NERVA - Википедия - NERVA

Для использования в других целях см. Нерва (значения).

NERVA
НТС - ETS-1 002.jpg
NERVA XE в ETS-1
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ДизайнерЛос-Аламосская научная лаборатория
ПроизводительАэроджет (двигатель)
Westinghouse (реактор)
ЗаявлениеВерхняя ступень двигатель
Положение делНа пенсии
Жидкостный двигатель
ПропеллентЖидкий водород
Спектакль
Тяга (вакуум)246,663 Н (55,452 фунтовж)
Давление в камере3861 кПа (560.0 фунтов на кв. Дюйм)
язр (Vac.)841 секунды (8,25 км / с)
язр (SL)710 секунд (7,0 км / с)
Время горения1,680 секунд
Перезапускается24
Размеры
Длина6,9 метра (23 футов)
Диаметр2,59 метра (8 футов 6 дюймов)
Сухой вес18,144 кг (4001 фунт)
Ядерный реактор
Оперативный1968-1969 гг.
Положение делСписан
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо (делящийся материал )Высокообогащенный уран
Состояние топливаТвердый
Энергетический спектр нейтроновТермический
Первичный метод контроляКонтрольные барабаны
Главный модераторЯдерный графит
Теплоноситель первого контураЖидкий водород
Использование реактора
Мощность (тепловая)1137 МВт
Рекомендации
Рекомендации[1]
ЗаметкиФигурки для XE Prime

В Ядерный двигатель для ракетной техники (NERVA) был ядерная тепловая ракета программа разработки двигателей, которая длилась около двух десятилетий. Его основная цель заключалась в том, чтобы «создать технологическую базу для систем ядерных ракетных двигателей, которые будут использоваться при проектировании и разработке двигательных установок для применения в космических полетах».[2] NERVA была совместным усилием Комиссия по атомной энергии (AEC) и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и управлялась Управление космических ядерных двигателей (SNPO) до завершения программы в январе 1973 года. SNPO возглавил НАСА Гарольд Фингер и AEC Милтон Кляйн.

NERVA возникла в Project Rover, исследовательский проект AEC в Лос-Аламосская научная лаборатория (LASL) с первоначальной целью предоставить ядерную разгонную ступень для ВВС США межконтинентальные баллистические ракеты, которые мощнее химических двигателей. После создания НАСА в 1958 году проект Rover был продолжен как гражданский проект и был переориентирован на производство разгонного блока с ядерной установкой для НАСА. Сатурн V Лунная ракета. Реакторы были испытаны на очень малой мощности перед отправкой в Jackass Квартиры в Испытательный полигон в Неваде. В то время как LASL сосредоточилась на разработке реакторов. НАСА построило и испытало укомплектованные ракетные двигатели.

AEC, SNPO и НАСА сочли NERVA очень успешной программой, поскольку она достигла или превзошла свои программные цели. NERVA продемонстрировала, что ядерные тепловые ракетные двигатели - реальный и надежный инструмент для исследование космоса, а в конце 1968 года SNPO подтвердило, что последний двигатель NERVA, XE, соответствует требованиям для человеческая миссия на Марс. Он имел сильную политическую поддержку сенаторов. Клинтон П. Андерсон и Маргарет Чейз Смит но был отменен президентом Ричард Никсон в 1973 году. Хотя двигатели NERVA были построены и испытаны в максимально возможной степени с использованием сертифицированных для полетов компонентов, и двигатель был признан готовым к интеграции в космический корабль, они никогда не летали в космос. Планы по исследованию дальнего космоса обычно требуют мощности ядерных ракетных двигателей, и все концепции космических кораблей, в которых они используются, используют конструкцию, производную от NERVA.

Происхождение

В течение Вторая Мировая Война, некоторые ученые из Манхэттенский проект с Лос-Аламосская лаборатория где первый атомные бомбы были разработаны, в том числе Стэн Улам, Фредерик Райнес и Фредерик де Хоффманн, размышляли о разработке ядерных ракет. В 1946 году Улам и Ч. Дж. Эверетт написали статью, в которой рассматривали использование атомных бомб в качестве средства приведения в движение ракет. Это станет основой для Проект Орион.[3][4]

Публичное разоблачение атомная энергия в конце войны вызвало много спекуляций, а в Соединенном Королевстве Вал Кливер, главный инженер ракетного дивизиона г. Де Хэвилленд, и Лесли Шеперд, а физик-ядерщик на Кембриджский университет, самостоятельно рассмотрел проблему ядерной ракетной двигательной установки. Они стали сотрудниками, и в серии статей, опубликованных в Журнал Британского межпланетного общества в 1948 и 1949 годах они изложили конструкцию ядерной ракеты с твердым графитовым сердечником. теплообменник. Они неохотно пришли к выводу, что ядерные ракеты необходимы для исследования дальнего космоса, но пока что технически это невозможно.[5][6]

В 1953 г. Роберт В. Бюссар, физик, работающий над Ядерная энергия для двигателей самолетов (NEPA) в Национальная лаборатория Окриджа написал подробное исследование на тему «Ядерная энергия для ракетных двигателей». Он читал работы Кливера и Шепарда,[7] что китайский физик Сюэ-Шэнь Цзянь,[8] и отчет за февраль 1952 г. Consolidated Vultee.[9] Сначала исследование Бюссарда оказало небольшое влияние, потому что было напечатано всего 29 экземпляров, и оно было классифицировано как Ограниченные данные, и поэтому может быть прочитан только кем-то с необходимым уровнем допуска.[10] В декабре 1953 года он был опубликован в Oak Ridge's Журнал реакторной науки и технологий. Газета все еще была засекречена, как и журнал, но это дало ей более широкий тираж.[7] Дарол Фроман, заместитель директора Лос-Аламосская научная лаборатория (LASL) и Герберт Йорк, директор Радиационная лаборатория Калифорнийского университета в Ливерморе, были заинтересованы и создали комитеты для исследования ядерных ракетных двигателей. Фроман привозил Бюссара в Лос-Аламос, чтобы помогать в течение одной недели в месяц.[11]

Исследование Бюссара также привлекло внимание Джон фон Нейман, который сформировал специальный комитет по ядерному движению ракет. Марк Миллс, заместитель директора Ливермора был его председателем, а другие его члены были Норрис Брэдбери из LASL; Эдвард Теллер и Герберт Йорк из Ливермора; Эйб Сильверштейн, заместитель директора Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) Льюисская лаборатория движения двигателей, федеральное агентство, проводившее аэронавигационные исследования; и Аллен Ф. Донован из Рамо-Вулдридж, аэрокосмическая корпорация.[11] Выслушав отзывы о различных проектах, комитет Миллса рекомендовал[когда? ] эта разработка продолжится с целью создания верхней ступени ядерной ракеты для межконтинентальная баллистическая ракета (МБР). Йорк создал новое подразделение в Ливерморе, а Брэдбери создал новое подразделение под названием N в Лос-Аламосе под руководством Рамер Шрайбер, чтобы добиться этого.[12] В марте 1956 г. Проект специального оружия вооруженных сил (AFSWP), агентство, ответственное за управление национальным арсеналом ядерного оружия, рекомендовало выделить 100 миллионов долларов на проект ядерного ракетного двигателя в течение трех лет для двух лабораторий для проведения технико-экономических обоснований и строительства испытательных установок.[13]

