La propulsión nuclear incluye una amplia variedad de métodos de propulsión que utilizan alguna forma de reacción nuclear como su principal fuente de energía. La idea de utilizar material nuclear para la propulsión se remonta a principios del siglo XX. En 1903 se planteó la hipótesis de que el material radiactivo, el radio , podría ser un combustible adecuado para los motores de propulsión de automóviles, aviones y barcos. [1] HG Wells recogió esta idea en su obra de ficción de 1914 The World Set Free . [2]
Barcos de superficie, submarinos y torpedos
Los buques de propulsión nuclear son principalmente submarinos militares y portaaviones . Rusia es el único país que actualmente tiene barcos civiles de superficie de propulsión nuclear, principalmente rompehielos . Los EE. UU. Actualmente (a julio de 2018) tienen 11 portaaviones en servicio, y todos funcionan con reactores nucleares. Para obtener artículos más detallados, consulte:
Uso marítimo civil
- Propulsión nuclear marina para uso civil
- Lista de buques nucleares civiles
Uso marítimo militar
- Armada nuclear
- Lista de reactores navales de los Estados Unidos
- Reactores navales soviéticos
- Submarino nuclear
Torpedo
El noticiero ruso Channel One Television transmitió una imagen y detalles de un torpedo de propulsión nuclear llamado Status-6 aproximadamente el 12 de noviembre de 2015. Se dijo que el torpedo tenía un alcance de hasta 10.000 km, una velocidad de crucero de 100 nudos y una profundidad operativa de hasta 1000 metros por debajo de la superficie. El torpedo llevaba una ojiva nuclear de 100 megatones. [3]
Una de las sugerencias que surgieron en el verano de 1958 de la primera reunión del grupo asesor científico que se convirtió en JASON fue la de "un torpedo de propulsión nuclear que pudiera vagar por los mares casi indefinidamente" . [4]
Aeronaves y misiles
La investigación de aviones de propulsión nuclear fue llevada a cabo durante la Guerra Fría por Estados Unidos y la Unión Soviética, ya que presumiblemente permitirían a un país mantener bombarderos nucleares en el aire durante períodos de tiempo extremadamente largos, una táctica útil para la disuasión nuclear . Ninguno de los dos países creó ningún avión nuclear operativo. Un problema de diseño, que nunca se resolvió adecuadamente, fue la necesidad de un blindaje pesado para proteger a la tripulación de la enfermedad por radiación . Desde el advenimiento de los misiles balísticos intercontinentales en la década de 1960, la ventaja táctica de tales aviones disminuyó considerablemente y se cancelaron los proyectos respectivos. Debido a que la tecnología era intrínsecamente peligrosa, no se consideró en contextos no militares. Los misiles de propulsión nuclear también se investigaron y se descartaron durante el mismo período.
Aeronave
- Convair X-6
- Myasishchev M-50 - El engaño de la semana de la aviación [6]
- Propulsión nuclear de aeronaves : proyecto de General Electric para construir un bombardero de propulsión nuclear
- Tupolev Tu-95LAL
Misiles
- Proyecto Plutón : que desarrolló el misil SLAM , que utilizaba un estatorreactor de aire de propulsión nuclear para la propulsión.
- El misil de crucero de propulsión nuclear Burevestnik anunciado por Vladimir Putin en 2018. [7]
Astronave
Se han propuesto muchos tipos de propulsión nuclear y algunos de ellos (por ejemplo, NERVA ) se han probado para aplicaciones en naves espaciales.
Propulsión de pulso nuclear
- Proyecto Orion , primer estudio de diseño de ingeniería de propulsión de pulso nuclear (es decir, explosión atómica)
- Proyecto Daedalus , estudio de la Sociedad Interplanetaria Británica de la década de 1970 de un cohete de fusión
- Proyecto Longshot , Academia Naval de EE . UU. -Diseño de propulsión de pulso nuclear de la NASA
- AIMStar , una nave propulsora de pulso nuclear catalizada por antimateria que utiliza nubes de antiprotones para iniciar la fisión y fusión dentro de las pastillas de combustible.
- ICAN-II , una nave espacial interplanetaria tripulada propuesta que utilizó el motor de propulsión de pulso nuclear catalizado por antimateria como su principal forma de propulsión.
- Propulsión de plasma pulsada externa (EPPP), un concepto de propulsión de la NASA que deriva su empuje de ondas de plasma generadas a partir de una serie de pequeños pulsos de fisión / fusión supercríticos detrás de un objeto en el espacio.
