Um motor de foguete nuclear é um motor de foguete, cujo princípio se baseia em uma reação nuclear ou decadência radioativa, enquanto a energia que aquece o fluido de trabalho, que pode ser o produto da reação ou alguma outra substância, como o hidrogênio, é liberada.
Vamos dar uma olhada nas opções e princípios da ação …
Existem vários tipos de motores de foguete que usam o princípio de operação descrito acima: nuclear, radioisótopo, termonuclear. Usando motores de foguetes nucleares, valores de impulso específicos podem ser obtidos significativamente mais altos do que aqueles que podem ser obtidos com motores de foguetes químicos. O alto valor do impulso específico é explicado pela alta velocidade de escoamento do fluido de trabalho - cerca de 8-50 km / s. A força de impulso de um motor nuclear é comparável à dos motores químicos, o que permitirá, no futuro, substituir todos os motores químicos por nucleares.
O principal obstáculo para a substituição completa é a contaminação radioativa do meio ambiente causada pelos motores de foguetes nucleares.
Vídeo promocional:
Eles são divididos em dois tipos - fase sólida e fase gasosa. No primeiro tipo de motor, a matéria físsil é colocada em conjuntos de hastes com superfície desenvolvida. Isso permite que você aqueça com eficiência o fluido de trabalho gasoso, geralmente o hidrogênio atua como fluido de trabalho. A taxa de vazão é limitada pela temperatura máxima do fluido de trabalho, que, por sua vez, depende diretamente da temperatura máxima permitida dos elementos estruturais, e não excede 3000 K. Em motores de foguetes nucleares de fase gasosa, a matéria físsil está em estado gasoso. Sua retenção na área de trabalho é realizada pela ação de um campo eletromagnético. Para este tipo de motor de foguete nuclear, os elementos estruturais não são um impedimento, portanto, a velocidade do fluido de trabalho pode ultrapassar 30 km / s. Eles podem ser usados como motores de primeiro estágio, independentemente do vazamento de material físsil.
Nos anos 70. Século XX nos Estados Unidos e na União Soviética, motores de foguetes nucleares com matéria físsil de fase sólida foram testados ativamente. Nos Estados Unidos, foi desenvolvido um programa para criar um motor de foguete nuclear experimental sob o programa NERVA.
Os americanos desenvolveram um reator de grafite refrigerado a hidrogênio líquido que foi aquecido, vaporizado e ejetado por um bocal de foguete. A escolha do grafite foi ditada por sua resistência à temperatura. De acordo com este projeto, o impulso específico do motor resultante deveria ser o dobro do indicador correspondente típico para motores químicos, com um empuxo de 1100 kN. O reator de Nerva deveria funcionar como parte do terceiro estágio do veículo lançador Saturno V, mas devido ao encerramento do programa lunar e à ausência de outras tarefas para motores de foguete desta classe, o reator nunca foi testado na prática.
Um motor de foguete nuclear em fase de gás está atualmente em desenvolvimento teórico. Em um motor nuclear de fase gasosa, pretende-se usar plutônio, uma corrente de gás que se move lentamente e é cercada por um fluxo mais rápido de hidrogênio de refrigeração. Os experimentos foram realizados nas estações espaciais em órbita MIR e ISS, que podem dar impulso ao desenvolvimento de motores de fase gasosa.
Hoje pode-se dizer que a Rússia "congelou" ligeiramente sua pesquisa no campo de sistemas de propulsão nuclear. O trabalho dos cientistas russos está mais focado no desenvolvimento e melhoria de unidades e montagens básicas de usinas nucleares, bem como sua unificação. A direção prioritária de novas pesquisas nesta área é a criação de unidades de propulsão de energia nuclear capazes de operar em dois modos. O primeiro é o modo de um motor de foguete nuclear e o segundo é o modo de instalação de geração de eletricidade para alimentar o equipamento instalado a bordo da espaçonave.