Эгер В. Мерфри и Герберт Лопер на Комиссия по атомной энергии (AEC) были более осторожными. В Ракета Атлас программа продвигалась хорошо, и в случае успеха она имела бы достаточную дальность для поражения целей в большинстве Советский союз. В то же время ядерные боеголовки становились меньше, легче и мощнее. Поэтому аргументы в пользу новой технологии, обещающей более тяжелые полезные нагрузки на большие расстояния, казались слабыми. Однако ядерная ракета приобрела в лице сенатора политического покровителя. Клинтон П. Андерсон из Нью-Мексико (где располагалась LASL), заместитель председателя Объединенный комитет Конгресса США по атомной энергии (JCAE), который был близок к фон Нейману, Брэдбери и Улама. Ему удалось получить финансирование.[13][когда? ]

Все работы над ядерной ракетой были сосредоточены в Лос-Аламосе, где ей было присвоено кодовое имя Project Rover; Ливермору была возложена ответственность за развитие ядерной энергетики. ПВРД под кодовым названием Проект Плутон.[14] Project Rover был направлен действующая служба ВВС США (USAF) офицер прикомандирован в AEC, лейтенант полковник Гарольд Р. Шмидт. Он подчинялся другому прикомандированному офицеру ВВС США, Полковник Джек Л. Армстронг, который также отвечал за Плутон и Системы для вспомогательной ядерной энергетики (SNAP) проекты.[15]

Project Rover

Основная статья: Project Rover

Концепции дизайна

В принципе, конструкция ядерная тепловая ракета двигатель довольно простой: турбонасос заставит водород через ядерный реактор это нагреет его до очень высоких температур. Сразу стали очевидны осложняющие факторы. Во-первых, необходимо было найти средства контроля температуры реактора и выходной мощности. Во-вторых, необходимо было разработать средства удержания метательного заряда. Единственный практический способ хранения водорода был в жидкой форме, и для этого требовались температуры ниже 20 ° С.K (−253.2 ° C ). В-третьих, водород будет нагреваться до температуры около 2500 К (2230 ° C), и потребуются материалы, которые могли бы выдерживать такие температуры и противостоять коррозии под действием водорода.[16]

Для топлива, плутоний-239, уран-235 и уран-233 были рассмотрены. Плутоний был отвергнут, потому что, хотя он легко образует соединения, он не может достигать таких высоких температур, как уран. Уран-233, по сравнению с ураном-235, немного легче, имеет большее количество нейтронов на единицу. событие деления, и a имеет высокую вероятность деления, но его радиоактивные свойства затрудняют обращение с ним, и в любом случае он был недоступен.[17][18] Что касается конструкционных материалов в реакторе, то выбор сводился к графиту или металлам.[17] Из металлов, вольфрам стал лидером, но вольфрам был дорогим, трудным в изготовлении и имел нежелательные нейтронные свойства. Чтобы обойти его нейтронные свойства, было предложено использовать вольфрам-184, не поглощающий нейтроны.[19] С другой стороны, графит был дешевым, фактически становится прочнее при температурах до 3300 К (3030 ° C), и возвышенный а не плавится при 3900 К (3630 ° C). Поэтому был выбран графит.[20]

Для управления реактором активная зона была окружена контрольные барабаны покрытый графитом или бериллий (замедлитель нейтронов) с одной стороны и бор (а нейтронный яд ) с другой. Выходную мощность реактора можно было регулировать вращением барабанов.[21] Для увеличения тяги достаточно увеличить расход пороха. Водород в чистом виде или в виде соединения, такого как аммиак, является эффективным замедлителем ядер, и увеличение потока также увеличивает скорость реакций в активной зоне. Эта повышенная скорость реакции компенсирует охлаждение, обеспечиваемое водородом. Более того, когда водород нагревается, он расширяется, поэтому в ядре остается меньше тепла для отвода тепла, и температура выравнивается. Эти противоположные эффекты стабилизируют реактивность, поэтому ядерный ракетный двигатель, естественно, очень стабилен, а тягу легко контролировать, изменяя поток водорода без изменения управляющих барабанов.[22]

LASL разработала серию концепций дизайна, каждая из которых имеет собственное кодовое имя: Дядя Том, Дядя Тунг, Бладхаунд и Шиш.[23] К 1955 году он остановился на 1500 МВт дизайн называется Old Black Joe. В 1956 году это стало основой проекта мощностью 2700 МВт, который должен был стать верхней ступенью межконтинентальной баллистической ракеты.[17]

Тестовый сайт

Цех сборки и разборки двигателей (E-MAD)

Ядерные реакторы для Project Rover были построены в Технической зоне 18 LASL (TA-18), также известной как Площадка Пахарито. Реакторы были испытаны на очень малой мощности перед отправкой в Jackass Квартиры в Испытательный полигон в Неваде. Испытания тепловыделяющих элементов и других материаловедения были выполнены отделом LASL N на TA-46 с использованием различных печей, а затем и ядерной печи.[24]

В середине 1957 года начались работы на испытательных площадках в Jackass Flats. Все материалы и принадлежности нужно было привезти из Лас Вегас. Испытательная камера A состояла из фермы баллонов с газообразным водородом и бетонной стены толщиной 1 метр (3 фута) для защиты электронных приборов от излучения, производимого реактором. В пункт управления был расположен на расстоянии 3,2 км (2 мили). Реактор был запущен с шлейфом в воздухе, чтобы радиоактивные продукты могли безопасно рассеиваться.[17]

Здание технического обслуживания и демонтажа реактора (R-MAD) было во многом типичным горячая камера используется в атомной промышленности, с толстыми бетонными стенами, свинцовое стекло смотровые окна и дистанционные манипуляторы. Он был исключительным только своими размерами: 76 метров (250 футов) в длину, 43 метра (140 футов) и 19 метров (63 футов) в высоту. Это позволяло вставлять и выкатывать двигатель в железнодорожном вагоне.[17]

«Чудаки и Западная железная дорога», как ее беззаботно описывали, считали самой короткой и медленной железной дорогой в мире.[25] Было два локомотива: электрический L-1 с дистанционным управлением и электрический L-2 с ручным управлением, но имевший радиационную защиту вокруг. такси.[17] Обычно использовалось первое; последний был предоставлен в качестве резервной копии.[26] Строительные рабочие были размещены в Меркурий, Невада. Позже тридцать трейлеров были привезены в Jackass Flats, чтобы создать деревню под названием «Бойервиль» в честь надсмотрщика Кейта Бойера. Строительные работы завершились осенью 1958 года.[17] НАСА планировало к 1967 году создать сообщество из 2700 человек с 800 жилищами и собственным торговым комплексом.[27]

Организация

Передача в НАСА

Президент Джон Ф. Кеннеди (справа) посещает Станцию ​​разработки ядерных ракет 8 декабря 1962 г. Гарольд Фингер (слева) и Гленн Сиборг (позади)

К 1957 году проект ракеты Атлас продвигался успешно, и необходимость в ядерной разгонной ступени почти исчезла.[28] 2 октября 1957 года AEC предложила сократить свой бюджет.[29] Двумя днями позже Советский Союз запустил Спутник 1, первый искусственный спутник Земли. Этот неожиданный успех вызвал страх и воображение по всему миру. Это продемонстрировало, что Советский Союз имел возможность доставлять ядерное оружие на межконтинентальные расстояния, и оспаривало заветные американские представления о военном, экономическом и технологическом превосходстве.[30] Это ускорило Спутник кризис, и вызвал Космическая гонка.[31] Президент Дуайт Д. Эйзенхауэр ответил, создав Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которое поглотило NACA.[32]

NACA давно интересовалась ядерными технологиями. В 1951 году он начал изучать возможность приобретения собственного ядерного реактора для ядерная силовая установка самолета (ANP) и выбрал его Лаборатория летных двигателей им. Льюиса в Огайо проектировать, строить и управлять им. Место было выбрано на близлежащем артиллерийском заводе Plum Brook,[33] NACA получил одобрение от AEC, и строительство Сливовый реактор начат в сентябре 1956 г.[34] Эйб Сильверштейн, директор Lewis, особенно хотел получить контроль над Project Rover.[35]

