Nukleärt elektriskt framdrivningssystem (NPP) är ett framdrivningssystem för rymdfarkoster , som inkluderar ett komplex av rymdfarkoster (SC) ombordsystem, såsom: en elektrisk raketmotor (EP), ett kraftförsörjningssystem som tillhandahålls av en kärnreaktor , en arbetsvätskelagring och försörjningssystem (SHiP), automatiskt styrsystem (ACS).
Kärnkraftverket förväxlas ibland med en kärnraketmotor , vilket inte är helt korrekt, eftersom kärnreaktorn i kärnkraftverket endast används för att generera elektricitet [1] . Den används i sin tur för att starta och driva den elektriska raketmotorn (EP), och förser också rymdfarkostens system ombord [1] [2] .
Kärnkraftverket består av tre huvudenheter: en reaktoranläggning med en arbetsvätska och hjälpanordningar (en värmeväxlare-rekuperator och en turbogenerator-kompressor), ett elektriskt framdrivningssystem, en kyl-emitter [3] [4] [5 ] [6] .
Fördelarna med kärnkraftverk är möjligheten till 10 års drift, ett långt översynsintervall och lång drifttid på en strömbrytare [4] . Ur fysisk synvinkel är ett kärnkraftverk en kompakt gaskyld snabb neutronreaktor . [4] [1] .
Enligt ryska forskare kan en kärnraketmotor nå Pluto på 2 månader [7] [8] och återvända om 4 månader med 75 ton bränsle, till Alpha Centauri om 12 år och till Epsilon Eridani om 24,8 år [9] .
Början av arbetet motorer[10][3]1960påfallerkärnkraftsmotorermed [3] [11] [12] .
Under sovjettiden, från 1968 till 1988. släpptes en serie satelliter "Cosmos" med kärnreaktorer . Flera olyckor med satelliter i denna serie orsakade stor resonans [13] [14] .
Installationer av den första generationen före början av XXI-talet. skiljde sig i låg effekt [12] : installationer av typen " Buk ", producerade på 1970-talet av NPO Krasnaya Zvezda, hade en effekt på 5 kilowatt, medan installationen i början av 2000-talet. enligt projektet har den en kapacitet som är 200 gånger högre - 1 megawatt [12] .
Till skillnad från en kärnraketmotor , där reaktorn behövdes för att värma upp arbetsvätskan och skapa jetkraft [12] [3] , genererade kärnkraftverksreaktorn termisk energi, som omvandlas till elektrisk energi och sedan används för att driva motorn , anläggningen fungerar i ett slutet kretslopp utan emission av radioaktiva ämnen [3] [12] , specifikt för kärnkraftverk i Sovjetunionen , skapades en stationär plasmamotor SPD-290, med en dragkraft på upp till 1500 mN [15] [16] [17] .
Även för kärnkraftverket övervägdes[ när? ] högeffektversion av jonmotorn (ID) utvecklad av Keldysh Research Center - ID-500 [4] . Dess parametrar är: effekt 32-35 kW, dragkraft 375-750 mN, specifik impuls 70 000 m/s, verkningsgrad 0,75 [4] ; den har elektroder av det jonoptiska systemet gjorda av titan med en zon perforerad med hål på 500 mm i diameter, en gasurladdningskammarkatod som ger en urladdningsström i området 20-70 A, och en neutraliseringskatod som kan neutralisera jonstrålen i strömintervallet 2-9 A [4] . I nästa utvecklingsstadium kommer motorn att förses med elektroder av kol-kolkompositmaterial och en katod med en tändelektrod av grafit [4] .
Efter att ett liknande program i USA (projekt NERVA ) avbröts 1971, 2020 återvände amerikanerna till detta ämne igen och beordrade utvecklingen av en kärnvärmemotor (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) från Gryphon Technologies för militära rymdanfallare på kärnkraft. motorer för att patrullera nära-mån- och jordnära rymden [18] , även sedan 2015 har arbetet pågått med projektet Kilopower .
2021 ingick den brittiska rymdorganisationen ett avtal med Rolls-Royce , enligt vilket man planerar att skapa en kärnkraftsmotor för långdistansfarkoster. [19]
2009 godkändes det megawatt-klassade kärnkraftverksprojektet för rymdtransportsystem (nuvarande rymdbåten Nuklon ) av kommissionen för modernisering och teknisk utveckling av den ryska ekonomin under Rysslands president [20] [21] . Projektet syftar till att föra Ryssland till en ledande position i skapandet av rymdbaserade energikomplex som kan lösa ett brett spektrum av uppgifter i rymden, såsom utforskning av månen och avlägsna planeter med skapandet av automatiska baser på dem [ 22] . Inslag i projektet 2009-2018 består i användningen av ett speciellt kylmedel - en helium-xenonblandning [12] , såväl som det faktum att systemets arbetskroppar och skyddet av reaktoranläggningen är gjorda av rör av molybdenlegering [23] [24] .
Sedan 2010 började arbetet med projektet i Ryssland . Den huvudsakliga företagsdesignern anses vara NIKIET , ledd av generaldirektören Yuri Dragunov. [1] I början av 2016 var preliminär konstruktion klar [1] , konstruktionsdokumentation [25] , tester av reaktorstyrsystemet avslutades [26] , TVEL-tester genomfördes [4] , reaktorkärlsprov genomfördes [27] , fullskaliga modeller av strålskydd testades reaktoranläggning [28] .
För 2021 håller på att utarbetas; år 2025 är det planerat att skapa prototyper av detta kraftverk; det planerade datumet för flygtester av en rymdtraktor med ett kärnkraftverk tillkännagavs - 2030.