방사성 동위원소 로켓

Radioisotope rocket

방사성 동위원소 로켓 또는 방사성 동위원소 열 로켓은 방사성 원소의 붕괴로 생성된 열을 작동 유체를 가열하기 위해 사용하는 열 로켓 엔진의 한 종류이며, 작동 유체는 로켓 노즐을 통해 배출되어 추력을 생성한다.NERVA와 같은 핵 열 로켓과 성질이 유사하지만 상당히 단순하고 움직이는 부품이 없는 경우가 많다.또는 방사성 동위원소를 방사성 동위원소 [1]전기로켓에 사용할 수 있다.이 로켓에서는 핵붕괴로부터의 에너지가 전기추진시스템에 전력을 공급하기 위해 사용되는 전기를 생성하는데 사용된다.

기본적인 아이디어는 핵연료의 붕괴에 의해 발생하는 열을 발전시키는 기존 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG) 시스템의 개발이다.로켓 적용에서는 발전기를 제거하고 대신 작동 유체를 사용하여 추력을 직접 생성합니다.이 시스템에서는 약 1500~2000°C의 온도가 가능하므로 LH2-LOX 우주왕복선 메인 엔진과 같은 최상의 화학 엔진보다 약 두 배 정도 높은 약 700~800초(7~8kN·s/kg)의 특정 임펄스가 가능합니다.

그러나 이러한 시스템에 의해 발생하는 전력량은 일반적으로 상당히 낮습니다.핵 열로켓의 완전한 "능동" 원자로 시스템은 기가와트 이상으로 생성될 것으로 예상할 수 있는 반면, 방사성 동위원소 발생기는 5kW를 얻을 수 있다.즉, 설계가 매우 효율적이기는 하지만 약 1.3-1.5N의 추력 수준을 생성할 수 있어 추력기에만 유용하다.중기간 임무의 출력을 높이기 위해 엔진은 일반적으로 Po-210과 같이 반감기가 짧은 연료를 사용하는 반면, 플루토늄과 같은 긴 반감기 연료를 사용하여 장기간에 걸쳐 더 일정한 출력을 생산한다.더 짧은 반감기 원소 페르미움도 제안되었다.[2]

로켓에서 방사성 동위원소를 사용하는 것의 또 다른 단점은 작동 전력을 변경할 수 없다는 것이다.방사성 동위원소는 추진제를 가열하지 않을 때 안전하게 방산해야 하는 열을 지속적으로 발생시킵니다.반면에 원자로는 필요에 따라 조절하거나 정지할 수 있습니다.

테크놀로지 개발

TRW는 1961년부터 1965년까지 푸들(Poodle)로 알려진 상당히 활발한 개발 프로그램을 유지했으며, 오늘날에도 이 시스템은 종종 푸들 스러스터로 알려져 있습니다.이 이름은 프로젝트 로버에서 개발 중인 대형 시스템에서 따온 것으로, 그 결과 NERVA가 탄생했습니다.1965년 4월에는 테스트베드 엔진을 약 1500°C에서 65시간 동안 가동하여 650~700초(6.5~7kN/s/kg)의 특정 임펄스를 발생시켰다.

광자 압력

다음 항목도 참조하십시오.핵포토닉 로켓

배기가스가 없어도 열원에 의해 방출되는 에너지의 광자 압력은 극히 미량이지만 추력을 발생시킬 수 있습니다.광자 압력으로 인한 우주선 추력의 유명한 예는 파이오니어 이상입니다. 이 변칙은 탑재된 방사성 동위원소의 광자가 파이오니어 우주선의 작지만 측정 가능한 가속을 유발했습니다.

비슷한 현상이 뉴 호라이즌스 우주선에서도 일어났다; 우주선의 안테나에서 반사된 RTG의 광자(열적외선)는 우주선을 약간 [3]항로를 벗어나게 하는 아주 작은 추력을 만들어냈다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Schmidt, George R.; Manzella, David H.; Kamhawi, Hani; Kremic, Tibor; Oleson, Steven R.; Dankanich, John W.; Dudzinski, Leonard A. (1 February 2010). "Radioisotope electric propulsion (REP): A near-term approach to nuclear propulsion". Acta Astronautica. 66 (3): 501–507. doi:10.1016/j.actaastro.2009.07.006. hdl:2060/20110016114.
  2. ^ 페르미움, 폴로늄, 플루토늄을 동력원으로 비교한 AIAA 회의 논문[영구 데드링크]
  3. ^ 뉴호라이즌스 공식 웹사이트 기사, RTG로부터의 추진력 언급

외부 링크