Дональд А. Куорлз, то Заместитель министра обороны, встретиться с Т. Кейт Гленнан, новый администратор НАСА, и Хью Драйден, Заместитель Гленнана 20 августа 1958 г.,[35] в тот день, когда они после того, как Гленнан и Драйден были приведены к присяге в белый дом,[36] и Rover был первым пунктом повестки дня. Куорлз очень хотел передать Rover НАСА, так как проект больше не имел военной цели.[15] Ответственность за неядерные компоненты Project Rover была официально передана от ВВС США (USAF) НАСА 1 октября 1958 года.[37] в тот день, когда НАСА официально начало работу и взяло на себя ответственность за гражданскую космическую программу США.[38]

Управление космических ядерных двигателей

Основная статья: Управление космических ядерных двигателей

Project Rover стал совместным проектом NASA и AEC.[37] Сильверстайн, которого Гленнан привез в Вашингтон, округ Колумбия, для организации космической программы НАСА,[39] назначен Гарольд Фингер руководить разработкой ядерной ракеты в качестве главы Управления космических реакторов НАСА.[15] Андерсон сомневался в пригодности Фингера для этой работы. Он чувствовал, что Фингеру не хватает энтузиазма по этому поводу. Гленн встретился с Андерсоном 13 апреля 1959 года и убедил его, что Фингер хорошо справится.[40] 29 августа 1960 года НАСА создало Управление космических ядерных двигателей (СНПО) для наблюдения за ядерным ракетным проектом.[41] Фингер был назначен его менеджером, с Милтон Кляйн от AEC в качестве его заместителя.[42] Фингер также был директором отдела ядерных систем в Управлении перспективных исследований и технологий НАСА.[43] Официальное «Соглашение между НАСА и AEC об управлении контрактами на ядерные ракетные двигатели» было подписано заместителем администратора НАСА. Роберт Симанс и генеральный директор AEC Элвин Людеке 1 февраля 1961 года. За этим последовало «Межучрежденческое соглашение по программе разработки ракетно-космической двигательной установки (проект Rover)», которое они подписали 28 июля 1961 года.[43] SNPO также взяла на себя ответственность за SNAP: Армстронг стал помощником директора отдела разработки реакторов в AEC, а подполковник Г. М. Андерсон, ранее руководивший проектом SNAP в расформированном офисе ANP, стал начальником отделения SNAP в новом подразделении.[42] Вскоре стало очевидно, что между НАСА и AEC существуют значительные культурные различия.[15]

Исследовательский центр высокоэнергетических ракетных двигателей (B-1) (слева) и Центр ядерной динамики и управления ракетами (B-3) (справа) в НАСА Станция Plum Brook в Сандаски, Огайо, были построены в начале 1960-х годов для испытания полномасштабных систем жидкого водородного топлива в моделируемых высотных условиях.

Штаб-квартира SNPO была совмещена со штаб-квартирой AEC в г. Джермантаун, Мэриленд.[41] Компания Finger открыла филиалы в Альбукерке, Нью-Мексико, (SNPO-A) для работы с LASL, и в Кливленд, Огайо, (SNPO-C) для координации с Исследовательским центром Льюиса, который был активирован в октябре 1961 года. В феврале 1962 года НАСА объявило о создании станции разработки ядерных ракет (NRDS) в Jackass Flats, а в июне было создано отделение SNPO в Лас-Вегасе (SNPO-N), чтобы управлять им. К концу 1963 года в штаб-квартире SNPO было 13 сотрудников НАСА, 59 в SNPO-C и 30 в SNPO-N.[43] Персонал SNPO состоял из сотрудников НАСА и AEC, в обязанности которых входило «планирование и оценка программ и ресурсов, обоснование и распределение программных ресурсов, определение и контроль общих требований программы, мониторинг и представление отчетов о прогрессе и проблемах руководству НАСА и AEC. , и подготовка показаний к Конгресс."[44]

Фингер объявил о подаче заявок от промышленности на разработку ядерного двигателя для ракетной техники (NERVA) на основе двигателя Kiwi, разработанного LASL.[45] Премия была назначена на 1 марта 1961 года, так что решение о продолжении могло быть принято новым Кеннеди.[46][47] Заявки подали восемь компаний: Аэроджет, Дуглас, Гленн Л. Мартин, Локхид, североамериканский, Рокетдайн, Тиокол и Westinghouse. Совместное правление NASA и AEC оценило заявки. Он оценил заявку Северной Америки как лучшую в целом, но Westinghouse и Aerojet имели более высокие ставки на реактор и двигатель соответственно, когда они рассматривались по отдельности.[48] После обещания Aerojet администратору НАСА Джеймс Э. Уэбб что он направит своих лучших людей на NERVA, Уэбб поговорил с отборочной комиссией и сказал им, что, хотя он не желает влиять на их решение, Северная Америка глубоко привержена Проект Аполлон, и совет директоров может рассмотреть возможность объединения других заявок.[49] 8 июня Уэбб объявил, что выбраны Aerojet и Westinghouse.[47] Генеральным подрядчиком стала Aerojet, а основным субподрядчиком - Westinghouse.[50] Обе компании активно нанимали сотрудников, и к 1963 году в компании Westinghouse было 1100 сотрудников, работающих в NERVA.[48]

В марте 1961 г. Джон Ф. Кеннеди объявили об отмене проекта ядерной силовой установки для самолета, когда близился к завершению реактор НАСА в Плам-Брук,[51] и какое-то время казалось, что скоро последует NERVA. НАСА оценило его стоимость в 800 миллионов долларов (хотя AEC рассчитала, что это будет намного меньше),[52] и Бюро бюджета утверждал, что NERVA имеет смысл только в контексте посадки на Луну с экипажем или полетов дальше в Солнечная система, ни в одном из которых администрация не взяла на себя обязательства. Затем, 12 апреля, Советский Союз начал Юрий Гагарин на орбиту на Восток 1, в очередной раз демонстрируя свое технологическое превосходство. Через несколько дней Кеннеди запустил катастрофический Вторжение в залив Свиней Кубы, что привело к очередному унижению Соединенных Штатов.[53] 25 мая он обратился к совместное заседание Конгресса. «Во-первых, - заявил он, - я считаю, что эта нация должна взять на себя обязательство достичь цели, прежде чем истечет это десятилетие, - высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю». Затем он сказал: «Во-вторых, дополнительные 23 миллиона долларов вместе с уже доступными 7 миллионами долларов ускорят разработку ядерной ракеты Rover. Это обещает когда-нибудь предоставить средства для еще более захватывающих и амбициозных исследований космоса. , возможно, за пределами Луны, возможно, до самого конца самой Солнечной системы ».[54]

Летные испытания реактора (RIFT)

Деревянный макет двигателя NERVA на моторно-монтажной машине (EIV) возле E-MAD

SNPO поставило перед NERVA задачу обеспечить надежность 99,7%, что означает, что двигатель не сможет работать в соответствии с проектными требованиями не чаще трех раз на каждую тысячу запусков. По оценкам Aerojet и Westinghouse, для достижения этой цели им потребуется 6 реакторов, 28 двигателей и 6 полетов для испытаний реактора в полете (RIFT). Они запланировали 42 испытания, что значительно меньше 60 испытаний, которые, по мнению SNPO, могли потребоваться.[48] В отличие от других аспектов NERVA, ответственность за RIFT была исключительной.[55] НАСА делегировало ответственность за RIFT Вернер фон Браун с Центр космических полетов Маршалла (MSFC) в Хантсвилл, Алабама.[48] Фон Браун создал в MSFC Управление по проектам ядерных транспортных средств, которое возглавил полковник Скотт Феллоуз, офицер ВВС США, который работал над ANP.[56]

