Войти
 Изображение SNAP 10A Space Nuclear Электростанция | |
| Тип задания | Инженерное дело |
|---|---|
| Оператор | USAF |
| COSPAR ID | 1965-27A |
| SATCAT номер | 01314  |
| Продолжительность задания | 43 дня |
| Характеристики космического корабля | |
| Производитель | Atomics International |
| Стартовая масса | 440 кг (970 фунтов) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 3 апреля 1965, 21:25 (1965-04-03UTC21: 25) |
| Ракета | Атлас-Аджена D |
| Место старта | База Ванденберг, PALC2-4 |
| Параметры орбиты | |
| Система отсчета | Геоцентрический |
| Режим | Низкая Земля |
| Эксцентриситет | 0,00319 |
| Высота перигея | 1268 км (788 миль) |
| Высота апогея | 1317 км (818 миль) |
| Наклон | 90,2 ° |
| Период | 111,4 минут |
| Эпоха | 3 апреля 1965 г. |
| Системы вспомогательной ядерной энергетики ← SNAP-9A SNAP -11 → | |
SNAP-10A (Системы для ядерных, вспомогательных мощностей r, он же Снимок для Space Nuclear A Additional Power Shot, также известный как OPS 4682, COSPAR 1965-027A) был американским экспериментальным ядерным спутником, запущенным в космос в 1965 году в рамках программы SNAPSHOT. Испытание ознаменовало собой первую в мире эксплуатацию ядерного реактора на орбите и первую работу системы ионного двигателя на орбите. Это единственный реактор деления энергосистема, запущенная в космос Соединенными Штатами. Реактор перестал работать всего через 43 дня из-за отказа электрического компонента неядерного происхождения. Реактор Системы вспомогательной ядерной энергетики (SNAP) был специально разработан для использования в спутниках в 1950-х и начале 1960-х годов под руководством США. Комиссия по атомной энергии.
Программа Системы вспомогательной ядерной энергии (SNAP), разработанная в результате проекта Feedback, исследования разведывательных спутников Rand Corporation, завершенного в 1954 году. Поскольку некоторые из предложенных спутников требовали высокой мощности, некоторые из которых доходили до нескольких киловатт, Комиссия по атомной энергии США (AEC) запросила серию ядерных электростанций. промышленные исследования в 1951 году. Эти исследования, завершенные в 1952 году, определили, что атомные электростанции технически целесообразны для использования на спутниках.
В 1955 году AEC начала два параллельных проекта ядерной энергетики SNAP. Один, заключенный по контракту с компанией Martin, использовал радиоизотопный распад в качестве источника энергии для своих генераторов; этим растениям были присвоены обозначения SNAP с нечетными номерами, начиная с SNAP-1. Другой проект использовал ядерные реакторы для выработки энергии и был разработан Atomics International Division из North American Aviation. Их системам были присвоены четные обозначения SNAP, первым из которых был SNAP-2.
SNAP-10A была первой ядерной энергосистемой Atomics International, построенной для использования в космосе. Разработанный на основе проекта SNAP-10 мощностью 300 Вт, SNAP-10A соответствовал требованиям Министерства обороны 1961 года для системы мощностью 500 Вт.
Большая часть разработки систем и испытаний реакторов проводилась на месторождении Санта-Сусана. Лаборатория, округ Вентура, Калифорния, с использованием ряда специализированных помещений.
SNAP-10A состоит из трех основных компонентов: компактного ядерного реактора, рефлектора реактора и системы управления, система теплопередачи и преобразования энергии.
Реактор имеет длину 39,62 см (15,6 дюйма), диаметр 22,4 см (8,8 дюйма) и вмещает 37 топливных стержней, содержащих U в виде уран-цирконий- гидридное топливо. Реактор SNAP-10A был рассчитан на выходную тепловую мощность 30 кВт и неэкранированный вес 650 фунтов (290 кг). Реактор можно идентифицировать в верхней части блока SNAP-10A.
Отражатели были расположены вокруг реактора снаружи, чтобы обеспечить средства для управления реактором. Отражатели состояли из слоя бериллия, который отражал нейтроны, что позволяло реактору начинать и поддерживать процесс деления. Отражатели были проведены на месте с помощью удерживающей полосы на якоре с помощью взрывчатого болт. Когда отражатель был выброшен из блока, реактор не смог выдержать реакцию ядерного деления, и реактор навсегда остановился.
эвтектика натрий-калий (NaK ) сплав использовался в качестве охлаждающей жидкости в СНАП-10А. NaK циркулировал через сердечник и термоэлектрические преобразователи с помощью жидкометаллического насоса постоянного тока. Термоэлектрические преобразователи (обозначенные как длинный белый «фартук») представляют собой легированные кремний-германиевые материалы, термически связанные, но электрически изолированные от теплоносителя NaK. Разница температур между NaK на одной стороне термоэлектрического преобразователя и холодом космоса на другой создала электрический потенциал и полезное электричество.
