Moteur de fusée nucléaire - un moteur de fusée, dont le principe est basé sur une réaction nucléaire ou une désintégration radioactive, tandis que de l'énergie est libérée qui chauffe le fluide de travail, qui peut être les produits de réaction ou une autre substance, telle que l'hydrogène.
Jetons un coup d'œil aux options et aux principes de l'action …
Il existe plusieurs types de moteurs-fusées utilisant le principe de fonctionnement décrit ci-dessus: nucléaire, radio-isotope, thermonucléaire. En utilisant des moteurs de fusée nucléaires, des valeurs d'impulsion spécifiques peuvent être obtenues considérablement plus élevées que celles qui peuvent être obtenues à partir de moteurs de fusée chimiques. La valeur élevée de l'impulsion spécifique s'explique par la vitesse élevée de sortie du fluide de travail - environ 8 à 50 km / s. La force de poussée d'un moteur nucléaire est comparable à celle des moteurs chimiques, ce qui permettra à l'avenir de remplacer tous les moteurs chimiques par des moteurs nucléaires.
Le principal obstacle au remplacement complet est la contamination radioactive de l'environnement causée par les moteurs de fusées nucléaires.
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Ils sont divisés en deux types - solide et phase gazeuse. Dans le premier type de moteurs, la matière fissile est placée dans des assemblages de barres à surface développée. Cela vous permet de chauffer efficacement le fluide de travail gazeux, généralement l'hydrogène agit comme fluide de travail. Le débit de sortie est limité par la température maximale du fluide de travail, qui, à son tour, dépend directement de la température maximale admissible des éléments structurels, et il ne dépasse pas 3000 K. Dans les moteurs de fusée nucléaires en phase gazeuse, la matière fissile est à l'état gazeux. Sa rétention dans la zone de travail est réalisée par l'action d'un champ électromagnétique. Pour ce type de moteurs de fusée nucléaire, les éléments structurels ne sont pas dissuasifs, par conséquent, la vitesse du fluide de travail peut dépasser 30 km / s. Ils peuvent être utilisés comme moteurs de premier étage, quelle que soit la fuite de matière fissile.
Dans les années 70. XX siècle aux États-Unis et en Union soviétique, des moteurs de fusée nucléaires contenant de la matière fissile en phase solide ont été activement testés. Aux États-Unis, un programme a été développé pour créer un moteur de fusée nucléaire expérimental dans le cadre du programme NERVA.
Les Américains ont développé un réacteur en graphite refroidi à l'hydrogène liquide qui a été chauffé, vaporisé et éjecté à travers une buse de fusée. Le choix du graphite a été dicté par sa résistance à la température. Selon ce projet, l'impulsion spécifique du moteur résultant devait être le double de l'indicateur correspondant typique des moteurs chimiques, avec une poussée de 1100 kN. Le réacteur Nerva était censé fonctionner dans le cadre de la troisième étape du lanceur Saturn V, mais en raison de la fermeture du programme lunaire et de l'absence d'autres tâches pour les moteurs-fusées de cette classe, le réacteur n'a jamais été testé en pratique.
Un moteur de fusée nucléaire en phase gazeuse est actuellement en cours de développement théorique. Dans un moteur nucléaire en phase gazeuse, il est prévu d'utiliser du plutonium, dont un flux gazeux se déplaçant lentement est entouré d'un flux plus rapide d'hydrogène de refroidissement. Des expériences ont été menées sur les stations spatiales en orbite MIR et ISS, ce qui peut donner une impulsion au développement ultérieur des moteurs en phase gazeuse.
Aujourd'hui, on peut dire que la Russie a légèrement «gelé» ses recherches dans le domaine des systèmes de propulsion nucléaire. Les travaux des scientifiques russes sont davantage axés sur le développement et l'amélioration des unités et assemblages de base des centrales nucléaires, ainsi que sur leur unification. La direction prioritaire de la poursuite des recherches dans ce domaine est la création d'unités de propulsion nucléaire capables de fonctionner selon deux modes. Le premier est le mode d'un moteur de fusée nucléaire et le second est le mode d'installation de production d'électricité pour alimenter les équipements installés à bord du vaisseau spatial.