. Hvis "produktene" til de ovennevnte forskerne hovedsakelig var ideer og beregnede estimater av deres virkelighet, så hadde Malykhs verk alltid en produksjon "i metall". Teknologisektoren, som på tidspunktet for IPPEs storhetstid utgjorde mer enn to tusen ansatte, kunne uten å overdrive gjøre hva som helst. Dessuten spilte han selv alltid nøkkelrollen.

V.A. Malykh begynte som laboratorieassistent ved Research Institute of Nuclear Physics ved Moscow State University, etter å ha fullført tre kurs i fysikk, tillot krigen ham ikke å fullføre studiene. På slutten av 1940-tallet klarte han å lage en teknologi for produksjon av teknisk keramikk basert på berylliumoksid, et unikt dielektrisk materiale med høy varmeledningsevne. Før Malykh slet mange uten hell med dette problemet. En brenselcelle basert på seriell rustfritt stål og naturlig uran, som han utviklet for det første atomkraftverket, er et mirakel på den tiden og til og med i dag. Eller det termioniske brenselelementet til en reaktorelektrisk generator laget av Malykh for å drive romfartøy - "krans". Til nå har det ikke dukket opp noe bedre på dette området. Malykhs kreasjoner var ikke demonstrasjonsleker, men elementer av kjernefysisk teknologi. De jobbet i måneder og år. Vladimir Aleksandrovich ble doktor i tekniske vitenskaper, vinner Lenin-prisen, Helt fra sosialistisk arbeid. I 1964 døde han tragisk av konsekvensene av militært granatsjokk.

Steg for steg

S.P. Korolev og D.I. Blokhintsev har lenge fostret drømmen om bemannet romfart. Det ble etablert tette arbeidsbånd mellom dem. Men på begynnelsen av 1950-tallet, på høyden av kald krig", ingen utgifter ble spart bare for militære formål. Rakettteknologi ble kun ansett som en bærer av atomladninger, og satellitter ble ikke engang tenkt på. I mellomtiden talte Bondarenko, vel vitende om de siste prestasjonene til rakettforskere, vedvarende opprettelsen av en kunstig jordsatellitt. Senere var det ingen som husket dette.

Historien om opprettelsen av raketten som løftet planetens første kosmonaut, Yuri Gagarin, opp i verdensrommet er interessant. Det er forbundet med navnet til Andrei Dmitrievich Sakharov. På slutten av 1940-tallet utviklet han en kombinert fisjon-termonukleær ladning - "sloyka", tilsynelatende uavhengig av sin "far" hydrogenbombe"Edward Teller, som foreslo et lignende produkt kalt "vekkerklokke". Imidlertid innså Teller snart at en atomladning av en slik design ville ha en "begrenset" kraft, ikke mer enn ~ 500 kilotonn toe-ekvivalent. Dette er ikke nok for et "absolutt" våpen, så "vekkerklokken" ble forlatt. I unionen, i 1953, ble Sakharovs RDS-6s puffpasta sprengt.

Etter vellykkede tester og Sakharovs valg som akademiker, ble daværende leder av departementet for mellomstore maskinbygging V.A. Malyshev inviterte ham til sitt sted og satte ham oppgaven med å bestemme parametrene til neste generasjons bombe. Andrei Dmitrievich estimerte (uten detaljert studie) vekten av den nye, mye kraftigere ladningen. Sakharovs rapport dannet grunnlaget for en resolusjon fra CPSUs sentralkomité og USSRs ministerråd, som forpliktet S.P. Korolev vil utvikle en ballistisk bærerakett for denne ladningen. Det var nettopp denne R-7-raketten kalt "Vostok" som sendte en kunstig jordsatellitt i bane i 1957 og et romfartøy med Yuri Gagarin i 1961. Det var ikke lenger planlagt å bruke den som bærer av en tung atomladning, siden utviklingen termonukleære våpen gikk en annen vei.

På innledende fase romatomprogram IPPE sammen med Design Bureau V.N. Chelomeya utviklet et atomkryssermissil. Denne retningen utviklet seg ikke lenge og endte med beregninger og testing av motorelementer opprettet i avdelingen for V.A. Malykha. I hovedsak snakket vi om et lavtflygende ubemannet fly med en ramjet-atommotor og et kjernefysisk stridshode (en slags kjernefysisk analog av den "summende feilen" - den tyske V-1). Systemet ble skutt opp ved bruk av konvensjonelle rakettforsterkere. Etter å ha nådd en gitt hastighet, ble skyvekraft skapt av atmosfærisk luft, oppvarmet av en kjedereaksjon av fisjon av berylliumoksid impregnert med anriket uran.

Generelt sett er evnen til en rakett til å utføre en bestemt astronautikkoppgave bestemt av hastigheten den oppnår etter å ha brukt opp hele tilførselen av arbeidsvæske (drivstoff og oksidasjonsmiddel). Den beregnes ved å bruke Tsiolkovsky-formelen: V = c×lnMn/ Mk, hvor c er eksoshastigheten til arbeidsfluidet, og Mn og Mk er den innledende og endelige massen til raketten. I konvensjonelle kjemiske raketter bestemmes eksoshastigheten av temperaturen i forbrenningskammeret, typen drivstoff og oksidasjonsmiddel, og molekylvekten til forbrenningsproduktene. For eksempel brukte amerikanerne hydrogen som drivstoff i nedstigningsmodulen for å lande astronauter på månen. Produktet av forbrenningen er vann, hvis molekylvekt er relativt lav, og strømningshastigheten er 1,3 ganger høyere enn ved brenning av parafin. Dette er nok til at nedstigningskjøretøyet med astronauter når månens overflate og deretter returnerer dem til banen til dens kunstige satellitt. Korolevs arbeid med hydrogendrivstoff ble suspendert på grunn av en ulykke med menneskelige skader. Vi hadde ikke tid til å lage en månelander for mennesker.

