Nuklear elektrisk fremdriftssystem (NPP) er et fremdriftssystem til rumfartøjer , som omfatter et kompleks af rumfartøjer (SC) ombord systemer, såsom: en elektrisk raketmotor (EP), et strømforsyningssystem leveret af en atomreaktor , et lager af arbejdsvæske og forsyningssystem (SHiP), automatisk kontrolsystem (ACS).
Atomkraftværket forveksles nogle gange med en atomraketmotor , hvilket ikke er helt korrekt, da atomreaktoren i atomkraftværket kun bruges til at generere elektricitet [1] . Den bruges til gengæld til at starte og drive den elektriske raketmotor (EP), og giver også strøm til rumfartøjets indbyggede systemer [1] [2] .
Atomkraftværket består af tre hovedenheder: et reaktoranlæg med en arbejdsvæske og hjælpeanordninger (en varmeveksler-rekuperator og en turbogenerator-kompressor), et elektrisk fremdriftssystem, en køleskab-emitter [3] [4] [5 ] ] [6] .
Fordelene ved atomkraftværker er muligheden for 10 års drift, et langt eftersynsinterval og lang driftstid på én kontakt [4] . Fra et fysisk synspunkt er et atomkraftværk en kompakt gaskølet hurtig neutronreaktor . [4] [1] .
Ifølge russiske videnskabsmænd kan en nuklear raketmotor nå Pluto på 2 måneder [7] [8] og vende tilbage på 4 måneder ved at bruge 75 tons brændstof, til Alpha Centauri om 12 år og til Epsilon Eridani om 24,8 år [9] .
Begyndelsen af arbejdet [10][3]1960'ernepåfaldermotorernuklearemed [3] [11] [12] .
I sovjettiden, fra 1968 til 1988. blev frigivet en række satellitter "Cosmos" med atomreaktorer . Adskillige ulykker med satellitter i denne serie forårsagede en stor resonans [13] [14] .
Installationer af den første generation før begyndelsen af det XXI århundrede. adskilte sig i lav effekt [12] : installationer af typen " Buk ", produceret i 1970'erne af NPO Krasnaya Zvezda, havde en effekt på 5 kilowatt, mens installationen i begyndelsen af det 21. århundrede. ifølge projektet har den en kapacitet 200 gange højere - 1 megawatt [12] .
I modsætning til en atomraketmotor , hvor reaktoren var nødvendig for at opvarme arbejdsvæsken og skabe jet-thush [12] [3] , genererede atomkraftværkets reaktoren termisk energi, som omdannes til elektrisk energi og derefter bruges til at drive motoren , anlægget fungerer i en lukket cyklus uden emission af radioaktive stoffer [3] [12] , specifikt for atomkraftværker i USSR , blev der skabt en stationær plasmamotor SPD-290, med en skub på op til 1500 mN [15] [16] [17] .
Også for atomkraftværket blev overvejet[ hvornår? ] højeffektversion af ionmotoren ( ID) udviklet af Keldysh Research Center - ID-500 [4] . Dens parametre er: effekt 32-35 kW, tryk 375-750 mN, specifik impuls 70.000 m/s, effektivitet 0,75 [4] ; den har elektroder af det ion-optiske system lavet af titanium med en zone perforeret med huller på 500 mm i diameter, en gasudladningskammerkatode, der giver en udladningsstrøm i området 20-70 A, og en neutraliseringskatode, der er i stand til at neutralisering af ionstrålen i strømområdet 2-9 A [4] . På næste udviklingstrin vil motoren være udstyret med elektroder lavet af carbon-carbon kompositmateriale og en katode med en tændelektrode lavet af grafit [4] .
Efter at et lignende program i USA (projekt NERVA ) blev indskrænket i 1971, vendte amerikanerne i 2020 tilbage til dette emne igen og beordrede udviklingen af en nuklear termisk motor (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) fra Gryphon Technologies til militære rumraiders på nuklear motorer til patruljering af nær-måne- og nær-jorden-rum [18] , også siden 2015 har der været arbejdet på Kilopower- projektet .
I 2021 indgik den britiske rumfartsorganisation en aftale med Rolls-Royce , hvorefter det er planen at skabe en nuklear fremdriftsmotor til langdistance-rumfartøjer. [19]
I 2009 blev megawatt-klassens atomkraftværksprojekt til rumtransportsystemer (nu Nuklon -rumslæbebåden ) godkendt af Kommissionen for modernisering og teknologisk udvikling af den russiske økonomi under Ruslands præsident [20] [21] . Projektet har til formål at bringe Rusland til en førende position i skabelsen af rumbaserede energikomplekser, der er i stand til at løse en bred vifte af opgaver i rummet, såsom udforskningen af Månen og fjerne planeter med skabelsen af automatiske baser på dem [ 22] . Indslag af projektet 2009-2018 består i brugen af et specielt kølemiddel - en helium-xenon-blanding [12] , samt det faktum, at systemets arbejdslegemer og beskyttelsen af reaktoranlægget er lavet af rør lavet af molybdænlegering [23] [24] .
Siden 2010 begyndte arbejdet med projektet i Rusland . Den vigtigste virksomhedsdesigner anses for at være NIKIET , ledet af generaldirektøren Yuri Dragunov. [1] I begyndelsen af 2016 blev foreløbig design afsluttet [1] , designdokumentation [25] , test af reaktorstyringssystemet blev afsluttet [26] , TVEL test blev udført [4] , reaktorbeholdertest blev udført [27] , fuldskala mock-ups af strålebeskyttelse blev testet reaktoranlæg [28] .
For 2021 er layoutet ved at blive udarbejdet; inden 2025 er det planlagt at skabe prototyper af dette kraftværk; den planlagte dato for flyvetest af en rumtraktor med et atomkraftværk blev annonceret - 2030.