Mesin roket nuklir - mesin roket yang prinsipnya didasarkan pada reaksi nuklir atau peluruhan radioaktif, sedangkan energi yang dilepaskan memanaskan fluida kerja, yang dapat berupa produk reaksi atau zat lain, seperti hidrogen.
Mari kita lihat opsi dan prinsip dari tindakan …
Ada beberapa jenis mesin roket yang menggunakan prinsip operasi yang dijelaskan di atas: nuklir, radioisotop, termonuklir. Dengan menggunakan mesin roket nuklir, nilai impuls spesifik dapat diperoleh secara signifikan lebih tinggi daripada yang dapat diperoleh dari mesin roket kimia. Nilai impuls spesifik yang tinggi dijelaskan oleh laju aliran fluida kerja yang tinggi - sekitar 8-50 km / s. Gaya dorong mesin nuklir sebanding dengan mesin kimia, yang memungkinkan di masa depan untuk mengganti semua mesin kimia dengan mesin nuklir.
Hambatan utama untuk menyelesaikan penggantian adalah kontaminasi radioaktif terhadap lingkungan yang disebabkan oleh mesin roket nuklir.
Video promosi:
Mereka dibagi menjadi dua jenis - fase padat dan gas. Pada mesin tipe pertama, materi fisil ditempatkan dalam rakitan batang dengan permukaan yang dikembangkan. Ini memungkinkan Anda memanaskan fluida kerja berbentuk gas secara efisien, biasanya hidrogen bertindak sebagai fluida kerja. Laju aliran keluar dibatasi oleh suhu maksimum fluida kerja, yang, pada gilirannya, secara langsung bergantung pada suhu maksimum elemen struktural yang diijinkan, dan tidak melebihi 3000 K. Dalam mesin roket nuklir fase gas, materi fisil berada dalam keadaan gas. Retensi di area kerja dilakukan melalui aksi medan elektromagnetik. Untuk mesin roket nuklir jenis ini, elemen struktur tidak menjadi penghalang, oleh karena itu kecepatan fluida kerja dapat melebihi 30 km / s. Mereka dapat digunakan sebagai mesin tahap pertama, terlepas dari kebocoran bahan fisil.
Di tahun 70-an. Abad XX di Amerika Serikat dan Uni Soviet, mesin roket nuklir dengan bahan fisil fase padat secara aktif diuji. Di Amerika Serikat, sebuah program dikembangkan untuk membuat mesin roket nuklir eksperimental di bawah program NERVA.
Orang Amerika mengembangkan reaktor grafit berpendingin hidrogen cair yang dipanaskan, diuapkan, dan dikeluarkan melalui nosel roket. Pilihan grafit ditentukan oleh ketahanan suhunya. Menurut proyek ini, impuls spesifik dari mesin yang dihasilkan akan menjadi dua kali lipat indikator yang sesuai untuk mesin kimia, dengan daya dorong 1100 kN. Reaktor Nerva seharusnya berfungsi sebagai bagian dari tahap ketiga kendaraan peluncuran Saturn V, tetapi karena penutupan program bulan dan tidak adanya tugas lain untuk mesin roket kelas ini, reaktor tersebut tidak pernah diuji dalam praktiknya.
Mesin roket nuklir fase gas saat ini sedang dalam pengembangan teoretis. Dalam mesin nuklir fase gas, ini dimaksudkan untuk menggunakan plutonium, aliran gas yang bergerak perlahan yang dikelilingi oleh aliran hidrogen pendingin yang lebih cepat. Eksperimen dilakukan di stasiun luar angkasa yang mengorbit MIR dan ISS, yang dapat memberikan dorongan untuk pengembangan lebih lanjut mesin fase gas.
Hari ini dapat dikatakan bahwa Rusia telah sedikit "membekukan" penelitiannya di bidang sistem propulsi nuklir. Pekerjaan ilmuwan Rusia lebih difokuskan pada pengembangan dan peningkatan unit dasar dan rakitan pembangkit listrik tenaga nuklir, serta penyatuannya. Arahan prioritas penelitian lebih lanjut di bidang ini adalah penciptaan unit penggerak tenaga nuklir yang mampu beroperasi dalam dua mode. Yang pertama adalah mode mesin roket nuklir, dan yang kedua adalah mode pemasangan pembangkit listrik untuk menyalakan peralatan yang dipasang di pesawat ruang angkasa.