En av måtene å øke eksoshastigheten betydelig er å lage kjernefysiske termiske raketter. For oss var dette ballistiske kjernefysiske missiler (BAR) med en rekkevidde på flere tusen kilometer (et felles prosjekt av OKB-1 og IPPE), mens det for amerikanerne ble brukt lignende systemer av typen "Kiwi". Motorene ble testet på teststeder nær Semipalatinsk og Nevada. Prinsippet for deres drift er som følger: hydrogen varmes opp i en atomreaktor til høye temperaturer, går inn i en atomisk tilstand og strømmer i denne formen ut av raketten. I dette tilfellet øker eksoshastigheten med mer enn fire ganger sammenlignet med en kjemisk hydrogenrakett. Spørsmålet var å finne ut til hvilken temperatur hydrogen kunne varmes opp i en reaktor med faste stoffer. brenselceller. Beregninger ga ca 3000°K.

Ved NII-1, hvis vitenskapelige leder var Mstislav Vsevolodovich Keldysh (daværende president for USSR Academy of Sciences), avdelingen for V.M. Ievleva, med deltakelse av IPPE, jobbet med et helt fantastisk opplegg - en gassfasereaktor der det skjer en kjedereaksjon i en gassblanding av uran og hydrogen. Hydrogen strømmer ut av en slik reaktor ti ganger raskere enn fra en fastbrenselreaktor, mens uran skilles ut og blir værende i kjernen. En av ideene innebar bruk av sentrifugalseparasjon, når en varm gassblanding av uran og hydrogen "virvles" av innkommende kaldt hydrogen, som et resultat av at uran og hydrogen separeres, som i en sentrifuge. Ievlev prøvde faktisk å reprodusere prosessene i forbrenningskammeret til en kjemisk rakett direkte, ved å bruke som energikilde ikke varmen fra brennstoffforbrenning, men fisjonskjedereaksjonen. Dette åpnet for full utnyttelse av energiintensiteten atomkjerner. Men spørsmålet om muligheten for at rent hydrogen (uten uran) strømmer ut av reaktoren forble uløst, for ikke å nevne de tekniske problemene knyttet til å opprettholde høytemperaturgassblandinger ved trykk på hundrevis av atmosfærer.

IPPEs arbeid med ballistiske kjernefysiske missiler ble avsluttet i 1969-1970 med "branntester" på Semipalatinsk-teststedet av en prototype kjernefysisk rakettmotor med fast brenselelementer. Den ble opprettet av IPPE i samarbeid med Voronezh Design Bureau A.D. Konopatov, Moscow Research Institute-1 og en rekke andre teknologiske grupper. Grunnlaget for motoren med en skyvekraft på 3,6 tonn var IR-100 atomreaktoren med brenselelementer laget av en fast løsning av urankarbid og zirkoniumkarbid. Hydrogentemperaturen nådde 3000°K med en reaktoreffekt på ~170 MW.

Kjernefysiske raketter med lav fremdrift

Så langt har vi snakket om raketter med en skyvekraft som overstiger vekten, som kan skytes opp fra jordoverflaten. I slike systemer gjør økningen av eksoshastigheten det mulig å redusere tilførselen av arbeidsvæske, øke nyttelasten og eliminere flertrinnsdrift. Imidlertid er det måter å oppnå praktisk talt ubegrensede utstrømningshastigheter, for eksempel akselerasjon av materie ved elektromagnetiske felt. Jeg jobbet i dette området i nær kontakt med Igor Bondarenko i nesten 15 år.

Akselerasjonen til en rakett med en elektrisk fremdriftsmotor (EPE) bestemmes av forholdet mellom den spesifikke kraften til romkjernekraftverket (SNPP) installert på dem og eksoshastigheten. I overskuelig fremtid vil den spesifikke effekten til KNPP tilsynelatende ikke overstige 1 kW/kg. I dette tilfellet er det mulig å lage raketter med lav skyvekraft, titalls og hundrevis av ganger mindre enn rakettens vekt, og med svært lavt forbruk av arbeidsvæsken. En slik rakett kan bare skytes opp fra banen til en kunstig jordsatellitt og, sakte akselererende, nå høye hastigheter.

For flygninger innenfor solsystemet trengs raketter med en eksoshastighet på 50-500 km/s, og for flyreiser til stjernene "fotonraketter" som går utover vår fantasi med en eksoshastighet lik lysets hastighet. For å kunne gjennomføre en langdistanse romflukt til enhver rimelig tid, kreves ufattelige spesifikke kraftverk til kraftverk. Det er ennå ikke mulig å forestille seg hvilke fysiske prosesser de kan være basert på.

Beregninger har vist at under den store konfrontasjonen, når Jorden og Mars er nærmest hverandre, er det mulig å fly et kjernefysisk romfartøy med et mannskap til Mars på ett år og returnere det til banen til en kunstig jordsatellitt. Den totale vekten til et slikt skip er omtrent 5 tonn (inkludert tilførsel av arbeidsfluidet - cesium, lik 1,6 tonn). Den bestemmes hovedsakelig av massen til KNPP med en effekt på 5 MW, og jetskyvekraften bestemmes av en to-megawatt-stråle av cesiumioner med en energi på 7 kiloelektronvolt *. Skipet skytes ut fra banen til en kunstig jordsatellitt, går inn i banen til en Mars-satellitt, og må ned til overflaten på en enhet med en hydrogenkjemisk motor, lik den amerikanske månemotoren.

Denne retningen, basert på tekniske løsninger mulig i dag, ble en stor serie verk viet IPPE.

Ion fremdrift

I disse årene ble det diskutert måter å lage forskjellige elektriske fremdriftsmotorer for romfartøyer, for eksempel "plasmapistoler", elektrostatiske akseleratorer av "støv" eller væskedråper. Ingen av ideene hadde imidlertid et klart fysisk grunnlag. Oppdagelsen var overflateionisering av cesium.

Tilbake på 20-tallet av forrige århundre oppdaget den amerikanske fysikeren Irving Langmuir overflateionisering alkalimetaller. Når et cesiumatom fordamper fra overflaten av et metall (i vårt tilfelle wolfram), hvis elektronarbeidsfunksjon er større enn cesiumioniseringspotensialet, mister det i nesten 100 % av tilfellene et svakt bundet elektron og viser seg å være et enkelt ladet ion. Dermed er overflateioniseringen av cesium på wolfram den fysiske prosessen som gjør det mulig å lage en ionefremdriftsanordning med nesten 100 % utnyttelse av arbeidsvæsken og med en energieffektivitet nær enhet.