Cohete termal nuclear
- Los cohetes térmicos nucleares bimodales conducen reacciones de fisión nuclear similares a las empleadas en plantas de energía nuclear, incluidos los submarinos. La energía se utiliza para calentar el propulsor de hidrógeno líquido. Los defensores de las naves espaciales de propulsión nuclear señalan que en el momento del lanzamiento, casi no se libera radiación de los reactores nucleares. Los cohetes de propulsión nuclear no se utilizan para despegar de la Tierra. Los cohetes térmicos nucleares pueden proporcionar grandes ventajas de rendimiento en comparación con los sistemas de propulsión química. Las fuentes de energía nuclear también podrían usarse para proporcionar energía eléctrica a la nave espacial para operaciones e instrumentación científica. [8]
- NERVA - Energía nuclear de la NASA para aplicaciones de vehículos cohete, un programa de cohetes térmicos nucleares de EE. UU.
- Project Rover : un proyecto estadounidense para desarrollar un cohete térmico nuclear. El programa se desarrolló en el Laboratorio Científico de Los Alamos desde 1955 hasta 1972.
- Proyecto Timberwind 1987-1991
Ramjet
- Estatorreactor Bussard , un estatorreactor de fusión interestelar conceptual que lleva el nombre de Robert W. Bussard .
Nuclear directa
- Cohete de fragmentos de fisión
- Vela de fisión
- Cohete de fusión
- Cohete reactor de núcleo de gas
- Cohete nuclear de agua salada
- Cohete de radioisótopos
- Cohete fotónico nuclear
Eléctrico nuclear
- Cohete eléctrico nuclear
- Proyecto Prometheus , desarrollo de propulsión nuclear de la NASA para vuelos espaciales de larga duración, iniciado en 2003
Desarrollo de la Agencia Espacial Federal Rusa
Anatolij Perminov , director de la Agencia Espacial Federal Rusa , anunció [ ¿cuándo? ] que va a desarrollar una nave espacial de propulsión nuclear para viajes al espacio profundo. [9] [10] El diseño preliminar se realizó en 2013, y se planea desarrollar 9 años más (en montaje espacial). El precio se fija en 17 mil millones de rublos (600 millones de dólares). [11] La propulsión nuclear tendría una clase de megavatios, [12] [13] proporcionó los fondos necesarios, afirmó Roscosmos Head.
Este sistema consistiría en una energía nuclear espacial y una matriz de motores de iones. "... La temperatura del gas inerte caliente de 1500 ° C del reactor hace girar las turbinas. La turbina hace girar el generador y el compresor, que hace circular el fluido de trabajo en un circuito cerrado. El fluido de trabajo se enfría en el radiador. El generador produce electricidad para el mismo motor de iones (plasma) ... " [14] [ verificación fallida ]
Según él, la propulsión podrá apoyar la misión humana a Marte , y los cosmonautas permanecerán en el planeta Rojo durante 30 días. Este viaje a Marte con propulsión nuclear y una aceleración constante tomaría seis semanas, en lugar de ocho meses usando propulsión química, asumiendo un empuje 300 veces mayor que el de la propulsión química. [15] [16]
Vehículos terrestres
Carros
La idea de fabricar automóviles que usaran material radiactivo, radio , como combustible se remonta al menos a 1903. El análisis del concepto en 1937 indicó que el conductor de un vehículo de este tipo podría necesitar una barrera de plomo de 50 toneladas para protegerlo de la radiación . [17]
En 1941, el Dr. RM Langer, un físico de Caltech , propuso la idea de un automóvil propulsado por uranio 235 en la edición de enero de Popular Mechanics . Lo siguió William Bushnell Stout , diseñador del Stout Scarab y ex presidente de la Sociedad de Ingenieros , el 7 de agosto de 1945 en el New York Times . El problema de blindar el reactor siguió haciendo que la idea no fuera práctica. [18] En diciembre de 1945, un John Wilson de Londres, anunció que había creado un automóvil atómico. Esto generó un interés considerable. El Ministro de Combustible y Energía junto con un gran contingente de prensa acudieron a verlo. El coche no apareció y Wilson afirmó que había sido saboteado. Un caso judicial posterior concluyó que era un fraude y que no había un automóvil de propulsión nuclear. [19] [20]
A pesar del problema del blindaje, a finales de la década de 1940 y principios de la de 1950 continuó el debate en torno a la posibilidad de los coches de propulsión nuclear. El desarrollo de submarinos y barcos de propulsión nuclear y los experimentos para desarrollar un avión de propulsión nuclear en ese momento mantuvieron viva la idea. [21] Los artículos rusos a mediados de la década de 1950 informaron del desarrollo de un automóvil de propulsión nuclear por el profesor VP Romadin, pero nuevamente el blindaje resultó ser un problema. [22] Se afirmó que sus laboratorios habían superado el problema del blindaje con una nueva aleación que absorbía los rayos. [23]
En 1958, a la altura de la década de 1950 la cultura americana del automóvil había por lo menos cuatro de propulsión nuclear teóricos coches de concepto propuesto, el estadounidense Ford Nucleon y Studebaker Packard Astral , así como la francesa Simca Fulgur diseñados por Robert Opron [24] [25] y el Arbel Symétric . Aparte de estos modelos conceptuales, no se construyó ninguno ni se fabricó ninguna central nuclear automotriz. El ingeniero de Chrysler , CR Lewis, había descartado la idea en 1957 debido a las estimaciones de que un automóvil de 3000 lb (1400 kg) requeriría un motor de 80.000 lb (36.000 kg). Su opinión era que se necesitaba un medio eficiente de almacenar energía para que la energía nucleoeléctrica fuera práctica. [26] A pesar de esto, los estilistas de Chrysler en 1958 elaboraron algunos diseños posibles.