В это время НАСА занималось планированием миссии по высадке на Луну, которую Кеннеди призвал выполнить. Для этого были рассмотрены различные усилитель концепции, включая то, что стало Семья Сатурн и больший Новая звезда. Это были химические ракеты, хотя для «Новы» рассматривались и разгонные блоки ядерных двигателей.[57] Декабрь 1959 г. Комитет Сильверстайна определил конфигурацию ракеты-носителя "Сатурн",[58] в том числе использование жидкого водорода в качестве топлива для верхних ступеней.[59] В статье 1960 года Шмидт предложил заменить верхние ступени на ядерные ступени NERVA. Это обеспечит ту же производительность, что и Nova, но за половину стоимости. Он оценил стоимость вывода фунта полезной нагрузки на лунную орбиту в 1600 долларов за полностью химический Сатурн, 1100 долларов за Нову и 700 долларов за химико-ядерный Сатурн.[60] MSFC заключила контракт на исследование RIFT с NERVA в качестве верхней ступени Сатурн C-3, но вскоре после этого С-3 был заменен более мощным С-4 и, в конечном итоге, С-5, который стал Сатурн V.[61] Только в июле 1962 года после долгих споров НАСА наконец остановилось на рандеву на лунной орбите, который мог быть выполнен Сатурном V, и Нова была заброшена.[62]

Испытательный полигон в Неваде. Двигатель XE Prime перед испытанием на ETS-1

Транспортное средство RIFT будет состоять из S-IC первая ступень, манекен S-II средняя ступень, заполненная водой, и верхняя ступень S-N (Saturn-Nuclear) NERVA. Для реальной миссии будет использоваться настоящая ступень S-II. Этап S-N должен был быть построен Lockheed в дирижабле, приобретенном НАСА в Моффет Филд в Саннивейл, Калифорния, и собран в НАСА Испытательный центр Миссисипи. ГНПО планировало построить десять ступеней С-Н, шесть - для наземных и четыре - для летных. Запуск должен был состояться из мыс Канаверал. Двигатели NERVA будут транспортироваться автомобильным транспортом в ударопрочных, водонепроницаемых контейнерах с блокированными стержнями управления и ядерный яд провода в сердечнике. Поскольку он не был радиоактивным, его можно было безопасно транспортировать и соединять с нижними ступенями без защиты.[61]

Тестовая машина RIFT будет иметь высоту 111 метров (364 фута), примерно такую ​​же, как Saturn V; в Сатурн C-5N конфигурация миссии будет еще больше, высотой 120 метров (393 футов), но 160-метровая (525 футов) Здание сборки автомобилей (VAB) легко приспособился к этому. В полете ядовитые провода будут вытянуты, и реактор запустится на высоте 121 километра (75 миль) над Атлантическим океаном. Двигатель будет работать 1300 секунд, разгоняя его до высоты 480 километров (300 миль). Затем он будет остановлен, а реактор остынет, прежде чем ударится по Атлантике на расстоянии 3200 километров (2000 миль) вниз. NERVA будет считаться готовой к миссии после четырех успешных испытаний.[61]

Для поддержки RIFT LASL создала Офис по безопасности полетов вездеходов и SNPO - Группу по безопасности полетов вездеходов. Поскольку RIFT требовал падения до четырех реакторов в Атлантический океан, LASL попыталась определить, что произойдет, если реактор упадет в воду со скоростью несколько тысяч километров в час. В частности, станет ли он критическим или взорвется при затоплении морской водой замедлителем нейтронов. Также были опасения по поводу того, что произойдет, когда он опустится на 3,2 километра (2 мили) на дно Атлантического океана, где окажется под сокрушительным давлением. Все возможное влияние на морскую жизнь, да и вообще на то, какая морская жизнь там внизу, нужно было учитывать.[63]

Основным узким местом в программе NERVA были испытательные центры в Jackass Flats. Предполагалось, что испытательная ячейка C будет завершена в 1960 году, но НАСА и AEC не запросили средства на дополнительное строительство в 1960 году, хотя Андерсон все равно предоставил их. Потом были задержки в строительстве, вынудившие Андерсона лично вмешаться. Он взял на себя роль де-факто управляющего строительством, а должностные лица AEC подчинялись ему напрямую.[64]

В августе 1961 года Советский Союз отменил мораторий на ядерные испытания, действовавший с ноября 1958 года, поэтому Кеннеди возобновил испытания в США в сентябре.[65] После второй аварийной программы на полигоне в Неваде рабочая сила стала нехваткой, и началась забастовка. Когда это закончилось, рабочим пришлось столкнуться с трудностями работы с водородом, который мог просачиваться через микроскопические отверстия, в которых находились другие жидкости. 7 ноября 1961 года в результате небольшой аварии произошел сильный выброс водорода. Комплекс был окончательно введен в строй в 1964 году. СНПО предусматривало строительство ядерного ракетного двигателя мощностью 20 000 МВт, поэтому Бойе располагал Чикагский мост и железная компания построить два гигантских 1900000-литровых (500000 галлонов США) криогенное хранилище Дьюара. Добавлен корпус для обслуживания и разборки двигателей (E-MAD). Он имел толстые бетонные стены и защитные отсеки, где можно было собирать и разбирать двигатели. Также был стенд для испытания двигателей (ЭТС-1); Планировалось еще два.[61]В марте 1963 года СНПО и МСФК ввели в эксплуатацию Лаборатории космических технологий (STL), чтобы подготовить отчет о том, какой ядерный ракетный двигатель потребуется для возможных миссий между 1975 и 1990 годами. Эти миссии включали в себя ранние планетарные межпланетные экспедиции туда и обратно с экипажем (EMPIRE), планетарные качели и пролеты, а также лунный шаттл. Заключение этого девятитомного отчета, представленного в марте 1965 года, и последующего исследования заключалось в том, что эти миссии могут быть выполнены с двигателем мощностью 4100 МВт с удельный импульс 825 секунд (8,09 км / с). Это было значительно меньше, чем предполагалось изначально. Из этого возникла спецификация ядерного ракетного двигателя мощностью 5000 МВт, который стал известен как NERVA II.[66][67]

Развитие двигателя

киви

Техники в вакуумной печи на заводе NASA Lewis 'Fabrication Shop готовят сопло Kiwi B-1 к испытаниям.