Vår kollega Stal Yakovlevich Lebedev spilte en stor rolle i å lage modeller av et ionefremdriftssystem av denne typen. Med sin jernutholdenhet og utholdenhet overvant han alle hindringer. Som et resultat var det mulig å reprodusere en flat tre-elektrode ionefremdriftskrets i metall. Den første elektroden er en wolframplate som måler omtrent 10x10 cm med et potensial på +7 kV, den andre er et wolframgitter med et potensial på -3 kV, og den tredje er et torisert wolframgitter med null potensial. Den "molekylære pistolen" produserte en stråle av cesiumdamp, som gjennom alle gitteret falt på overflaten av wolframplaten. En balansert og kalibrert metallplate, den såkalte balansen, tjente til å måle "kraften", det vil si kraften til ionestrålen.

Akselerasjonsspenningen til det første nettet akselererer cesiumioner til 10 000 eV, den decelererende spenningen til det andre nettet bremser dem ned til 7000 eV. Dette er energien som ionene må forlate thrusteren med, som tilsvarer en eksoshastighet på 100 km/s. Men en stråle av ioner, begrenset av romladningen, kan ikke «gå ut i verdensrommet». Den volumetriske ladningen til ionene må kompenseres av elektroner for å danne et kvasinutralt plasma, som sprer seg uhindret i rommet og skaper reaktiv skyvekraft. Kilden til elektroner for å kompensere for volumladningen til ionestrålen er det tredje gitteret (katoden) oppvarmet av strøm. Det andre "blokkerende" rutenettet hindrer elektroner fra å komme fra katoden til wolframplaten.

Den første erfaringen med ionefremdriftsmodellen markerte starten på mer enn ti års arbeid. En av de nyeste modellene, med en porøs wolfram-emitter, laget i 1965, produserte en "skyvekraft" på ca. 20 g ved en ionestrålestrøm på 20 A, hadde en energiutnyttelse på ca. 90 % og en materieutnyttelse på 95 %.

Direkte konvertering kjernefysisk varme inn i elektrisitet

Måter å direkte omdanne kjernefysisk energi til elektrisk energi er ennå ikke funnet. Vi klarer oss fortsatt ikke uten et mellomledd - en varmemotor. Siden effektiviteten alltid er mindre enn én, må "avfallsvarmen" plasseres et sted. Det er ingen problemer med dette på land, i vann eller i luften. I verdensrommet er det bare én vei - termisk stråling. Dermed kan ikke KNPP klare seg uten en "kjøleemitter". Strålingstettheten er proporsjonal med den fjerde potensen av absolutt temperatur, så temperaturen til det utstrålende kjøleskapet bør være så høy som mulig. Da vil det være mulig å redusere arealet av den utstrålende overflaten og følgelig kraftverkets masse. Vi kom opp med ideen om å bruke "direkte" konvertering av kjernefysisk varme til elektrisitet, uten turbin eller generator, noe som virket mer pålitelig når langt arbeid i høytemperaturområdet.

Fra litteraturen kjente vi til verkene til A.F. Ioffe - grunnleggeren av den sovjetiske skolen for teknisk fysikk, en pioner innen forskning på halvledere i USSR. Få mennesker husker nå de nåværende kildene han utviklet, som ble brukt under den store patriotiske krigen. På den tiden hadde mer enn én partisanavdeling kontakt med fastlandet takket være "parafin" TEG-er - Ioffe termoelektriske generatorer. En "krone" laget av TEG-er (det var et sett med halvlederelementer) ble satt på en parafinlampe, og ledningene ble koblet til radioutstyr. De "varme" endene av elementene ble varmet opp av flammen fra en parafinlampe, de "kalde" endene ble avkjølt i luft. Varmestrømmen, som passerte gjennom halvlederen, genererte en elektromotorisk kraft, som var nok for en kommunikasjonsøkt, og i intervallene mellom dem ladet TEG batteriet. Da vi ti år etter seieren besøkte TEG-anlegget i Moskva, viste det seg at de fortsatt ble solgt. Mange landsbyboere hadde da økonomiske Rodina-radioer med direkte varmelamper, drevet av et batteri. TAG-er ble ofte brukt i stedet.

Problemet med parafin TEG er dens lave effektivitet (bare ca. 3,5%) og lave maksimumstemperatur (350°K). Men enkelheten og påliteligheten til disse enhetene tiltrakk utviklere. Dermed ble halvlederomformere utviklet av gruppen av I.G. Gverdtsiteli ved Sukhumi Institute of Physics and Technology, fant anvendelse i rominstallasjoner av typen Buk.

På en gang A.F. Ioffe foreslo en annen termionisk omformer - en diode i et vakuum. Prinsippet for driften er som følger: den oppvarmede katoden avgir elektroner, noen av dem, som overvinner anodens potensial, fungerer. En betydelig høyere effektivitet (20-25%) ble forventet fra denne enheten kl driftstemperatur over 1000°K. I tillegg, i motsetning til en halvleder, er en vakuumdiode ikke redd for nøytronstråling, og den kan kombineres med en atomreaktor. Imidlertid viste det seg at det var umulig å implementere ideen om en "vakuum" Ioffe-omformer. Som i en ionefremdriftsenhet, i en vakuumomformer må du kvitte deg med romladningen, men denne gangen ikke ioner, men elektroner. A.F. Ioffe hadde til hensikt å bruke mikron gap mellom katoden og anoden i en vakuumomformer, noe som er praktisk talt umulig under forhold med høye temperaturer og termiske deformasjoner. Det er her cesium kommer godt med: ett cesiumion produsert ved overflateionisering ved katoden kompenserer for romladningen på rundt 500 elektroner! I hovedsak er en cesiumomformer en "omvendt" ionefremdriftsenhet. De fysiske prosessene i dem er nærme.