En 1959 se informó que Goodyear Tire and Rubber Company había desarrollado un nuevo compuesto de caucho que era ligero y absorbía la radiación, lo que evitaba la necesidad de un blindaje pesado. Un periodista en ese momento consideró que podría hacer que los autos y aviones de propulsión nuclear fueran una posibilidad. [27]
Ford fabricó otro modelo potencialmente de propulsión nuclear en 1962 para la Feria Mundial de Seattle , el Ford Seattle-ite XXI . [28] [29] Esto tampoco fue más allá del concepto inicial.
En 2009, para el centenario de la adquisición de Cadillac por parte de General Motors , Loren Kulesus creó un arte conceptual que representa un automóvil impulsado por torio . [30]
Otro
El Chrysler TV-8 era un tanque de concepto experimental diseñado por Chrysler en la década de 1950. El tanque estaba destinado a ser un tanque mediano de propulsión nuclear capaz de realizar una guerra terrestre y anfibia. El diseño nunca se fabricó en serie. [31] El rover de Marte Curiosity funciona con un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), como los exitosos módulos de aterrizaje Viking 1 y Viking 2 Mars en 1976. [32] [33]
Ver también
- Motor de fisión seguro y asequible
- Propulsión de naves espaciales con propulsión eléctrica
Referencias
- ^ Algunos usos prácticos de los rayos de radio, La República, domingo 13 de septiembre de 1903
- ^ La nueva fuente de energía, The World Set Free, HG Wells, Collins, Londres y Glasgow, edición de 1956, página 55
- ^ Rusia revela torpedo nuclear gigante en la televisión estatal 'fuga' , noticias de la BBC, 12 de noviembre de 2015 - consultado el 27 de noviembre de 2015
- ↑ Science Magazine, 29 de noviembre de 1991, p.1284
- ^ Thornton, G; Blumbeg, B. (enero de 1961). "Experimentos del reactor de transferencia de calor de propulsión nuclear de aviones cumplen los objetivos de la prueba". Nucleónica . McGraw-Hill. 19 (1). ISSN 0096-6207 .
- ^ Norris, Guy (14 de octubre de 2014). "Falsos comienzos para la era atómica de la aviación" . Semana de la aviación . Consultado el 17 de octubre de 2014 .
- ^ Gady, Franz-Stefan (2 de marzo de 2018). "Rusia revela 'imparable' misil de crucero de propulsión nuclear" . El diplomático . Consultado el 26 de marzo de 2018 .
- ^ Contacto: Gynelle C. Steele (15 de julio de 2005). "F-22 Raptor Stealth" . Investigación y tecnología de NASA Glenn . Consultado el 8 de julio de 2009 .
- ^ La Agencia Espacial Rusa anuncia planes para construir un cohete espacial profundo de propulsión nuclear
- ^ Rusia y Estados Unidos para discutir el proyecto de nave espacial propulsada por armas nucleares
- ^ Los rusos viajarán en una nave espacial de propulsión nuclear a Marte // 2009
- ^ Page, Lewis (5 de abril de 2011). "Rusia, la NASA para mantener conversaciones sobre naves espaciales de propulsión nuclear. Los moscovitas tienen las pelotas pero no el dinero" . El registro . Consultado el 26 de diciembre de 2013 .
- ^ "Entrevista: académico Anatoly Koroteyev Una mirada al interior del sistema de propulsión de energía nuclear de Rusia" (PDF) . Siglo 21. Otoño / Invierno 2012-2013 . Consultado el 26 de diciembre de 2013 . Verifique los valores de fecha en:
|date=
( ayuda ) - ^ (en ruso) Académico Anatoly Koroteev: "La energía nuclear puede proporcionar un salto cualitativo en el desarrollo del espacio"
- ^ La propulsión espacial para la misión marciana se puede desarrollar en 6-9 años
- ^ Rusia lidera la carrera espacial nuclear después de la salida de EE. UU.