Первая фаза проекта Rover, Kiwi, была названа в честь Новой Зеландии. киви птица.[17] Киви не может летать, и ракетные двигатели Kiwi не предназначены для этого. Их функция заключалась в проверке конструкции и проверке поведения используемых материалов.[20] В рамках программы Kiwi была разработана серия нелетных испытательных ядерных двигателей с основным упором на совершенствование технологии реакторов с водородным охлаждением.[68] В серии испытаний Kiwi A, проведенных с июля 1959 по октябрь 1960 года, были построены и испытаны три реактора. Kiwi A считался успешным как доказательство концепции ядерных ракетных двигателей. Он продемонстрировал, что водород можно нагреть в ядерном реакторе до температур, необходимых для космического движения, и что реактором можно управлять.[69]

Следующим шагом была серия испытаний Kiwi B, которые начались с Kiwi B1A 7 декабря 1961 года. Это была разработка двигателя Kiwi A с рядом улучшений. Второе испытание в серии, Kiwi B1B, 1 сентября 1962 года, привело к серьезным повреждениям конструкции реактора, при этом компоненты топливного модуля были выброшены при выходе на полную мощность. Последующее испытание Kiwi B4A на полной мощности 30 ноября 1962 года вместе с серией испытаний на текучесть на холоде показало, что проблема заключалась в вибрациях, вызванных нагреванием водорода, когда реактор был доведен до полной мощности, что раскололо реактор (а не когда он работал на полную мощность).[70] В отличие от химического двигателя, который, вероятно, взорвался бы после катастрофического повреждения, ядерный ракетный двигатель оставался стабильным и управляемым даже при испытании на разрушение. Испытания показали, что ядерный ракетный двигатель будет прочным и надежным в космосе.[71]

Кеннеди посетил Лос-Аламос 7 декабря 1962 года для ознакомления с проектом «Ровер».[72] Это был первый визит президента в лабораторию ядерного оружия. Он привел с собой большой антураж, в том числе Линдон Джонсон, Макджордж Банди, Джером Визнер, Гарольд Браун, Дональд Хорниг, Гленн Сиборг, Роберт Симанс, Гарольд Фингер, Клинтон Андерсон, Говард Кэннон и Алан Библия. На следующий день они вылетели в Чудаки-Флэтс, в результате чего Кеннеди стал единственным президентом, когда-либо посетившим ядерный полигон. Project Rover получил 187 миллионов долларов в 1962 году, а в 1963 году AEC и НАСА просили еще 360 миллионов долларов. Кеннеди обратил внимание на бюджетные трудности своей администрации и спросил, каковы отношения между Project Rover и Apollo. Фингер ответил, что это страховой полис, который может быть использован в более поздних миссиях Аполлона или после Аполлона, таких как база на Луне или миссия на Марс. Вайснер, поддерживаемый Брауном и Хорнигом, утверждал, что если миссия на Марс не могла произойти до 1980-х годов, то RIFT можно было бы отложить до 1970-х годов. Моряки отметили, что такое отношение привело к кризису спутника и потере американского престижа и влияния.[73]

Внутри E-MAD

В январе 1963 года Андерсон стал председателем Комитет Сената США по аэронавигационным и космическим наукам. Он встретился в частном порядке с Кеннеди, который согласился запросить дополнительные ассигнования на RIFT, если «быстрое решение» проблемы вибрации киви, которое обещал Сиборг, может быть реализовано. Тем временем Фингер созвал встречу. Он заявил, что "быстрого решения" не будет. Он раскритиковал структуру управления LASL и призвал LASL принять управление проектом структура. Он хотел, чтобы случай проблем с вибрацией был тщательно исследован, и причина была определенно известна до принятия корректирующих мер. Три сотрудника SNPO (известные в LASL как «три слепые мыши») были назначены в LASL для обеспечения выполнения его инструкций. Фингер собрал команду специалистов по вибрации из других центров НАСА и вместе с сотрудниками из LASL, Aerojet и Westinghouse провел серию испытаний реактора «холодного течения» с использованием тепловыделяющих элементов без делящегося материала.[74][75] RIFT был отменен в декабре 1963 года. Хотя его восстановление часто обсуждалось, этого не произошло.[55]

Для решения проблемы вибрации был внесен ряд незначительных изменений в конструкцию. В ходе испытаний Kiwi B4D 13 мая 1964 г. реактор был автоматически запущен и на короткое время работал на полной мощности без проблем с вибрацией. За этим последовало испытание Kiwi B4E 28 августа, в ходе которого реактор проработал двенадцать минут, восемь из которых были на полной мощности. 10 сентября Kiwi B4E был перезапущен и работал на полной мощности в течение двух с половиной минут, демонстрируя способность ядерного ракетного двигателя останавливаться и перезапускаться.[70] В сентябре были проведены испытания двигателя Kiwi B4 и реактора PARKA, который использовался для испытаний в Лос-Аламосе. Два реактора находились на расстоянии 4,9 м (16 футов), 2,7 метра (9 футов) и 1,8 метра (6 футов) друг от друга, и были проведены измерения реактивности. Эти испытания показали, что нейтроны, произведенные одним реактором, действительно вызывали деление в другом, но эффект был незначительным: 3, 12 и 24 центы соответственно. Испытания показали, что ядерные ракетные двигатели можно кластеризовать, как это часто бывает с химическими.[71][76][77]

NERVA NRX

Ядерный ракетный двигатель NERVA

SNPO выбрала конструкцию ядерной тепловой ракеты Kiwi-B4 мощностью 330 000 ньютонов (75 000 фунтов силы) (с удельным импульсом 825 секунд) в качестве основы для NERVA NRX (Nuclear Rocket Experimental). В то время как Kiwi был подтверждением концепции, NERVA NRX был прототипом полноценного двигателя. Значит, потребуется приводы повернуть барабаны и запустить двигатель, подвесы для управления его движением используется сопло, охлаждаемое жидким водородом, и экранирование для защиты двигателя, полезной нагрузки и экипажа от излучения. Westinghouse modified the cores to make them more robust for flight conditions. Some research and development was still required. The available temperature sensors were accurate only up to 1,980 K (1,710 °C), far below what was required. New sensors were developed that were accurate to 2,649 K (2,376 °C) , even in a high-radiation environment. Aerojet and Westinghouse attempted to theoretically predict the performance of each component. This was then compared to the actual test performance. Over time, the two converged as more was understood. By 1972, the performance of a NERVA engine under most conditions could be accurately forecast.[78]

The first test of a NERVA engine was of NERVA A2 on 24 September 1964. Aerojet and Westinghouse cautiously increased the power incrementally, to 2 MW, 570 MW, 940 MW, running for a minute or two at each level to check the instruments, before finally increasing to full power at 1,096 MW. The reactor ran flawlessly, and only had to be shut down after 40 seconds because the hydrogen was running out. The test demonstrated that NERVA had the designed specific impulse of 811 seconds (7.95 km/s); solid-propellant rockets have a maximum impulse of around 300 seconds (2.9 km/s) while chemical rockets with liquid propellant can seldom achieve more than 450 seconds (4.4 km/s). Executives at Aerojet and Westinghouse were so pleased they took out a full-page ad in the Wall Street Journal with a picture of the test and the caption: "On to Mars!" The reactor was restarted on 15 October. Originally this was intended to test the nozzle, but that was dropped as it was close to its design maximum of 2,270 K (2,000 °C). Instead, the turbopump was tested. The engine was powered up to 40 MW, the control drums were locked in place, and the turbopump was used to keep the power steady at 40 MW. It worked perfectly. The computer simulations had been correct, and the whole project was ahead of schedule.[79][80]

ETS-1 at Test Cell C

The next test was of NERVA A3 on 23 April 1965. This test was intended to verify that the engine could be run and restarted at full power. The engine was operated for eight minutes, three and a half of them at full power, before the instruments indicated that too much hydrogen was going into the engine. А scram was ordered, but a coolant line became clogged. Power increased to 1,165 MW before the line unclogged, and the engine shut down gracefully. There were fears for the integrity of the tie rods that held the fuel clusters together. They were supposed to operate at 473 K (200 °C), with a maximum of 651 K (378 °C). The sensors recorded that they had reached 1,095 K (822 °C), which was their own maximum. Laboratory tests later confirmed that they might have reached 1,370 K (1,100 °C). There was also what appeared to be a hole in the nozzle, but this turned out to be soot. The robust engine was undamaged, so the test continued, and the engine was run for thirteen minutes at 1,072 MW. Once again, the test time was limited only by the available hydrogen.[79][80]

Testing of NASA's NERVA NRX/EST (Engine System Test) commenced on 3 February 1966.[81] The objectives were:

  1. Demonstrate the feasibility of starting and restarting the engine without an external power source.
  2. Evaluate the control system characteristics (stability and control mode) during startup, shutdown, cooldown and restart for a variety of initial conditions.
  3. Investigate the system stability over a broad operating range.
  4. Investigate the endurance capability of the engine components, especially the reactor, during transient and steady-state operation with multiple restarts.[82]

The NRX/EST was run at intermediate power levels on 3 and 11 February, with a full power (1,055 MW) test on 3 March, followed by engine duration tests on 16 and 25 March. The engine was started eleven times.[81] All test objectives were successfully accomplished, and NRX/EST operated for nearly two hours, including 28 minutes at full power. It exceeded the operating time of previous Kiwi reactors by nearly a factor of two.[82]

The next objective was to run the reactors for an extended length of time. The NRX A5 was started up on 8 June 1966, and run at full power for fifteen and a half minutes. During cooldown, a bird landed on the nozzle and was asphyxiated by the nitrogen or helium gas, dropping onto the core. It was feared that it might block the propellant lines or create uneven heating before being blown out again when the engine was restarted, so the Westinghouse engineers rigged a television camera and a vacuum hose, and were able to remove the bird while safely behind a concrete wall. The engine was restarted on 23 June and run at full power for another fourteen and a half minutes. Although there was severe corrosion, resulting in about $ 2.20 of reactivity lost, the engine could still have been restarted, but the engineers wanted to examine the core.[83][84]

An hour was now set as the goal for the NRX A6 test. This was beyond the capacity of Test Cell A, so testing now moved to Test Cell C with its giant dewars. NRX A5 was therefore the last test to use Test Cell A. The reactor was started on 7 December 1966, but a shutdown was ordered 75 seconds into the test due to a faulty electrical component. This was followed by a postponement due to inclement weather. NRX A6 was started up again on 15 December. It ran at full power (1,125 MW) with a chamber temperature of over 2,270 K (2,000 °C) and pressure of 4,089 kilopascals (593.1 psi ), and a flow rate of 32.7 kilograms per second (4,330 lb/min). It took 75.3 hours to cool the reactor with liquid nitrogen. On examination, it was found that the beryllium reflector had cracked due to thermal stress. The test caused the abandonment of plans to build a more powerful NERVA II engine. If more thrust was required, a NERVA I engine could be run longer, or it could be clustered.[83][84]

NERVA XE

With the success of the A6 test, SNPO cancelled planned follow-on tests A7 and A8 and concentrated on completing ETS-1. All previous tests had the engine firing upwards; ETS-1 would permit an engine to be reoriented to fire downward into a reduced-pressure compartment to partly simulate firing in the vacuum of space. The test stand provided a reduced atmospheric pressure of about 6.9 kilopascals (1.00 psi) – equivalent to being at an altitude of 60,000 feet (18,000 m). This was done by injecting water into the exhaust, which created superheated steam that surged out at high speeds, creating a vacuum.[85][86]

NERVA control room

ETS-1 took longer for Aerojet to complete than expected, partly due to shrinking budgets, but also because of technical challenges. It was built from pure aluminum, which did not become radioactive when irradiated by neutrons, and there was a water spray to keep it cool. Rubber gaskets were a problem, as they tended to turn into goo in a radioactive environment; metal ones had to be used. The most challenging part was the exhaust ducts, which were required to handle much higher temperatures than their chemical rocket counterparts. The steel work was carried out by Allegheny Technologies, while the Air Preheater Company fabricated the pipes. The work required 54,000 kilograms (120,000 lb) of steel, 3,900 kilograms (8,700 lb) of welding wire and 10.5 kilometers (6.5 mi) of welds. During a test the 234 tubes would have to carry up to 11,000,000 litres (3,000,000 US gal) of water. To save money on cabling, Aerojet moved the control room to a bunker 240 meters (800 ft) away.[85]

The second NERVA engine, the NERVA XE, was designed to come as close as possible to a complete flight system, even to the point of using a flight-design turbopump. Components that would not affect system performance were allowed to be selected from what was available at Jackass Flats to save money and time, and a radiation shield was added to protect external components.[87] The test objectives included testing the use of ETS-1 at Jackass Flats for flight engine qualification and acceptance.[88] Total run time was 115 minutes, including 28 starts. NASA and SNPO felt that the test "confirmed that a nuclear rocket engine was suitable for space flight application and was able to operate at a specific impulse twice that of chemical rocket system[s]."[89] The engine was deemed adequate for Mars missions being planned by NASA. The facility was also deemed adequate for flight qualification and acceptance of rocket engines from the two contractors.[89]

The final test of the series was XE Prime. This engine was 6.9 meters (23 ft) long, 2.59 meters (8 ft 6 in) in diameter, and weighed approximately 18,144 kilograms (40,001 lb). It was designed to produce a nominal thrust of 246,663 newtons (55,452 lbж) with a specific impulse of 710 seconds (7.0 km/s). When the reactor was operating at full power, about 1,140 MW, the chamber temperature was 2,272 K (2,000 °C), chamber pressure was 3,861 kilopascals (560.0 psi), and the flow rate was 35.8 kilograms per second (4,740 lb/min), of which 0.4 kilograms per second (53 lb/min) was diverted into the cooldown system.[1] A series of experiments were carried out between of 4 December 1968 and 11 September 1969, during which the reactor was started 24 times,[86] and ran at full power for 1,680 seconds.[1]

Аннулирование

At the time of the NERVA NRX/EST test, NASA's plans for NERVA included a visit to Mars by 1978, a permanent lunar base by 1981, and deep space probes to Jupiter, Saturn, and the outer planets. NERVA rockets would be used for nuclear "tugs" designed to take payloads from низкая околоземная орбита (LEO) to larger orbits as a component of the later-named Space Transportation System, resupply several space stations in various orbits around the Earth and Moon, and support a permanent lunar base. The NERVA rocket would also be a nuclear-powered upper stage for the Saturn rocket, which would allow the upgraded Saturn to launch much larger payloads of up to 150,000 kg (340,000 lb) to LEO.[90][91][92][93]

1970 artist's concept illustrates the use of the Space Shuttle, Nuclear Shuttle, and Space Tug in NASA's Integrated Program.

Defending NERVA from its critics like Horning, the chairman of the President's Science Advisory Committee (PSAC), required a series of bureaucratic and political battles as the rising cost of the война во Вьетнаме put pressure on budgets. Congress defunded NERVA II in the 1967 budget, but President Johnson needed Anderson's support for his Medicare legislation, so on 7 February 1967 he provided the money for NERVA II from his own contingency fund.[94] Klein, who had succeeded Finger as head of the SNPO in 1967, faced two hours of questioning on NERVA II before the House Committee on Science and Astronautics. In the end, the committee cut the NASA budget. Defunding NERVA II saved $400 million, mainly in new facilities that would be required to test it. This time, AEC and NASA acquiesced, because the NRX A6 test had demonstrated that NERVA I could perform the missions expected of NERVA II.[95] The following year, Webb attempted to take money from NERVA I to pay for NASA overhead after Congress cut the NASA's budget to $3.8 billion. Johnson restored NERVA I's funding, but not NASA's.[96]

NERVA had plenty of proposed missions. NASA considered using Saturn V and NERVA on a "Grand Tour" of the Solar System. A rare alignment of the planets that occurs every 174 years occurred between 1976 and 1980, allowing a spacecraft to visit Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. With NERVA, that spacecraft could weigh up to 24,000 kilograms (52,000 lb). This was assuming NERVA had a specific impulse of only 825 seconds (8.09 km/s); 900 seconds (8.8 km/s) was more likely, and with that it could place a 77,000-kilogram (170,000 lb) space station the size of Скайлаб into orbit around the Moon. Repeat trips to the Moon could be made with NERVA powering a nuclear shuttle. There was also of course the mission to Mars, which Klein diplomatically avoided mentioning,[97] knowing that, even in the wake of the Аполлон-11 Moon landing, the idea was unpopular with Congress and the general public.[98]