«Garlands» av V.A. Malykha

Et av resultatene av IPPEs arbeid med termioniske omformere var etableringen av V.A. Malykh og serieproduksjon i hans avdeling for brenselelementer fra seriekoblede termionomformere - "kranser" for Topaz-reaktoren. De ga opptil 30 V - hundre ganger mer enn enkeltelementomformere laget av "konkurrerende organisasjoner" - Leningrad-gruppen M.B. Barabash og senere - Institutt for atomenergi. Dette gjorde det mulig å "fjerne" titalls og hundrevis av ganger mer kraft fra reaktoren. Påliteligheten til systemet, fylt med tusenvis av termioniske elementer, vakte imidlertid bekymringer. Samtidig fungerte damp- og gassturbinanlegg uten feil, så vi tok også hensyn til den "maskiniske" konverteringen av kjernefysisk varme til elektrisitet.

Hele vanskeligheten lå i ressursen, for i langdistanse romflyvninger må turbogeneratorer fungere i et år, to eller til og med flere år. For å redusere slitasje bør "omdreiningene" (turbinens rotasjonshastighet) gjøres så lave som mulig. På den annen side fungerer en turbin effektivt hvis hastigheten til gass- eller dampmolekylene er nær hastigheten til bladene. Derfor vurderte vi først bruken av den tyngste - kvikksølvdamp. Men vi ble skremt av den intense strålingsstimulerte korrosjonen av jern og rustfritt stål som skjedde i en kvikksølvkjølt atomreaktor. På to uker "spiste" korrosjon brenselelementene til den eksperimentelle hurtigreaktoren "Clementine" ved Argonne Laboratory (USA, 1949) og BR-2-reaktoren ved IPPE (USSR, Obninsk, 1956).

Kaliumdamp viste seg å være fristende. Reaktoren med kalium som kokte i dannet grunnlaget for kraftverket vi utviklet for et romfartøy med lav skyvekraft - kaliumdamp roterte turbogeneratoren. Denne «maskin»-metoden for å konvertere varme til elektrisitet gjorde det mulig å regne med en virkningsgrad på opptil 40 %, mens ekte termioniske installasjoner ga en virkningsgrad på bare rundt 7 %. KNPP med «maskin» konvertering av kjernefysisk varme til elektrisitet ble imidlertid ikke utviklet. Saken endte med utgivelsen av en detaljert rapport, i hovedsak en "fysisk merknad" til den tekniske utformingen av et romfartøy med lav skyvekraft for en bemannet flytur til Mars. Selve prosjektet ble aldri utviklet.

Senere tror jeg at interessen for romflyvninger med atomrakettmotorer rett og slett forsvant. Etter Sergei Pavlovich Korolevs død ble støtten til IPPEs arbeid med ionefremdrift og "maskin" atomkraftverk merkbart svekket. OKB-1 ble ledet av Valentin Petrovich Glushko, som ikke var interessert i dristige, lovende prosjekter. Energia Design Bureau, som han opprettet, bygde kraftige kjemiske raketter og Buran-romfartøyet som returnerte til jorden.

"Buk" og "Topaz" på satellittene til "Cosmos"-serien

Arbeidet med opprettelsen av KNPP med direkte konvertering av varme til elektrisitet, nå som kraftkilder for kraftige radiosatellitter (romradarstasjoner og TV-kringkastere), fortsatte til starten av perestroikaen. Fra 1970 til 1988 ble rundt 30 radarsatellitter skutt opp i verdensrommet med Buk atomkraftverk med halvlederomformerreaktorer og to med Topaz termionanlegg. Buk var faktisk en TEG - en halvleder Ioffe-omformer, men i stedet for en parafinlampe brukte den en atomreaktor. Det var en rask reaktor med en effekt på opptil 100 kW. Full last av høyanriket uran var ca. 30 kg. Varme fra kjernen ble overført av flytende metall - en eutektisk legering av natrium og kalium - til halvlederbatterier. Elektrisk effekt nådde 5 kW.

Buk-installasjonen, under vitenskapelig veiledning av IPPE, ble utviklet av OKB-670-spesialistene M.M. Bondaryuk, senere - NPO "Red Star" ( sjefdesigner— G.M. Gryaznov). Dnepropetrovsk Yuzhmash Design Bureau (sjefdesigner - M.K. Yangel) fikk i oppgave å lage en bærerakett for å skyte opp satellitten i bane.

Driftstiden til "Buk" er 1-3 måneder. Hvis installasjonen mislyktes, ble satellitten overført til en langsiktig bane i en høyde på 1000 km. I løpet av nesten 20 år med oppskytinger var det tre tilfeller av en satellitt som falt til jorden: to i havet og en på land, i Canada, i nærheten av Great Slave Lake. Kosmos-954, lansert 24. januar 1978, falt der. Han jobbet i 3,5 måneder. Satellittens uranelementer brant fullstendig i atmosfæren. Bare restene av en berylliumreflektor og halvlederbatterier ble funnet på bakken. (Alle disse dataene er presentert i den felles rapporten fra de amerikanske og kanadiske atomkommisjonene om Operation Morning Light.)

Topaz termioniske kjernekraftverk brukte en termisk reaktor med en effekt på opptil 150 kW. Den fulle lasten med uran var rundt 12 kg - betydelig mindre enn Buk. Grunnlaget for reaktoren var brenselelementer - "kranser", utviklet og produsert av Malykhs gruppe. De besto av en kjede av termoelementer: katoden var en "fingerbøl" laget av wolfram eller molybden, fylt med uranoksid, anoden var et tynnvegget rør av niob, avkjølt med flytende natrium-kalium. Katodetemperaturen nådde 1650°C. Den elektriske effekten til installasjonen nådde 10 kW.

Den første flymodellen, Cosmos-1818-satellitten med Topaz-installasjonen, gikk i bane 2. februar 1987 og fungerte feilfritt i seks måneder til cesiumreservene var oppbrukt. Den andre satellitten, Cosmos-1876, ble skutt opp et år senere. Han jobbet i bane nesten dobbelt så lenge. Hovedutvikleren av Topaz var MMZ Soyuz Design Bureau, ledet av S.K. Tumansky (tidligere designbyrå til flymotordesigner A.A. Mikulin).