- ^ The Science Review, números 1 a 12, Club de Ciencias de la Universidad de Melbourne, Universidad de Melbourne, 1937, página 22
- ^ Automobile Quarterly, volumen 31 número 1, 1992, páginas 14-29
- ^ Primer coche atómico "saboteado", Townsville Daily Bulletin, Queensland, Australia, lunes 3 de diciembre de 1945 página 2
- ^ El engaño de "Atomic Car" - inventor anciano obtiene sentencia de meta, Cairns Post, Queensland Australia, lunes 22 de julio de 1946, página 3
- ^ "Benson Ford plantea un desafío a los automóviles de propulsión atómica" . El Brooklyn Daily Eagle . 2 de octubre de 1951. p. 3 . Consultado el 4 de junio de 2015 , a través de Newspapers.com .
- ↑ Reading Eagle, domingo 20 de febrero de 1955, página 8
- ^ Automóvil con motor atómico reclamado ruso, The victoria Advocate, Victoria, Texas, domingo 30 de enero de 1955, página 7
- ^ "Coches radiactivos del siglo XX" . Archivado desde el original el 26 de octubre de 2018 . Consultado el 26 de abril de 2012 .
- ^ "Une anticipation Simca: la" fulgur " " (en francés) . Consultado el 26 de abril de 2012 .
- ^ Revistas Hearst (abril de 1957). "Los mecánicos populares del automóvil impulsado por Atom" . Mecánica popular . Revistas Hearst. pag. 141.
- ^ Advenimiento del avión propulsado por átomos a alta velocidad, Ray Cromley, The Victoria Advocate, Victoria, Texas, miércoles 24 de junio de 1959, página 4
- ^ Hanlon, Mike. "Ford Seattle-ite: uno de los concept cars más importantes de la historia" . Gizmag.com . Consultado el 26 de abril de 2012 .
- ^ "1962 Ford Seattle-ite XXI" . Archivado desde el original el 12 de mayo de 2013 . Consultado el 26 de abril de 2012 .
- ^ WTF? Cadillac World Thorium Fuel Concept?
- ^ Hunnicutt 1990 , p. 36.
- ^ "Generador termoeléctrico de radioisótopos de misiones múltiples" (PDF) . NASA / JPL. 1 de enero de 2008. Archivado desde el original (PDF) el 13 de agosto de 2012 . Consultado el 6 de agosto de 2012 .
- ^ "Exploración de Marte: energía de radioisótopos y calentamiento para la exploración de la superficie de Marte" (PDF) . NASA / JPL. 18 de abril de 2006 . Consultado el 7 de septiembre de 2009 .
Otras lecturas
- Bussard, R .; DeLauer, R. (1958). "Propulsión de cohetes nucleares". McGraw-Hill. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - Bussard, R. (1965). "Fundamentos del vuelo nuclear". McGraw-Hill. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - Cushin, Harry (abril de 1951). "Energía atómica - En tu coche" . Tendencia del motor .
enlaces externos
- Propulsión espacial nuclear: NASA 1968 enYouTube
- SK Borowski et al., "Opciones de diseño de cohetes / vehículos térmicos nucleares para futuras misiones de la NASA a la Luna y Marte", Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los EE. UU., NASA-TM-0107071, septiembre de 1993.
- WE Moeckel, "Sistemas de propulsión para la exploración tripulada del sistema solar", Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de EE. UU., NASA TM X-1864, agosto de 1969.
- GR Schmidt, JA Bonometti y PJ Morton, "Propulsión de pulso nuclear: Orión y más allá", Am. Inst. Aero. Astro., AIAA 2000-3856, julio de 2000.
- Página de inicio de RKA en inglés
- (en japonés) ソ ヴ ィ エ ト 連邦 に お け る 宇宙 用 原子 炉 の 開 発 と そ の 実 用
- (en ruso) Página de inicio de RKA en ruso
- (en ruso) Programa de investigación espacial fundamental de la RKA 2006-2015
- Programa espacial ruso
- Atomic Rockets - Diseños realistas diez conceptos especulativos de la NASA
- RW Bussard, Un sistema avanzado de energía de fusión para la propulsión espacial del planeta exterior, 2003
- Estudio de tecnologías de propulsión nuclear para aplicaciones espaciales, A. Micks, 15 de marzo de 2013
- Sueños de vuelo nuclear: los programas NEPA y ANP
- Propulsión de plasma pulsado externo (EPPP)