Project Rover and NERVA budgets ($ millions) [99]
Program elementAECНАСА
киви21.9136.9
NERVA334.4346.5
RIFT19.1
Research and technology200.7138.7
NRDS operations75.319.9
Equipment obligations43.4
Удобства82.830.9
Общий873.5567.7

Ричард Никсон replaced Johnson as president 20 January 1969, and cost cutting became the order of the day. NASA program funding was somewhat reduced by Congress for the 1969 budget, shutting down the Saturn V production line and cancelling Apollo missions after Apollo 17,[100] but NERVA remained. Klein endorsed a plan whereby the Космический шатл lifted a NERVA engine into orbit, then returned fuel and a payload. This could be repeated, as NERVA was restartable.[97][101] NERVA now needed the shuttle, but the shuttle did not need NERVA.[102] NERVA still had the steadfast support of Anderson and Cannon in the Senate, but Anderson was aging and tiring, and now delegated many of his duties to Cannon. NERVA received $88 million in fiscal year (FY) 1970 and $85 million in FY 1971, with funds coming jointly from NASA and the AEC.[103]

In December 1970, the Управление управления и бюджета recommended the cancellation of NERVA and Скайлаб, but Nixon was reluctant to do so, as their cancellation could cost up to 20,000 jobs, mostly in Калифорния, a state that Nixon needed to carry in the 1972 election.[104] He decided to keep it alive at a low funding level, and cancel Аполлон 17 вместо. The concern about Apollo 17 was about the political fallout if it failed rather than the cost, and this was ultimately addressed by postponing it to December 1972, after the election.[105] When Nixon tried to kill NERVA in 1971, Anderson and Margaret Chase Smith instead killed Nixon's pet project, the Boeing 2707 supersonic transport (SST). This was a stunning defeat for the president.[106] In the budget for FY 1972, funding for the shuttle was cut, but NERVA and Apollo 17 survived.[107] Although NERVA's budget request was only $17.4 million, Congress allocated $69 million; Nixon only spent $29 million of it.[103][а]

In 1972, Congress again supported NERVA. A bi-partisan coalition headed by Smith and Cannon appropriated $100 million for the small NERVA engine that would fit inside the shuttle's cargo bay that was estimated to cost about $250 million over a decade. They added a stipulation that there would be no more reprogramming NERVA funds to pay for other NASA activities. The Nixon administration decided to cancel NERVA anyway. On 5 January 1973, NASA announced that NERVA was terminated. Staff at LASL and SNPO were stunned; the project to build a small NERVA had been proceeding well. Layoffs began immediately, and the SNPO was abolished in June.[108] After 17 years of research and development, Projects Nova and NERVA had spent about $1.4 billion, but NERVA had never flown.[109]

Post-NERVA research

Artist's impression of a bimodal nuclear thermal rocket

In 1983, the Стратегическая оборонная инициатива ("Star Wars") identified missions that could benefit from rockets that are more powerful than chemical rockets, and some that could only be undertaken by more powerful rockets.[110] A nuclear propulsion project, SP-100, was created in February 1983 with the aim of developing a 100 KW nuclear rocket system. The concept incorporated a pebble-bed reactor, a concept developed by James R. Powell на Брукхейвенская национальная лаборатория, which promised higher temperatures and improved performance over NERVA.[111] From 1987 to 1991 it was funded as a secret project codenamed Project Timber Wind, which spent $139 million.[112]

The proposed rocket was later expanded into a larger design after the project was transferred to the Space Nuclear Thermal Propulsion (SNTP) program at the Air Force Phillips Laboratory in October 1991. NASA conducted studies as part of its Space Exploration Initiative (SEI) but felt that SNTP offered insufficient improvement over NERVA, and was not required by any SEI missions. The SNTP program was terminated in January 1994,[111] after $200 million was spent.[113]

An engine for interplanetary travel from Earth orbit to Mars orbit, and back, was studied in 2013 at the MSFC with a focus on nuclear thermal rocket (NTR) engines.[114] Since NTRs are at least twice as efficient as the most advanced chemical engines, they allow quicker transfer times and increased cargo capacity. The shorter flight duration, estimated at 3–4 months with NTR engines,[115] compared to 8–9 months using chemical engines,[116] would reduce crew exposure to potentially harmful and difficult to щит космические лучи.[117] NTR engines, like the Pewee of Project Rover, were selected in the Mars Design Reference Architecture (DRA).[118] Congress approved $125 million in funding for the development of nuclear thermal propulsion rockets on 22 May 2019.[119][120] On 19 October 2020, the Сиэтл -based firm Ultra Safe Nuclear Technologies delivered a NTR design concert to NASA employing high-assay low-enriched Uranium (HALEU) ZrC-encapsulated fuel particles as part of a NASA-sponsored NTR study managed by Analytical Mechanics Associates (AMA).[121][122]

Reactor test summary

ReactorTest dateНачинаетсяСредний
full power
(MW)		Time at
full power
(s)		Propellant
temperature
(chamber) (K)		Propellant
temperature
(exit) (K)		Камера
давление
(kPa)		Скорость потока
(kg/s)		Вакуум
конкретный
impulse
(s)
NERVA A2September 1964210964021192229400634.3811
NERVA A3April 1965310939902189>2400393033.3>841
NRX ESTFebruary 19661111448302292>2400404739.3>841
NRX A5June 1966211205802287>2400404732.6>841
NRX A6November 196721199362324062558415132.7869
XE PRIMEMarch 196928113716802267>2400380632.8>841

Источник: [123]

Смотрите также

Сноски

  1. ^ С Congressional Budget and Impoundment Control Act of 1974, Congress would strip the president of this ability.[103]