Dette var på slutten av 1950-tallet, da vi jobbet med ionefremdrift, og han jobbet med tredje trinns motor for en rakett som skulle fly rundt månen og lande på den. Minner fra Melnikovs laboratorium er fortsatt friske den dag i dag. Det lå i Podlipki (nå byen Korolev), på sted nr. 3 i OKB-1. Et enormt verksted med et areal på rundt 3000 m2, foret med dusinvis av skrivebord med kjede-oscilloskop som tar opp på 100 mm rullepapir (dette var en svunnen tid; i dag ville en personlig datamaskin være nok). På verkstedets fremre vegg er det et stativ hvor forbrenningskammeret til den "måne" rakettmotoren er montert. Oscilloskoper har tusenvis av ledninger fra sensorer for gasshastighet, trykk, temperatur og andre parametere. Dagen begynner klokken 9.00 med tenning av motoren. Den går i flere minutter, og umiddelbart etter at den har stoppet, demonterer et team av mekanikere i første skift den, inspiserer og måler forbrenningskammeret nøye. Samtidig analyseres oscilloskopbånd og gis anbefalinger for designendringer. Andre skift - designere og verkstedarbeidere gjør anbefalte endringer. Under tredje skift er nytt brennkammer og diagnosesystem installert ved standen. En dag senere, nøyaktig klokken 9.00, neste økt. Og så videre uten fridager i uker, måneder. Mer enn 300 motoralternativer per år!

Slik ble det skapt kjemiske rakettmotorer, som måtte jobbe i bare 20-30 minutter. Hva kan vi si om testing og modifikasjoner av atomkraftverk – regnestykket var at de skulle fungere i mer enn ett år. Dette krevde en virkelig gigantisk innsats.

En sikker metode for å bruke atomenergi i verdensrommet ble oppfunnet i USSR, og det arbeides nå med å lage en atominstallasjon basert på den, sa generaldirektøren for Statens vitenskapelige senter i den russiske føderasjonen "Keldysh Research Center", akademiker Anatoly. Koroteev.

"Nå jobber instituttet aktivt i denne retningen i et stort samarbeid mellom Roscosmos og Rosatom-bedrifter. Og jeg håper at vi i god tid vil få en positiv effekt her, sa A. Koroteev på den årlige «Royal Readings» ved Bauman Moscow State Technical University tirsdag.

Ifølge ham har Keldysh-senteret funnet opp en ordning for sikker bruk av atomenergi i verdensrommet, som gjør det mulig å klare seg uten utslipp og fungerer iht. lukket krets, som gjør installasjonen trygg selv om den svikter og faller til jorden.

"Denne ordningen reduserer risikoen for å bruke kjernekraft betydelig, spesielt med tanke på at et av de grunnleggende punktene er driften av dette systemet i baner over 800-1000 km. Så, i tilfelle feil, er den "blinkende" tiden slik at den gjør det trygt for disse elementene å returnere til jorden etter en lang periode,» avklarte forskeren.

A. Koroteev sa at tidligere hadde USSR allerede brukt romfartøy drevet av atomenergi, men de var potensielt farlige for Jorden, og måtte deretter forlates. "USSR brukte atomenergi i verdensrommet. Det var 34 romfartøyer med atomenergi i rommet, hvorav 32 var sovjetiske og to amerikanske», husket akademikeren.

Ifølge ham vil atominstallasjonen som utvikles i Russland gjøres lettere ved bruk av et rammeløst kjølesystem, der kjøleren atomreaktor vil sirkulere direkte i verdensrommet uten rørledningssystem.

Men tilbake på begynnelsen av 1960-tallet betraktet designere kjernefysiske rakettmotorer som det eneste reelle alternativet for å reise til andre planeter i solsystemet. La oss finne ut historien til dette problemet.

Konkurransen mellom USSR og USA, inkludert i verdensrommet, var i full gang på den tiden, ingeniører og forskere deltok i kappløpet om å lage kjernefysiske fremdriftsmotorer, og militæret støttet også i utgangspunktet kjernefysiske rakettmotorprosjektet. Til å begynne med virket oppgaven veldig enkel - du trenger bare å lage en reaktor designet for å avkjøles med hydrogen i stedet for vann, feste en dyse til den, og - videre til Mars! Amerikanerne skulle til Mars ti år etter Månen og kunne ikke engang forestille seg at astronauter noen gang ville nå den uten atommotorer.

Amerikanerne bygde veldig raskt den første prototypereaktoren og testet den allerede i juli 1959 (de ble kalt KIWI-A). Disse testene viste bare at reaktoren kunne brukes til å varme hydrogen. Reaktordesignet - med ubeskyttet uranoksidbrensel - var ikke egnet for høye temperaturer, og hydrogenet ble bare varmet opp til halvannet tusen grader.

Etter hvert som man høstet erfaringer, ble utformingen av reaktorer for kjernefysiske rakettmotorer - atommotorer - mer kompleks. Uranoksidet ble erstattet med et mer varmebestandig karbid, i tillegg ble det belagt med niobkarbid, men da man forsøkte å nå designtemperaturen begynte reaktoren å kollapse. Dessuten, selv i fravær av makroskopisk ødeleggelse, skjedde diffusjon av uranbrensel til kjølende hydrogen, og massetapet nådde 20 % innen fem timer etter reaktordrift. Et materiale som er i stand til å operere ved 2700-3000 0 C og motstå ødeleggelse av varmt hydrogen har aldri blitt funnet.

Derfor bestemte amerikanerne seg for å ofre effektivitet og inkluderte spesifikke impulser i flymotordesignen (skyvekraft i kilogram kraft oppnådd med frigjøring av ett kilo arbeidsvæskemasse hvert sekund; måleenheten er et sekund). 860 sekunder. Dette var det dobbelte av tilsvarende tall for oksygen-hydrogen-motorer på den tiden. Men da amerikanerne begynte å lykkes, hadde interessen for bemannede flyreiser allerede falt, Apollo-programmet ble innskrenket, og i 1973 ble NERVA-prosjektet (det var navnet på motoren for en bemannet ekspedisjon til Mars) endelig stengt. Etter å ha vunnet måneløpet, ønsket ikke amerikanerne å organisere et marsløp.