SNAP-10A был запущен с авиабазы Ванденберг ракетой ATLAS Agena D 3 апреля 1965 года на низкую околоземную орбиту высотой прибл. 1300 км. Он находится на слегка ретроградной полярной орбите - это гарантировало, что отработанные ступени ракеты приземлялись в океане. Его ядерный источник электроэнергии, состоящий из термоэлектрических элементов, был предназначен для выработки более 500 ватт электроэнергии в течение одного года. Через 43 дня бортовой регулятор напряжения внутри космического корабля, не связанный с реактором SNAP, вышел из строя, в результате чего активная зона реактора была остановлена после достижения максимальной выходной мощности 590 Вт.
После сбоя системы в 1965 году реактор оставался на орбите Земли длиной 1300 километров (700 морских миль) на ожидаемую продолжительность 4000 лет.
В ноябре 1979 года аппарат начал разлетаться, в конечном итоге потеря 50 кусков прослеживаемого мусора. Причины неизвестны, но причиной могло стать столкновение. Хотя основной корпус остается на месте, радиоактивный материал мог быть выпущен. Более позднее исследование, опубликованное в 2008 году и основанное на данных Haystack, предполагает, что есть еще 60 или более обломков размером <10 cm
Тест SNAPSHOT включал цезий ионный двигатель в качестве вторичной полезной нагрузки, первое испытание двигательной системы космического корабля с электрическим приводом для работы на орбите (после суборбитальных испытаний SERT-1 в 1964 году). Источник питания ионного пучка работал при 4500 В и 80 мА для создания тяги около 8,5 мН. Ионный двигатель должен был работать от батарей в течение примерно одного часа, а затем батареи должны были заряжаться в течение примерно 15 часов, используя 0,1 кВт от номинальной 0,5 кВт системы SNAP в качестве источника питания. Ионный двигатель проработал менее 1 часа, прежде чем был отключен на постоянной основе. Анализ полетных данных показал значительное количество высоковольтных пробоев, которые, по-видимому, вызывали электромагнитные помехи (EMI), вызывающие отклонения положения космического корабля. Наземные испытания показали, что электрическая дуга в двигателе создает и излучает электромагнитные помехи, значительно превышающие проектные уровни.
Программа реактора SNAP потребовала программы обеспечения безопасности и привела к созданию Программы безопасности аэрокосмической ядерной безопасности. Программа была создана для оценки ядерных опасностей, связанных со строительством, запуском, эксплуатацией и утилизацией систем SNAP, и для разработки проектов, обеспечивающих их радиологическую безопасность.
Atomics International несла основную ответственность за безопасность, в то время как Sandia National Laboratories отвечала за независимую проверку аэрокосмической безопасности и провела множество тестов на безопасность. Прежде чем был разрешен запуск, необходимо было получить доказательства того, что при любых обстоятельствах запуск реактора не будет представлять серьезной угрозы.
Различные испытания были успешно завершены, и доступно несколько видеороликов о разработке и испытаниях. просмотр. Национальная лаборатория Айдахо провела три разрушающих испытания ядерных реакторов SNAP в Test Area North перед запуском SNAP-10A. Разрушительный эксперимент SNAPTRAN-3, проведенный 1 апреля 1964 года, моделировал падение ракеты в океан, намеренно отправив радиоактивные обломки через пустыню Айдахо.
Испытания и разработка радиоактивных материалов вызвали загрязнение окружающей среды на объектах бывшей полевой лаборатории Atomics International в Санта-Сусане (SSFL). Министерство энергетики США отвечает за выявление и устранение радиоактивного загрязнения. (SSFL также использовался Rocketdyne для несвязанных испытаний и разработки ракетных двигателей, в первую очередь для NASA.) На веб-сайте DOE, поддерживающем очистку объекта, подробно рассказывается об историческом развитии ядерной энергетики на SSFL. включая дополнительную информацию о тестировании и разработке SNAP.
Atomics International также разработала и испытала другие компактные ядерные реакторы, включая экспериментальный реактор SNAP (SER), SNAP-2, реактор разработки SNAP-8 (SNAP8- DR) и экспериментального реактора SNAP-8 (SNAP-8ER) в полевой лаборатории Санта-Сусаны (см. Статью Системы вспомогательной ядерной энергии ). Atomics International также построила и эксплуатировала Sodium Reactor Experiment, первую в США атомную электростанцию, обеспечивающую электроэнергией энергосистему общего пользования.
По состоянию на 2010 год более 30 ядерных энергосистем с малым делением в космос отправлены реакторы на советских спутниках RORSAT ; кроме того, более 40 радиоизотопных термоэлектрических генераторов были использованы во всем мире (в основном в США и СССР) в космических миссиях.
Портал космических полетов 