Заметки

  1. ^ а б c Finseth 1991, pp. 117, C-2.
  2. ^ Robbins & Finger 1991, п. 2.
  3. ^ Everett, C. J.; Ulam, S.M. (August 1955). "On a Method of Propulsion of Projectiles by Means of External Nuclear Explosions. Part I" (PDF). Los Alamos Scientific Laboratory. Получено 30 мая 2020. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ Dewar 2007, п. 7.
  5. ^ Dewar 2007, п. 4.
  6. ^ "Leslie Shepherd". Телеграф. 16 March 2012. Получено 6 июля 2019.
  7. ^ а б Dewar 2007, pp. 10, 217.
  8. ^ Bussard 1953, п. 90.
  9. ^ Bussard 1953, п. 5.
  10. ^ Bussard 1953, п. II.
  11. ^ а б Dewar 2007 С. 10–11.
  12. ^ Dewar 2007, pp. 11–13.
  13. ^ а б Dewar 2007, pp. 17–19.
  14. ^ Corliss & Schwenk 1971, pp. 13–14.
  15. ^ а б c d Dewar 2007, pp. 29–30.
  16. ^ Spence 1968, pp. 953–954.
  17. ^ а б c d е ж грамм час Dewar 2007, pp. 17–21.
  18. ^ Borowski 1987, п. 7.
  19. ^ Dewar 2007, pp. 171–174.
  20. ^ а б Corliss & Schwenk 1971, п. 14.
  21. ^ Dewar 2007, п. 61.
  22. ^ Corliss & Schwenk 1971, pp. 37–38.
  23. ^ Dewar 2007, pp. 21–22.
  24. ^ Sandoval 1997, pp. 6–7.
  25. ^ Corliss & Schwenk 1971, п. 41.
  26. ^ Dewar 2007, п. 112.
  27. ^ Dewar 2007, п. 56.
  28. ^ Corliss & Schwenk 1971, pp. 14–15.
  29. ^ Dewar 2007, п. 23.
  30. ^ Logsdon 1976, pp. 13–15.
  31. ^ Brooks, Grimwood & Swenson 1979, п. 1.
  32. ^ Swenson, Grimwood & Alexander 1966, pp. 101–106.
  33. ^ Bowles & Arrighi 2004, pp. 25–26.
  34. ^ Bowles & Arrighi 2004, п. 42.
  35. ^ а б Rosholt 1969, п. 43.
  36. ^ Rosholt 1969, п. 41.
  37. ^ а б Rosholt 1969, п. 67.
  38. ^ Ertel & Morse 1969, п. 13.
  39. ^ Rosholt 1969, pp. 37–38.
  40. ^ Huntley 1993, pp. 116–117.
  41. ^ а б Rosholt 1969, п. 124.
  42. ^ а б Engler 1987, п. 16.
  43. ^ а б c Rosholt 1969 С. 254–255.
  44. ^ Robbins & Finger 1991, п. 3.
  45. ^ Heppenheimer 1999, п. 106.
  46. ^ Dewar 2007, п. 47.
  47. ^ а б "Moon Rocket Flight 'In Decade'". Канберра Таймс. 35 (9, 934). Австралийская столичная территория, Австралия. Австралийское агентство Ассошиэйтед Пресс. 9 June 1961. p. 11. Получено 12 августа 2017 - через Национальную библиотеку Австралии.
  48. ^ а б c d Dewar 2007, п. 50.
  49. ^ Dewar 2007, п. 234.
  50. ^ Esselman 1965, п. 66.
  51. ^ Bowles & Arrighi 2004, п. 65.
  52. ^ Dewar 2007, pp. 36–37.
  53. ^ Dewar 2007 С. 40–42.
  54. ^ "Excerpt from the 'Special Message to the Congress on Urgent National Needs'". НАСА. 24 May 2004. Получено 10 июля 2019.
  55. ^ а б Finseth 1991, п. 5.
  56. ^ Dewar 2007, п. 52.
  57. ^ Brooks, Grimwood & Swenson 1979, pp. 44–48.
  58. ^ Rosholt 1969, п. 114.
  59. ^ Sloop 1978, pp. 237–239.
  60. ^ Schmidt & Decker 1960, pp. 28–29.
  61. ^ а б c d Dewar 2007 С. 52–54.
  62. ^ Brooks, Grimwood & Swenson 1979, pp. 83–86.
  63. ^ Dewar 2007, п. 179.
  64. ^ Dewar 2007 С. 54–55.
  65. ^ "Nuclear Test Ban Treaty". JFK Library. Получено 12 июля 2019.
  66. ^ Chovit, Plebuch & Kylstra 1965, pp. I-1, II-1, II-3.
  67. ^ Dewar 2007, п. 87.
  68. ^ Koenig 1986, п. 5.
  69. ^ Koenig 1986 С. 7–8.
  70. ^ а б Koenig 1986, pp. 5, 9–10.
  71. ^ а б Dewar 2007, п. 64.
  72. ^ "Los Alamos Remembers Visit by JFK". Los Alamos Monitor. 22 ноября 2013 г.. Получено 15 июля 2019.
  73. ^ Dewar 2007 С. 66–67.
  74. ^ Finseth 1991, п. 47.
  75. ^ Dewar 2007 С. 67–68.
  76. ^ Paxton 1978, п. 26.
  77. ^ Orndoff & Evans 1976, п. 1.
  78. ^ Dewar 2007, pp. 78–79.
  79. ^ а б Dewar 2007, pp. 80–81.
  80. ^ а б Finseth 1991, pp. 90–97.
  81. ^ а б Finseth 1991, pp. 97–103.
  82. ^ а б Robbins & Finger 1991, п. 8.
  83. ^ а б Dewar 2007 С. 101–102.
  84. ^ а б Finseth 1991, pp. 103–110.
  85. ^ а б Dewar 2007, pp. 112–113, 254–255.
  86. ^ а б Finseth 1991, п. 121.
  87. ^ Robbins & Finger 1991, pp. 9–10.
  88. ^ "NERVA Rocket". Канберра Таймс. 43 (12, 306). Австралийская столичная территория, Австралия. Австралийское агентство Ассошиэйтед Пресс. 8 May 1969. p. 23. Получено 12 августа 2017 - через Национальную библиотеку Австралии.
  89. ^ а б Robbins & Finger 1991, п. 10.
  90. ^ "$24,000m for Trip to Mars". Канберра Таймс. 43 (12, 381). Австралийская столичная территория, Австралия. 4 August 1969. p. 4. Получено 12 августа 2017 - через Национальную библиотеку Австралии.
  91. ^ "Nuclear Power Will Make It Possible in Due Course to Colonise the Moon and the Planets". Канберра Таймс. 42 (11, 862). Австралийская столичная территория, Австралия. 4 December 1967. p. 2. Получено 12 августа 2017 - через Национальную библиотеку Австралии.
  92. ^ Fishbine et al. 2011 г., п. 23.
  93. ^ Finseth 1991, п. 102.
  94. ^ Dewar 2007, pp. 91–97.
  95. ^ Dewar 2007, pp. 99–101.
  96. ^ Dewar 2007, pp. 103–104.
  97. ^ а б Dewar 2007, pp. 115–120.
  98. ^ Heppenheimer 1999, pp. 178–179.
  99. ^ Dewar 2007, п. 206.
  100. ^ Koenig 1986, п. 7.
  101. ^ Heppenheimer 1999, п. 139.
  102. ^ Dewar 2007, pp. 124–125.
  103. ^ а б c Heppenheimer 1999, pp. 423–424.
  104. ^ Logsdon 2015, pp. 151–153.
  105. ^ Logsdon 2015, pp. 157–159.
  106. ^ Dewar 2007, pp. 123–126.
  107. ^ Heppenheimer 1999, pp. 270–271.
  108. ^ Dewar 2007, п. 130.
  109. ^ Haslett 1995, п. 2-1.
  110. ^ Haslett 1995, п. 3-1.
  111. ^ а б Haslett 1995, pp. 1-1, 2-1–2-5.
  112. ^ Lieberman 1992, pp. 3–4.
  113. ^ Haslett 1995, п. 3-7.
  114. ^ Smith, Rick (10 January 2013). "NASA Researchers Studying Advanced Nuclear Rocket Technologies". space-travel.com. Получено 15 июля 2019.
  115. ^ Fishbine et al. 2011 г., п. 17.
  116. ^ "How long would a trip to Mars take?". НАСА. Получено 15 июля 2019.
  117. ^ Burke et al. 2013, п. 2.
  118. ^ Borowski, McCurdy & Packard 2013, п. 1.
  119. ^ Cain, Fraser (1 July 2019). "Earth to Mars in 100 days: The Power of Nuclear Rockets". Вселенная сегодня. Получено 10 июля 2019 – via phys.org.
  120. ^ Foust, Jeff (22 May 2019). "Momentum Grows for Nuclear Thermal Propulsion". SpaceNews. Получено 10 июля 2019.
  121. ^ "Ultra Safe Nuclear Technologies Delivers Advanced Nuclear Thermal Propulsion Design To NASA". Ultra Safe Nuclear Technologies. Получено 27 октября 2020.
  122. ^ Szondy, David (25 October 2020). "New Nuclear Engine Concept Could Help Realize 3-Month Trips to Mars". New Atlas. Получено 27 октября 2020.
  123. ^ Finseth 1991, п. С-2.

Рекомендации

внешняя ссылка