Men lærdommen fra et dusin reaktorer bygget og flere dusin tester utført var at amerikanske ingeniører ble for revet med av fullskala kjernefysiske tester, heller enn å utarbeide nøkkelelementer uten å involvere kjernefysisk teknologi der dette kan unngås. Og der det ikke er mulig, bruk mindre stativ. Amerikanerne kjørte nesten alle reaktorene på full effekt, men klarte ikke å nå designtemperaturen til hydrogen - reaktoren begynte å kollapse tidligere. Totalt, fra 1955 til 1972, ble 1,4 milliarder dollar brukt på programmet for kjernefysiske rakettmotorer - omtrent 5% av kostnadene for måneprogrammet.

Også i USA ble Orion-prosjektet oppfunnet, som kombinerte begge versjonene av kjernefysisk fremdriftssystem (jet og puls). Dette ble gjort på følgende måte: små atomladninger med en kapasitet på ca. 100 tonn TNT ble kastet ut fra skipets hale. Metallskiver ble avfyrt etter dem. På avstand fra skipet ble ladningen detonert, skiven fordampet og stoffet spredt i forskjellige retninger. En del av den falt ned i den forsterkede haledelen av skipet og flyttet den fremover. En liten økning i skyvekraften burde vært gitt ved at fordampningen av platen tok slagene. Enhetskostnaden for en slik flytur skulle da kun vært 150,- dollar per kilo nyttelast.

Det gikk til og med så langt som testing: erfaring viste at bevegelse ved hjelp av påfølgende impulser er mulig, og det samme er å lage en hekkplate med tilstrekkelig styrke. Men Orion-prosjektet ble stengt i 1965 som lite lovende. Imidlertid er dette så langt det eneste eksisterende konseptet som kan tillate ekspedisjoner i det minste på tvers av solsystemet.

I første halvdel av 1960-tallet så sovjetiske ingeniører på ekspedisjonen til Mars som en logisk fortsettelse av det da utviklede programmet for bemannet flyging til månen. I kjølvannet av spenningen forårsaket av USSRs prioritering i verdensrommet, ble selv slike ekstremt komplekse problemer vurdert med økt optimisme.

Et av de viktigste problemene var (og er fortsatt den dag i dag) problemet med strømforsyning. Det var klart at rakettmotorer med flytende drivstoff, til og med lovende oksygen-hydrogenmotorer, i prinsippet kunne gi en bemannet flytur til Mars, da bare med enorme utskytningsmasser av det interplanetariske kompleks, med et stort antall dokkinger av individuelle blokker i sammensatt lav-jordbane.

På jakt etter optimale løsninger vendte forskere og ingeniører seg til atomenergi, og tok gradvis en nærmere titt på dette problemet.

I USSR begynte forskning på problemene med å bruke atomenergi i rakett- og romteknologi i andre halvdel av 50-tallet, selv før oppskytingen av de første satellittene. Små grupper av entusiaster dukket opp i flere forskningsinstitutter med mål om å lage rakett- og romatommotorer og kraftverk.

Designerne av OKB-11 S.P. Korolev, sammen med spesialister fra NII-12 under ledelse av V.Ya Likhushin, vurderte flere alternativer for rom- og kampraketter utstyrt med kjernefysiske rakettmotorer (NRE). Vann og flytende gasser - hydrogen, ammoniakk og metan - ble evaluert som arbeidsvæske.

Utsiktene var lovende; gradvis fant arbeidet forståelse og økonomisk støtte i USSR-regjeringen.

Allerede den aller første analysen viste at blant de mange mulige ordningene med fremdriftssystemer for romkraft (NPS), har tre de største utsiktene:

• med en fastfase atomreaktor;
• med en gassfase atomreaktor;
• elektroniske rakettfremdriftssystemer.

Ordningene var fundamentalt forskjellige; For hver av dem ble det skissert flere alternativer for utvikling av teoretisk og eksperimentelt arbeid.

Nærmest implementering så ut til å være en fastfase kjernefysisk fremdriftsmotor. Drivkraften for utviklingen av arbeidet i denne retningen ble gitt av lignende utviklinger utført i USA siden 1955 under ROVER-programmet, samt utsiktene (slik det så ut da) for å lage et innenlandsk interkontinentalt bemannet bombefly med kjernefysisk fremdrift system.

En fastfase kjernefysisk fremdriftsmotor fungerer som en direktestrømsmotor. Flytende hydrogen kommer inn i dysedelen, avkjøler reaktorbeholderen, brenselsammensetninger (FA), moderator, og snur seg deretter og kommer inn i FA, hvor den varmes opp til 3000 K og kastes inn i dysen, og akselererer til høye hastigheter.

Driftsprinsippene til atommotoren var ikke i tvil. Imidlertid var dens design (og egenskaper) i stor grad avhengig av motorens "hjerte" - atomreaktoren, og ble først og fremst bestemt av "fyllingen" - kjernen.

Utviklerne av de første amerikanske (og sovjetiske) atommotorene sto for en homogen reaktor med en grafittkjerne. Arbeidet til søkegruppen på nye typer høytemperaturdrivstoff, opprettet i 1958 i laboratorium nr. 21 (ledet av G.A. Meerson) i NII-93 (direktør A.A. Bochvar), foregikk noe separat. Påvirket av det pågående arbeidet med en flyreaktor (en honningkake laget av berylliumoksid) på den tiden, gjorde gruppen forsøk (igjen utforskende) for å skaffe materialer basert på silisium og zirkoniumkarbid som var motstandsdyktige mot oksidasjon.

I følge memoarene til R.B. Kotelnikov, en ansatt i NII-9, våren 1958, hadde lederen av laboratorie nr. 21 et møte med en representant for NII-1, V.N. Han sa at som hovedmaterialet for brenselelementene (drivstoffstaver) til reaktoren i deres institutt (forresten, på den tiden det ledende innen rakettindustrien; leder av instituttet V.Ya. Likhushin, vitenskapelig direktør M.V. Keldysh, leder av laboratoriet V.M. Ievlev) bruker grafitt. Spesielt har de allerede lært hvordan man legger belegg på prøver for å beskytte dem mot hydrogen. NII-9 foreslo å vurdere muligheten for å bruke UC-ZrC-karbider som grunnlag for brenselelementer.

