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作者： 马婧 来源：星际智汇 2018年10月29日，俄罗斯国家采购网公告称，凯尔迪什研究中心在地面模拟太空环境成功对兆瓦级核能动力装置的关键组件——散热系统的样机进行地面试验，并取得预期结果。这是俄兆瓦级核能动力装置研制项目一项重要进展。 俄罗斯兆瓦级空间核能动力装置由能源组件和电推进组件两大部分构成。能源组件是利用核反应堆产生电能，主要组成包括三个部分：用于加热工质的核反应堆装置、用于热能转换为电能的涡轮发电机-压缩机装置（压缩机用于保证工质沿封闭回路循环），以及用于向空间散热降温的制冷辐射器装置。电推进组件是利用电能产生推力，由12个霍尔稳态等离子电推进器组成（其中2个备用）。根据设计参数，核反应堆输出热功率为4兆瓦，涡轮发电机输出电功率为1兆瓦，单个电推进器输入电功率为100千瓦，产生推力0.71～0.87千克力，效率约60%。 俄罗斯兆瓦级核能动力装置原理图 俄罗斯兆瓦级空间核能动力装置的散热系统由凯尔迪什研究中心负责研制，拟采用液滴式制冷辐射器装置。它由发生器、液滴收集器、泵和热交换器组成，并由护板组装在一起。俄国家采购网公告称，凯尔迪什研究中心在高度接近太空环境的地面实验室中，成功完成液滴式制冷辐射器样机试验，测试了发生器和液滴收集器的试验样机，验证了热交换器的工作规律，所有试验内容全部顺利完成，试验结果均达到相关技术任务书的要求。 采用液滴式制冷辐射器的核能动力装置配置示意图 2009年10月，俄航天局长向俄总统提出“基于兆瓦级核能动力装置的运输-动力模块舱”的重大创新项目，拟建造带有核能动力装置的空间运输系统。项目于2010年6月获批，由俄航天局（现俄航天国家集团公司）与俄原子能国家集团公司共同负责项目方案设计。兆瓦级核能动力装置作为项目核心，其研制工作由凯尔迪什研究中心牵头，多家企业和机构参与。其中，核反应堆由多列扎利动力技术设计研究所、库尔恰托夫研究所等单位联合研制，涡轮发电机-压缩机装置由化工机械制造设计局、化工自动化设计局等单位合作研制，制冷辐射器装置和电推进器组件则由凯尔迪什研究中心负责研制。项目2012年完成总体方案设计，计划2020年制造出带有兆瓦级核能动力装置的空间运输系统的飞行试验样机。 俄罗斯对空间核动力技术的应用前景主要提出以下几个方面：一是用于深空探测，利用核能动力装置可大幅减少系统起飞质量，有助于实现建立月球基地、载人火星考察、星际航行等大规模太空研究探索任务；二是用于航天器轨道转移，使用带有核能动力装置的“太空拖船”可显著降低将航天器送入高轨的成本；三是用于太空垃圾清除，保护地球免受彗星、陨石等威胁。空间核动力装置具有重量轻、体积小、抗辐射能力强、寿命长、窗口利用率高等特点。俄专家认为，发展空间核动力技术意义重大，将确保俄罗斯在未来50年能继续保持世界航天大国地位，并且在全球航天竞赛中始终处于领先位置。 |
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