Seinere kort tid En annen kunde for drivstoffstenger dukket opp - Design Bureau of M.M. Bondaryuk, som ideologisk konkurrerte med NII-1. Hvis sistnevnte sto for en flerkanals all-block-design, satte Design Bureau of M.M Bondaryuk kursen mot en sammenleggbar plateversjon, med fokus på enkel bearbeiding av grafitt og ikke flau av kompleksiteten til delene - millimetertykke. plater med samme ribbe. Karbider er mye vanskeligere å behandle; på den tiden var det umulig å lage deler som flerkanalblokker og plater av dem. Det ble klart at det var nødvendig å lage et annet design som ville samsvare med karbidenes spesifikasjoner.

På slutten av 1959 - begynnelsen av 1960 ble den avgjørende betingelsen for NRE drivstoffstaver funnet - en kjerne av stangtype som tilfredsstiller kundene - Likhushin Research Institute og Bondaryuk Design Bureau. Utformingen av en heterogen reaktor på termiske nøytroner ble begrunnet som den viktigste for dem; dens viktigste fordeler (sammenlignet med den alternative homogene grafittreaktoren) er:

• det er mulig å bruke en lavtemperatur-hydrogenholdig moderator, som gjør det mulig å lage kjernefysiske fremdriftsmotorer med høy masseperfeksjon;
• det er mulig å utvikle en liten prototype av en kjernefysisk fremdriftsmotor med en skyvekraft på omtrent 30...50 kN med høy grad av kontinuitet for motorer og kjernefysiske fremdriftssystemer av neste generasjon;
• det er mulig å bruke ildfaste karbider i brenselstaver og andre deler av reaktorstrukturen, noe som gjør det mulig å maksimere oppvarmingstemperaturen til arbeidsfluidet og gi en økt spesifikk impuls;
• det er mulig å autonomt teste, element for element, hovedkomponentene og systemene til kjernefysisk fremdriftssystem (NPP), som drivstoffelementer, moderator, reflektor, turbopumpeenhet (TPU), kontrollsystem, dyse, etc.; dette gjør det mulig å utføre testing parallelt, noe som reduserer mengden kostbar kompleks testing av kraftverket som helhet.

Rundt 1962–1963 Arbeidet med kjernefysisk fremdriftsproblemet ble ledet av NII-1, som har en kraftig eksperimentell base og utmerket personell. De manglet bare uranteknologi, så vel som atomforskere. Med involvering av NII-9, og deretter IPPE, ble det dannet et samarbeid, som tok som sin ideologi etableringen av en minimum skyvekraft (ca. 3,6 tf), men "ekte" sommermotor med en "rett-gjennom" reaktor IR- 100 (test eller forskning, 100 MW, sjefdesigner - Yu.A. Treskin). Støttet av offentlige forskrifter, bygde NII-1 elektriske lysbuestativer som alltid overrasket fantasien - dusinvis av 6-8 m høye sylindre, enorme horisontale kammer med en effekt på over 80 kW, pansret glass i bokser. Møtedeltakerne ble inspirert av fargerike plakater med flyplaner til Månen, Mars osv. Det ble antatt at i prosessen med å lage og teste den kjernefysiske fremdriftsmotoren, ville design, teknologiske og fysiske problemer bli løst.

Ifølge R. Kotelnikov ble saken dessverre komplisert av rakettforskernes lite klare posisjon. Departementet for generell ingeniørvitenskap (MOM) hadde store vanskeligheter med å finansiere testprogrammet og byggingen av testbenkbasen. Det så ut til at IOM ikke hadde ønsket eller kapasiteten til å fremme NRD-programmet.

På slutten av 1960-tallet var støtten til NII-1s konkurrenter - IAE, PNITI og NII-8 - mye mer alvorlig. Departementet for mellomteknikk ("atomforskere") støttet aktivt deres utvikling; IVG "løkke"-reaktoren (med en kjerne og stang-type sentrale kanalsammenstillinger utviklet av NII-9) kom til slutt i forgrunnen på begynnelsen av 70-tallet; testing av drivstoffelementer begynte der.

Nå, 30 år senere, ser det ut til at IAE-linjen var mer korrekt: først - en pålitelig "jordisk" sløyfe - testing av drivstoffstaver og -montasjer, og deretter opprettelsen av en flygende kjernefysisk fremdriftsmotor med nødvendig kraft. Men så virket det som om det veldig raskt var mulig å lage en ekte motor, om enn en liten... Men siden livet har vist at det ikke var noe objektivt (eller til og med subjektivt) behov for en slik motor (til dette kan vi også legg til at alvoret negative aspekter Denne retningen, for eksempel internasjonale avtaler om kjernefysiske enheter i verdensrommet, ble først sterkt undervurdert), og følgelig viste et grunnleggende program, hvis mål ikke var smale og spesifikke, å være mer korrekt og produktivt.

1. juli 1965 ble den foreløpige utformingen av IR-20-100-reaktoren gjennomgått. Kulminasjonen var utgivelsen av den tekniske utformingen av IR-100 drivstoffelementer (1967), bestående av 100 stenger (UC-ZrC-NbC og UC-ZrC-C for innløpsseksjonene og UC-ZrC-NbC for utløpet) . NII-9 var klar til å produsere et stort parti med kjerneelementer for den fremtidige IR-100-kjernen. Prosjektet var veldig progressivt: etter omtrent 10 år, praktisk talt uten vesentlige endringer, ble det brukt i området til ​11B91-apparatet, og selv nå er alle hovedløsningene bevart i sammenstillinger av lignende reaktorer for andre formål, med en helt annen grad av beregning og eksperimentell begrunnelse.

"Rakett" delen av den første innenlandske kjernefysiske RD-0410 ble utviklet ved Voronezh Design Bureau of Chemical Automation (KBHA), "reaktoren" delen (nøytronreaktor og strålingssikkerhetsspørsmål) - av Institute of Physics and Energy (Obninsk) ) og Kurchatov Institute of Atomic Energy.

KBHA er kjent for sitt arbeid innen flytende drivstoffmotorer for ballistiske missiler, romfartøyer og utskytningskjøretøyer. Her ble det utviklet rundt 60 prøver, hvorav 30 ble brakt til masseproduksjon. I 1986 hadde KBHA skapt landets kraftigste oksygen-hydrogenmotor med ett kammer RD-0120 med en skyvekraft på 200 tf, som ble brukt som fremdriftsmotor i andre trinn av Energia-Buran-komplekset. Den kjernefysiske RD-0410 ble opprettet sammen med mange forsvarsbedrifter, designbyråer og forskningsinstitutter.

I henhold til det aksepterte konseptet ble flytende hydrogen og heksan (et hemmende tilsetningsstoff som reduserer hydrogeneringen av karbider og øker levetiden til brenselelementer) tilført ved hjelp av en TNA inn i en heterogen termisk nøytronreaktor med brenselsammensetninger omgitt av en zirkoniumhydridmoderator. Skjellene deres ble avkjølt med hydrogen. Reflektoren hadde drev for å rotere absorpsjonselementene (borkarbidsylindere). TNA inkluderte en tre-trinns sentrifugalpumpe og en ett-trinns aksialturbin.

På fem år, fra 1966 til 1971, ble grunnlaget for reaktor-motorteknologi skapt, og noen år senere ble en kraftig eksperimentell base kalt "ekspedisjon nr. 10" satt i drift, deretter den eksperimentelle ekspedisjonen til NPO "Luch" kl. teststedet Semipalatinsk .
Spesielle vanskeligheter ble møtt under testingen. Det var umulig å bruke konvensjonelle stativer for å skyte opp en fullskala kjernefysisk rakettmotor på grunn av stråling. Det ble besluttet å teste reaktoren på atomprøvestedet i Semipalatinsk, og "rakettdelen" ved NIIkhimmash (Zagorsk, nå Sergiev Posad).

For å studere intrakammerprosesser ble det utført mer enn 250 tester på 30 "kalde motorer" (uten reaktor). Som modell varmeelement Forbrenningskammeret til oksygen-hydrogen rakettmotoren 11D56 utviklet av KBkhimmash (sjefdesigner - A.M. Isaev) ble brukt. Maksimal driftstid var 13 tusen sekunder med en deklarert ressurs på 3600 sekunder.

For å teste reaktoren på Semipalatinsk-teststedet ble det bygget to spesielle sjakter med underjordiske servicelokaler. En av sjaktene var koblet til et underjordisk reservoar for trykkluft hydrogengass. Bruken av flytende hydrogen ble forlatt av økonomiske årsaker.

I 1976 ble den første kraftoppstarten av IVG-1-reaktoren utført. Parallelt opprettet OE et stativ for testing av "fremdrift"-versjonen av IR-100-reaktoren, og noen år senere ble den testet kl. annen kraft(en av IR-100-ene ble senere omgjort til en laveffekts materialvitenskapelig forskningsreaktor, som fortsatt er i drift i dag).

Før den eksperimentelle lanseringen ble reaktoren senket ned i sjakten ved hjelp av en overflatemontert portalkran. Etter å ha startet reaktoren kom hydrogen inn i "kjelen" nedenfra, varmet opp til 3000 K og brøt ut av sjakten i en brennende strøm. Til tross for ubetydelig radioaktivitet til gassene som slapp ut, var det ikke tillatt å være ute innenfor en radius på halvannen kilometer fra prøvestedet på dagtid. Det var umulig å nærme seg selve gruven i en måned. En halvannen kilometer underjordisk tunnel førte fra sikker sone først til en bunker, og derfra til en annen, som ligger i nærheten av gruvene. Spesialistene beveget seg langs disse unike «korridorene».

Ievlev Vitaly Mikhailovich

Resultatene av eksperimenter utført med reaktoren i 1978–1981 bekreftet riktigheten av designløsningene. I prinsippet ble YARD opprettet. Det gjensto bare å koble sammen de to delene og gjennomføre omfattende tester.

Rundt 1985 kunne RD-0410 (i henhold til et annet betegnelsessystem 11B91) ha foretatt sin første romflukt. Men for dette var det nødvendig å utvikle en akselererende enhet basert på den. Dessverre ble ikke dette arbeidet bestilt til noe romdesignbyrå, og det er mange grunner til dette. Den viktigste er den såkalte Perestroika. Utslettede skritt førte til det faktum at hele romindustrien øyeblikkelig befant seg "i vanære", og i 1988 ble arbeidet med kjernefysisk fremdrift i USSR (da USSR fortsatt eksisterte) stoppet. Dette skjedde ikke på grunn av tekniske problemer, men av midlertidige ideologiske betraktninger, og i 1990 døde den ideologiske inspiratoren for atomdrevne rakettmotorprogrammer i USSR, Vitaly Mikhailovich Ievlev.

Hvilke store suksesser har utviklerne oppnådd med å lage "A" kjernekraftfremdriftssystemet?

Mer enn ett og et halvt dusin fullskala tester ble utført på IVG-1-reaktoren, og følgende resultater ble oppnådd: maksimal temperatur hydrogen – 3100 K, spesifikk impuls – 925 sek, spesifikk varmeavgivelse opp til 10 MW/l, total ressurs mer enn 4000 sek med 10 påfølgende reaktorstarter. Disse resultatene overgår betydelig amerikanske prestasjoner i grafittsoner.

Det skal bemerkes at i løpet av hele testperioden for kjernefysisk fremdriftsmotor, til tross for den åpne eksosen, oversteg ikke utbyttet av radioaktive fisjonsfragmenter akseptable standarder verken på teststedet eller utenfor det og var ikke registrert på territoriet til nabostatene.

Det viktigste resultatet av arbeidet var etableringen av innenlandsk teknologi for slike reaktorer, produksjon av nye ildfaste materialer, og det faktum å lage en reaktormotor ga opphav til en rekke nye prosjekter og ideer.

Selv om videreutviklingen av slike kjernefysiske fremdriftsmotorer ble suspendert, er oppnådde prestasjoner unike ikke bare i vårt land, men også i verden. Dette har gjentatte ganger blitt bekreftet de siste årene på internasjonale symposier om romenergi, så vel som på møter med nasjonale og amerikanske spesialister (ved sistnevnte ble det anerkjent at IVG-reaktorstativet er det eneste operative testapparatet i verden i dag som kan spille viktig rolle i eksperimentell testing av brenselelementer og kjernekraftverk).